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發(fā)酵工程在功能性食品中應(yīng)用.ppt

來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年12月11日 10:52

發(fā)酵工程在功能性食品中應(yīng)用

2.3維生素C的發(fā)酵法生產(chǎn) 維生素C,又名L-抗壞血酸,為人體所必需的維生素,并作為許多具有重要生理功能的金屬酶的輔助因子,參與膠原蛋白的羥基化、肉堿生物合成、多巴胺羥基化等多種代謝活動(dòng)。同時(shí)維生素C還是一種重要的自由基清除劑,可清除超氧陰離子(O2–·)、羥自由基(OH·)和烷過(guò)氧基(ROO·)等,這些自由基被認(rèn)為與癌癥、心血管疾病等密切相關(guān)。維生素C廣泛用于食品、功能性食品、藥品和化妝品中,目前世界總產(chǎn)量每年近80000t,總值超過(guò)6億美元,市場(chǎng)前景廣闊。 * 2.3.1萊氏法工藝 一直為生產(chǎn)維生素C的普遍方法,其基本原理是: D-葡萄糖 H2/Ni D-山梨醇弱氧化醋酸桿菌L-山梨糖丙酮/H2SO4雙丙酮-L-山梨糖高錳酸鉀雙丙酮-L-古洛酸 水解 2-酮基-L-古洛酸 內(nèi)酯化、烯醇化 L-抗壞血酸 * 2.3.2兩次發(fā)酵工藝 由于萊氏工藝路線繁雜冗長(zhǎng),輔助原料消耗量大,自20世紀(jì)60年代開始研究重點(diǎn)集中于微生物發(fā)酵,希望能將D-山梨醇或L-山梨糖直接轉(zhuǎn)化為2-酮基-L-古洛酸。我國(guó)從1969年開始在微生物發(fā)酵-化學(xué)合成法的基礎(chǔ)上進(jìn)行維生素C的兩次發(fā)酵工藝的研究,在1974年取得很大成功,篩選得到以氧化葡萄糖酸桿菌為主要產(chǎn)酸菌,以條紋假單胞菌為伴生菌的自然共生菌絲,兩者共生發(fā)酵時(shí),能L-山梨糖直接轉(zhuǎn)化為2-酮基-L-古洛酸, * 發(fā)酵工程在功能性食品中的應(yīng)用 江學(xué)文 * 1 功能性食品 功能性食品是指強(qiáng)調(diào)其成分對(duì)人體能充分顯示機(jī)體防御功能的工業(yè)化食品,是新時(shí)代對(duì)傳統(tǒng)食品的深層次要求。開發(fā)功能性食品的最終目的,就是要最大限度地滿足人類自身的健康需要。開發(fā)功能性食品,要對(duì)其“安全性”和“功能性”進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià),這就需要明確其中起關(guān)鍵作用的、真正具有生理作用的功效成分,或稱活性成分,功能因子。 * 1.1功效成分 顯然,功效成分是生產(chǎn)功能性食品的關(guān)鍵。就目前而言,業(yè)已確認(rèn)的功效成分,主要包括以下8類: ⑴功能性碳水化合物:如真菌多糖、功能性低聚糖、功能性單雙糖。 ⑵功能性脂類:如ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸、磷脂等。 * ⑶氨基酸、肽與蛋白質(zhì):如牛磺酸、酪蛋白磷肽、降壓肽、免疫球蛋白、酶蛋白等。 ⑷維生素和維生素類似物:包括水溶性維生素、油溶性維生素、生物類黃酮等。 ⑸礦物元素:包括常量、微量元素等。 ⑹植物活性成分:如皂苷、生物堿、萜類化合物、有機(jī)硫化物等。 * ⑺益生菌:主要是乳酸菌類,尤其是雙歧桿菌。 ⑻低能量食品成分:包括蔗糖替代品、脂肪替代品等。 功能性食品的出現(xiàn),標(biāo)志著作為食品中的關(guān)鍵組分,開始從重點(diǎn)要求大量的傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)素,轉(zhuǎn)向重點(diǎn)要求微量的功效成分。 * 1.2高新技術(shù) 由于功效成分普遍具有“微量” 、“高效”和“不穩(wěn)定”的特點(diǎn),應(yīng)用傳統(tǒng)的工程技術(shù),已不能適應(yīng)微量成分的制造,不能開發(fā)出高科技的功能性食品?,F(xiàn)代食品工程高新技術(shù)的出現(xiàn),將有力地促進(jìn)這個(gè)問(wèn)題的圓滿解決。高新技術(shù)在功能性食品生產(chǎn)中所占的比重不斷增大,特別是生物技術(shù)的應(yīng)用得以長(zhǎng)足的發(fā)展,尤其是用在功能性食品配料(即功效成分) * 的生產(chǎn)上,有力地推動(dòng)了食品工業(yè)革命性的變化。就目前而言,生物技術(shù)已在功能性食品生產(chǎn)上得到有效應(yīng)用,上述的8類功效成分中,除植物活性成分一般采用提取分離法外,其余的均可用生物技術(shù)來(lái)高效生產(chǎn)。生物技術(shù),是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理,依靠微生物動(dòng)物植物細(xì)胞及其產(chǎn)生的活性物質(zhì),作為某種化學(xué)反應(yīng)的執(zhí)行者,將原料進(jìn)行加工成某種產(chǎn)品 來(lái)為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)。生物技術(shù)包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程,其中基因工程、 細(xì)胞工程和酶工程在功能性食品產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用已有相關(guān)專著和文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),可做參考。以下主要就發(fā)酵工程在功能性食品的某些應(yīng)用作一概述,并簡(jiǎn)略回顧一下發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展歷史。 * 2.發(fā)酵工程與功能性食品產(chǎn)業(yè) 2.1發(fā)酵技術(shù)的沿革 2.1.1傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵技術(shù)-天然發(fā)酵 主要產(chǎn)品有酒、醋、醬油、泡菜、干酪等,特點(diǎn)是發(fā)酵過(guò)程很難人為控制,生產(chǎn)只能憑經(jīng)驗(yàn),口傳心授。 2.2.2第一代微生物發(fā)酵技術(shù)-純培養(yǎng)技術(shù)的建立 * 德國(guó)人柯赫首先建立了微生物的純培養(yǎng)技術(shù),開創(chuàng)了人為控制發(fā)酵過(guò)程的時(shí)期,加上簡(jiǎn)單密封式發(fā)酵罐的發(fā)明,發(fā)酵管理技術(shù)的改進(jìn),發(fā)酵工業(yè)進(jìn)入了近代化學(xué)工業(yè)的行列。這時(shí)期產(chǎn)品有酒精、丙酮、丁醇、有機(jī)酸、酶制劑等,主要是一些厭氧發(fā)酵和表面固體發(fā)酵產(chǎn)生的初級(jí)代謝產(chǎn)物。 * 2.2.3第二代(近代)微生物發(fā)酵技術(shù)-深層培養(yǎng)技術(shù)可分為兩個(gè)時(shí)期,前一時(shí)期抗生素工業(yè)的發(fā)展,以青霉素的生產(chǎn)為代表,形成規(guī)?;a(chǎn),同時(shí)采用了深層培養(yǎng)技術(shù),即機(jī)械攪拌通氣技術(shù),從而推動(dòng)了抗生素工業(yè)乃至整個(gè)發(fā)酵工業(yè)的快速發(fā)展。這時(shí)期的產(chǎn)品

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