現(xiàn)代生物技術在乳品工業(yè)中的應用

冷進松

在我國人民生活水平的不斷提高的今天，不僅對乳制品的需求有更高的要求，對乳品的質(zhì)量也不斷的挑剔。在人們看來乳制品應該能供給他們?nèi)珒r合理的優(yōu)良鈣質(zhì)、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和維生素等營養(yǎng)素的最理想食品。而且近幾年來，隨著基礎科學間的滲透作用和不斷前進以及技術水平的不斷提高，乳品行業(yè)已普遍采用最新生物技術應用在在產(chǎn)品的生產(chǎn)管理中。因此乳制品行業(yè)已經(jīng)逐漸成為我國食品行業(yè)中增長速度最快最好的行業(yè)之一。

1、現(xiàn)代生物技術在改善乳制品質(zhì)量的應用

1.1基因工程增加乳制品中某種必需乳蛋白

基因工程技術是分子遺傳學和工程技術相結合的產(chǎn)物，是生物技術中的核心技術。它采用類似工程設計的方法，按照人類的需要將具有遺傳信息的基因，再離開生物體的情況下進行剪切、組合、拼裝，然后把這種人工組裝的基因轉(zhuǎn)入宿主細胞內(nèi)進行大量復制，使遺傳信息在新的宿主細胞內(nèi)或個體中高速繁殖，以創(chuàng)造新的生物。基因工程主要包括重組DNA、基因缺失、基因加倍、導入外源基因及改變基因位置等分子生物學技術手段，它為定向改變生物性狀提供了理論和技術支持。將這項技術應用于動植物上即生產(chǎn)基因工程食品?；蚬こ虘糜谌橹破肪哂泻芏鄡?yōu)點：第一點，提高乳制品營養(yǎng)品質(zhì)，如基因重組的牛生長激素可提高牛的產(chǎn)奶量，減少脂肪的含量，營養(yǎng)更豐富，風味更佳；第二點，提高乳制品的蛋白質(zhì)含量，通過基因工程可增加乳制品中必需氨基酸（如甲硫氨酸、賴氨酸）的含量，還能提高乳制品的功能特性，拓寬植物蛋白的使用；第三點，增加乳制品的碳水化合物的含量；第四點，基因工程，尤其是克隆技術，可提高畜牧含量滿足乳制食品的需求。轉(zhuǎn)基因動物不僅使產(chǎn)奶量增加，而且還可以得到具有特殊功能的奶制品，例如去如糖牛奶、低脂牛奶、低脂固醇、低脂肪乳制食品；第五點，通過轉(zhuǎn)基因技術不僅可以改變?nèi)橹破分兄舅岬慕Y構，而且還能促使其中脂肪結構本身的生物協(xié)同作用，利用基因工程可以有計劃有目的地設計出許多新的脂肪和油脂，以滿足許多功能性乳制品生產(chǎn)的需求。

1.2酶工程通過促進物質(zhì)轉(zhuǎn)化來提高乳制品的質(zhì)量

酶工程利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能或?qū)γ高M行修飾改造，并借助生物反應器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的技術。主要包括酶的固定化技術、細胞固定化技術、酶的修飾改造技術及酶反應器的設計技術等。生產(chǎn)出人們所需產(chǎn)品的技術。對于嬰幼兒來說母乳是最好營養(yǎng)素最全面的食物，但是也有一些嬰兒缺少或者得不到母乳喂養(yǎng)，他們就需要一種營養(yǎng)素全面并接近母乳的乳制品來成長?，F(xiàn)代生物技術廣泛的應用在工業(yè)化酶制劑的品質(zhì)改良和新品種的開發(fā)，并取得了巨大的成果。例如過氧化氫酶主要用于清除乳制品中多余的過氧化氫，從而利用雙氧水殺死致病菌；超氧化酶用于乳清脫色等；巰基氧化酶用于去除乳制品因超高溫殺菌而產(chǎn)生的糊味；脂肪酶用于乳制品增香；另外利用凝乳酶可制作干酪；用乳糖酶處理乳汁品，防止乳糖結晶析出；真菌或酵母乳糖酶可用于全奶、奶酪和冰淇淋中，是乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，從而防止制品粗糙，提高口感。酶工程也能修飾乳脂肪，通過脂肪酶的轉(zhuǎn)脂作用對乳中甘油三酯進行修飾，改善乳脂肪的性質(zhì)，特別是改善脂肪的融化性、乳化性， 并使乳制品保持原有的良好風味和純度， 有利于乳脂肪在產(chǎn)品中的穩(wěn)定性，從而保證乳制品的質(zhì)量。

1.3現(xiàn)代發(fā)酵工程能形成高品質(zhì)的乳制品生物反應器

發(fā)酵工程又稱微生物工程，是傳統(tǒng)的發(fā)酵技術與DNA重組、細胞融合、分子修飾和改造等技結合并發(fā)展起來的現(xiàn)代發(fā)酵技術。它是在人工控制的條件下，利用微生物的特定性狀，通過現(xiàn)代化生物技術生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應用于工業(yè)化生產(chǎn)，術是主要利用菌株的生理生化代謝機制用于菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵來生產(chǎn)工業(yè)原料或工現(xiàn)代發(fā)酵工程主要包括微生物資源的開發(fā)利用；微生物菌種的選育、培養(yǎng)；固定化細胞技術；生物反應器設計；發(fā)酵條件的利用及自動化控制；產(chǎn)品的分離提純技術。例如生產(chǎn)酸奶和奶酪。發(fā)酵工程憑借其自身投資少、見效時間短、污染較小的優(yōu)點應用在工業(yè)上生產(chǎn)上。開展發(fā)酵工程對乳制品的生產(chǎn)是有很大好處的。實現(xiàn)了乳制品生產(chǎn)上的一個重大突破。新生產(chǎn)出的酸奶發(fā)酵劑的活性強，不需要大面積培養(yǎng)，可直接使用，酸奶廠家可以根據(jù)實際情況隨意選擇，這不僅僅增加了酸奶產(chǎn)品的樣式，同時也省去了菌種車間的占地面積，減少了工作人員的數(shù)量，大尺度的簡化了酸奶的生產(chǎn)工藝。

1.4新型殺菌技術保持長時間的高品質(zhì)乳制品質(zhì)量

溫度過高會影響乳制品的質(zhì)量，不僅會降低食品中功能性成分的生理活性，還有可能影響色、香、味以及其營養(yǎng)成分。冷殺菌技術作為一門新興的殺菌技術，對殺菌的溫度要求較低，很好的解決了上述問題。乳制品用射線輻照處理時，射線可以穿過包裝和冷凍層，殺死乳制品表面和內(nèi)部的微生物、害蟲和寄生蟲，而且在輻照過程中，溫度幾乎沒有升高，有“高效冷殺菌”之稱；處理得當?shù)妮椪杖橹破泛托迈r乳制品在外觀形態(tài)、組織結構及色香味品質(zhì)方面很難加以區(qū)別，具有良好的保鮮效果；此外輻射處理所消耗的能源少。還有一種乳制品超高壓處理殺菌技術，“所謂高壓食品”與加熱殺菌同樣是將乳制品密封于彈性容器或無菌泵系統(tǒng)中，以水或其他流體作為傳遞壓力的媒介物，在高壓下和在常溫或低溫度下作用一段時間，以達到加工保藏的目的，而食物味道、風味和營養(yǎng)價值不受或很少受影響的一種加工辦法，即以加壓取代加熱而成。

2、應用現(xiàn)代生物技術實現(xiàn)高質(zhì)量的乳品檢測中

在乳制品中絕大多數(shù)都是牛乳制品，所以以下就以牛乳為例，說明生物傳感器如何檢驗乳制品的新鮮度。生物傳感器實際上是一個菌數(shù)測定儀，而牛乳新鮮度傳感器最早由高橋福辛發(fā)明的，其原理是測定的電流值與試樣中的細菌總數(shù)成正比關系，電流值越大表明細菌菌數(shù)越多，說明牛乳越不新鮮。要想檢驗乳制品的新鮮程度就要從長時間放置乳制品過程中發(fā)生變化的成分入手，我們可以發(fā)現(xiàn)受細菌的污染作用產(chǎn)生乳酸， 因此， 乳酸含量也可表示牛乳的鮮度。

隨著科學技術、農(nóng)業(yè)的日益發(fā)展，食品原料日趨豐富，人民生活水平的不斷提高和生活節(jié)奏的加快，人們的視頻消費觀念已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一性、繁瑣性轉(zhuǎn)向現(xiàn)代的多樣性、快捷性、營養(yǎng)性和安全性，這對食品工業(yè)提出了更高要求，即必須給顧客提供更好的質(zhì)量、更多的選擇、更高的價值和更低價格的產(chǎn)品。在這種情況下，促使大量的高新生物技術在食品行業(yè)得到廣泛的應用，大中型企業(yè)設備裝備水平有了較大的提高，尤其是乳制品行業(yè)，我國乳制品機械設備制造水平正在逐步適應食品工業(yè)的發(fā)展和技術設備改造的要求。

（作者單位：吉林工商學院食品工程學院）