固定化細胞技術的食品工業(yè)應用
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摘要:固定化細胞技術是一種現(xiàn)代化高新技術，該種技術將細胞、酶、原生質(zhì)等物質(zhì)束縛于特殊相中，使之與整體流體分割開來，但是可以實現(xiàn)與效應物與低物的分子交換。目前，固定化細胞技術已經(jīng)在環(huán)保、化工、制藥、食品等領域中得到了應用。本文就固定化細胞技術在食品工業(yè)中的應用進行分析。
關鍵詞:固定化細胞技術;食品工業(yè);應用
固定化技術最早產(chǎn)生于上世紀60～70年代，是指利用化學或物理方式將酶或細胞固定在載體上，可以有效的提升酶的穩(wěn)定性。固定化細胞技術是食品中經(jīng)常使用的一種技術，酶的效力在反復的反應中不會流失，可以連續(xù)生產(chǎn)，節(jié)約成本，因此得到廣泛的應用。
一、固定化細胞的優(yōu)缺點
固定化細胞較之固定化酶有下列優(yōu)點:一是細胞中的酶直接發(fā)揮作用，不用直接從微生物細胞中提取出來，這樣既能有效的保證酶的活性，也可以降低成本;二是細胞的繁殖速度快穩(wěn)定性高;三是較之提取出來的酶，細胞中的酶的穩(wěn)定性更好;四是細胞中的酶可以連續(xù)反應，操作簡便;固定化細胞也有一些缺點，首先，菌體具有自溶的特點，要防止菌體自溶，保持菌體的完整性，從而提高產(chǎn)品的純度;其次，細胞中的蛋白酶容易分解，要采用一定的技術防止這種情況的發(fā)生;再次，細胞中有多種菌，會影響細胞的固定性，為了防止副作用的發(fā)生，要有效抑制其它酶的活性。
二、細胞固定化的方法
細胞固定化有許多的方法，企業(yè)可以根據(jù)自己的情況合理的選用。(一)吸附法吸附法分為表面吸附法和細胞聚集法兩種，其中表面吸附法是指利用微生物本身的吸附能力，將細胞固定在載體中。可以充當吸附細胞的載體有多種，例如高嶺土、多孔硅、活性炭等多孔性的物質(zhì)［1］。細胞聚集法是指利用細胞本身的聚集性，將細胞大面積的培養(yǎng)，從而提升細胞的濃度。(二)包埋法包埋法是最常用的一種方法，分為凝膠包埋法和微膠囊法兩種，凝膠包埋法是將細胞用凝膠來包埋固定，生產(chǎn)啤酒、酒精、抗生素一般采用這種方法。微膠囊法是利用膠囊將細胞包埋起來，以利于長期保存。(三)共價結合法共價結合法對于條件的要求比較嚴格，沒有很專業(yè)的技術不容易成功。它是利用氨基、羧基等反應基因，與已經(jīng)活化的載體相互融合形成共價鍵，從而讓細胞固定在載體中［2］。(四)交聯(lián)法交聯(lián)法是利用戊二醛、甲苯二異氰酸酯等交聯(lián)劑，直接與細胞上的氨基、酚基等反應集團進行反應，讓各個細胞之間相連，形成網(wǎng)狀的結構，從而形成固定化細胞。
三、固定化細胞技術在食品工業(yè)中的應用
固定化細胞技術在食品中有非常廣泛的應用，并且取得很好的效果。現(xiàn)階段固定化細胞技術不僅僅應用于食品加工上，在制藥技術、化學分析、環(huán)境保護方面也有廣泛的應用。
(一)果葡糖漿的生產(chǎn)
首次利用微生物菌體生產(chǎn)果葡糖漿是在1966年的日本，并且取得了很大的成功，隨即投入了生產(chǎn)［3］。1969年將技術進行進一步提升，利用菌體熱固法生產(chǎn)出固定化細胞，實現(xiàn)連續(xù)化的生產(chǎn)，有效的提升了果葡糖漿的質(zhì)量。在生產(chǎn)的過程中，首先在微生物中水解出葡萄糖，然后再將葡萄糖轉化為比較甜的果糖，再提煉濃縮就可以成為果葡糖漿。
(二)柑桔類果汁的脫苦
常用的檸檬苦素類脫苦酶其PH值為堿性，但是不適用柑桔的加工生產(chǎn)中使用，可以采用細胞固定化的技術，將細胞固定在載體中，用于柑桔果汁的脫苦。利用固定化細胞技術，對于PH值不再有特殊的影響，可以有效的進行具有酸性特征的柑桔的脫苦。固定化細胞技術的使用，有效的解決了柑桔果汁的脫苦問題，讓柑桔果汁的口感更好，更能符合消費者的需求。
(三)醬油生產(chǎn)
醬油是每個家庭廚房中的必需品，采用固定化細胞技術可以更有效的促進醬油的生產(chǎn)。通過固定化細胞技術生產(chǎn)醬油，可以縮短生產(chǎn)周期，提升醬油的口感，讓醬油的質(zhì)量更加優(yōu)越。在生產(chǎn)的過程中，將固定化細胞放置在攪拌罐的反應器中與過濾裝置有效的結合，讓它們做出反應，即可生產(chǎn)出風味良好的醬油產(chǎn)品。
(四)釀酒
釀酒是固定化細胞技術另一項重要的應用，較之傳統(tǒng)的釀酒技術，利用固定化細胞釀出的啤酒香氣更濃、澄清度更高，口感更好，并且酵母菌得到更好的發(fā)酵，讓其中的麥芽糖得到廣泛的應用。目前，固定化細胞技術已經(jīng)廣泛的應用于釀酒領域，并取得了很好的效果。另外固定化細胞技術也可以應用于米酒的釀造和酒精的生產(chǎn)中［4］。固定化細胞技術在食品工業(yè)生產(chǎn)中的應用還非常多，如固定a-淀粉酶、固定化氨基?；傅纳a(chǎn)中，目前，很多固定化細胞與固定化酶還處在試驗階段，其中還有一些技術難題尚未克服，很多還處于研究和開發(fā)中，但它已經(jīng)給我們指明了發(fā)展方向，隨著固定化技術的發(fā)展，將會有更多的固定化酶、細胞、原生質(zhì)體應用于生產(chǎn)。
四、結語
目前，各個國家都開始將固定化細胞技術應用在工業(yè)生產(chǎn)領域之中，其應用范圍已經(jīng)超過了食品加工、制藥工業(yè)與輕化工業(yè)，擴展至環(huán)境保護、化學分析、能源開發(fā)等新型領域中，在下一階段下，固定化細胞技術將表現(xiàn)出更好的發(fā)展前景?？傊潭ɑ毎夹g利用了細胞密度高、繁殖速度快和耐毒害性好的特點，在食品工業(yè)的生產(chǎn)中表現(xiàn)出很高的優(yōu)勢。固定性細胞技術還有許多優(yōu)良的性能沒有發(fā)揮出來，我們要加大固定化細胞技術的研究，讓其更好的為我們服務。
參考文獻:
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［4］李曄．酶的固定化及其應用［J］．分子催化，2008(01).
作者:李軒逸 單位:湖南省長沙市麓山國際實驗學校