固定化細(xì)胞技術(shù)的食品工業(yè)應(yīng)用

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摘要:固定化細(xì)胞技術(shù)是一種現(xiàn)代化高新技術(shù)，該種技術(shù)將細(xì)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(shí)現(xiàn)與效應(yīng)物與低物的分子交換。目前，固定化細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)在環(huán)保、化工、制藥、食品等領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。本文就固定化細(xì)胞技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:固定化細(xì)胞技術(shù);食品工業(yè);應(yīng)用

固定化技術(shù)最早產(chǎn)生于上世紀(jì)60～70年代，是指利用化學(xué)或物理方式將酶或細(xì)胞固定在載體上，可以有效的提升酶的穩(wěn)定性。固定化細(xì)胞技術(shù)是食品中經(jīng)常使用的一種技術(shù)，酶的效力在反復(fù)的反應(yīng)中不會(huì)流失，可以連續(xù)生產(chǎn)，節(jié)約成本，因此得到廣泛的應(yīng)用。

一、固定化細(xì)胞的優(yōu)缺點(diǎn)

固定化細(xì)胞較之固定化酶有下列優(yōu)點(diǎn):一是細(xì)胞中的酶直接發(fā)揮作用，不用直接從微生物細(xì)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(xì)胞的繁殖速度快穩(wěn)定性高;三是較之提取出來的酶，細(xì)胞中的酶的穩(wěn)定性更好;四是細(xì)胞中的酶可以連續(xù)反應(yīng)，操作簡便;固定化細(xì)胞也有一些缺點(diǎn)，首先，菌體具有自溶的特點(diǎn)，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(xì)胞中的蛋白酶容易分解，要采用一定的技術(shù)防止這種情況的發(fā)生;再次，細(xì)胞中有多種菌，會(huì)影響細(xì)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(xì)胞固定化的方法

細(xì)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(xì)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(xì)胞固定在載體中?？梢猿洚?dāng)吸附細(xì)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(xì)胞聚集法是指利用細(xì)胞本身的聚集性，將細(xì)胞大面積的培養(yǎng)，從而提升細(xì)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(xì)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(xì)胞包埋起來，以利于長期保存。(三)共價(jià)結(jié)合法共價(jià)結(jié)合法對(duì)于條件的要求比較嚴(yán)格，沒有很專業(yè)的技術(shù)不容易成功。它是利用氨基、羧基等反應(yīng)基因，與已經(jīng)活化的載體相互融合形成共價(jià)鍵，從而讓細(xì)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(xì)胞上的氨基、酚基等反應(yīng)集團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，讓各個(gè)細(xì)胞之間相連，形成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，從而形成固定化細(xì)胞。

三、固定化細(xì)胞技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

固定化細(xì)胞技術(shù)在食品中有非常廣泛的應(yīng)用，并且取得很好的效果。現(xiàn)階段固定化細(xì)胞技術(shù)不僅僅應(yīng)用于食品加工上，在制藥技術(shù)、化學(xué)分析、環(huán)境保護(hù)方面也有廣泛的應(yīng)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(shù)進(jìn)行進(jìn)一步提升，利用菌體熱固法生產(chǎn)出固定化細(xì)胞，實(shí)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(zhuǎn)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(xì)胞固定化的技術(shù)，將細(xì)胞固定在載體中，用于柑桔果汁的脫苦。利用固定化細(xì)胞技術(shù)，對(duì)于PH值不再有特殊的影響，可以有效的進(jìn)行具有酸性特征的柑桔的脫苦。固定化細(xì)胞技術(shù)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(fèi)者的需求。

(三)醬油生產(chǎn)

醬油是每個(gè)家庭廚房中的必需品，采用固定化細(xì)胞技術(shù)可以更有效的促進(jìn)醬油的生產(chǎn)。通過固定化細(xì)胞技術(shù)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(xì)胞放置在攪拌罐的反應(yīng)器中與過濾裝置有效的結(jié)合，讓它們做出反應(yīng)，即可生產(chǎn)出風(fēng)味良好的醬油產(chǎn)品。

(四)釀酒

釀酒是固定化細(xì)胞技術(shù)另一項(xiàng)重要的應(yīng)用，較之傳統(tǒng)的釀酒技術(shù)，利用固定化細(xì)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(yīng)用。目前，固定化細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于釀酒領(lǐng)域，并取得了很好的效果。另外固定化細(xì)胞技術(shù)也可以應(yīng)用于米酒的釀造和酒精的生產(chǎn)中［4］。固定化細(xì)胞技術(shù)在食品工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)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(xì)胞與固定化酶還處在試驗(yàn)階段，其中還有一些技術(shù)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(shù)的發(fā)展，將會(huì)有更多的固定化酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體應(yīng)用于生產(chǎn)。

四、結(jié)語

目前，各個(gè)國家都開始將固定化細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域之中，其應(yīng)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(kuò)展至環(huán)境保護(hù)、化學(xué)分析、能源開發(fā)等新型領(lǐng)域中，在下一階段下，固定化細(xì)胞技術(shù)將表現(xiàn)出更好的發(fā)展前景?？傊潭ɑ?xì)胞技術(shù)利用了細(xì)胞密度高、繁殖速度快和耐毒害性好的特點(diǎn)，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(xì)胞技術(shù)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(xì)胞技術(shù)的研究，讓其更好的為我們服務(wù)。

參考文獻(xiàn):

［1］韓文靜．固定化酶的新型制備方法及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］．食品工業(yè)科技，2009(02)．

［2］毛跟年，李麗維，齊鳳．固定化酶應(yīng)用研究進(jìn)展［J］．中國釀造，2009(08)．

［3］喬德亮，胡冰，曾曉雄．酶固定化及其在食品工業(yè)中應(yīng)用新進(jìn)展［J］．食品工業(yè)科技．2008(01)．

［4］李曄．酶的固定化及其應(yīng)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(shí)驗(yàn)學(xué)校