现代生物技术在乳品工业中的应用

　　在我国人民生活水平的不断提高的今天，不仅对乳制品的需求有更高的要求，对乳品的质量也不断的挑剔。在人们看来乳制品应该能供给他们全价合理的优良钙质、优质蛋白质和维生素等营养素的最理想食品。而且近几年来，随着基础科学间的渗透作用和不断前进以及技术水平的不断提高，乳品行业已普遍采用最新生物技术应用在在产品的生产管理中。因此乳制品行业已经逐渐成为我国食品行业中增长速度最快最好的行业之一。

　　1、现代生物技术在改善乳制品质量的应用

　　1.1基因工程增加乳制品中某种必需乳蛋白

　　基因工程技术是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术中的核心技术。它采用类似工程设计的方法，按照人类的需要将具有遗传信息的基因，再离开生物体的情况下进行剪切、组合、拼装，然后把这种人工组装的基因转入宿主细胞内进行大量复制，使遗传信息在新的宿主细胞内或个体中高速繁殖，以创造新的生物。基因工程主要包括重组DNA、基因缺失、基因加倍、导入外源基因及改变基因位置等分子生物学技术手段，它为定向改变生物性状提供了理论和技术支持。将这项技术应用于动植物上即生产基因工程食品。基因工程应用于乳制品具有很多优点：第一点，提高乳制品营养品质，如基因重组的牛生长激素可提高牛的产奶量，减少脂肪的含量，营养更丰富，风味更佳；第二点，提高乳制品的蛋白质含量，通过基因工程可增加乳制品中必需氨基酸（如甲硫氨酸、赖氨酸）的含量，还能提高乳制品的功能特性，拓宽植物蛋白的使用；第三点，增加乳制品的碳水化合物的含量；第四点，基因工程，尤其是克隆技术，可提高畜牧含量满足乳制食品的需求。转基因动物不仅使产奶量增加，而且还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；第五点，通过转基因技术不仅可以改变乳制品中脂肪酸的结构，而且还能促使其中脂肪结构本身的生物协同作用，利用基因工程可以有计划有目的地设计出许多新的脂肪和油脂，以满足许多功能性乳制品生产的需求。

　　1.2酶工程通过促进物质转化来提高乳制品的质量

　　酶工程利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。主要包括酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计技术等。生产出人们所需产品的技术。对于婴幼儿来说母乳是最好营养素最全面的食物，但是也有一些婴儿缺少或者得不到母乳喂养，他们就需要一种营养素全面并接近母乳的乳制品来成长。现代生物技术广泛的应用在工业化酶制剂的品质改良和新品种的开发，并取得了巨大的成果。例如过氧化氢酶主要用于清除乳制品中多余的过氧化氢，从而利用双氧水杀死致病菌；超氧化酶用于乳清脱色等；巯基氧化酶用于去除乳制品因超高温杀菌而产生的糊味；脂肪酶用于乳制品增香；另外利用凝乳酶可制作干酪；用乳糖酶处理乳汁品，防止乳糖结晶析出；真菌或酵母乳糖酶可用于全奶、奶酪和冰淇淋中，是乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，从而防止制品粗糙，提高口感。酶工程也能修饰乳脂肪，通过脂肪酶的转脂作用对乳中甘油三酯进行修饰，改善乳脂肪的性质，特别是改善脂肪的融化性、乳化性，并使乳制品保持原有的良好风味和纯度，有利于乳脂肪在产品中的稳定性，从而保证乳制品的质量。

　　1.3现代发酵工程能形成高品质的乳制品生物反应器

　　发酵工程又称微生物工程，是传统的发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等技结合并发展起来的现代发酵技术。它是在人工控制的条件下，利用微生物的特定性状，通过现代化生物技术生产有用物质或直接应用于工业化生产，术是主要利用菌株的生理生化代谢机制用于菌体生产和代谢产物的发酵来生产工业原料或工现代发酵工程主要包括微生物资源的开发利用；微生物菌种的选育、培养；固定化细胞技术；生物反应器设计；发酵条件的利用及自动化控制；产品的分离提纯技术。例如生产酸奶和奶酪。发酵工程凭借其自身投资少、见效时间短、污染较小的优点应用在工业上生产上。开展发酵工程对乳制品的生产是有很大好处的。实现了乳制品生产上的一个重大突破。新生产出的酸奶发酵剂的活性强，不需要大面积培养，可直接使用，酸奶厂家可以根据实际情况随意选择，这不仅仅增加了酸奶产品的样式，同时也省去了菌种车间的占地面积，减少了工作人员的数量，大尺度的简化了酸奶的生产工艺。

　　1.4新型杀菌技术保持长时间的高品质乳制品质量

　　温度过高会影响乳制品的质量，不仅会降低食品中功能性成分的生理活性，还有可能影响色、香、味以及其营养成分。冷杀菌技术作为一门新兴的杀菌技术，对杀菌的温度要求较低，很好的解决了上述问题。乳制品用射线辐照处理时，射线可以穿过包装和冷冻层，杀死乳制品表面和内部的微生物、害虫和寄生虫，而且在辐照过程中，温度几乎没有升高，有“高效冷杀菌”之称；处理得当的辐照乳制品和新鲜乳制品在外观形态、组织结构及色香味品质方面很难加以区别，具有良好的保鲜效果；此外辐射处理所消耗的能源少。还有一种乳制品超高压处理杀菌技术，“所谓高压食品”与加热杀菌同样是将乳制品密封于弹性容器或无菌泵系统中，以水或其他流体作为传递压力的媒介物，在高压下和在常温或低温度下作用一段时间，以达到加工保藏的目的，而食物味道、风味和营养价值不受或很少受影响的一种加工办法，即以加压取代加热而成。

　　2、应用现代生物技术实现高质量的乳品检测中

　　在乳制品中绝大多数都是牛乳制品，所以以下就以牛乳为例，说明生物传感器如何检验乳制品的新鲜度。生物传感器实际上是一个菌数测定仪，而牛乳新鲜度传感器最早由高桥福辛发明的，其原理是测定的电流值与试样中的细菌总数成正比关系，电流值越大表明细菌菌数越多，说明牛乳越不新鲜。要想检验乳制品的新鲜程度就要从长时间放置乳制品过程中发生变化的成分入手，我们可以发现受细菌的污染作用产生乳酸，因此，乳酸含量也可表示牛乳的鲜度。

　　随着科学技术、农业的日益发展，食品原料日趋丰富，人民生活水平的不断提高和生活节奏的加快，人们的视频消费观念已经从传统的单一性、繁琐性转向现代的多样性、快捷性、营养性和安全性，这对食品工业提出了更高要求，即必须给顾客提供更好的质量、更多的选择、更高的价值和更低价格的产品。在这种情况下，促使大量的高新生物技术在食品行业得到广泛的应用，大中型企业设备装备水平有了较大的提高，尤其是乳制品行业，我国乳制品机械设备制造水平正在逐步适应食品工业的发展和技术设备改造的要求。

　　作者：冷进松（作者单位：吉林工商学院食品工程学院）本文来自《中国乳品工业》杂志