固定化細胞技術的食品工業應用

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摘要:固定化細胞技術是一種現代化高新技術，該種技術將細胞、酶、原生質等物質束縛于特殊相中，使之與整體流體分割開來，但是可以實現與效應物與低物的分子交換。目前，固定化細胞技術已經在環保、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中的應用進行分析。

關鍵詞:固定化細胞技術;食品工業;應用

固定化技術最早產生于上世紀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定性。固定化細胞技術是食品中經常使用的一種技術，酶的效力在反復的反應中不會流失，可以連續生產，節約成本，因此得到廣泛的應用。

一、固定化細胞的優缺點

固定化細胞較之固定化酶有下列優點:一是細胞中的酶直接發揮作用，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定性高;三是較之提取出來的酶，細胞中的酶的穩定性更好;四是細胞中的酶可以連續反應，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，企業可以根據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［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，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，沒有很專業的技術不容易成功。它是利用氨基、羧基等反應基因，與已經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)交聯法交聯法是利用戊二醛、甲苯二異氰酸酯等交聯劑，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、環境保護方面也有廣泛的應用。

(一)果葡糖漿的生產

首次利用微生物菌體生產果葡糖漿是在1966年的日本，并且取得了很大的成功，隨即投入了生產［3］。1969年將技術進行進一步提升，利用菌體熱固法生產出固定化細胞，實現連續化的生產，有效的提升了果葡糖漿的質量。在生產的過程中，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

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。通過固定化細胞技術生產醬油，可以縮短生產周期，提升醬油的口感，讓醬油的質量更加優越。在生產的過程中，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，即可生產出風味良好的醬油產品。

(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中［4］。固定化細胞技術在食品工業生產中的應用還非常多，如固定a-淀粉酶、固定化氨基酰化酶的生產中，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中，但它已經給我們指明了發展方向，隨著固定化技術的發展，將會有更多的固定化酶、細胞、原生質體應用于生產。

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生產領域之中，其應用范圍已經超過了食品加工、制藥工業與輕化工業，擴展至環境保護、化學分析、能源開發等新型領域中，在下一階段下，固定化細胞技術將表現出更好的發展前景。總之，固定化細胞技術利用了細胞密度高、繁殖速度快和耐毒害性好的特點，在食品工業的生產中表現出很高的優勢。固定性細胞技術還有許多優良的性能沒有發揮出來，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:

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

［2］毛跟年，李麗維，齊鳳．固定化酶應用研究進展［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中應用新進展［J］．食品工業科技．2008(01)．

［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