现代生物技术在饮料生产加工中的应用

丁帅

现代生物技术是当前科技前沿，现代生物技术是建立在化学、生物、计算机等诸多学科的基础上而衍生而来的一项综合技术，并被广泛应用于生产生活中。饮料行业是食品工业的支柱性产业之一，因此在饮料加工生产中，现代生物技术也得以广泛运用，例如：细胞工程、发酵工程、基因工程以及酶工程等。当前我国的饮料生产中仍存在着一些问题，而现代生物技术在饮料加工中的广泛应用，对于解决此类问题具有不可忽视的作用。

现代生物技术概述

细胞工程。细胞工程是现代生物技术发展的载体与平台，细胞工程的理论基础是细胞生物学，细胞工程现阶段的主要研究内容包括动植物细胞与组织培养、细胞杂交（单克隆抗体）、胚胎工程（试管婴儿）、细胞核移植（克隆动物）、染色体工程（多倍体育种）、转基因生物（结合基因工程）、生物反应器、组织工程等。

发酵工程。发酵工程主要是利用了微生物的代谢活动，运用一些生物催化剂，从而制作出人们需要的产品如：酒类、调味剂、酸奶等。通过发酵技术获得的发酵食品主要有以下三种特点：一是能够按照人们的意愿改变其色泽、性状、风味；二是可以在一定程度上抑制一般病原菌与腐败菌的生长；三是具有高于原产品的营养价值。

基因工程。基因工程是现代生物技术的核心技术，基因工程与人工智能、纳米工程并成为21世纪三大尖端科技，其的理论基础是分子遗传学，并以分子生物学与微生物学的方法作为操作手段，将来自不同个体的基因按照预先的设计，在体外构建出杂种DNA分子，如何导入活细胞中，从而改变生物原有的遗传性状。

酶工程。酶工程又称蛋白质工程学，是指在实际运用中有目的的设置一定的反应器与反应条件，利用酶的催化作用，在一定的条件下催化特定的化学反应，从而生产出人類需要的产品或服务于其它方面的一门应用技术。

除此之外，现代生物技术还包括蛋白质工程、生物芯片技术与分子标记技术，需要注意的是上述技术七项技术是互相渗透影响的。

我国饮料加工业所面临的问题

汁用水果原料不足。我国的葡萄汁、柚汁和柠檬汁等主要依靠进口来解决所需原料的不足；我国是浓缩苹果汁的生产大国，即便如此，我国的高酸苹果汁产品却非常低；我国是橙子的原产地，橙子年产量较大，但大多数高质量橙汁仍需依赖进口。综上，汁用水果原料的不足，制约了我国果汁类饮料的发展。

加工技术相对落后导致产品质量良萎不齐。我国在饮料行业的加工技术相对落后，如超滤膜的应用与保养、果浆酶的应用、果汁的调配与标准化、原料的综合利用等方面，与国际先进技术相比仍存在差距，这就导致我国的饮料产品质量参差不齐，造成饮料市场中国产饮料市场份额低于进口饮料

现代生物技术在饮料加工中的具体应用

细胞工程。细胞工程的研究基本单位是细胞，细胞工程主要利用细胞生物学和分子生物学相关知识，使细胞能够按照人们的设计蓝图或者意愿改变某些生物特性，。例如食品添加剂与色素是饮料加工生产中必不可少的要素，可通过细胞组织培养与细胞杂交技术，即可生产出饮料所需的特定的食品添加剂以及各类色素，还可用于保健、运动饮料的生产加工。

发酵工程。发酵技术作为酒精饮料、发酵型乳酸饮料等饮料在制作加工中的重要一环，其在饮料制造中具有不可或缺的地位。而发酵饮料则主要是借助微生物活动而制造出的种富有高营养价值并且具有独特风味与口感的饮料。发酵型乳酸饮料的类型有众多，发酵技术的具体应用主要如下：①发酵微生物：发酵微生物是发酵型饮料质量的决定性因素，在饮料生产时，发酵剂菌种的选定要视产品品种而定，而现代生物技术的运用则能够根据饮料产品质量要求为饮料的生产提供直观的发酵剂品种，从而提升饮料的口感与质量。②乳性发酵饮料：乳性发酵饮料是以牛乳、羊乳等哺乳类牲畜的乳汁作为原料， 充分运用乳酸发酵技术，，经过杀菌处理后与特定的微生物融合，通过这种方式制成的乳酸饮品称为乳性发酵饮料。该种饮料含有半乳糖、乳糖、脂类以及蛋白质等多种营养物质，因此其营养价值要比普通的饮料高，而且有利于维持肠道内菌群平衡与肠道消化。③植物蛋白发酵饮料：不同于乳性发酵饮料，植物蛋白发酵饮料的原材是是各种核果类和高蛋白的植物种子，将上述原材需接种乳酸菌，经乳酸发酵从而产生一种类似酸牛乳的饮品。发酵型植物蛋白饮料兼有植物蛋白饮料和乳酸饮料的双重优点。④乳酸发酵果蔬汁：该种饮料结合了果蔬汁与乳酸发酵的双重优点，使二者的风味浑然一体，形成一种优于原果蔬汁的独特风味，接种发酵后的果蔬汁在营养成分上也相对有所提高。⑤格瓦斯：格瓦斯是一种不完全的乳酸发酵和酒精发酵产品，酒精含量较低，其主要以淀粉类粮食作物为原料，在制作过程中，淀粉原料在酵母和乳酸菌的发酵作用下，形成一种具有多种有益功能的清凉饮料。

基因工程。基因工程的特性，运用在饮料加工制造中可以起到以下三点作用：①优化改良饮品原料：例如，利用基因工程生产出牛生长激素，并将其注射入母牛体内，便可以在不影响牛奶质量的情况下提高其产量；②改善乳类饮料加工制造工艺：此类饮料含有丰富的蛋白质，若在加工生产中运用基因工程技术，增加K-酪蛋白的编码基因的置换与拷贝，就可以提高其磷酸化，从而提高乳类饮料的热稳定性，有利于含乳饮料的加工生产；③为饮料发酵生产提供多样化的生产菌种：经基因工程改良后的菌种，不仅可以提高产品的产量，而且可以优化产品的口感，简化添加剂的提取方式。

酶工程。酶是一种高效催化剂，酶工程具体包括酶固定化、细胞固定化、酶修复改造与酶反应设计，酶工程在运用于饮料生产中时，可以发挥的作用有：①用固定化啤酒酵母提高生产效率。目前在啤酒生产的固定化酵母主要通过包理法所制造，该技术主要是选用海藻酸钙、DEAE纤维素等材料，来将被包埋在基质材料中的啤酒酵母固化，从而起到提高生产效率，改进生产工艺的作用。②用酶法改进酒精饮料制造周期。运用酶法可降低丁二酮的含量，丁二酮在啤酒生产的含量多少将决定这啤酒的成熟与否，运用酶法降低其含量则可以促进啤酒成熟，优化改进酒精饮料的发酵周期。③运用β—葡聚糖酶加酒精饮料的泡持性。泡持性是衡量啤酒等酒精饮料质量的重要指标，β-葡聚糖酶是半纤维素的组成部分，β-葡聚糖酶可以降低麦汁粘度，改善麦汁清亮度，同时可对β-葡聚糖进行充分降解，保证其糖化和发酵的正常进行，从而提高酒精饮料的泡持性。

综上所述，现代生物技术在饮料加工制造中具有十分广阔的应用前景。文章中只针对细胞工程、发酵工程、基因工程、酶工程四种常用的现代生物技术在饮料加工中的实际应用进行了探究，现代生物技术应用到饮料加工生产中取得了显著效果，笔者认为，为了进一步提升我国饮料加工技术，仍需要加大对现代生物技术的研究程度，开发出更加先进的生产技术，不仅在加工环节中优化生产工艺，还可以在原材上提升质量，从而促进我国饮料行业的快速发展。