发酵技术在食品添加剂领域的创新应用

2020/1/8 1588.TV食材头条

据了解,消费者正在追求健康天然的食品成分,但是随着自然资源越来越紧缺,势必需要以技术手段来实现大规模生产,仅靠天然种植萃取显然是不可能的。

而且从自然界中收获食品成分会比在实验室中生产耗费更多的能量、水、土地和碳排放量,对环境造成危害。而现在,有一种技术可以生成与天然萃取一样健康的成分,这就是发酵。

发酵已成为新趋势

发酵用于生产和保存食品的方法已经有着几千年的历史,随着消费者对经过技术处理的食品配料的担忧日益增加,制造商正在试图利用这一古老的加工方法,来寻找制造食品配料的新方法。

注重健康的消费者认为发酵食品会增加肠道菌群中有益的,增加消化和免疫系统的健康,发酵也成为了一种新的食品饮料趋势。不过,尽管消费者知道发酵可以生产酒、啤酒、奶酪、豆瓣酱、康普茶等产品,但很少有人知道它可以创造出食品成分。这一过程与传统发酵不同,生产者不向发酵材料中接种起始生物,而是将目标基因直接插入宿主生物(通常是酵母)中,然后再利用发酵培养基,产生目标生物和副产品成分,生产者可以从发酵物中收获成分并纯化以供使用。

嘉吉高强度甜味剂总监AndyOhmes指出:“发酵已在食品饮料制备中使用了数千年,但是在配料和添加剂方面,这是一种相对较新的生产方法。”现在可用的发酵生成添加剂仍然很少,但是随着供应商逐渐掌握了相关技术,数量已经越来越多,不再只是用于生产柠檬酸等酸化剂,以及赤藓糖醇等糖醇类物质。

“令人惊讶的是,食用糖的很大一部分是由发酵甜菜制成的,而不是由甘蔗制成的,”Symrise北美烹饪风味部门的主管DillonFriday博士指出,“发酵产生的另一种常见配料是味精,对标签不友好的苯甲酸钠和山梨酸钾已经逐渐被”发酵葡萄糖“(cultureddextrose,一种天然发酵的防腐剂)所代替。”

发酵过程不仅会产生一两个具有生物活性的分子,而且可能还会产生数百个,大米或其他蛋白质等天然成分发酵会自然产生苦味掩盖剂、增味剂、冷却剂、甜味增强剂等。而且该过程所带来的好处超出了成分本身,因为发酵是一种“可持续解决方案”,对土地、水和能源的需求极少,还可以用废弃的糖作为发酵培养基。

常见的甜味剂赤藓糖醇主要就是通过发酵生产的,虽然某些水果和蘑菇会产生少量赤藓糖醇,但是为了降低成本不可能大规模天然提取,发酵法生产赤藓糖醇不仅价格合理,可以生产出同规格的高质量产品,并且确保了供应链的可靠性,不受原料质量和供应波动的影响。其他糖醇主要通过氢化法生产,相对来说发酵生产的赤藓糖醇更接近天然的提取和转化过程,这也是其优势之一。

发酵生产的成分新品

那么,发酵正在哪些新的添加剂的生产过程中起到作用呢?

人造肉生产企业ImpossibleFoods公司正在利用发酵法生产素食用大豆血红素,这种成分可使人造肉变红,并让它质感更接近真实的肉。固氮植物(例如大豆)会自然产生血红素并将其存储在其根部。尽管ImpossibleFoods可以从此类植物中提取血红素,但这样做的经济和环境成本太高,于是他们将大豆中产生血红素的基因移植到酵母细胞中,然后再通过发酵产生大豆血红素。

同样,嘉吉也开始发酵生产EverSweet甜菊糖甜味剂。甜叶菊中甜度 好的RebM和RebD无法大量从叶片中获得,通过传统方法来提取它们的成本太高且效率低下。为了商业化大规模生产这两种物质,嘉吉公司使用一种“面包酵母”来生产与甜叶菊叶片中一样的RebM和RebD分子。通过这一方法,嘉吉可为客户提供大量无苦味的高甜度甜菊糖产品,预计到2025年,发酵生产的高强度甜菊糖甜味剂市场将超过30亿美元。

发酵法还可以用于生产维生素K2。NattoPharma公司市场营销高级副总裁ChrisSpeed指出,在过去,主要从奶酪和日本纳豆等食物中获得这种脂溶性维生素(对骨骼和血管健康至关重要),但“天然产生该活性成分的方法是通过发酵”。这是一个可持续发展的过程,排放和废物极少,而且可以贴上清洁标签。

NattoPharma公司使用具有高生产能力的芽孢杆菌属种来生产Menquinone-7(维生素K2生物活性形式),以从蔬菜基质中发酵该成分。“应用专有技术,我们可以分离天然MK-7,对其进行纯化,然后将其浓缩为不含已知过敏原的优质活性成分。”Speed补充说。这些商业产品经过了纯素食主义者的检验,并通过了项目的验证。

NextFermTechnologies是一家以色列生物技术初创公司,该公司开发出了一款酵母来源的虾青素。据悉,与藻类来源的虾青素相比,该新型虾青素具有略微不同的微型结构,因而能够快速有效的吸收,提高生物利用度,其功效是其它来源虾青素的4倍。

EmbriaHealthSciences公司通过高度受控的发酵生产其功能性成分EpiCor,该发酵源自面包的酵母脱氧过程。该公司高级营销助理CashtynLovan解释说:“在高压力条件下,酵母会产生大量代谢产物和营养物质。这些物质与有益的酵母细胞成分一起构成了EpiCor,这是一种全食品发酵液,可支持人体免疫系统健康。”

发酵法还可以用于减糖。FloridaFoodProducts公司通过乳酸发酵将甜菜汁的糖含量降低了约10%,从而创造出一种具有“新鲜风味、较低的甜度和甜菜固有的健康益处”的成分。发酵的水果和蔬菜产品,例如发酵的甜菜汁,为企业减糖提供了符合清洁标签的替代品,而无需在终产品中添加调味剂。

“不过发酵是一个非常复杂的生物过程,以这种方式成产食品配料的技术需要多年的培训和经验,发酵需要”无懈可击的控制和卫生措施,以确保所需的微生物能够不受有害微生物的影响。所以,这对于能够熟练利用酵母技术的传统啤酒和酵母生产商来说,或许是一个很好的机会进入原料生产领域,如AB-inBev和Lesaffre。“DillonFriday指出。

总的来说,相比化学合成,发酵能产生更高质量和高纯度的成分,而且发酵过程也是可控可追溯的,相信发酵生产的原配料能够得到大多数消费者的认可。来源:食品商务网

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