论文:发酵工业现状与发展前景
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发酵工程产业的发展趋势发酵工程产业是指利用微生物发酵技术进行生产的一类产业,涉及食品、饮料、生物制药、化学工程等多个领域。
随着科技的不断进步和人们对健康、环保的追求,发酵工程产业正呈现出多个发展趋势。
一、生物制药领域的发展随着人口老龄化和生活水平的提高,对药物治疗的需求正在增加。
传统的化学合成药物在制造过程中存在着对环境的污染以及难以生产某些复杂大分子药物的问题。
而利用生物技术,特别是发酵工程技术,可以更加高效地制造生物制药品,且具有高效、安全、环境友好等优势。
目前,已经有很多生物制药品进入市场,比如以发酵工程技术制造的乙型肝炎疫苗、重组人胰岛素等。
未来,生物制药领域将继续快速发展,不仅在现有的疾病治疗领域有新的突破,还将涉及到更多的新兴领域,比如抗癌药物的研发。
二、食品和饮料领域的发展随着人们对食品安全和营养需求的提高,传统的食品加工方法难以满足消费者的需求。
而发酵工程技术在食品和饮料领域的应用正不断扩大。
发酵食品,比如酸奶、面包、啤酒等,不仅具有丰富的口感和风味,还有助于人体消化吸收和养生。
发酵工程技术可以使这些食品在制造过程中对有害菌产生抑制作用,保证产品的安全性。
同时,发酵工程技术还可以提高食品中的益生菌含量,增强食品的功能性。
此外,在食品和饮料领域,越来越多的新产品也开始采用发酵工程技术进行研发和生产,比如植物性肉类替代品、功能性饮品等。
这些产品通过发酵工程技术的应用,可以更好地满足人们对健康、环保的需求。
三、工艺的改进和优化随着科技的进步,发酵工程技术也在不断改进和优化。
在过去,发酵过程中常常需要大量的设备和复杂的操作,增加了生产成本和难度。
但是,随着自动化技术和生物传感技术的发展,发酵工程的生产工艺正在变得更加简化和智能化。
自动化技术可以实现对发酵的自动控制和监测,提高发酵过程的稳定性和一致性。
生物传感技术可以实时监测发酵过程中微生物的生长情况以及产品的产量和质量,为生产过程提供准确的数据支持。
发酵工业趋势发酵工业是一门利用微生物,如细菌、酵母、真菌等,转化原始物质成各类有用产品的工业。
随着科技的不断发展和人们对健康生活的追求,发酵工业正呈现出以下几个趋势。
首先,发酵工业正朝着更加环保和可持续的方向发展。
传统的发酵工业往往需要大量的能源、水资源和化学药剂,不仅浪费资源,还对环境造成污染。
随着可再生能源技术的进步和生态意识的提高,越来越多的发酵工艺开始采用利用废物产能,如利用废弃物为微生物提供营养物质和环境来生产有机肥料。
此外,一些新兴的发酵工艺也涌现出来,如利用光照和海藻代谢产物来生产生物柴油。
这些环保型发酵工艺能够减少资源消耗、减少污染物排放,对环境友好。
其次,发酵工业正朝着高效生产和新产品开发的方向发展。
传统的发酵工艺往往需要很长的发酵周期,生产效率低下。
在现代发酵工业中,人们正在研究开发高效的发酵工艺,如深层发酵、固定化酶、菌种改造等,以提高发酵生产的效率和产品的品质。
同时,发酵工业也不断推陈出新,研发出更多更好的发酵产品。
例如,通过基因工程的手段,人们已经成功培育出能够生产出越来越多的高价值产物,如抗癌药物、发酵酒精等。
新产品的研发不仅将推动发酵工业的发展,还将为人们的健康生活提供更多的选择。
再次,发酵工业正朝着自动化和智能化的方向发展。
随着自动化技术的快速发展,越来越多的发酵工艺开始实现全自动化和精细化控制。
利用自动化设备和智能化系统,可以实现对发酵过程中温度、湿度、pH值等参数的实时监测和调节,提高产品的一致性和质量。
此外,借助人工智能技术,可以对大量的实验数据进行分析和判断,以优化发酵工艺和预测产品品质,提高生产效率和降低成本。
最后,发酵工业正朝着多元化和定制化的方向发展。
随着人们对个性化健康的追求,发酵工业开始注重市场细分和个性化定制。
消费者们对于不同种类、不同功效的发酵产品有着不同的需求,如酸奶、酵素、益生菌等。
因此,发酵工业需要根据市场需求,灵活调整生产工艺和产品配方,满足消费者的多样化需求。
发酵产业未来发展趋势未来发酵产业发展趋势摘要:发酵产业是一种将微生物运用于工业生产中的技术,其在食品、饮料、药品、环保等领域具有广泛的应用。
本文通过分析当前发酵产业的发展现状和未来发展趋势,探讨了发酵产业在技术创新、产业结构优化、市场拓展等方面的发展方向,并对政府、企业、科研机构等相关各方提出了建议。
关键词:发酵产业;技术创新;产业结构优化;市场拓展;发展方向引言:发酵产业作为一种以微生物为工具的产业,以其可持续的生产方式和高效的资源利用而备受关注。
发酵产业具有广泛的应用领域,如食品、饮料、药品、环保等,是推动经济发展和促进可持续发展的重要力量。
然而,随着社会经济的发展和科技进步,发酵产业也面临着新的机遇和挑战。
本文将分析当前发酵产业的发展现状和未来发展趋势,并探讨其在技术创新、产业结构优化、市场拓展等方面的发展方向。
一、发酵产业的发展现状发酵产业在我国的发展始于上世纪五六十年代,经过几十年的发展,已经初步形成了以食品、饮料、药品、环保等为核心的产业体系。
从产业规模来看,我国发酵产业经过多年的快速发展,形成了一定的规模。
据统计,截至2019年,我国发酵产业总产值已经超过2万亿元,占全国工业总产值的比重也在不断提高。
在技术创新方面,目前发酵产业已经形成了一批具有自主知识产权的关键技术和装备。
我国在酒精、味精、醋、酵母等关键技术领域取得了重大突破,成为国际上具有竞争力的发酵产业大国之一。
同时,国内的发酵装备制造技术也日益成熟,在生产效率、产品质量和节能环保等方面取得了显著的进展。
在市场方面,随着人们对健康食品和功能性食品需求的增加,发酵食品市场逐渐得到扩大。
目前,国内的发酵食品市场已经形成一定规模,并且还在不断扩大。
特别是在乳制品、豆制品、酒精饮料等领域,发酵食品具有独特的优势和巨大的市场潜力。
此外,随着人们对环境保护意识的提高,发酵产业在环保领域也具有广泛应用,如生物能源、生物降解材料等。
二、未来发酵产业的发展趋势(一)技术创新是提高发酵产业核心竞争力的关键技术创新是推动发酵产业发展的核心动力。
生物发酵工业的生产技术和市场前景生物发酵工业自从20世纪以来,已经成为了一个独立的行业分支。
事实上,它在许多不同的领域中都发挥了无可替代的作用,例如饮食、医药、工业以及能源等领域。
它那独特的工艺过程和制造工艺,正在引领着技术生产的巨大发展潮流。
本文将探讨生物发酵工业的生产技术和市场前景。
生产技术我们可以从原料、发酵工艺和生产装置等方面来探讨生物发酵工业的生产技术。
首先是原料。
由于发酵工业的发展需求,多种有机和无机原料都得到了广泛应用,如糖、淀粉、脂肪、蛋白质、各种淀粉质、藻类、植物根茎等等。
原料的选择取决于产品的特性和制造工艺。
例如,香甜的葡萄酒将只使用葡萄或者葡萄汁,白酒则需要使用玉米或小麦等粮食原料进行发酵和混合等。
同时,对于有机废料和其他来源的二次资源的回收利用也越来越重要。
其次是发酵工艺。
生物发酵过程是一种复杂的生化反应,可分为微生物发酵、酵母发酵和细胞培养等。
其中,发酵过程的控制和调节是非常重要的。
生物化学反应涉及的许多参数,如温度、pH 值、氧气浓度、营养成分等,都需要系统地控制和调整,从而保证产物的良好质量。
一些新的发酵工艺技术,如固态发酵、酶法发酵、深度固定化发酵、微波/等离子体辅助发酵等,也在逐渐应用到生产中。
再者是生产装置,主要包括发酵罐、分离和提取设备,还有采用自动化控制系统的发酵装置等。
生产装置方面的技术标准,对严密控制发酵工艺过程非常重要。
发酵罐、离心机、过滤器等生产设备,都要根据不同的产品和需求进行选型和组合,并严格控制各种规格和质量指标。
现在,随着科技的发展,越来越多的生产装置采用自动化设备,从而大幅度提高了生产效率和产品质量的稳定性,保证了产品的高标准生产。
市场前景生物发酵工业市场的前景非常广阔,未来发展潜力很大。
根据市场研究,全球市场发酵工业的规模在不断扩大,尤其是在新阶段的工业转型和创新大潮下,生物发酵工业正在成为新兴领域的主要发展方向。
目前,全球饮食行业、能源行业和生物药产业在生物发酵工业中占有很大比重。
发酵技术的应用及前景发展发酵技术是一项广泛应用于生物工程、食品工业、制药工业、环境保护等领域的重要技术。
随着科学研究的进展和技术的不断推陈出新,发酵技术在各个领域的应用前景也越来越广阔。
首先,发酵技术在食品工业中有着重要的应用。
通过合理调控微生物的生长环境、使用适合的基质,可以使食物产生丰富的风味和口感。
例如,酸奶、豆豉、酱油、米酒等食品都是通过发酵技术获得的。
随着人们对健康和营养的关注度不断提高,发酵食品也受到了越来越多的关注,预计未来发酵技术在食品工业中的应用前景将持续扩大。
其次,发酵技术在制药工业中起着至关重要的作用。
发酵技术可以用于合成各种生物活性物质,包括抗生素、酶、蛋白质等。
通过发酵技术,可以大量生产具有药用价值的物质,并且更加环保和经济高效。
目前,许多重要的药物都是通过发酵技术合成的,如青霉素、阿司匹林等。
随着人们对新药物的需求不断增加,发酵技术在制药工业中的应用前景将更加广阔。
再次,发酵技术在环境保护领域也有重要应用。
通过利用微生物的代谢能力,发酵技术可以用来降解废水、废气中的有机物,并将其转化为可再利用的物质。
此外,发酵技术还可以用于生物能源的生产,如生物乙醇、生物柴油等。
随着全球对环境保护的意识不断提高,发酵技术在环境领域的应用前景将更加广阔。
最后,发酵技术也在新兴领域得到了广泛应用。
比如,在生物工程领域,通过基因工程技术对微生物进行改造,可以使其具备新的代谢能力,从而合成更多新颖的物质。
此外,发酵技术还可以用于生物制造领域,如人工皮肤、人工器官等的制备。
随着科技的不断进步和创新,发酵技术在新兴领域中的应用前景将越来越广阔。
总之,发酵技术是一项在生物工程、食品工业、制药工业、环境保护等领域广泛应用的重要技术。
随着科技的发展和创新,发酵技术在各个领域的应用前景将进一步扩大。
我们有理由相信,未来发酵技术将会在更多领域中发挥重要作用,为人类生活和健康做出更大的贡献。
发酵工程研究发展现状摘要发酵工程是现代生物技术的重要组成部分,本文从现代发酵工程的内容,发酵技术的应用等方面介绍了发酵工程。
并介绍了以发酵工程为基础的发酵工业的发展现状。
关键词发酵工程发酵工业现状微生物发酵工程是利用微生物的某些生物功能,为人类生产有用的生物产品,或者直接利用微生物参与和控制某些工业生产过程的一种技术。
随着有关学科的发展和生产工艺的改进,以微生物为原料进行生产的新产品层出不穷。
现今的微生物发酵工程已逐渐趋于成熟,并在工业生产中创造出了巨大的经济效益,创立了发酵工业。
现代微生物发酵工艺与传统的发酵技术有着很大的不同,主要表现在:所使用的微生物是经过选育的优良菌种并经过纯化,具有更强的生产能力;发酵条件的选用更加合理,并加以自动控制等条件,生产效率更高;生产规模大,产品种类繁多。
发酵及其产品的获得,是一个包含生物化学反应的工业过程,主角有两个,一个是微生物,一个是发酵底物,即微生物赖以生存的营养条件。
现代微生物发酵工程主要包括以下一些内容:(1)利用现代化的手段对微生物加以筛选和改造,以形成更符合工业生产需要的新菌种的工业微生物育种技术、其中渗透了基因工程、细胞工程的一些内容,经过改造的、满足人们需要的微生物菌种通常被称之为工程菌;(2)微生物菌体的生产,即利用先进的生产工艺高速地对某种微生物进行大量的纯培养,即工程菌的克隆;(3)从微生物中分离有用物质,如利用微生物以一些廉价的废弃物做底物生产单细胞蛋白质等;(4)微生物初级和次级代谢产物的发酵生产,如生产氨基酸,抗生素等生理活性物质;(5)发酵产物的分离纯化和加工后处理;(6)利用微生物控制或参与工业生产,如采矿、冶金等;(7)微生物生物反应器的研究开发,新型发酵装置、生物传感器和使用电子计算机控制的自动化连续发酵的技术等等。
从广义上讲,发酵工程由三部分组成:是上游工程,中游工程和下游工程。
其中上游工程包括优良种株的选育,最适发酵条件(pH、温度、溶氧和营养组成)的确定,营养物的准备等。
微生物发酵制品工业发展现状及其前景微生物发酵制品工业是现代生物工业的重要分支,发展迅速,已经成为了全球化学、农业和食品等领域中必不可少的一个环节。
本文将从微生物发酵制品工业的发展现状和前景两个方面来进行探讨。
一、微生物发酵制品工业的发展现状微生物发酵制品工业指利用微生物代谢作用所得到的化学和生物制品的生产行业。
目前,微生物发酵制品工业已经发展成为了覆盖食品、医药、化学、环保等多个领域的重要产业。
其中,食品领域是微生物发酵制品工业的最早应用领域之一,乳酸、醋酸、酵母等都属于发酵食品,广泛应用于生产中。
而在医药领域,微生物发酵生产人类必需的药品也发挥着重要的作用,例如青霉素、链霉素等。
此外,微生物发酵制品工业还被广泛应用于生物材料、环保等领域,如生物塑料、生物柴油等。
二、微生物发酵制品工业的前景展望随着技术的进步,微生物发酵制品工业正在迎来更广阔的发展空间和前景。
据统计,预计到2025年,微生物发酵制品市场规模将达到1.21万亿美元,并将成为全球材料科学、制药、医疗等行业的重要组成部分。
具体表现为:1. 生物制造开始兴起生物制造是指利用生物体制造药品、化学品、工业原料和能源等方面的一种新型制造方式。
以微生物发酵制品工业为核心的生物制造工业,有望取代传统的化工、石化和制药行业,成为未来的发展方向。
2. 革命性新型技术的涌现当前,基因工程、合成生物学等技术的出现,为微生物发酵制品工业带来了更多的可能性。
其中合成生物学已经成为新型微生物发酵制品工业研发的重要方向,可通过重新设计微生物代谢通路,对食品、能源等领域产生革命性的影响。
3. 发展绿色工业微生物发酵制品工业的生产过程通常是可持续发展的,产物成分也大多是可降解、可再生的。
因此,微生物发酵制品工业将成为发展绿色环保工业的关键支撑产业,将为可持续发展带来更多的可能性。
综上所述,微生物发酵制品工业是一种充满活力的新兴产业,在化学、医药、食品、环保等领域中均有广泛应用。
生物发酵技术的发展现状生物发酵技术是一种利用微生物自身代谢产生的酶来完成特定化学反应的工艺,该技术具有高效、环保、可再生等优势,被广泛应用于食品、医药、生物燃料等领域。
随着人们对资源的不断需求和环境保护意识的提高,生物发酵技术将成为未来化学工业发展的重要方向之一。
本文将介绍生物发酵技术的发展现状,并展望其未来发展方向。
一、生物发酵技术的历史演变生物发酵技术的历史可以追溯到古代,人们利用自然发酵的方式制作饮食和饮料。
但是,随着科学技术的发展,人们开始利用微生物进行有意识的发酵生产。
最早的工业发酵应该是啤酒酿造,自十九世纪以来,生物发酵技术得到了迅速发展,并广泛应用于医药、食品、生物燃料等诸多领域。
二、生物发酵技术的现状1.医药领域生物发酵技术在医药领域的应用主要是生产生物制品。
生物制品是指利用生物技术和生物发酵技术生产的药物和疫苗。
目前,很多常见的药品,例如糖尿病用药胰岛素、红血球生成素等都是利用生物发酵技术生产的。
此外,生物制品还被广泛应用于肿瘤治疗、神经重建等领域。
2.食品领域生物发酵技术在食品领域的应用主要表现为:制作酸奶、味精、酱油、醋等,此外生物发酵技术在肉制品、蔬菜制品、干果制品、乳制品、果汁和葡萄酒制品等方面都得到了广泛应用。
3.生物燃料领域生物燃料是指可以产生能量的生物质,例如木材、废弃物、农作物废料等,在生物发酵技术的帮助下,这些生物质可以被转化成可燃性气体或者液体燃料,例如甲醇、丙酮、乙二醇等。
三、生物发酵技术的未来发展方向1.应用范围扩大随着各个领域的需求不断增加,生物发酵技术将有更多的应用场景。
例如在石油代替品的研发上,被广泛用于制备可再生资源,如生物甲烷、生物甲醇等。
2.工艺改进随着科研技术的进步,生物发酵技术更加成熟,可以更大程度上实现工业化应用,生产成本得到不断降低。
3.生物资源的开发和利用随着人口的不断增长,种植和畜牧业的投入越来越大,会产生大量的生物废弃物,这些废弃物可以循环利用,生产生物质,如生物燃料、化肥等。
我国发酵工业现状及发展趋势近年来,我国的发酵工业取得了快速发展,成为国民经济的重要支柱产业。
发酵工业在食品、饮料、医药、化工等领域发挥着重要作用。
本文将从我国发酵工业的现状和发展趋势两方面进行探讨。
我国发酵工业的现状。
我国发酵工业已经形成了较为完善的产业体系,拥有一批具有竞争力的企业。
在食品行业中,我国的酱油、醋、豆腐等传统发酵食品一直以来都享有盛誉,同时,乳制品、面包、啤酒等新型发酵食品也得到了快速发展。
在医药领域,我国的青霉素、维生素C等药物也都是通过发酵工艺生产的。
此外,我国的酒类产业也是世界上最大的市场之一,白酒、啤酒、葡萄酒等多个品种都有较高的市场份额。
我国发酵工业的发展趋势。
随着人们对健康和营养的关注度增加,功能性食品和保健品的市场需求也在不断扩大。
因此,我国的发酵工业将继续向功能性食品和保健品领域发展。
同时,随着生活水平的提高,人们对高品质食品的需求也在增加,这将促使我国发酵工业向着高端化、精细化方向发展。
此外,随着科技的进步,生物工程和基因工程将为发酵工业带来更多的创新机遇,推动工艺工业化、产品多样化和生产效率的提高。
然而,发酵工业在发展过程中也面临一些挑战与问题。
首先,环境污染是一个亟待解决的问题。
发酵工业生产过程中产生的废水、废气和废渣对环境造成了一定的压力,必须加强环保意识,采取有效的污染治理措施。
其次,我国的发酵工业仍存在一些技术瓶颈,需要加大科技研发力度,提升核心竞争力。
此外,市场竞争激烈,企业要加强品牌建设、产品创新和市场营销,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
为了推动我国发酵工业的持续发展,我们应该采取一系列的措施。
首先,加强政策引导和支持,制定相关政策,鼓励企业加大技术研发投入,提升产品质量和竞争力。
其次,加强行业间的合作与交流,共同研究解决行业面临的共性问题,推动整个行业的发展。
同时,加强人才培养和引进,为发酵工业培养更多的专业人才,提高行业的整体素质和竞争力。
我国发酵工业现状与发展前景摘要:我国的发酵工业经过了几十年的发展过程,产品从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到医药、农业、环保、能源、材料等各个方面,产业结构也逐渐转向能够提高人们生活质量的新一代发酵产品的生产。
20 世纪60年代以来,我国的发酵工业迅猛发展,年产值逐年攀升。
本综述介绍了我国发酵工业的总体状况以及最新进展,并对其发展前景进行了展望。
关键词:我国;发酵工业;总体状况;最新进展;发展前景。
发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一,许多传统产品的生产都应用了发酵技术,在东方有酱油、醋、白酒、黄酒等,而西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。
随着社会经济与科技的发展,由发酵技术支撑起的发酵产业开始诞生与兴起。
20世纪60年代以来,我国的发酵工业迅猛发展,所涵盖的产品也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业,自20世纪90年代以来,行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展,而且对节约粮食、增加食品花色品种、提高产品质量及改善环境等,发挥了重要作用。
1.发酵工业的总体状况1.1我国发酵工业的应用领域我国在生物发酵行业经过一段时间的发展,积累了相当丰富的经验,特别是在21 世纪后,生物发酵渗透入了医药,保健,农业,食品,能源,环保等各个领域。
轻工业是发酵工程技术应用最早和最多的领域,其生产的产品类型与应用广泛,主要包括酒和溶剂类、有机酸类、氨基酸类、酶制剂类、功能性蛋白质、功能性脂类、功能性糖类等。
这个领域的特点是大量利用淀粉等农副产品进行进一步的发酵与深加工。
生物医药工业中,通过发酵工程技术生产多种抗生素、疫苗、以及一些基因工程药物如干扰素、白细胞介素等产品。
微生物发酵是常用的生物转化法之一,并在中药制作中早有应用。
现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。
中药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接用药, 后者要提取和制剂用药【1】。
发展发酵中药可进一步推进中药现代化和国际化进程, 提高中药行业的竞争力,为中药走向世界、造福人类作出新的贡献。
同时发酵工业技术的迅猛发展逐渐改写了食品发酵工艺的历史。
据报道,每年由发酵工程贡献的产品可占食品工业总销售额的15%以上。
在农牧业中,通过发酵工程技术,可以生产生物农药、生物肥料、植物生长调节剂、饲料蛋白、饲料工业用酶等。
最近固态发酵工艺也开始应用于生物农药工业生产中。
在能源工业领域,乙醇作为一种生产工艺成熟,生产原料来源广泛的替代能源越来越受到人们的关注。
目前工业上主要通过通过间歇式发酵、半连续式发酵和连续发酵来生产乙醇。
发酵技术还在工业上用来生产沼气,进行微生物冶金等。
近年来,关于环保方面的研究越来越受到大家的关注。
发酵工程技术也可应用于污水处理、有毒物质降解、固体垃圾处理、土壤污染修复等。
目前利用现代发酵及分离技术对大量的农作物麸皮、壳和秸杆以及各种果渣等有机废渣资源进行深层次的研究开发,从而获得高活性、高附加值的天然功能产品,引起了各国学者的广泛重视。
此过程是以有机废渣为基本培养基,选择合适的微生物菌株进行固态发酵,以获得高附加值的微生物产品【2】。
1.2 我国发酵工业近年来的生产与发展“十五”期间,我国发酵工业产值比“九五”末增长58.5%,产品产量增长102%,出口创汇增长 67.5%。
进入“十一五”以来,在国家产业政策的指导下,随着科技创新和技术进步的推进,科技推广应用和产业化步伐的加快,发酵产业产品空间进一步拓展、产业链不断延伸,发展前景更加广阔。
发酵产业的技术科技含量较高,已经形成了具有科学研究、生产设计、设备制造等完整的工业体系【3】。
据统计,2000至2011年间我国发酵产业产品产量从260万吨增长到1300万吨左右,年均增长率达到22.4%,2011年主要产品出口额约34亿美元,同比增长36.6%,显示出强大的活力。
味精、柠檬酸、山梨醇的产量均居世界第一,淀粉糖的产量在美国之后,居世界第二位。
产品结构方面,以味精为代表的老一代发酵产品在行业中的比重逐步下降,而能够改善人们生活质量,提高生活水平的淀粉糖等产品则异军突起,年均增长达到33.6%,在整个发酵产品中的比例也逐年增高,为推动食品工业的发展和促进以生物科技带动农业产业化发展作出了重要贡献。
2.发酵工业的最新进展2.1 功能发酵制品功能发酵制品具有增强抵抗力、调节生理功能、预防疾病、延年益寿等功能,适宜特定人群食用的天然或经加工的制品。
功能制品以其特殊的保健功能,备受中老年、妇女、少年和亚健康等特定人群的青睐,逐渐成为本世纪食品加工业发展的主流。
在我国,利用生物技术生产的“功能发酵制品”主要包括膳食纤维、活性多糖、功能性寡糖、多元醇、活性肽与氨基酸、维生素、不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、酵母和乳酸菌制品、小球藻和红曲等。
我国市场上,增强免疫力、缓解疲劳和辅助降血脂这三类功能发酵制品是市场上份额最高的产品。
近年来,功能制品产业在全球大规模兴起,产业规模不断扩大。
其中,发展最快的国家和地区主要有美国、日本及欧洲。
美国的功能制品生产企业约4000家,产品约1万多种,包括天然有机食品、膳食补充剂以及形形色色的功能制品。
从产品形态上看,美国市场上主要的功能制品有三类:奶制品、烧烤食品和饮料。
从功能上可分为维生素、矿物元素、氨基酸、油类补充剂、益生菌、助消化剂、天然激素、绿色食品、生物类黄酮、分泌腺、抗氧化剂、蜂产品以及其他营养物质等13大类。
日本和欧洲市场上占统治地位的功能制品是肠道健康类产品,特别是益生菌类。
而功能性饮料是另外一种重要的功能制品,2009年欧洲功能性饮料的销售可能达到51亿美元。
美国消费者主要偏重于降低患病风险的功能制品,产品功能主要集中在降低肥胖、糖尿病、癌症等疾病的风险。
此外,增强免疫、延缓衰老及增进胃肠功能等也受到关注。
由于生活水平的提高以及饮食结构的不合理,肥胖病比例逐年上升,所以控制体重类功能制品市场逐年扩大。
2007年,全球无糖产品的销售额已经突破360亿元,年增长速度超过10%。
而在欧盟一些国家和地区,具有能够降低心血管疾病风险、降低癌症、肥胖、骨质疏松风险以及提高免疫等功能制品的市场占有率较高。
在日本,提供能量的功能制品市场份额最高,其次是改善胃肠道和强健骨骼等类的产品。
2.2 新型生物材料—细菌纤维素细菌纤维素又称微生物纤维素,为一种高纯度、高结晶度、高拉伸度、高生物相容性的高聚物【4-7】,是一种主要由细菌产生的具有生物可降解性的天然纳米结构高分子材料。
它作为一种新型生物材料受到科学和工业界的广泛关注,在多个领域得到了广泛研究和应用。
在食品行业,细菌纤维素通常作为膳食纤维【8-9】、食品增稠剂、成型剂和添加剂【10】。
在造纸工业,细菌纤维能很好地与植物纤维结合,具有良好的抄造特性【11】,可用于纸张增强剂及特种纸制造。
在纺织工业可以用于生产仿皮服装,为纺织工业的低碳可持续发展提供原料保障。
在生物医药领域,由于细菌纤维素具有超微结构、独特的生物相容性及良好的机械韧性,因此在组织工程支架、人工血管、人工皮肤和抗菌敷料【12-13】等方面具有诱人的应用前景,是当前国际生物医用材料研究的热点,有部分研究成果已经应用于临床并取得成功【14-16】。
能够产生纤维素的微生物主要【17-18】有醋酸菌属、根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属、固氮菌属和土壤杆菌属九个属。
但只有醋酸菌属中的几个种能够大批量地生产细菌纤维素。
细菌纤维素发酵培养基的成本是现今制约细菌纤维素推广应用的主要因素之一【19】。
甘露醇、果糖和葡萄糖等合成培养基所用碳源因其价格较高仅适用于实验室研究和小型发酵生产,规模化生产细菌纤维素的潜在原料应是一些量大价低的天然原料,包括水果类原料、糖质原料、低值淀粉类原料和废弃纤维素类原料等。
木质纤维素原料是最具发展潜力的细菌纤维素碳源,也是细菌纤维素产业的根本出路。
3.发酵工业的发展前景随着人们生活水平的提高,对发酵行业生产的产品需求也日益增加。
从发酵各行业来看,味精行业、柠檬酸行业、酶制剂行业、酵母行业、淀粉糖行业,都已经是相当成熟。
作为发酵化工产品的重要组成,近年来我国酶制剂工业发展很快,酶制剂品种也越来越多,但大部分为酿酒、淀粉糖、发酵制品的淀粉糖化服务的品种,其它工业用的酶制剂所占比例很小。
随着国外酶制剂进入中国,酶制剂在应用领域越来越广,品种逐渐丰富,带动了我国酶制剂向高档次,高活力,多品种的方向发展,使中国的酶制剂成为生物发酵行业中一个重要的领域。
随着现代发酵工程技术在食品领域的广泛应用,食品工业将不再是传统农业食品的概念,工业食品将在人们日常生活中占据重要的地位。
功能发酵制品已成为当今世界最具有活力的食品加工新领域。
我国的功能发酵制品在发展的过程中将重点关注抗氧化产品,功能多糖制品,功能性糖醇与低聚糖,活性多肽与氨基酸与降酯类产品五大领域。
生物发酵行业作为化工行业的一种,是能源和资源消耗的主要行业之一。
由于过去的长期高速发展,一些高能耗、高污染产品的产能扩张十分迅速。
因此,国内生物发酵行业需要不断的进行技术创新和产业结构调整,努力降低单位工业增加值的能源消耗量【20】。
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