发酵甜菊糖、发酵虾青素…发酵技术在食品添加剂领域的创新应用

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细菌，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。

嘉吉高强度甜味剂全球总监Andy Ohmes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Dillon Friday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”（cultured dextrose，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？

著名的人造肉生产企业Impossible Foods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Impossible Foods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。甜叶菊中甜度最好的Reb M和Reb D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Reb M和Reb D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公司全球市场营销高级副总裁Chris Speed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唯一方法是通过细菌发酵”。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最具生物活性形式），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，并通过了非转基因项目的验证。

NextFerm Technologies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。

Embria Health Sciences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Cashtyn Lovan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。Florida Food Products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，而无需在最终产品中添加调味剂。

小结

“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。”Dillon Friday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，而且发酵过程也是安全可控可追溯的，相信发酵生产的原配料能够得到大多数消费者的认可。