食品中的微生物發酵作用

趙慧慧　范效平

自然界中的微生物有很多中，有些是易于腐敗的，可以引起食品的氣味和組織結構發生一些變化。當然有些微生物是有益的，它們可用來生產如奶酪，面包，泡菜啤酒和葡萄酒。微生物特別的小，通過顯微鏡放大約1000倍后，才能看清楚。如果將1000個中等大小的細菌，層層疊加后，可能才有句號那么大。

一、發酵的乳制品

發酵乳制品是指在原料乳中經過殺菌作用使特定的微生物進行發酵，產生具有某些特性的食品，稱為發酵乳制品。它們通常具有良好的風味、較高的營養價值、還具有一定的保健作用。常用發酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、馬奶酒等。

酸奶和奶酪是兩大類，它們都屬于發酵乳制品，乳酸菌是生產菌種。乳酸菌的種類較多，常用的有干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸乳球菌、嗜熱鏈球菌等。

近年來，隨著人們在營養保健方面對雙歧乳酸桿菌的認識越來越深，雙歧乳酸桿菌被用于酸奶制造，傳統的單株發酵，也隨之變為雙株或三株共生發酵。由于雙歧桿菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促進腸胃功能作用基礎上，又具備了防癌、抗癌的保健作用。雙歧桿菌的名稱來源于菌體尖端的分枝形狀（如Y型或V型）。雙歧桿菌是無芽孢革蘭氏陽性細菌，專性厭氧、不抗酸、不運動、過氧化氫酶反應為陰性，最適生長溫度為37～41℃。初始生長最適pH6.5～7.0，能分解糖。雙歧桿菌能利用葡萄糖發酵產生醋酸和乳酸（2：3），不產生CO2。目前已經知道的的雙歧桿菌共有24種之多，其中9種可在人體腸道內發現，它們是兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、鏈狀雙歧桿菌、假鏈狀雙歧桿菌和牙雙歧桿菌等。前面5種菌類被普遍用于發酵乳制品的生產。

人體中的雙歧桿菌，不僅有和其它乳酸菌類相似的作用，使乳糖、蛋白質水解，成為易被人體吸收利用的小分子以外，主要的的功能是產生雙歧桿菌素。其對腸道中的致病菌如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌等具有明顯的殺滅效果。乳中的雙歧桿菌還能分解積存于腸胃中的致癌物N-亞硝基胺，防止腸道癌變，并能通過誘導作用產生細胞干擾素和促細胞分裂劑，活化NK細胞，促進免疫球蛋白的產生、活化巨嗜細胞的功能，提高人體的免疫力，增強人體對癌癥的抵抗和免疫能力。

目前，發酵乳制品的品種很多，如酸奶、飲料、干酪、乳酪等。本文將主要介紹雙歧桿菌酸奶的生產工藝。

雙歧桿菌酸奶在生產中有兩種不同的工藝。一種是兩歧雙歧桿菌與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等共同發酵的生產工藝，稱共同發酵法。另外還有一種是把兩歧雙歧桿菌和兼性厭氧的酵母菌一起在脫脂牛乳中混合培養，利用酵母在生長過程中的呼吸作用，消耗掉氧氣，人為的創造一個適合于雙歧桿菌生長繁殖、產酸代謝的厭氧環境，此為共生發酵法。

氨基酸發酵，氨基酸是組成蛋白質的基本成分，其中有8種氨基酸是人體不能合成但又必需的氨基酸，稱為必需氨基酸，人體只有通過食物來獲得。另外在食品工業中，氨基酸可作為調味料，如谷氨酸鈉、肌苷酸鈉、鳥苷酸鈉可作為鮮味劑，色氨酸和甘氨酸可作為甜味劑，在食品中添加某些氨基酸可提高其營養價值等等。

二、酵母在食品制造中的應用

酵母菌與人們的生活有著十分密切的關系，幾千年來勞動人民利用酵母菌制作出許多營養豐富、味美的食品和飲料。目前，酵母菌在食品工業中占有極其重要的地位。下面就介紹幾種常見的產品。

面包：酵母是生產面包必不可少的生物松軟劑。面包酵母屬于單細胞生物，是真菌類，學名也叫啤酒酵母。酵母屬于兼性厭氧性的微生物，有氧或無氧的環境都可以生存。

釀酒：我國是一個酒類生產大國，也是一個酒文化文明古國，在應用酵母菌釀酒的領域里，有著舉足輕重的地位。在釀酒工藝上有許多獨特方法在世界上可以說是獨領風騷。

釀酒具有悠久的歷史，產品種類繁多如：黃酒、白酒、啤酒、果酒等品種。而且形成了各種類型的名酒，如紹興黃酒、貴州茅臺酒、青島啤酒等。酒的品種不同，釀酒所用的酵母以及釀造工藝也不同，而且同一類型的酒各地也有自己獨特的工藝。

啤酒：啤酒是以優質大麥芽為主要原料，大米、酒花等為輔料，經過制麥、糖化、啤酒酵母發酵等工序釀制而成的一種含有C02、低酒精濃度和多種營養成分的飲料酒。

生產用霉菌菌種淀粉的糖化、蛋白質的水解均是通過霉菌產生的淀粉酶和蛋白質水解酶進行的。一般情況下，先對霉菌培養，進行制曲。淀粉、蛋白質原料經過蒸煮糊化加入種曲，在一定溫度下培養，曲中由霉菌產生的各種酶起作用，將淀粉、蛋白質分解成糖、氨基酸等水解產物。

在生產中很多的產品都是利用霉菌作為糖化菌種的。根霉屬中常用的有日本根霉、米根霉、華根霉等；曲霉屬中常用的有黑曲霉、宇佐美曲霉、米曲霉和泡盛曲霉等；毛霉屬中常用的有魯氏毛霉，還有紅曲屬中的一些種也是較好的糖化劑，如紫紅曲霉、安氏紅曲霉、銹色紅曲霉、變紅曲霉等。

醬類：醬類包括大豆醬、蠶豆醬、面醬、豆瓣醬、豆豉及其加工制品，都是由一些糧食和油料作物為主要原料，利用以米曲霉為主的微生物經發酵釀制的。

用于醬類生產的霉菌主要是米曲霉，生產上常用的有滬釀3.042，黃曲霉Cr-1菌株（不產生毒素），黑曲霉（Asp. Nigerf-27）等。所用的曲霉具有較強的蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的活力，它們把原料中的蛋白質分解為氨基酸，淀粉變為糖類，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成醬類特有的風味。

三、酶制劑在食品保鮮方面的應用

隨著人們對食品的要求不斷提高和科學技術的不斷進步，一種嶄新的食品保鮮技術—酶法保鮮技術正在崛起。酶法保鮮技術是利用生物酶的高效的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有的優良品質和特性的技術。由于酶具有專一性強、催化效率高、作用條件溫和等特點，可廣泛地應用于各種食品的保鮮，有效地防止外界因素，特別是氧化和微生物對食品所造成的不良影響。

葡萄糖氧化酶是一種氧化還原酶，它可催化葡萄糖和氧反應，生成葡萄糖酸和雙氧水。把葡萄糖氧化酶和食品放在一起，置于密封的容器中，且有葡萄糖存在，此種酶可很大地降低或消除容器中的氧氣，從而有效地防止食品成分的氧化作用，起到食品保鮮作用。

總之，微生物在食品中的作用越來越重要越來越廣泛。

參考文獻：

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