試談微生物在食品發(fā)酵中的運(yùn)用

◎ 姚 強(qiáng)

（洛陽(yáng)市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，河南 洛陽(yáng) 471000）

微生物在食品發(fā)酵中構(gòu)成了一個(gè)小型的生態(tài)系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)工藝處理之后由原始的微生物個(gè)體慢慢發(fā)展為具有一定數(shù)量的菌落，同時(shí)在這一過(guò)程中對(duì)食物進(jìn)行發(fā)酵。隨著新的微生物的出現(xiàn)和食品發(fā)酵加工技術(shù)的發(fā)展，微生物在食品發(fā)酵加工中發(fā)揮出的作用也逐漸得以增強(qiáng)。唯有進(jìn)一步研究和分析微生物在食品發(fā)酵中的運(yùn)用，才能夠更全面地了解其特性并予以高效利用。

1 微生物在食品發(fā)酵中的運(yùn)用

1.1 酒類發(fā)酵

我國(guó)屬于酒類生產(chǎn)大國(guó)且酒文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在應(yīng)用酵母菌釀酒的過(guò)程中，微生物起到了非常關(guān)鍵的作用。我國(guó)生產(chǎn)的酒類品種豐富，根據(jù)實(shí)際制作工藝不同可分為蒸餾酒與非蒸餾酒兩種類型，白酒便是典型的蒸餾酒，水與酒精屬于白酒的主體，同時(shí)還包含一些脂類、醇類等加熱后容易揮發(fā)的物質(zhì)。啤酒主要以大麥芽為原料，輔以大米、酒花等，進(jìn)行制麥、糖化、啤酒酵母發(fā)酵等流程所釀制的一種包含CO2以及低濃度酒精的飲料酒。葡萄酒主要是將新鮮葡萄或葡萄汁利用酵母進(jìn)行發(fā)酵后制作而成的低酒精含量飲料，葡萄酒的品質(zhì)與酵母具有十分密切的聯(lián)系，葡萄酒酵母從分類上屬于子囊菌綱的酵母屬，啤酒酵母種，其主要繁殖方式為無(wú)性繁殖，以單端出芽繁殖的酵母釀造的果酒和啤酒為非蒸餾酒。在發(fā)酵時(shí)，果汁等發(fā)酵液內(nèi)包含的葡萄糖轉(zhuǎn)化成酒精，其他的營(yíng)養(yǎng)成分通常為酵母所用，產(chǎn)生類似于氨基酸等代謝產(chǎn)物，和酒精共同組成酒液[1]。

1.2 乳制品發(fā)酵

發(fā)酵乳制品主要以品質(zhì)較好的乳液作為原料，通過(guò)殺菌、微生物發(fā)酵之后得到風(fēng)味獨(dú)特的乳酸制品。在厭氧環(huán)境下，牛奶通過(guò)乳酸菌發(fā)酵之后，其中的乳糖被分解，再發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和其他有機(jī)酸，形成部分芳香物質(zhì)與維生素，從而產(chǎn)生酸奶。現(xiàn)階段市場(chǎng)中所銷售的酸奶基本上屬于雙歧桿菌酸奶，其生產(chǎn)流程一般有共同發(fā)酵法與共生發(fā)酵法兩種類型。酸奶發(fā)酵過(guò)程不單單包括了細(xì)菌，酵母菌與霉菌也直接參與其中，有了婁地青霉、沙門(mén)柏青霉等的參與，優(yōu)化了乳制品的外觀以及理化特性，也讓發(fā)酵乳制品的口感更加獨(dú)特。有營(yíng)養(yǎng)學(xué)家提出，酸奶內(nèi)的乳酸菌成分可以很好地抑制腸道腐敗菌滋生，對(duì)人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生刺激，從而有效激發(fā)人體內(nèi)的積極因素，對(duì)抗癌與防癌能夠起到很好的效果。

1.3 調(diào)味品發(fā)酵

味精、食醋以及醬油等生活常用調(diào)味品，是微生物在食品發(fā)酵中的重要應(yīng)用，當(dāng)前全球味精的制造基本上都采用發(fā)酵原理，在對(duì)玉米、高粱、大米等原料進(jìn)行粉碎處理之后，通過(guò)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、過(guò)濾、提取和提純，再對(duì)其實(shí)施脫色、結(jié)晶以及干燥等處理，最終獲得可食用的味精。在味精的生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)酵液中谷氨酸、氨氣與培養(yǎng)基混合會(huì)產(chǎn)生刺鼻氣味，這主要是由于味精發(fā)酵需要利用氨氣調(diào)整pH值并提供細(xì)菌氮源。

醬油色澤鮮艷、口感鮮美、具有醬香，屬于日常生活中必不可少的一味調(diào)味品。醬油通常是選擇大豆和小麥作為原料，應(yīng)用曲霉或其他微生物，通過(guò)原料處理、制曲、發(fā)酵、浸出淋油、加熱配置等工藝流程釀制。醬油中包含了氨基酸、蛋白質(zhì)以及酸類物質(zhì)，可以形成抗氧化成分，對(duì)自由基的抑制作用明顯，效果比維生素C、E等抗氧化劑高出十余倍，擁有強(qiáng)大的防癌和抗癌價(jià)值。同時(shí)，醬油內(nèi)的總酸還表現(xiàn)出成堿作用，能夠去除人體中過(guò)剩的酸，進(jìn)而減小尿酸在膀胱中產(chǎn)生結(jié)石的概率[2]。

1.4 酶制劑

酶是一種高分子物質(zhì)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的生物催化能力，在大部分細(xì)胞活動(dòng)中都有酶的參與，酶也是化學(xué)反應(yīng)中十分關(guān)鍵的催化劑，其自身不消耗，對(duì)化學(xué)平衡不會(huì)產(chǎn)生影響。酶表現(xiàn)出極為專一的特性，在諸多領(lǐng)域都得到了十分普遍的應(yīng)用。酶制劑往往是提取自生物體，在食品加工時(shí)，酶在化學(xué)反應(yīng)中具有催化的功能，現(xiàn)階段在食品加工制造中得以廣泛應(yīng)用的生物酶就已經(jīng)達(dá)到了十余種，與從動(dòng)植物中獲得的酶比起來(lái)，借助于微生物的發(fā)酵作用，能夠更加高效率且更加便捷的獲得酶制劑。動(dòng)植物來(lái)源可能受地域性或者氣候環(huán)境的影響，而微生物基本上不會(huì)因?yàn)檫@類因素受到影響，其主要優(yōu)勢(shì)在于成本較低、工藝不復(fù)雜、種類豐富等。

2 微生物在食品發(fā)酵中的應(yīng)用展望

微生物對(duì)人類來(lái)說(shuō)表現(xiàn)出雙面性的特征，①微生物可以用來(lái)發(fā)酵食品、生產(chǎn)藥品或者降解垃圾等。②微生物可能對(duì)人類的身體帶來(lái)一定的損害，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等。所以微生物在食品發(fā)酵中的應(yīng)用趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)從研發(fā)新技術(shù)與防治其危害兩個(gè)方面進(jìn)行論述。

2.1 微生物在運(yùn)用新技術(shù)方面的研究

對(duì)茶葉發(fā)酵制作流程的分析研究中，了解到其屬于固態(tài)發(fā)酵較為典型的代表，在日常的食品發(fā)酵中，往往把液態(tài)發(fā)酵當(dāng)作是產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用技術(shù)，固態(tài)發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)更加凸顯，但其應(yīng)用范圍受到技術(shù)發(fā)展的制約，所以未來(lái)必然會(huì)強(qiáng)化對(duì)固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的分析研究，不斷拓展其應(yīng)用范圍，促進(jìn)食品發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，讓其能夠得以更普遍的應(yīng)用。對(duì)于茶葉固態(tài)發(fā)酵而言，其中包含了各類微生物參與，如芽孢桿菌可以形成大分子化合物多酚氧化酶與過(guò)氧化物酶，這類物質(zhì)可以在很大程度上降低發(fā)酵所需時(shí)間，促進(jìn)發(fā)酵效率的提升。與此同時(shí)，茶葉進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，放線菌反應(yīng)產(chǎn)生的茶多酚、氨基丁酸等物質(zhì)有助于人體健康。因此，可以著重研究這一工藝的生產(chǎn)效率，從中獲得更多健康物質(zhì)來(lái)服務(wù)人類。這里我們以茶葉為例來(lái)進(jìn)行分析，未來(lái)還應(yīng)當(dāng)對(duì)其他食品發(fā)酵工藝展開(kāi)更加深入全面的研究[3]。

2.2 微生物防治技術(shù)的研究

微生物在食品發(fā)酵中不僅會(huì)產(chǎn)生積極影響，也可能產(chǎn)生不利影響，如在分析紅曲發(fā)酵時(shí)，其中的主要微生物紅曲霉在產(chǎn)生醇酯、淀粉酶以及核糖核酸等可食用產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，還會(huì)形成對(duì)人體健康造成危害的真菌毒素桔霉素，這一發(fā)現(xiàn)也讓很多人開(kāi)始猜疑發(fā)酵食品的安全性，同時(shí)讓更多的專家著力于研究如何進(jìn)行微生物發(fā)酵的危害防治。結(jié)合各種微生物獨(dú)特的生理活性，能夠在紅曲發(fā)酵時(shí)單獨(dú)進(jìn)行清除，但如何科學(xué)調(diào)整主要微生物生存環(huán)境，控制桔霉素的同時(shí)，確保其他各種有益微生物健康生長(zhǎng)，還需要進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)和研究。同時(shí)，還能夠借助于傳統(tǒng)發(fā)酵食品——香腸，對(duì)其進(jìn)行空缺的微生物發(fā)酵試驗(yàn)，從而更全面地了解微生物在不同環(huán)境中的生存條件。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，食品微生物發(fā)酵正處于持續(xù)發(fā)展的階段，應(yīng)當(dāng)了解到，微生物在食品發(fā)酵制作中逐漸開(kāi)始扮演了更加重要的角色，發(fā)酵食品也開(kāi)始成為廣大消費(fèi)者所青睞的健康食品，其應(yīng)用前景非常廣闊。有專家提出，在未來(lái)十年左右，微生物必然會(huì)成為食品加工行業(yè)的研究熱點(diǎn)，但由于其發(fā)展方向的多元化，所以核心技術(shù)的掌握必然會(huì)成為制約食品加工企業(yè)發(fā)展的主要因素，隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)食品發(fā)酵工業(yè)會(huì)逐漸朝著現(xiàn)代食品發(fā)酵乃至微生物工程發(fā)展，促進(jìn)生物技術(shù)與基因工程的發(fā)展應(yīng)用。