傳統發酵食品的安全性以及微生物純種分離技術在傳統食品中的應用

張嚴

摘要：從傳統發酵食品到未來食品，從食品的組分到食品的品質安全，從食品添加劑到酶制劑和益生菌，傳統食品技術向新一代食品發酵技術的變革使得發酵食品的營養性、安全性、多樣性、功能性和便捷性等都得到了提升，滿足了現代社會人們多元化、高品質的健康飲食需求;生物工程在未來食品開發領域的探索也將緩解由世界人口增長導致的食品資源緊張和環保壓力劇增等問題，與現代食品產業的綠色發展理念相融合。

關鍵詞：傳統發酵食品;安全性;微生物純種分離技術;應用;

引言

傳統發酵食品中擁有大量的微生物類群，其中最主要的類群是乳酸菌。乳酸菌（lacticacidbacteria，LAB）是一類無芽孢、厭氧或兼性需氧的革蘭氏陽性細菌，能利用可發酵碳水化合物產生大量乳酸的細菌，并且是屬于基因多樣性的細菌，包括桿狀細菌、球菌等。研究發現，乳酸菌產生的代謝產物有機酸、細菌素及其他抑菌物質對腐敗菌和致病菌擁有較強的抑制作用，從而能夠防止食品腐敗變質、延長食品的保質期，可作為新型生物抑菌劑.

1傳統發酵食品安全性問題概述

1.1發酵菌株品質

傳統發酵食品的制備必須使用發酵菌株進行，其質量和安全性直接影響到發酵食品的安全性，例如，如果選定的菌株對人體具有致病性，或者在發酵過程中可能產生有害副產品。隨著新發酵食品的出現，新的菌株開始出現并得到廣泛使用，它們的安全得不到保障，一些安全菌株可能在傳統發酵過程中發生轉變或退化，從而對菌株的質量產生不利影響。為了獲得具有某些特征的菌株，目前正在利用基因工程或DNA重組技術來改進菌株，這就需要注意由基因重組技術制備的發酵食品的安全性。

1.2大豆發酵食品

傳統的大豆發酵食品在我國和東南亞國家都有著非常悠久的歷史，其中腐乳、醬油、豆醬、豆豉是我國傳統的四大發酵食品。近些年來，針對傳統大豆發酵的食品在安全衛生隱患、營養生理功能、微生物分布、生產工藝等些方面都開展了非常廣泛的研究。以大豆發酵食品的真菌污染情況為例，從菌相的分布情況來看，青霉、毛霉檢測出來的最多，其次是芽枝孢霉。從檢測出來的霉菌毒性來看，雜色曲霉在毒性方面有遺傳的特征;沙門氏菌微粒體的系統實驗、枯草桿菌重組的實驗都呈現出了陽性，其代謝出來的產物具備肝毒性，并且在實驗的動物當中引起了肝癌。青霉的分布范圍最廣，其中軟毛的青霉會產生有毒的代謝產物，如黃曲霉素、展青霉素，前者已經被證實是強致癌物，后者也具備遺傳的毒性，可能會引發大鼠肉瘤。其他的青霉比如島青霉、擴展青霉、桔青霉等都會有毒素產生，有著不同程度的致癌性質、遺傳性質。

1.3其他發酵制品

傳統的發酵食品在種類方面非常繁多，涉及到的原料包括魚貝蝦、肉蛋奶、蔬菜、糧油等。很多國家都有自己獨特的發酵食品，比如泰國的KanomJeen、貝南的Mave、迦納的Kenkey、南非的Mageu、肯尼亞的Uji、尼日利亞的Ogi、印尼的Tenmpe等，并且都有可能會存在微生物的產毒、病原微生物污染等安全問題。

2安全控制

2.1開發新型益生食品

很多傳統發酵食品，如酸奶、泡菜中包含多種益生菌和益生元成分，因此，發酵食品是益生菌進入人體的優良載體。近年來，傳統的益生食品也向著規模化、多元化、定制化的方向發展。以發酵乳制品為例，2018年，我國乳制品市場中發酵乳銷售額首次超過牛乳，消費規模占國內益生菌整體市場的78.4%，益生菌發酵乳產品已形成千億元的龐大市場。除了被廣泛認可和應用的傳統益生菌，如雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、乳球菌屬等外，阿克曼菌、解木聚糖擬桿菌、脆弱擬桿菌、多形擬桿菌等具有大劑量使用時增進健康、緩解疾病的功能，被稱為“下一代益生菌”。不同的益生菌本身和其生物活性代謝物具有多種生理功能，除了改善腸道環境外，還對血壓、血糖、過敏、視力等方面發揮作用。我國的科研團隊致力于開發適用于中國腸道環境的新型益生菌種及益生食品。除發酵乳制品外，充分利用果蔬資源中多糖、果膠、花青素、多酚類化合物、膳食纖維、黃酮類化合物等益生元，制備含有活性益生菌的果蔬汁及其發酵飲品等技術逐漸得到了推廣和應用。

2.2生產食品添加劑和酶制劑

氨基酸、淀粉糖、有機酸、糖醇、酶制劑等發酵產品都是重要的食品添加劑。目前，我國大部分的氨基酸產品都已實現國產化，并逐步使用生物合成替代化學合成，并實現了水解提取法。我國的有機酸行業通過使用自動化生產技術、連續色譜分離等高新技術，各項生產工藝參數得到優化，以檸檬酸為例，我國檸檬酸行業的平均產酸率由2015年的15.86%提高到了2020年的17.58%，產量占全球產量的80%以上。糖和糖醇產品方面，通過開展技術改造，提升工藝水平，赤蘚糖醇、抗性糊精、聚葡萄糖等具有極高的經濟價值和營養內涵，且具有自主知識產權的產品在我國陸續研發投產。同時，食品酶制劑已經普遍應用于提高食品原料利用效率、改進食品風味和安全性等。

3微生物純種分離技術

純微生物物種的分離技術是在不育技術的基礎上發展起來的，為了充分了解微生物的形態和生理特征及其對人體的影響，有必要對其進行分離和單獨研究。一般來說，微生物種類很多，很難分開，世界上第一個純細菌是萊斯特，他用稀釋法從酸奶的分泌物中獲得了乳酸鏈球菌。在此基礎上，德國科學家Koch發明了指甲板，以實現純血分離技術的真正突破，并為純血微生物分離提供了堅實的基礎。與此同時，在不同的領域，特別是在微生物發酵過程中，應用了分離純微生物物種的技術，需要利用純微生物物種的培養技術，以確保微生物物種的良好生長或積累一定數量的代謝物。目前，這種純培養技術已從固體培養轉變為液體培養，從使用自然培養轉變為研究突變種，隨著大型混合發酵劑的出現和廣泛應用，為生物工程研究開辟了新的發展前景.

4展望

食品發酵工程的未來發展方向將以食品合成生物學為科學基礎，各類組學作為關鍵技術，智能化裝備作為生產載體，對資源進行綠色利用，提升發酵加工效率，提高食品品質和安全性，并最終實現食品營養的精準化和個性化供給。重點發展基于大數據、機器學習、工業機器人等技術的新模式、新裝備，用于傳統食品生產過程的多尺度優化，打造綠色食品發酵新流程。未來將通過挖掘、篩選和改造傳統發酵菌種或靶向性地打造新型細胞工廠來優化工程菌株。通過融合借鑒傳統發酵工藝，設計并構建能夠感知食品發酵過程中目標分子且適用于固體或半固體狀態食品發酵過程的高性能傳感器，實現對產物積累和發酵菌株代謝特性參數的實時準確檢測;并通過整合智能化過程控制技術和下游的智能分離純化技術，形成集成了智能傳感、發酵過程數據智能分析與診斷、精準控制與分離的生物反應器。構建高效節能、綠色環保、柔性精準的智慧工廠，實現傳統食品發酵工程的現代化、標準化、規模化和智能化革新。

結束語

綜上所述，為確保發酵食品質量安全穩定，必須找到有效的微生物分離方法，將致病力較強的微生物分離出來，減少或去除發酵過程中產生的有害物質，發酵食品安全。現階段，對于發酵食品的安全問題以及有害物質的快速檢測與分離技術的研究成為當前傳統發酵食品研究重點。

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