食品發酵中微生物的應用現狀與發展方向探討

馮志合

摘 要：在社會經濟穩步發展的態勢下，食品行業也取得了顯著進展，食品加工工藝日漸成熟。市場上很多食品在生產過程中都有發酵環節，其中微生物具有不可替代的作用。就整個行業來看，食品發酵中的微生物應用取得了顯著成效，未來還有巨大的發展空間。基于此，本文詳細研究了食品發酵中的微生物應用現狀，并指出了未來的發展方向，為加快食品行業的現代化發展提供參考。

關鍵詞：食品發酵;微生物;應用現狀;發展方向

Discussion on the Current Status and Development Direction of Microbial Applications in Food Fermentation

FENG Zhihe

（China Biotech Fermentation Industry Association， Beijing 100833， China）

Abstract： The food industry has also made significant progress in the context of steady socio-economic development， with food processing processes becoming increasingly sophisticated. Many foods on the market have a fermentation component in the production process， in which microorganisms have an irreplaceable role. In terms of the industry as a whole， the application of microorganisms in food fermentation has achieved remarkable results， and there is still huge room for future development. Based on this， the current situation of microbial applications in food fermentation was studied in detail， and the future direction of development was pointed out in this paper， in order to provide reference for accelerating the modernisation of the food industry.

Keywords： food fermentation; microorganisms; application status; development direction

1 發酵食品生產過程特點

1.1 發酵工藝與環境復雜

在食品領域，發酵食品屬于特殊類型，在傳統的加工過程中由于受工藝技術的限制，存在工藝復雜、生產周期長的特點。例如，茅臺酒就是經由發酵生產而來，在生產過程中涉及高溫大曲作糖化發酵劑、兩次投料、高溫堆積，采用條石筑的發酵窖、多輪次發酵及高溫餾酒等多個環節。在各個發酵環節的實施中，工藝流程復雜且存在著較高的環境要求，產品發酵效果受到諸多方面因素的影響[1]。

1.2 混菌體系

發酵食品的發酵微生物應用中采用的是混菌發酵體系，微生物來源的相對多樣性（曲種、原料和發酵環境），決定了發酵食品微生物群落表現出多樣性和復雜性的特征。隨著現代工程技術的進步，發酵食品微生物應用的過程中，原始混菌體系逐步被淘汰，產生了更具穩定性的混菌體系，這種新型混菌體系的形成，使食品的口感更好、營養價值更高。混菌發酵體系從根本上看與微型工廠的作用一致，每個微生物既保持著各自的獨立性，相互之間又存在著緊密的聯系。

2 微生物在食品加工的作用

在利用微生物來進行加工生產的過程中，分泌出來的酶可進行細胞壁的分解，導致食物內部結構發生改變，在經由發酵以后，食物的口感比原先好。從人體的身體機能來看，人體在營養攝入的過程中，對礦物質、維生素等成分的攝入成分有著較高的要求，而經由發酵后的食物，可以幫助人體補充蛋白質。在食品發酵的過程中，消耗了食品中原有的部分碳水化合物，食物中的脂肪含量大大降低，因此，微生物發酵后的食品具有更高的營養價值[2]。此外，對于發酵類食品，在運輸的過程中，微生物往往會產生動植物本身所不具有的維生素，再加上酵母較強的抗氧化能力，使得一些發酵食品的解毒功效突出，因此人們長期食用發酵食品，可有效實現肝臟的保護。另外，經由發酵處理后的食品，對消化能力弱和腸胃不好的人更為適用，更有利于人體的吸收。

3 食品發酵中微生物的應用現狀

3.1 調味品

食品發酵中的微生物應用，在調味品方面取得了顯著的成功。市場上的發酵食品調味品主要為增味劑、醬油、食醋、甜味劑和黃豆醬，不同類型的調味品，可改善食品的味道，增強食品口感。絕大部分的味精加工均采用微生物發酵技術，具體的加工流程為準備好大米、高粱、玉米和薯干等原料，利用專門的設備將這些原料全部粉碎，粉碎后所得到的材料依次采取蒸煮、糖化、發酵、蒸餾、過濾、提取及提純等處理工序，最終在中和、脫色、結晶和干燥等一系列的精制處理后，得到味精[3]。現階段的味精生產工藝中，生產過程中會伴隨著發酵液的形成，該發酵液味道刺鼻，含有培養基、氨氣和谷氨酸混合物等多種成分，液氨可實現對pH值的科學調節，給味精提供足夠的細菌氮源。食醋也是一種較為常見的發酵調味品，在加工過程中所采用的微生物種類為醋桿菌，當食醋處于好氧條件且在特定的發酵環境下，含有酒精的食物中就會產生大量的醋酸。實際上，從食醋發酵的過程來看，如果在微生物發酵的過程中選用的微生物種類有所區別，所得到的食醋味道也有差異，但從市場上的絕大多數食醋發酵來看，所使用的原料主要為混合谷物、胡蘿卜、谷糠、麩皮、甘薯、馬鈴薯、大米和玉米。醬油也是一種較長常見的調味品，在加工的過程中優選的是小麥和大豆等原料，利用曲霉和其他的微生物，具體加工流程為預處理、制曲、發酵、浸出淋油和加熱配置等工序。

3.2 乳制品

隨著人們生活質量的逐步提升，乳制品已經成為人們生活中不可或缺的食品類型，此類食品可為人們提供豐富的營養，滿足人體營養的攝入需求。隨著乳制品需求的增多，我國的乳制品生產工藝日漸成熟，發酵乳制品的營養價值高、味道獨特、易于吸收，可有效發揮乳制品的功效。發酵的乳制品，所采用的原料為優質乳液，在對該原料實施殺菌和微生物發酵處理后，可形成口感更好的乳酸食品。在特定的厭氧環境下，乳酸菌發酵以后可形成酸奶，在發酵環節同步分解出乳糖，隨后再發酵形成有機酸與乳酸，同步產生微生物、芳香物質，這就是酸奶的加工過程。現階段的乳制品市場上，雙歧桿菌（Bifidobacterium）酸奶更為常見，在這類型酸奶的加工過程中，共生發酵、共同發酵為其中的關鍵技術。酸奶的發酵過程中，細菌、霉菌與酵母各自發揮其作用，再加上相互之間的配合，可有效改善乳制品的相關特性。根據乳制品方面的諸多研究，酸奶中由于含有一定的乳酸菌，對人體腸道腐敗菌的生長有著突出的抑制作用。

3.3 酶制劑

從酶的特性來分析，其本身屬于高分子化合物，有生物催化的功能，在各種細胞的活動中，酶都是關鍵的參與主體。在化學反應環節，酶可起到催化劑的作用，不存在任何的消耗，不會對整個反應過程中的化學平衡起到任何的干擾[4]。酶的專一性特征明顯，在反應條件符合要求的情況下可發揮自身的作用。在很多食品的加工過程中往往會用到酶制劑，其經科學使用后可有效發揮催化作用。現階段，食品加工領域所應用的生物酶種類相對較多，與從動植物中獲取的酶相比較，微生物發酵工藝下所制作出來的酶制劑具有高生產效率等優點。

3.4 酒精飲料

食品市場上存在多種多樣的酒精飲料，因其口感獨特，廣受人們的青睞，具有廣闊市場前景，比如白酒、啤酒、黃酒和果酒。很多酒精飲料的加工過程中，也會用到微生物發酵技術，在特定的厭氧環境下，可利用釀酒酵母來加工酒精飲料。釀酒過程中，淀粉在酶的作用下轉化為葡萄糖，在經由特定的發酵流程，形成酒精，其中蔗糖、果糖和葡萄糖等糖類物質將被轉變為乙醇等醇類物質，在加工的同時也將同步產生一定的能量與二氧化碳[5]。我國酵母菌釀酒方面的工藝相對成熟，結合我國現有的制作工藝，可以劃分為蒸餾酒和非蒸餾酒。其中，白酒是最為常見的蒸餾酒類型，主要成分為水、酒精，還包含有一定量的醇類、脂類物質。啤酒也是一種較為常見的酒精飲料，在啤酒的制作過程中，原料以優質大麥芽、酒花和大米為主，整個加工過程包含制麥、糖化與酵母發酵處理環節，經由這些環節的規范化實施，最終可形成酒精濃度低、含有一定二氧化碳的酒精飲料。葡萄酒的制作原料主要有葡萄汁、新鮮葡萄，也是利用酵母發酵工藝所制成。

4 微生物發酵在食品應用中的發展方向

4.1 固態發酵工藝技術的革新

根據發酵工藝的發展情況，常規的發酵條件下，大多是用液態發酵來完成的，隨著技術的不斷發展，市場上逐步出現了一種固態發酵工藝。相比較而言，固態發酵工藝具有更多的優勢，但由于其技術出現較晚，且存在著一定的不足，未來還需要加大在此工藝上的研究與創新。隨著食品發酵中微生物應用的增多，固態發酵將成為未來的一個研究重點，相關研究人員需從現實情況出發，適當調整固態發酵手段，全面發揮其在發酵方面的技術優勢。茶葉發酵的過程中，固態發酵的應用相對較多，以普洱茶為例，可利用芽孢桿菌（Bacillus），通過細菌分解和多類氧化酶可達到最佳的發酵效果，在應用了此種發酵工藝后，發酵效率顯著提高，發酵時所需時間大大縮短，且由于放線菌（Actinomycetes）的特殊性，在發酵的過程中會同步產生茶多酚和氨基丁酸，避免了發酵過程中茶葉中營養成分的損失。固態發酵工藝日漸引起了人們的重視，在未來的發展過程中，相關人員應將重點性的工作集中在工藝技術的創

新上。

4.2 微生物防治技術的研究

食品發酵中的微生物雖然有著明顯的優勢，但如果在食品發酵的過程中過多地使用微生物發酵技術，對環境造成的危害是比較明顯的。例如，在紅曲的發酵過程中，提取紅霉素會同步產生有害的真菌毒素類物質，該類物質會對人體造成危害。因此，隨著食品發酵中對微生物依賴性的提高，需在食品加工的過程中，從正反兩個方面來考慮微生物的作用，加大對微生物防治技術的應用，以減小在微生物應用中的不利影響。為有效實現對微生物防治技術的應用，專業人員需對常見的微生物作用機制加以全面分析，經過相應的試驗，找出可以消除微生物不利影響的方式和方法。

5 結語

現階段食品行業發展迅猛，市場上利用發酵工藝所加工成的發酵食品，因具有獨特的風味和口感廣受人們的青睞。食品發酵中微生物的作用突出，微生物作用機制在很多發酵食品的加工中都有著重要的應用，未來還有著巨大的發展潛力，必將帶動食品行業的工藝革新。

參考文獻

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