食品中的微生物发酵作用

赵慧慧　范效平

自然界中的微生物有很多中，有些是易于腐败的，可以引起食品的气味和组织结构发生一些变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜啤酒和葡萄酒。微生物特别的小，通过显微镜放大约1000倍后，才能看清楚。如果将1000个中等大小的细菌，层层叠加后，可能才有句号那么大。

一、发酵的乳制品

发酵乳制品是指在原料乳中经过杀菌作用使特定的微生物进行发酵，产生具有某些特性的食品，称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、还具有一定的保健作用。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。

酸奶和奶酪是两大类，它们都属于发酵乳制品，乳酸菌是生产菌种。乳酸菌的种类较多，常用的有干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜热链球菌等。

近年来，随着人们在营养保健方面对双歧乳酸杆菌的认识越来越深，双歧乳酸杆菌被用于酸奶制造，传统的单株发酵，也随之变为双株或三株共生发酵。由于双歧杆菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促进肠胃功能作用基础上，又具备了防癌、抗癌的保健作用。双歧杆菌的名称来源于菌体尖端的分枝形状（如Y型或V型）。双歧杆菌是无芽孢革兰氏阳性细菌，专性厌氧、不抗酸、不运动、过氧化氢酶反应为阴性，最适生长温度为37～41℃。初始生长最适pH6.5～7.0，能分解糖。双歧杆菌能利用葡萄糖发酵产生醋酸和乳酸（2：3），不产生CO2。目前已经知道的的双歧杆菌共有24种之多，其中9种可在人体肠道内发现，它们是两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、链状双歧杆菌、假链状双歧杆菌和牙双歧杆菌等。前面5种菌类被普遍用于发酵乳制品的生产。

人体中的双歧杆菌，不仅有和其它乳酸菌类相似的作用，使乳糖、蛋白质水解，成为易被人体吸收利用的小分子以外，主要的的功能是产生双歧杆菌素。其对肠道中的致病菌如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌等具有明显的杀灭效果。乳中的双歧杆菌还能分解积存于肠胃中的致癌物N-亚硝基胺，防止肠道癌变，并能通过诱导作用产生细胞干扰素和促细胞分裂剂，活化NK细胞，促进免疫球蛋白的产生、活化巨嗜细胞的功能，提高人体的免疫力，增强人体对癌症的抵抗和免疫能力。

目前，发酵乳制品的品种很多，如酸奶、饮料、干酪、乳酪等。本文将主要介绍双歧杆菌酸奶的生产工艺。

双歧杆菌酸奶在生产中有两种不同的工艺。一种是两歧双歧杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等共同发酵的生产工艺，称共同发酵法。另外还有一种是把两歧双歧杆菌和兼性厌氧的酵母菌一起在脱脂牛乳中混合培养，利用酵母在生长过程中的呼吸作用，消耗掉氧气，人为的创造一个适合于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境，此为共生发酵法。

氨基酸发酵，氨基酸是组成蛋白质的基本成分，其中有8种氨基酸是人体不能合成但又必需的氨基酸，称为必需氨基酸，人体只有通过食物来获得。另外在食品工业中，氨基酸可作为调味料，如谷氨酸钠、肌苷酸钠、鸟苷酸钠可作为鲜味剂，色氨酸和甘氨酸可作为甜味剂，在食品中添加某些氨基酸可提高其营养价值等等。

二、酵母在食品制造中的应用

酵母菌与人们的生活有着十分密切的关系，几千年来劳动人民利用酵母菌制作出许多营养丰富、味美的食品和饮料。目前，酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。下面就介绍几种常见的产品。

面包：酵母是生产面包必不可少的生物松软剂。面包酵母属于单细胞生物，是真菌类，学名也叫啤酒酵母。酵母属于兼性厌氧性的微生物，有氧或无氧的环境都可以生存。

酿酒：我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古国，在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。在酿酒工艺上有许多独特方法在世界上可以说是独领风骚。

酿酒具有悠久的历史，產品种类繁多如：黄酒、白酒、啤酒、果酒等品种。而且形成了各种类型的名酒，如绍兴黄酒、贵州茅台酒、青岛啤酒等。酒的品种不同，酿酒所用的酵母以及酿造工艺也不同，而且同一类型的酒各地也有自己独特的工艺。

啤酒：啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。

生产用霉菌菌种淀粉的糖化、蛋白质的水解均是通过霉菌产生的淀粉酶和蛋白质水解酶进行的。一般情况下，先对霉菌培养，进行制曲。淀粉、蛋白质原料经过蒸煮糊化加入种曲，在一定温度下培养，曲中由霉菌产生的各种酶起作用，将淀粉、蛋白质分解成糖、氨基酸等水解产物。

在生产中很多的产品都是利用霉菌作为糖化菌种的。根霉属中常用的有日本根霉、米根霉、华根霉等；曲霉属中常用的有黑曲霉、宇佐美曲霉、米曲霉和泡盛曲霉等；毛霉属中常用的有鲁氏毛霉，还有红曲属中的一些种也是较好的糖化剂，如紫红曲霉、安氏红曲霉、锈色红曲霉、变红曲霉等。

酱类：酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制品，都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用以米曲霉为主的微生物经发酵酿制的。

用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉，生产上常用的有沪酿3.042，黄曲霉Cr-1菌株（不产生毒素），黑曲霉（Asp. Nigerf-27）等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶、淀粉酶及纤维素酶的活力，它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉变为糖类，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成酱类特有的风味。

三、酶制剂在食品保鲜方面的应用

随着人们对食品的要求不断提高和科学技术的不断进步，一种崭新的食品保鲜技术—酶法保鲜技术正在崛起。酶法保鲜技术是利用生物酶的高效的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质和特性的技术。由于酶具有专一性强、催化效率高、作用条件温和等特点，可广泛地应用于各种食品的保鲜，有效地防止外界因素，特别是氧化和微生物对食品所造成的不良影响。

葡萄糖氧化酶是一种氧化还原酶，它可催化葡萄糖和氧反应，生成葡萄糖酸和双氧水。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，此种酶可很大地降低或消除容器中的氧气，从而有效地防止食品成分的氧化作用，起到食品保鲜作用。

总之，微生物在食品中的作用越来越重要越来越广泛。

参考文献：

[1]吕学斌.微生物发酵菌群的组合及其应用研究，天津大学硕士论文，2005-01-01.

[2]张楠； 夏尚远； 刘训理.统计优化技术在微生物发酵中的应用，山东农业大学学报（自然科学版），2009-09-15.

[3]王夫杰； 鲁绯； 张建； 薛文通.微生物发酵豆渣食品的研究进展，食品工业科技，2007-09-25.