发酵食品微生物的多样性

□ 马 岳 天津优标技术检测服务有限公司

发酵食品微生物的多样性

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食品是人类基本的热量和动力来源，直接与人的身体健康相关，所以食品安全问题一直是社会各界广泛关注的问题之一。虽然我国现阶段的发酵食品生产技术已得到进一步优化，但仍存在很多问题，这些问题直接影响我国发酵食品行业的进一步发展和人们的健康。对于发酵食品而言，研究微生物多样性非常关键。基于此，本文简要分析发酵食品微生物的多样性，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。

发酵食品；微生物；霉菌

微生物是发酵食品形成的一个重要组成部分，没有微生物的参与就不会有发酵食品的形成。基于此，为了进一步促进我国食品也的进一步的崛起，有必要对微生物给予高度的重视。对制作环节而言，一味保持发酵食品制作环境的安全稳定，其实就是为了可以给微生物提供一个良好的生存环境，而这一过程要建立在了解微生物的基础上。

1 中国传统发酵食品微生物的组成与功能

1.1 微生物群落组成

几千年前，先民用曲酿醋、用盐水制作泡菜，虽然当时并不明白其具体的制作原理，但这些产品的酿造都有一个共同点，即加工过程中都有微生物及其酶参与，本质属于微生物发酵过程。发酵过程中，微生物代谢产生许多风味和功能物质及其前体物，使食物更具可食性、风味性，并赋予食物更多的营养和功能[1]。目前，我国传统酿造调味食品普遍采用多菌种参与的开放式固态发酵或半固态发酵工艺，发酵周期较长，发酵体系是由多种微生物构成的独特微生态环境，参与的微生物种类繁多，发酵过程中微生物群落不断演替变化，呈现一定的规律和特点，从而完成大分子原料的降解、转化、代谢等过程。

1.2 发酵过程微生物功能

1、霉菌

曲霉菌属在发酵食品工业的应用非常广泛，在酱油、醋、酱类等酿造调味食品发酵过程中的制曲阶段以及发酵初期，霉菌是主要的真菌，主要为根霉、曲霉（米曲霉、黑曲霉、黄曲霉、红曲霉等）、青霉和毛霉等[2]。其中，霉菌能够分泌出非常繁杂的酶系，包含多种酶，如蛋白酶（酸性、中性、碱性）、淀粉酶、谷氨酰胺酶、果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶等，能利用淀粉、低聚糖、单糖等作为碳源，通过蛋白质、氨基酸、尿素等成为其氮源。麦芽糖能够高效诱导曲霉菌分泌各种水解酶，如诱导米曲霉分泌α-淀粉酶、黑曲霉和构巢曲霉生产葡萄糖淀粉酶等[3]。淀粉类原料在淀粉酶、糖化酶的作用下降解为糊精、麦芽糖、葡萄糖等小分子糖类，一方面，促进了细菌、酵母等其他微生物的生长，进一步代谢产生醇类、有机酸等风味物质；另一方面，部分不能被分解的单糖、低聚糖、多糖同时加大了产品营养价值。蛋白质原料经蛋白酶的分解，降解成多肽、氨基酸等功能和风味物质。

2、酵母

除霉菌外，酵母是传统酿造调味食品中另一类非常重要的真菌，与酿造过程酒精发酵、高级醇及酯类化合物的生成、有机酸的生成等有直接或间接的关系，对产品的风味有很大影响[4]。酒精发酵主要是酵母菌将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳的过程，葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸，后者在丙酮酸脱氢酶催化下生成乙醛，乙醛再经乙醇脱氢酶还原为酒精，过程中除了生成酒精与二氧化碳外，还会产生其他副产物，如甘油以及戊醇、异戊醇、丁醇、异丁醇等高级醇类（统称为杂醇油）和多种酯类化合物等。酒精具有清爽香气，高级醇具有一定的呈味性，丙三醇具有爽口甜味，这些醇类化合物也是酯类化合物形成的前提。

2 微生物运用在食品中的发展

2.1 微生物在食品发酵中的早期应用

发酵食品主要包含食品在制作时通常将微生物作为主体，在此过程中通过发酵手段提取出食品。因为发酵食品具有特殊的味道，颇受人们的欢迎，得到了普遍应用，从而构建了发酵食品的文化。虽然传统的发酵食品得到了一定的发展，但由于受探讨技术方面的制约，与发达国家相对比仍存在很大的差距，严重制约我国发酵食品在异常激烈的实际市场竞争中发挥真正的作用。所以，为了有效提升我国技术水平以及竞争能力，就必须要加强微生物的研究。比如，我国的酒水文化非常盛行，而其主要是利用粮食通过酵母菌、霉菌等微生物发酵形成，如玉米、高粱、大麦、小麦等。在具体酿制的过程中，红曲霉、乳酸菌、耐高温芽孢杆菌组成微生物群体同样发挥重要的作用。利用其酶化的功能，进一步提升了酒的味觉。

2.2 微生物在食品发酵中应用的新技术

通过进一步探讨微生物，从而建立健全了相关知识的系统构成，主要包含其种类、特点以及相对于的培养手段以及灭菌方式。与此同时，在不断探讨的过程中，进一步延伸了微生物发酵的进一步应用，为更多的食品提供更多的营养价值，从而为人民的身体健康提供一定的基础。目前，我国的微生物研究已取得了一定的成绩，同时也在不断创新技术与方法，从而淘汰不能满足现阶段发展需求的技术，保证发酵食物微生物的多样化。比如，啤酒在日常生活中非常常见，而其在制作过程中，通过创新传统技术，从而进一步提升了工序的操作效率，只需要发酵淀粉和糊精就能完成。

3 发酵食品微生物多样性的研究方法

3.1 传统的培养方法

发酵食品微生物的方法可以分为传统方法与现代方法两种，传统的培养方法叫做微生物分离培养法。传统培养的方式主要是依据模拟微生物生存的条件，让微生物在培养皿中生长和繁殖，这样培养方式不仅简单，而且也便于做实验。即使没有培养微生物的科技进一步发展，也出现了可以代替其应用的新技术，但这种方法仍会被应用在实验室等地。微生物分离培养法是先选择次微生物成长所需要的培养基、培养液和符合微生物生长的环境，就可以继续培养[5]。经过培养之后，通过观察与分析，总结微生物的成长情况。这种方法的优势在于成本低，使用方便。

3.2 化学的非培养方法

非培养过程中所应用到的生理生化方法叫做食品发酵的非培养方法。第一种是脂肪酸甲酯和磷脂脂肪酸相结合的手段，第二种是Biolog方法。第一种方法是因为微生物的众多组成成分中存在磷酸，可以利用相关的放射性元素对其进行标记。而第二种方法的基本原理就是应用不同的碳源和四唑盐染料与微生物发生反应，最终形成颜色。化学的非培养方法主要是效率高，而且便于标记，能够了解霉菌的运动和发酵过程，这样可以保证及时了解食品的发酵过程和状况，对了解磷酸在生物发酵过程中有重要作用。所以，化学的非培养方法在发酵食物微生物多样性研究中十分重要。

3.3 生物学的培养方法

涉及微生物的研究，应用最广泛、最常见的方法就是生物学的培养方法。生物学的培养方法大致可分成两种，即聚合酶链反应方法和分子杂交技术。分子杂交技术主要是分子标记法，在培养中具有很高的准确性。最重要的是，生物学的培养方式安全可靠，而且还可以保证发酵食物更加美味。同时，也确保了发酵食物的安全性，提高了发酵食物的质量。

4 结语

近年来，我国的发酵食品行业取得了飞速发展，微生物多样性研究也取得了进一步突破，人们迫切希望微生物研究可以帮助发酵食品行业进一步发展。立足食品安全角度来说，发酵食品的微生物多样性研究是十分必要的一个工程。现阶段，发酵食品的微生物多样性研究方面，相关技术人员应走好技术发展的每一步，进一步保证食品的安全性。

[1]聂志强,王敏,郑宇.3种分子生物学技术在传统发酵食品微生物多样性研究中的应用[J].食品科学,2012(23):346-350.

[2]舒畅,吴春生,钟慈平,等.发酵食品微生物多样性研究方法进展[J].食品科学,2013(15):397-402.

[3]燕平梅,马雁飞,倪玲.发酵食品中微生物多样性研究方法进展[J].中国酿造,2011(2):12-15.

[4]洪妍.发酵食品微生物多样性研究方法进展[J].黑龙江科技信息,2016(17):16.

[5]武俊瑞.东北传统发酵特色食品中主要微生物多样性研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2013.