蜂蜜中的酵母菌及其在食品工业中的应用

青岛市畜牧兽医研究所，青岛 266000

蜂蜜是一种深受人们喜爱的天然甜物质，由蜜蜂采集蜜源植物的花蜜加上自身的分泌物，在蜂巢中经过充分酿造而成。蜂蜜中含有丰富的营养成分，包括糖类、蛋白质、氨基酸、维生素、有机酸、微量元素以及一些生物酶等[1]，其中糖类约占蜂蜜干重的85%～95%，糖类的主要成分为果糖和葡萄糖，平均比例为1.2∶1[2]。蜂蜜中的水分是花蜜被酿造成蜂蜜的过程中残留下来的，一般不超过20%[2]。由于蜂蜜的低含水量和高渗透压环境会引起微生物细胞内水分活度发生变化，使细胞质、细胞膜以及细胞内的酶发生变化，在这样的条件下，很少有微生物可以在蜂蜜中生长和存活。然而有大量研究显示，仍有一些微生物，如嗜渗和耐渗的酵母菌可以耐受这样的环境而在蜂蜜中生长繁殖[3-5]。

酵母菌是重要的工业微生物，在食品、饲料、医药和环境治理等领域有着重要的应用。耐高渗酵母是一类可以在高渗透压环境下生长和繁殖的真核微生物，根据高渗透压环境的不同又分为耐高糖酵母菌和耐高盐酵母菌。耐高渗酵母菌可以通过在细胞内快速的大量累积一些与耐高渗特性相关的小分子物质，如甘油[6]、海藻糖[7]和多元醇[8]等来调节胞内外的压力平衡以适应在高渗透压环境中的生长。近年来随着对酵母菌研究的深入，蜂蜜中存在的耐高渗酵母菌吸引了越来越多研究人员的关注，一些蜂蜜中筛选得到的耐高渗酵母菌已广泛在食品、医药、化工、发酵等领域有了很好的应用前景，尤其是在食品行业的应用越来越多。本文将对在蜂蜜中筛选得到的耐高渗酵母菌的种类、蜂蜜中耐高渗酵母菌的来源以及这些在食品工业上的应用予以综述。

一、蜂蜜中耐高渗酵母菌的种类

一般的微生物无法在蜂蜜中生存，只有一些耐高渗的酵母菌可以在蜂蜜中生存，事实上，蜂蜜的发酵变质过程就是这些耐高渗酵母菌大量生长和繁殖的结果[4]。经检测发现，发酵蜂蜜中的酵母菌大约有6100～380000 cfu/g[9]，而许多自然蜂蜜样品中检测出的酵母菌数目一般在100 cfu/g以下。目前已报道在蜂蜜中分离得到的酵母菌已多达20余种[3-5,7,10-11]，包括接合酵母属（Zygosacchuromycesspp.）的暹罗接合酵母（Zygosaccharomyces siamensis）、蜂蜜接合酵母（Zygosaccharomyces mellis）、鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）和Zygosaccharomyces favi sp.nov.、短梗霉属（Aureobasidiumspp.）的普鲁兰短梗霉（Aureobasidium pullulans）和产黑色素短梗霉（Aureobasidium melanogenum）、假丝酵母属（Candidaspp.）的根尖假丝酵母（Candida apicola）、木兰假丝酵母（Candidamagnoliae）、球拟假丝酵母(Candida bombicola)、巴蒂斯塔念珠菌（Candida batistae）、裂殖酵母属（Schizosaccharomycesspp.）的八孢裂殖酵母 (Schizosaccharomyces octosporus)、德巴利氏酵母属（Debaryomycesspp.）的汉氏德巴利氏酵母（Debaryomyces hansenii）、隐球酵母属（Cryptococcusspp.）的乌兹别克斯坦隐球酵母（Cryptococcus uzbekistanensis）以及酿酒酵母属（Saccharomycesspp.）、红酵母属（Rhodotorulaspp.）、油脂酵母属（Lipomycesspp.）、卵孢酵母属（Oosporidiumspp.）、毕赤酵母属（Pichiaspp.）、汉逊酵母属（Hansenulaspp.）、球拟酵母属（Torulopsisspp.）、针孢酵母属（Nematosporaspp.）、许旺酵母属（Schwanniomycesspp.）、圆酵母属（Torulaspp.）、丝孢酵母属（Trichosporonspp.）、丛梗孢酵母属（Moniliellaspp.）等的一些菌株。

二、蜂蜜中耐高渗酵母菌的来源

蜂蜜中存在的耐高渗酵母菌主要有两条来源途径，通常称之为初级来源和次级来源，其中初级来源是来自蜜蜂采集花蜜和酿造蜂蜜的阶段，这部分来源主要有三个方面：一是由空气、土壤、降水等因素，将酵母菌带入到花粉花蜜中；二是蜜蜂将消化道中的酵母菌带入到蜂蜜中；三是蜂蜜在发酵过程中将空气中的酵母菌带入到蜂蜜中。而次级来源是来自采收蜂蜜以后储存及运输阶段，其来源包括采蜜人员、蜂蜜加工设备、蜂蜜包装容器、昆虫、动物、空气、水、墙壁、天花板和地板等，因此蜂蜜里酵母菌的次级来源与其他食品相似，并且可以通过人工控制增加或降低蜂蜜中酵母菌的数量，如果在蜂蜜中检测出大量的营养型微生物，则说明蜂蜜通过次级来源受到了污染。

三、耐高渗酵母菌在食品工业上的应用

1.食品工业上生产蜂蜜酒

蜂蜜酒是由原蜂蜜经酵母菌发酵而成的低酒精度饮品，既保留着蜂蜜中原有的营养成分，同时由于酵母菌的作用使氨基酸、维生素、矿物质等一些生物活性物质的含量得以提高。单纯使用普通酿酒酵母发酵的蜂蜜酒，酒味明显，香气不足，而从蜂蜜中分离筛选的产酯香酵母，因其利用的底物种类与蜂蜜的成分相同，可以提高酒中酯的含量，更适合蜂蜜酒的发酵，因此，在蜂蜜中选育产酯量高、适合蜂蜜酒酿造的酵母菌株，对蜂蜜酒的生产具有重要的实际意义。史莹等在对山乌桕蜂蜜酒的酿造酵母和工艺的研究中发现，适合于山乌桕蜂蜜酒酿造的黄酒酵母在驯化过程中丧失了部分优良性状，影响了山乌桕蜂蜜酒的酿造质量[12]，随后在蜂蜜中分离筛选得到了1株发酵能力强、耐高渗、耐酒精、产酒精率高并适合发酵乌桕蜜酒的优良菌株S2，经鉴定为毕赤酵母属（Pichiaspp.），与黄酒酵母相比提高了蜂蜜酒的酿造口感且大大缩短了主发酵时间[13]。

2.食品工业上生产蜂蜜醋饮料

蜂蜜醋的制造首先需要经过酵母菌将蜂蜜中的糖转化为乙醇，再由醋酸菌将乙醇氧化生成醋酸，因此蜂蜜醋中既包含了原蜂蜜中的大部分营养成分，又获得了发酵过程中新产生的营养代谢物质，兼有蜂蜜和食醋之长，具有降低胆固醇、降血脂、美容护肤、消除疲劳等作用，受到人们的喜爱。使用常规酿造用酵母菌发酵蜂蜜时，由于蜂蜜糖度太高，往往会对酵母菌的生长和发酵产生抑制作用，常规酵母菌发酵的蜂蜜醋香气不足，味道单一，口感欠佳，不能满足消费者的需求。将在蜂蜜中筛选的产酯香耐高糖酵母菌应用到蜂蜜发酵饮品的生产中，通过进行高浓度发酵再稀释的方法，具有降低生产成本、节约能源、提高产品产量和质量等多个优点。杜鹃[14]等在椴树蜜中筛选获得1株产酯香耐高糖酵母菌YMI-37，经鉴定属于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），可以在80 g/100 ml葡萄糖的高糖环境下生长，发酵速度快且能力强，总产酯量可以达到3.85 g/L，进行高浓度蜂蜜醋发酵得到的蜂蜜醋口感更好，是高浓度发酵蜂蜜醋的优良菌株。彭涛[15]等将在油菜花蜂蜜中分离出的克勒氏酵母（Kloeckerasp.）Kloeckerasp-18菌株应用到油菜花蜂蜜饮料的中试生产中，发酵30天就得到了质量档次较高的蜂蜜发酵饮料，缩短了发酵周期，并且与其他类似蜂蜜饮料相比较，各种氨基酸含量都得到提高，个别种类氨基酸含量提高了100 %以上。

3.食品工业上生产糖醇

糖醇是一种新型的功能性食品添加剂，由于甜度适宜、热量低且不致牙齿龋变而广泛应用于食品工业中。目前国内外已用糖醇替代食用糖作为糖尿病人提供热量的营养学甜味剂，是国际食品和卫生组织批准的无需限量使用的安全性食品。研究发现，一些耐高渗酵母菌在高浓度的葡萄糖和好氧条件下发酵，可以产生大量的糖醇类物质。蔡莉[16]等在蜂蜜及花粉等含糖量较高的样品中分离到1株生长速度快、高产阿拉伯糖醇的耐高渗酵母菌NH-9，经鉴定为奥默柯达酵母（Kodamaea ohmeri）。樊洁等从采自华北地区的 13 种不同蜜源花种的天然蜂蜜中，分离得到具有产生木糖醇和赤藓糖醇的优良酵母菌株，八孢裂殖酵母（S.octosporus）A05菌株、暹罗接合酵母（Z.siamensis）E17菌株以及从梗孢酵母（M.pollinis）H10菌株，其中菌株 A05 和 E17 的发酵液中主要产物为木糖醇，产量分别为 8.89 g/L 和 2.76 g/L，菌株 H10则可以发酵产生11.67 g/L的赤藓糖醇。袁野[18]等对在水果及一些蜂产品样品中分离得到的 267株耐高渗酵母培养发现，其中 206株可以生产阿拉伯醇、赤藓糖醇和甘油等各种多元醇，并且研究了酵母耐高渗生长能力与其产多元醇类别之间的关系，结果显示，产赤藓糖醇的酵母菌比产阿拉伯糖醇的酵母菌更耐高渗。

四、展望

在蜂蜜这种极端条件下分离筛选的耐高渗酵母菌具有起酵速度快、发酵能力强、耐受高渗透压力等多个优点，因此选育蜂蜜中耐高渗酵母菌有助于解决发酵工业的实际问题。未来需要从蜂蜜中分离筛选出更多、更好的菌种，通过对这些微生物的研究开发出更多更优秀的产品。目前耐高渗酵母菌在食品工业中已经取得了较大范围的应用，开发潜力还很大。随着现代生物技术的发展和基因工程技术的使用，通过在分子水平上对蜂蜜中耐高渗酵母菌进行遗传改造，会使耐高渗酵母菌具有更多的优良品质，开发出更多更优良的产品，是今后需要进一步研究的方向。