張栩

摘? 要：我國(guó)的發(fā)酵食品在最近幾年的發(fā)展比較快速，微生物多樣性研究也取得了非常明顯的進(jìn)步，這些研究成果如何更好地應(yīng)用到發(fā)酵食品中，也是人們目前最為關(guān)心的問題，因?yàn)槲⑸锒鄻有缘难芯窟\(yùn)用到發(fā)酵食品行業(yè)必然促進(jìn)該行業(yè)的進(jìn)步，以及發(fā)酵食品的市場(chǎng)發(fā)展。從食品安全角度來(lái)說(shuō)，發(fā)酵食品的微生物多樣性研究是一件利國(guó)利民的重要研究。本文闡述中國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物的組成與功能，并對(duì)其進(jìn)行分析，進(jìn)而探討發(fā)酵食品微生物多樣性。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵食品? 微生物多樣性? 霉菌? 風(fēng)味

中圖分類號(hào)：TS201? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）12（c）-0097-03

Abstract： In recent years， the development of fermented food in China has been relatively rapid， and the research on microbial diversity has also made remarkable progress.How to better apply these research results to fermented food is also the most concerned issue at present， because the application of microbial diversity research to the fermented food industry will inevitably promote the progress of this industry and the development of the fermented food market.From the perspective of food safety， it is a very important project to study the microbial diversity of fermented food.Through the analysis of the composition and function of microorganisms in Chinese traditional fermented food， this paper introduces the development of the application of microorganisms in food， and finally explains and analyzes the research methods of microbial diversity in fermented food.

Key Words： Fermented food;Microbial diversity;Mould;Flavor

發(fā)酵食品作為一種比較特殊的食品，完全是通過對(duì)微生物的發(fā)酵而形成的，發(fā)酵食品在早期是用來(lái)延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的，使食品在不同的季節(jié)都可以食用?，F(xiàn)階段，發(fā)酵食品深受人們的喜歡，其味道獨(dú)特，且具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。發(fā)酵食品在發(fā)酵過程中，參與活動(dòng)的微生物種類比較多，微生物可以將食材中的蛋白質(zhì)進(jìn)行分解，經(jīng)過多種形式的轉(zhuǎn)化，最終形成與原有食材特性反差較大的食品，使發(fā)酵食品在顏色以及味道上，形成其獨(dú)特的風(fēng)味以及品質(zhì)。自然發(fā)酵的食品，憑借的是微生物的種類的復(fù)雜性，但是在傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝中，由于人們對(duì)于發(fā)酵過程中微生物的結(jié)構(gòu)以及組成沒有科學(xué)的認(rèn)識(shí)，加工過程沒有科學(xué)理論依據(jù)作為指導(dǎo)，導(dǎo)致發(fā)酵食品在制作的過程中，普遍存在食品安全性差，質(zhì)量無(wú)法保證的問題，同時(shí)由于傳統(tǒng)的制作方式需要很長(zhǎng)的周期進(jìn)行發(fā)酵和制作，導(dǎo)致傳統(tǒng)的發(fā)酵食品難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生存。目前，對(duì)于發(fā)酵食品的研究，目的在于通過微生物的多樣性，促使發(fā)酵食品的品質(zhì)更加符合食品安全的要求。

1? 發(fā)酵食品微生物的組成與功能

1.1 微生物群落組成

在古代人們就已經(jīng)開始用曲釀醋、鹽水制作泡菜，其制作過程其實(shí)就是微生物發(fā)酵的過程，因?yàn)樵诋a(chǎn)品的制作過程中都有微生物以及酶的參與。發(fā)酵產(chǎn)品在發(fā)酵過程中，由于微生物的參與，使食品具有可食性以及風(fēng)味性，同時(shí)使食品具有人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)以及功能。我國(guó)傳統(tǒng)的發(fā)酵食品大多是通過菌種參與的固態(tài)發(fā)酵或者半固態(tài)發(fā)酵，產(chǎn)品在發(fā)酵過程中，所需時(shí)間都比較長(zhǎng)。由微生物構(gòu)成的發(fā)酵體系，微生物的參與種類也比較豐富，且在發(fā)酵過程中不斷進(jìn)行演化，以其特有的規(guī)律和特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品中的原料進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化和代謝。各種微生物構(gòu)成了平衡而完整的微生物體系，促進(jìn)了食品的發(fā)酵，使食品在發(fā)酵過程中轉(zhuǎn)化為更有營(yíng)養(yǎng)和利于健康的產(chǎn)品，在發(fā)酵過程中味道以及顏色的變化，也使發(fā)酵食品更加受到人們的青睞。如果沒有微生物群落構(gòu)成微生物體系，食品就難以進(jìn)行發(fā)酵，無(wú)法形成有營(yíng)養(yǎng)、口味佳的食品，由此可見微生物群在發(fā)酵過程中的重要性[1-2]。

1.2 發(fā)酵過程微生物功能

1.2.1 霉菌

霉菌是發(fā)酵食品中常用的一種菌種，在醬油、醋、醬類等的制曲階段以及發(fā)酵初期，霉菌都是以真菌的形式發(fā)揮作用。霉菌可以分泌出數(shù)目繁多的酶系以及菌種，比如蛋白酶、淀粉酶、果膠酶等，經(jīng)過一系列的分解和轉(zhuǎn)化代謝反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)，產(chǎn)生各種醇類以及有機(jī)酸。同時(shí)，一些沒有被分解的糖類使霉菌的產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更加豐富，增加了產(chǎn)品的風(fēng)味以及功能。

1.2.2 酵母

酵母在傳統(tǒng)釀造調(diào)味食品中，也是一種很常用的真菌，與釀造過程酒精發(fā)酵、高級(jí)醇及酯類化合物的生成、有機(jī)酸的生成等有直接或間接的關(guān)系，酵母對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味影響也比較大。比如酒精的發(fā)酵，其在發(fā)酵過程中是通過酵母將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，在不斷的發(fā)酵和轉(zhuǎn)化過程中，除生成酒精等以外，還有生成其他的副產(chǎn)物，比如甘油、醇類以及多種酯類等。高級(jí)醇具有一定的呈味性，而丙三醇具有爽口甜味，這些醇類化合物也是酯類化合物形成的前提，所以酒精會(huì)呈現(xiàn)出一種清爽的香氣[3-4]。

2? 微生物運(yùn)用在食品中的發(fā)展

2.1 微生物在食品發(fā)酵中的早期應(yīng)用

微生物在發(fā)酵食品中是以主體的形式存在的，在制作過程中利用發(fā)酵的方式將食品提取出來(lái)。這是因?yàn)榘l(fā)酵食品口味獨(dú)特，深受人們的喜愛，這也是其能廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因，也是發(fā)酵食品文化得以形成的一個(gè)重要原因。盡管發(fā)酵食品獲得了一定的發(fā)展，但是因?yàn)槭艿郊夹g(shù)因素的限制，發(fā)展程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家，而事實(shí)上，影響我國(guó)發(fā)酵食品市場(chǎng)的主要原因，就是技術(shù)因素，其嚴(yán)重阻礙了我國(guó)發(fā)酵食品的發(fā)展以及市場(chǎng)開拓。因此，想要提高這方面的發(fā)展水平，就需要加強(qiáng)對(duì)微生物的研究[5-6]。例如，酒文化在我國(guó)一直比較盛行，因?yàn)槠渲饕ㄟ^糧食進(jìn)行發(fā)酵，比如玉米、高梁等，在釀造的過程中，利用種類繁多的菌類構(gòu)成了微生物生態(tài)群，以此來(lái)促進(jìn)發(fā)酵和生成。通過酶化之后，酒的味覺大大提升[7]。

2.2 微生物在食品發(fā)酵中應(yīng)用的新技術(shù)

在對(duì)微生物進(jìn)行研究和探討的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行了較為全面的補(bǔ)充，使相關(guān)知識(shí)更為全面和系統(tǒng)，這些知識(shí)主要包括微生物的種類以及特點(diǎn)，培養(yǎng)手段以及消滅方法的探討。在對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充和健全的同時(shí)，還需要對(duì)微生物的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行探討，使發(fā)酵食品在促進(jìn)身體健康方面更進(jìn)一步，為發(fā)酵食品在更多食品中的應(yīng)用提供技術(shù)保障?，F(xiàn)階段，我國(guó)在微生物研究方面也獲得了一定的進(jìn)步，研究的過程也是技術(shù)和方法不斷創(chuàng)新的過程，通過先進(jìn)的技術(shù)，將已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段發(fā)展需要的技術(shù)和方法進(jìn)行剔除，以此確保發(fā)酵食品微生物的多樣化[8]。以生活中常見的啤酒為例，啤酒就是經(jīng)過對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新，使其工序的操作效率大大提高，在制作過程中只需要進(jìn)行發(fā)酵淀粉和糊精就可以生成啤酒。將新技術(shù)應(yīng)用在發(fā)酵食品中，對(duì)于發(fā)酵食品的發(fā)展以及技術(shù)進(jìn)步都是有積極意義的，同時(shí)也使發(fā)酵食品的制作更加安全和衛(wèi)生。

3? 發(fā)酵食品微生物多樣性的研究方法

3.1 傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法

目前對(duì)于發(fā)酵食品制作方法的分類，是根據(jù)傳統(tǒng)方式和現(xiàn)代方式進(jìn)行分類的。傳統(tǒng)的發(fā)酵食品微生物培養(yǎng)方式，是通過微生物分離的方法進(jìn)行的，這種培養(yǎng)方式操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)起來(lái)也比較方便，這種傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式，對(duì)于微生物生長(zhǎng)條件進(jìn)行模仿，從而為其創(chuàng)造了有利的生長(zhǎng)條件。這種方式即使沒有現(xiàn)代的先進(jìn)技術(shù)，也依然會(huì)被人們廣泛使用，也會(huì)被經(jīng)常應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室。這種傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)方式，由于為微生物的生長(zhǎng)提供了非常有利的條件，所以培養(yǎng)起來(lái)更為方便和簡(jiǎn)單。只需要對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，掌握其規(guī)律。傳統(tǒng)的發(fā)酵食品微生物培養(yǎng)方法也是有突出優(yōu)勢(shì)的，就是成本較低，操作起來(lái)比較方便。

3.2 化學(xué)的非培養(yǎng)方法

這種發(fā)酵方式，其實(shí)就是通過生理生化的原理進(jìn)行發(fā)酵。一般通過兩種方式進(jìn)行制作和生產(chǎn)，第一種是脂肪酸和磷脂脂相結(jié)合的手段，第二種是通過 Biolog方法。前者是因?yàn)槲⑸锏臉?gòu)成中包含了磷酸，磷酸可以起到標(biāo)記的作用，后者是通過燃料與微生物的互相作用，是食材的顏色產(chǎn)生變化，口味更獨(dú)特?；瘜W(xué)方式的優(yōu)勢(shì)在于標(biāo)記方便，整個(gè)過程的效率比較高，對(duì)霉菌的發(fā)酵情況能夠?qū)崿F(xiàn)快速掌握，對(duì)于食材在互相作用的過程中產(chǎn)生的各種變化，都可以隨時(shí)進(jìn)行觀察和掌握其變化信息。汪紅等以四川泡菜汁為原料，使用Biolog微生物鑒定儀鑒定一株生長(zhǎng)速度快、產(chǎn)酸能力強(qiáng)的菌株，確定為L(zhǎng)actococcus lactis，并得出此菌株的最適生長(zhǎng)條件;李浩等在研究濃香型大曲微生物多樣性時(shí)也采用了此法?；瘜W(xué)原理的培養(yǎng)方式，可以使微生物的生長(zhǎng)以及產(chǎn)酸能力能強(qiáng)，微生物的生長(zhǎng)速度會(huì)比較快，這種方式可以使多種環(huán)境中進(jìn)行，限制因素比較少。也是目前新技術(shù)中常用的一種方式，在未來(lái)的發(fā)酵食品加工生產(chǎn)中，這種方式也許會(huì)得到越來(lái)越多的使用。

3.3 生物學(xué)的培養(yǎng)方法

由于分子生物學(xué)的發(fā)展，生物學(xué)的培養(yǎng)方法也逐漸應(yīng)用到發(fā)酵食品的制作過程中，在這種培養(yǎng)方式中，分子生物學(xué)對(duì)于微生物研究起到了非常重要的作用，特別是在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的出現(xiàn)，被認(rèn)為是分子生物學(xué)發(fā)展史上的里程碑，能夠在短短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的分子反應(yīng)，這是其能夠運(yùn)用到發(fā)酵食品制作中的重要原因。16S rRNA基因是細(xì)菌染色體上編碼rRNA相對(duì)應(yīng)的DNA序列，包括保守區(qū)和可變區(qū)。該基因具有高度的保守性和特異性，其長(zhǎng)度約1540bp，包含了大量信息，且其結(jié)構(gòu)和堿基排列復(fù)雜度適中，便于擴(kuò)增和測(cè)序。以16S rRNA保守基因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)計(jì)引物進(jìn)行16S rRNA擴(kuò)增是目前最常使用的方法，大多分子生物學(xué)技術(shù)都基于該方法發(fā)展而來(lái)，它們?yōu)槲⑸锒鄻有缘难芯孔龀隽司薮筘暙I(xiàn)。涉及微生物的研究，應(yīng)用最廣泛、最常見的方法就是生物學(xué)的培養(yǎng)方法。生物學(xué)的培養(yǎng)方法大致可分成兩種，即聚合酶鏈反應(yīng)方法和分子雜交技術(shù)。分子雜交技術(shù)主要是分子標(biāo)記法，在培養(yǎng)中具有很高的準(zhǔn)確性。最重要的是，生物學(xué)的培養(yǎng)方式安全可靠，而且還可以保證發(fā)酵食物更加美味。同時(shí)，也確保了食物的質(zhì)量，有效提高了食物的安全性，使人們可以安心享用這種食品。許偉等構(gòu)建了鎮(zhèn)江恒順香醋醋醅樣品中微生物的16SrRNA克隆文庫(kù)，對(duì)96個(gè)陽(yáng)性克隆子進(jìn)行了測(cè)序，發(fā)現(xiàn)恒順香醋在發(fā)酵過程中形成豐富的乳酸菌和醋酸菌。

4? 結(jié)語(yǔ)

近幾年我國(guó)發(fā)酵食品的市場(chǎng)漸漸豐富和活躍起來(lái)，在這方面的相關(guān)研究也逐漸多起來(lái)，微生物多樣性研究也取得了非常明顯的進(jìn)步，這些研究成果如何更好地應(yīng)用到發(fā)酵食品中，也是人們目前最為關(guān)心的問題，因?yàn)槲⑸锒鄻有缘难芯窟\(yùn)用到發(fā)酵食品行業(yè)必然促進(jìn)該行業(yè)的進(jìn)步，以及發(fā)酵食品的市場(chǎng)發(fā)展。從食品安全角度來(lái)說(shuō)，發(fā)酵食品的微生物多樣性研究是一件利國(guó)利民的重要研究。因此，未來(lái)對(duì)于發(fā)酵食品的多樣性研究，應(yīng)該立足于食品安全，從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，促進(jìn)發(fā)酵食品的安全性，使發(fā)酵食品在人體健康方面的作用更加突出，安全性更高。

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