馮志合

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢(shì)下，食品行業(yè)也取得了顯著進(jìn)展，食品加工工藝日漸成熟。市場(chǎng)上很多食品在生產(chǎn)過(guò)程中都有發(fā)酵環(huán)節(jié)，其中微生物具有不可替代的作用。就整個(gè)行業(yè)來(lái)看，食品發(fā)酵中的微生物應(yīng)用取得了顯著成效，未來(lái)還有巨大的發(fā)展空間?；诖?，本文詳細(xì)研究了食品發(fā)酵中的微生物應(yīng)用現(xiàn)狀，并指出了未來(lái)的發(fā)展方向，為加快食品行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：食品發(fā)酵;微生物;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)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(fā)酵食品生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)

1.1 發(fā)酵工藝與環(huán)境復(fù)雜

在食品領(lǐng)域，發(fā)酵食品屬于特殊類型，在傳統(tǒng)的加工過(guò)程中由于受工藝技術(shù)的限制，存在工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。例如，茅臺(tái)酒就是經(jīng)由發(fā)酵生產(chǎn)而來(lái)，在生產(chǎn)過(guò)程中涉及高溫大曲作糖化發(fā)酵劑、兩次投料、高溫堆積，采用條石筑的發(fā)酵窖、多輪次發(fā)酵及高溫餾酒等多個(gè)環(huán)節(jié)。在各個(gè)發(fā)酵環(huán)節(jié)的實(shí)施中，工藝流程復(fù)雜且存在著較高的環(huán)境要求，產(chǎn)品發(fā)酵效果受到諸多方面因素的影響[1]。

1.2 混菌體系

發(fā)酵食品的發(fā)酵微生物應(yīng)用中采用的是混菌發(fā)酵體系，微生物來(lái)源的相對(duì)多樣性（曲種、原料和發(fā)酵環(huán)境），決定了發(fā)酵食品微生物群落表現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性的特征。隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵食品微生物應(yīng)用的過(guò)程中，原始混菌體系逐步被淘汰，產(chǎn)生了更具穩(wěn)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高?；炀l(fā)酵體系從根本上看與微型工廠的作用一致，每個(gè)微生物既保持著各自的獨(dú)立性，相互之間又存在著緊密的聯(lián)系。

2 微生物在食品加工的作用

在利用微生物來(lái)進(jìn)行加工生產(chǎn)的過(guò)程中，分泌出來(lái)的酶可進(jìn)行細(xì)胞壁的分解，導(dǎo)致食物內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，在經(jīng)由發(fā)酵以后，食物的口感比原先好。從人體的身體機(jī)能來(lái)看，人體在營(yíng)養(yǎng)攝入的過(guò)程中，對(duì)礦物質(zhì)、維生素等成分的攝入成分有著較高的要求，而經(jīng)由發(fā)酵后的食物，可以幫助人體補(bǔ)充蛋白質(zhì)。在食品發(fā)酵的過(guò)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(fā)酵后的食品具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]。此外，對(duì)于發(fā)酵類食品，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，微生物往往會(huì)產(chǎn)生動(dòng)植物本身所不具有的維生素，再加上酵母較強(qiáng)的抗氧化能力，使得一些發(fā)酵食品的解毒功效突出，因此人們長(zhǎng)期食用發(fā)酵食品，可有效實(shí)現(xiàn)肝臟的保護(hù)。另外，經(jīng)由發(fā)酵處理后的食品，對(duì)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(fā)酵中微生物的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 調(diào)味品

食品發(fā)酵中的微生物應(yīng)用，在調(diào)味品方面取得了顯著的成功。市場(chǎng)上的發(fā)酵食品調(diào)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(diào)味品，可改善食品的味道，增強(qiáng)食品口感。絕大部分的味精加工均采用微生物發(fā)酵技術(shù)，具體的加工流程為準(zhǔn)備好大米、高粱、玉米和薯干等原料，利用專門的設(shè)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(fā)酵、蒸餾、過(guò)濾、提取及提純等處理工序，最終在中和、脫色、結(jié)晶和干燥等一系列的精制處理后，得到味精[3]?，F(xiàn)階段的味精生產(chǎn)工藝中，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)伴隨著發(fā)酵液的形成，該發(fā)酵液味道刺鼻，含有培養(yǎng)基、氨氣和谷氨酸混合物等多種成分，液氨可實(shí)現(xiàn)對(duì)pH值的科學(xué)調(diào)節(jié)，給味精提供足夠的細(xì)菌氮源。食醋也是一種較為常見的發(fā)酵調(diào)味品，在加工過(guò)程中所采用的微生物種類為醋桿菌，當(dāng)食醋處于好氧條件且在特定的發(fā)酵環(huán)境下，含有酒精的食物中就會(huì)產(chǎn)生大量的醋酸。實(shí)際上，從食醋發(fā)酵的過(guò)程來(lái)看，如果在微生物發(fā)酵的過(guò)程中選用的微生物種類有所區(qū)別，所得到的食醋味道也有差異，但從市場(chǎng)上的絕大多數(shù)食醋發(fā)酵來(lái)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(zhǎng)常見的調(diào)味品，在加工的過(guò)程中優(yōu)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(yù)處理、制曲、發(fā)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(zhì)量的逐步提升，乳制品已經(jīng)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(yíng)養(yǎng)，滿足人體營(yíng)養(yǎng)的攝入需求。隨著乳制品需求的增多，我國(guó)的乳制品生產(chǎn)工藝日漸成熟，發(fā)酵乳制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、味道獨(dú)特、易于吸收，可有效發(fā)揮乳制品的功效。發(fā)酵的乳制品，所采用的原料為優(yōu)質(zhì)乳液，在對(duì)該原料實(shí)施殺菌和微生物發(fā)酵處理后，可形成口感更好的乳酸食品。在特定的厭氧環(huán)境下，乳酸菌發(fā)酵以后可形成酸奶，在發(fā)酵環(huán)節(jié)同步分解出乳糖，隨后再發(fā)酵形成有機(jī)酸與乳酸，同步產(chǎn)生微生物、芳香物質(zhì)，這就是酸奶的加工過(guò)程?，F(xiàn)階段的乳制品市場(chǎng)上，雙歧桿菌（Bifidobacterium）酸奶更為常見，在這類型酸奶的加工過(guò)程中，共生發(fā)酵、共同發(fā)酵為其中的關(guān)鍵技術(shù)。酸奶的發(fā)酵過(guò)程中，細(xì)菌、霉菌與酵母各自發(fā)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(guān)特性。根據(jù)乳制品方面的諸多研究，酸奶中由于含有一定的乳酸菌，對(duì)人體腸道腐敗菌的生長(zhǎng)有著突出的抑制作用。

3.3 酶制劑

從酶的特性來(lái)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(xì)胞的活動(dòng)中，酶都是關(guān)鍵的參與主體。在化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)，酶可起到催化劑的作用，不存在任何的消耗，不會(huì)對(duì)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的化學(xué)平衡起到任何的干擾[4]。酶的專一性特征明顯，在反應(yīng)條件符合要求的情況下可發(fā)揮自身的作用。在很多食品的加工過(guò)程中往往會(huì)用到酶制劑，其經(jīng)科學(xué)使用后可有效發(fā)揮催化作用。現(xiàn)階段，食品加工領(lǐng)域所應(yīng)用的生物酶種類相對(duì)較多，與從動(dòng)植物中獲取的酶相比較，微生物發(fā)酵工藝下所制作出來(lái)的酶制劑具有高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。

3.4 酒精飲料

食品市場(chǎng)上存在多種多樣的酒精飲料，因其口感獨(dú)特，廣受人們的青睞，具有廣闊市場(chǎng)前景，比如白酒、啤酒、黃酒和果酒。很多酒精飲料的加工過(guò)程中，也會(huì)用到微生物發(fā)酵技術(shù)，在特定的厭氧環(huán)境下，可利用釀酒酵母來(lái)加工酒精飲料。釀酒過(guò)程中，淀粉在酶的作用下轉(zhuǎn)化為葡萄糖，在經(jīng)由特定的發(fā)酵流程，形成酒精，其中蔗糖、果糖和葡萄糖等糖類物質(zhì)將被轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉却碱愇镔|(zhì)，在加工的同時(shí)也將同步產(chǎn)生一定的能量與二氧化碳[5]。我國(guó)酵母菌釀酒方面的工藝相對(duì)成熟，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)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(zhì)。啤酒也是一種較為常見的酒精飲料，在啤酒的制作過(guò)程中，原料以優(yōu)質(zhì)大麥芽、酒花和大米為主，整個(gè)加工過(guò)程包含制麥、糖化與酵母發(fā)酵處理環(huán)節(jié)，經(jīng)由這些環(huán)節(jié)的規(guī)范化實(shí)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(fā)酵工藝所制成。

4 微生物發(fā)酵在食品應(yīng)用中的發(fā)展方向

4.1 固態(tài)發(fā)酵工藝技術(shù)的革新

根據(jù)發(fā)酵工藝的發(fā)展情況，常規(guī)的發(fā)酵條件下，大多是用液態(tài)發(fā)酵來(lái)完成的，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上逐步出現(xiàn)了一種固態(tài)發(fā)酵工藝。相比較而言，固態(tài)發(fā)酵工藝具有更多的優(yōu)勢(shì)，但由于其技術(shù)出現(xiàn)較晚，且存在著一定的不足，未來(lái)還需要加大在此工藝上的研究與創(chuàng)新。隨著食品發(fā)酵中微生物應(yīng)用的增多，固態(tài)發(fā)酵將成為未來(lái)的一個(gè)研究重點(diǎn)，相關(guān)研究人員需從現(xiàn)實(shí)情況出發(fā)，適當(dāng)調(diào)整固態(tài)發(fā)酵手段，全面發(fā)揮其在發(fā)酵方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。茶葉發(fā)酵的過(guò)程中，固態(tài)發(fā)酵的應(yīng)用相對(duì)較多，以普洱茶為例，可利用芽孢桿菌（Bacillus），通過(guò)細(xì)菌分解和多類氧化酶可達(dá)到最佳的發(fā)酵效果，在應(yīng)用了此種發(fā)酵工藝后，發(fā)酵效率顯著提高，發(fā)酵時(shí)所需時(shí)間大大縮短，且由于放線菌（Actinomycetes）的特殊性，在發(fā)酵的過(guò)程中會(huì)同步產(chǎn)生茶多酚和氨基丁酸，避免了發(fā)酵過(guò)程中茶葉中營(yíng)養(yǎng)成分的損失。固態(tài)發(fā)酵工藝日漸引起了人們的重視，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)將重點(diǎn)性的工作集中在工藝技術(shù)的創(chuàng)

新上。

4.2 微生物防治技術(shù)的研究

食品發(fā)酵中的微生物雖然有著明顯的優(yōu)勢(shì)，但如果在食品發(fā)酵的過(guò)程中過(guò)多地使用微生物發(fā)酵技術(shù)，對(duì)環(huán)境造成的危害是比較明顯的。例如，在紅曲的發(fā)酵過(guò)程中，提取紅霉素會(huì)同步產(chǎn)生有害的真菌毒素類物質(zhì)，該類物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成危害。因此，隨著食品發(fā)酵中對(duì)微生物依賴性的提高，需在食品加工的過(guò)程中，從正反兩個(gè)方面來(lái)考慮微生物的作用，加大對(duì)微生物防治技術(shù)的應(yīng)用，以減小在微生物應(yīng)用中的不利影響。為有效實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物防治技術(shù)的應(yīng)用，專業(yè)人員需對(duì)常見的微生物作用機(jī)制加以全面分析，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)，找出可以消除微生物不利影響的方式和方法。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段食品行業(yè)發(fā)展迅猛，市場(chǎng)上利用發(fā)酵工藝所加工成的發(fā)酵食品，因具有獨(dú)特的風(fēng)味和口感廣受人們的青睞。食品發(fā)酵中微生物的作用突出，微生物作用機(jī)制在很多發(fā)酵食品的加工中都有著重要的應(yīng)用，未來(lái)還有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ貙?dòng)食品行業(yè)的工藝革新。

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