食品發(fā)酵中微生物的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向

毛中華+龍小川+張琳

【摘 要】發(fā)酵食品是利用微生物加工生產(chǎn)的一種食品，具有非常重要的保健功能，可以為人們提供多種營養(yǎng)，是現(xiàn)代生活中不可或缺的食品構(gòu)成。本文結(jié)合食品發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，在簡(jiǎn)要闡述微生物在食品發(fā)酵中作用的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了食品發(fā)酵中微生物的應(yīng)用類型與現(xiàn)狀，并重點(diǎn)分析了食品發(fā)酵中微生物應(yīng)用的發(fā)展方向，以期為相關(guān)主體提供有益參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】發(fā)酵食品；微生物；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展前景

在食品發(fā)酵中，微生物會(huì)形成一個(gè)完善的微生態(tài)系統(tǒng)，在相關(guān)工藝的加持作用下，微生物個(gè)體會(huì)逐漸發(fā)展為規(guī)模可觀的菌落，并由此發(fā)生一系列的反應(yīng)，完成對(duì)食物的相關(guān)處理。微生物培養(yǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，必然會(huì)促進(jìn)食品發(fā)酵工藝的更新，這就要求更加深入地了解微生物，以便充分發(fā)揮其在食品發(fā)酵中的作用。因此，加強(qiáng)食品發(fā)酵中微生物應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)必要性和重要性。

1微生物在食品發(fā)酵中的作用

食品發(fā)酵過程中，微生物分泌的酶具有分解細(xì)胞壁的功能，進(jìn)而改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以發(fā)酵后的饅頭、面包不僅松軟可口，而且營養(yǎng)豐富。酵母中含有許多人體所需的礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)成分，研究表明，發(fā)酵食品是優(yōu)質(zhì)蛋白的重要來源，發(fā)酵會(huì)對(duì)碳水化合物進(jìn)行能量消耗，進(jìn)而有效降低食品脂肪含量。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，1公斤干酵母中的蛋白質(zhì)含量相當(dāng)于5公斤大米、2.5公斤豬肉、2公斤大豆的蛋白質(zhì)含量，也就是說，面包、饅頭的蛋白質(zhì)含量是面條、油餅蛋白質(zhì)含量的兩倍，屬于標(biāo)準(zhǔn)的健康食品。

此外，在食品發(fā)酵過程中，微生物會(huì)分泌一些動(dòng)植物自身不能生成的維生素，且酵母屬于抗氧化性物質(zhì)，具有一定的解毒功效，對(duì)保護(hù)肝臟具有重要作用，如硒、鉻等微量元素就具有抗衰老、抗腫瘤、防腦梗、增強(qiáng)免疫之效用。所以，發(fā)酵食品更適合腸胃功能較弱的人群食用。發(fā)酵食品可以在較短時(shí)間內(nèi)將能量充分釋放出來，以快速補(bǔ)充人體能量，所以面包、奶酪等食品成為了越來越多人的早餐首選。

2微生物在食品發(fā)酵中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1微生物在大豆發(fā)酵食品中的應(yīng)用

醬油、腐乳、豆醬等都是生活中常見的大豆發(fā)酵食品，這些食品的生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是制曲，而曲中的微生物能夠?qū)κ称凤L(fēng)味、營養(yǎng)構(gòu)成、功能因子的生成產(chǎn)生重要影響。傳統(tǒng)醬油釀制過程中所使用的發(fā)酵劑，主要成分就是霉菌，且以米曲霉為主。在大豆食品的發(fā)酵中，米曲霉會(huì)分泌出多種水解酶，并對(duì)食品原料中的碳水化合物和蛋白質(zhì)進(jìn)行消解，而所產(chǎn)生的物質(zhì)能夠被其他微生物吸收，最終形成獨(dú)特的食品風(fēng)味和營養(yǎng)構(gòu)成。此外，微生物能夠?qū)⒃S多不溶性膳食纖維降解成可溶性糖類，進(jìn)而增強(qiáng)大豆發(fā)酵食品的功能性。

2.2微生物在食醋釀制中的應(yīng)用

在食醋釀制中，醋酸菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌等是必不可少的功能性微生物。其中醋酸菌能夠?qū)⒁掖佳趸癁闈舛容^高的醋酸，并會(huì)分泌出大量有機(jī)酸。酵母菌會(huì)在醋酸發(fā)酵過程中出現(xiàn)自然降解，所生成的有機(jī)物能夠供其他微生物吸收，進(jìn)而增強(qiáng)食醋釀制的功能性。霉菌會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)形成降解，進(jìn)而加快整個(gè)發(fā)酵過程的完成。乳酸菌會(huì)分泌大量乳酸，對(duì)降低刺激性酸味，增強(qiáng)口感有著重要作用。可見，在食醋發(fā)酵過程中，微生物在調(diào)節(jié)風(fēng)味、增強(qiáng)色澤、改善營養(yǎng)等方面扮演著關(guān)鍵角色，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

2.3微生物在酒類釀造中的應(yīng)用

在釀酒過程中，酒曲的釀制是最為關(guān)鍵的步驟，而酒曲中的霉菌、細(xì)菌、酵母菌等微生物直接決定著酒的風(fēng)味和營養(yǎng)構(gòu)成。以酵母菌為例，主要有假絲酵母菌、產(chǎn)醋酵母菌、子囊孢子酵母菌、酒精酵母菌等，其中子囊孢子酵母菌和酒精酵母菌是酒曲中的兩大優(yōu)勢(shì)酵母菌，前者可以分泌淀粉酶、酸性蛋白酶和β-糖苷酶，后者屬于酒化功能菌，是一些產(chǎn)酒精能力較強(qiáng)的菌株。其他的一些非釀酒酵母具有非常重要的酯合成作用，并決定著酒香的醇厚度。

2.4微生物在茶類發(fā)酵中的應(yīng)用

在發(fā)酵類茶葉中，普洱茶無疑是最具代表性的，研究顯示，在普洱茶發(fā)酵過程中的微生物主要有霉菌、細(xì)菌、酵母菌和放線菌等。其中霉菌作為優(yōu)勢(shì)菌群，能夠分泌多種蛋白酶和有機(jī)酸，很大程度上決定著普洱茶的營養(yǎng)成分和香氣成分。酵母菌可以分泌多種生理活性物質(zhì)，直接影響著普洱茶干、醇、厚的品質(zhì)特征。以芽孢桿菌為代表的細(xì)菌會(huì)分泌多種多酚氧化酶和過氧化物酶等，不僅能夠提高發(fā)酵效率，而且能夠優(yōu)化普洱茶品質(zhì)。而放線菌可以分泌大量茶多酚、氨基丁酸等有利于身體健康的營養(yǎng)物質(zhì)。

3微生物在食品發(fā)酵中的發(fā)展方向

3.1新興發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用

生活中常見的食品發(fā)酵主要采用的是液態(tài)發(fā)酵工藝，固態(tài)發(fā)酵盡管有著許多優(yōu)勢(shì)，但目前因技術(shù)限制并沒有得到廣泛應(yīng)用。對(duì)此，在未來的食品發(fā)酵中，如何加強(qiáng)固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)與推廣，如何進(jìn)一步提高食品發(fā)酵技術(shù)優(yōu)越性，將成為重要的發(fā)展方向。目前，固態(tài)發(fā)酵技術(shù)主要應(yīng)用于茶類發(fā)酵中，正如上文所述，在普洱茶發(fā)酵中，以芽孢桿菌為代表的細(xì)菌會(huì)分泌多種多酚氧化酶和過氧化物酶等，不僅能夠提高發(fā)酵效率，而且能夠優(yōu)化普洱茶品質(zhì)。而放線菌可以分泌大量茶多酚、氨基丁酸等有利于身體健康的營養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)此，在今后發(fā)酵工藝改進(jìn)中，我們可以專門針對(duì)固態(tài)工藝的產(chǎn)量和健康物質(zhì)提取進(jìn)行重點(diǎn)攻破，進(jìn)而獲取全新的技術(shù)，進(jìn)一步挖掘和利用微生物在食品發(fā)酵中的優(yōu)勢(shì)作用。

3.2微生物防治技術(shù)的突破與應(yīng)用

盡管微生物在食品發(fā)酵中扮演著關(guān)鍵角色，但也會(huì)帶來許多負(fù)面影響和問題。例如，在紅曲發(fā)酵過程中，研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)微生物紅曲霉在分泌多種具有正面功效的物質(zhì)時(shí)，也會(huì)生成真菌毒素桔霉素這一有害身體健康的物質(zhì)。對(duì)此，我們必須客觀審視微生物在食品發(fā)酵中的優(yōu)劣勢(shì)，重視微生物防治技術(shù)的研發(fā)。結(jié)合不同微生物的生理活性，我們可以將食品發(fā)酵中微生物分泌的有害物質(zhì)單獨(dú)消除，但如何才能在抑制桔霉素等有害物質(zhì)的同時(shí)，確保其他微生物共生，這無疑是未來微生物防治技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。此外，我們可以對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵食品進(jìn)行空缺微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，以加深對(duì)微生物不同環(huán)境下生理活性特征的認(rèn)知。

可以說，在食品發(fā)酵中，微生物的應(yīng)用已經(jīng)有了很長歷史，但人類對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。隨著分子技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，人類對(duì)微生物的研究將得到進(jìn)一步深入，這也為食品發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)提供了有力保障。所以，我們有必要加強(qiáng)對(duì)食品發(fā)酵中微生物應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景的研究，明確未來食品發(fā)酵工藝的改進(jìn)路徑，以進(jìn)一步提高微生物在食品發(fā)酵中的功能效率，為人類生產(chǎn)出更可口、更健康的發(fā)酵食品。

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