試談微生物在食品發酵中的運用

◎ 姚 強

（洛陽市質量技術監督檢驗測試中心，河南 洛陽 471000）

微生物在食品發酵中構成了一個小型的生態系統，在經過工藝處理之后由原始的微生物個體慢慢發展為具有一定數量的菌落，同時在這一過程中對食物進行發酵。隨著新的微生物的出現和食品發酵加工技術的發展，微生物在食品發酵加工中發揮出的作用也逐漸得以增強。唯有進一步研究和分析微生物在食品發酵中的運用，才能夠更全面地了解其特性并予以高效利用。

1 微生物在食品發酵中的運用

1.1 酒類發酵

我國屬于酒類生產大國且酒文化源遠流長，在應用酵母菌釀酒的過程中，微生物起到了非常關鍵的作用。我國生產的酒類品種豐富，根據實際制作工藝不同可分為蒸餾酒與非蒸餾酒兩種類型，白酒便是典型的蒸餾酒，水與酒精屬于白酒的主體，同時還包含一些脂類、醇類等加熱后容易揮發的物質。啤酒主要以大麥芽為原料，輔以大米、酒花等，進行制麥、糖化、啤酒酵母發酵等流程所釀制的一種包含CO2以及低濃度酒精的飲料酒。葡萄酒主要是將新鮮葡萄或葡萄汁利用酵母進行發酵后制作而成的低酒精含量飲料，葡萄酒的品質與酵母具有十分密切的聯系，葡萄酒酵母從分類上屬于子囊菌綱的酵母屬，啤酒酵母種，其主要繁殖方式為無性繁殖，以單端出芽繁殖的酵母釀造的果酒和啤酒為非蒸餾酒。在發酵時，果汁等發酵液內包含的葡萄糖轉化成酒精，其他的營養成分通常為酵母所用，產生類似于氨基酸等代謝產物，和酒精共同組成酒液[1]。

1.2 乳制品發酵

發酵乳制品主要以品質較好的乳液作為原料，通過殺菌、微生物發酵之后得到風味獨特的乳酸制品。在厭氧環境下，牛奶通過乳酸菌發酵之后，其中的乳糖被分解，再發酵產生乳酸和其他有機酸，形成部分芳香物質與維生素，從而產生酸奶。現階段市場中所銷售的酸奶基本上屬于雙歧桿菌酸奶，其生產流程一般有共同發酵法與共生發酵法兩種類型。酸奶發酵過程不單單包括了細菌，酵母菌與霉菌也直接參與其中，有了婁地青霉、沙門柏青霉等的參與，優化了乳制品的外觀以及理化特性，也讓發酵乳制品的口感更加獨特。有營養學家提出，酸奶內的乳酸菌成分可以很好地抑制腸道腐敗菌滋生，對人體免疫系統產生刺激，從而有效激發人體內的積極因素，對抗癌與防癌能夠起到很好的效果。

1.3 調味品發酵

味精、食醋以及醬油等生活常用調味品，是微生物在食品發酵中的重要應用，當前全球味精的制造基本上都采用發酵原理，在對玉米、高粱、大米等原料進行粉碎處理之后，通過蒸煮、糖化、發酵、蒸餾、過濾、提取和提純，再對其實施脫色、結晶以及干燥等處理，最終獲得可食用的味精。在味精的生產過程中，發酵液中谷氨酸、氨氣與培養基混合會產生刺鼻氣味，這主要是由于味精發酵需要利用氨氣調整pH值并提供細菌氮源。

醬油色澤鮮艷、口感鮮美、具有醬香，屬于日常生活中必不可少的一味調味品。醬油通常是選擇大豆和小麥作為原料，應用曲霉或其他微生物，通過原料處理、制曲、發酵、浸出淋油、加熱配置等工藝流程釀制。醬油中包含了氨基酸、蛋白質以及酸類物質，可以形成抗氧化成分，對自由基的抑制作用明顯，效果比維生素C、E等抗氧化劑高出十余倍，擁有強大的防癌和抗癌價值。同時，醬油內的總酸還表現出成堿作用，能夠去除人體中過剩的酸，進而減小尿酸在膀胱中產生結石的概率[2]。

1.4 酶制劑

酶是一種高分子物質，表現出較強的生物催化能力，在大部分細胞活動中都有酶的參與，酶也是化學反應中十分關鍵的催化劑，其自身不消耗，對化學平衡不會產生影響。酶表現出極為專一的特性，在諸多領域都得到了十分普遍的應用。酶制劑往往是提取自生物體，在食品加工時，酶在化學反應中具有催化的功能，現階段在食品加工制造中得以廣泛應用的生物酶就已經達到了十余種，與從動植物中獲得的酶比起來，借助于微生物的發酵作用，能夠更加高效率且更加便捷的獲得酶制劑。動植物來源可能受地域性或者氣候環境的影響，而微生物基本上不會因為這類因素受到影響，其主要優勢在于成本較低、工藝不復雜、種類豐富等。

2 微生物在食品發酵中的應用展望

微生物對人類來說表現出雙面性的特征，①微生物可以用來發酵食品、生產藥品或者降解垃圾等。②微生物可能對人類的身體帶來一定的損害，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等。所以微生物在食品發酵中的應用趨勢應當從研發新技術與防治其危害兩個方面進行論述。

2.1 微生物在運用新技術方面的研究

對茶葉發酵制作流程的分析研究中，了解到其屬于固態發酵較為典型的代表，在日常的食品發酵中，往往把液態發酵當作是產業化的應用技術，固態發酵的優勢更加凸顯，但其應用范圍受到技術發展的制約，所以未來必然會強化對固態發酵技術的分析研究，不斷拓展其應用范圍，促進食品發酵技術的進一步發展，讓其能夠得以更普遍的應用。對于茶葉固態發酵而言，其中包含了各類微生物參與，如芽孢桿菌可以形成大分子化合物多酚氧化酶與過氧化物酶，這類物質可以在很大程度上降低發酵所需時間，促進發酵效率的提升。與此同時，茶葉進行發酵時，放線菌反應產生的茶多酚、氨基丁酸等物質有助于人體健康。因此，可以著重研究這一工藝的生產效率，從中獲得更多健康物質來服務人類。這里我們以茶葉為例來進行分析，未來還應當對其他食品發酵工藝展開更加深入全面的研究[3]。

2.2 微生物防治技術的研究

微生物在食品發酵中不僅會產生積極影響，也可能產生不利影響，如在分析紅曲發酵時，其中的主要微生物紅曲霉在產生醇酯、淀粉酶以及核糖核酸等可食用產品的基礎上，還會形成對人體健康造成危害的真菌毒素桔霉素，這一發現也讓很多人開始猜疑發酵食品的安全性，同時讓更多的專家著力于研究如何進行微生物發酵的危害防治。結合各種微生物獨特的生理活性，能夠在紅曲發酵時單獨進行清除，但如何科學調整主要微生物生存環境，控制桔霉素的同時，確保其他各種有益微生物健康生長，還需要進行反復的試驗和研究。同時，還能夠借助于傳統發酵食品——香腸，對其進行空缺的微生物發酵試驗，從而更全面地了解微生物在不同環境中的生存條件。

3 結語

現階段，食品微生物發酵正處于持續發展的階段，應當了解到，微生物在食品發酵制作中逐漸開始扮演了更加重要的角色，發酵食品也開始成為廣大消費者所青睞的健康食品，其應用前景非常廣闊。有專家提出，在未來十年左右，微生物必然會成為食品加工行業的研究熱點，但由于其發展方向的多元化，所以核心技術的掌握必然會成為制約食品加工企業發展的主要因素，隨著現代科技的飛速發展，傳統食品發酵工業會逐漸朝著現代食品發酵乃至微生物工程發展，促進生物技術與基因工程的發展應用。