蜂蜜中的酵母菌及其在食品工業中的應用

青島市畜牧獸醫研究所，青島 266000

蜂蜜是一種深受人們喜愛的天然甜物質，由蜜蜂采集蜜源植物的花蜜加上自身的分泌物，在蜂巢中經過充分釀造而成。蜂蜜中含有豐富的營養成分，包括糖類、蛋白質、氨基酸、維生素、有機酸、微量元素以及一些生物酶等[1]，其中糖類約占蜂蜜干重的85%～95%，糖類的主要成分為果糖和葡萄糖，平均比例為1.2∶1[2]。蜂蜜中的水分是花蜜被釀造成蜂蜜的過程中殘留下來的，一般不超過20%[2]。由于蜂蜜的低含水量和高滲透壓環境會引起微生物細胞內水分活度發生變化，使細胞質、細胞膜以及細胞內的酶發生變化，在這樣的條件下，很少有微生物可以在蜂蜜中生長和存活。然而有大量研究顯示，仍有一些微生物，如嗜滲和耐滲的酵母菌可以耐受這樣的環境而在蜂蜜中生長繁殖[3-5]。

酵母菌是重要的工業微生物，在食品、飼料、醫藥和環境治理等領域有著重要的應用。耐高滲酵母是一類可以在高滲透壓環境下生長和繁殖的真核微生物，根據高滲透壓環境的不同又分為耐高糖酵母菌和耐高鹽酵母菌。耐高滲酵母菌可以通過在細胞內快速的大量累積一些與耐高滲特性相關的小分子物質，如甘油[6]、海藻糖[7]和多元醇[8]等來調節胞內外的壓力平衡以適應在高滲透壓環境中的生長。近年來隨著對酵母菌研究的深入，蜂蜜中存在的耐高滲酵母菌吸引了越來越多研究人員的關注，一些蜂蜜中篩選得到的耐高滲酵母菌已廣泛在食品、醫藥、化工、發酵等領域有了很好的應用前景，尤其是在食品行業的應用越來越多。本文將對在蜂蜜中篩選得到的耐高滲酵母菌的種類、蜂蜜中耐高滲酵母菌的來源以及這些在食品工業上的應用予以綜述。

一、蜂蜜中耐高滲酵母菌的種類

一般的微生物無法在蜂蜜中生存，只有一些耐高滲的酵母菌可以在蜂蜜中生存，事實上，蜂蜜的發酵變質過程就是這些耐高滲酵母菌大量生長和繁殖的結果[4]。經檢測發現，發酵蜂蜜中的酵母菌大約有6100～380000 cfu/g[9]，而許多自然蜂蜜樣品中檢測出的酵母菌數目一般在100 cfu/g以下。目前已報道在蜂蜜中分離得到的酵母菌已多達20余種[3-5,7,10-11]，包括接合酵母屬（Zygosacchuromycesspp.）的暹羅接合酵母（Zygosaccharomyces siamensis）、蜂蜜接合酵母（Zygosaccharomyces mellis）、魯氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）和Zygosaccharomyces favi sp.nov.、短梗霉屬（Aureobasidiumspp.）的普魯蘭短梗霉（Aureobasidium pullulans）和產黑色素短梗霉（Aureobasidium melanogenum）、假絲酵母屬（Candidaspp.）的根尖假絲酵母（Candida apicola）、木蘭假絲酵母（Candidamagnoliae）、球擬假絲酵母(Candida bombicola)、巴蒂斯塔念珠菌（Candida batistae）、裂殖酵母屬（Schizosaccharomycesspp.）的八孢裂殖酵母 (Schizosaccharomyces octosporus)、德巴利氏酵母屬（Debaryomycesspp.）的漢氏德巴利氏酵母（Debaryomyces hansenii）、隱球酵母屬（Cryptococcusspp.）的烏茲別克斯坦隱球酵母（Cryptococcus uzbekistanensis）以及釀酒酵母屬（Saccharomycesspp.）、紅酵母屬（Rhodotorulaspp.）、油脂酵母屬（Lipomycesspp.）、卵孢酵母屬（Oosporidiumspp.）、畢赤酵母屬（Pichiaspp.）、漢遜酵母屬（Hansenulaspp.）、球擬酵母屬（Torulopsisspp.）、針孢酵母屬（Nematosporaspp.）、許旺酵母屬（Schwanniomycesspp.）、圓酵母屬（Torulaspp.）、絲孢酵母屬（Trichosporonspp.）、叢梗孢酵母屬（Moniliellaspp.）等的一些菌株。

二、蜂蜜中耐高滲酵母菌的來源

蜂蜜中存在的耐高滲酵母菌主要有兩條來源途徑，通常稱之為初級來源和次級來源，其中初級來源是來自蜜蜂采集花蜜和釀造蜂蜜的階段，這部分來源主要有三個方面：一是由空氣、土壤、降水等因素，將酵母菌帶入到花粉花蜜中；二是蜜蜂將消化道中的酵母菌帶入到蜂蜜中；三是蜂蜜在發酵過程中將空氣中的酵母菌帶入到蜂蜜中。而次級來源是來自采收蜂蜜以后儲存及運輸階段，其來源包括采蜜人員、蜂蜜加工設備、蜂蜜包裝容器、昆蟲、動物、空氣、水、墻壁、天花板和地板等，因此蜂蜜里酵母菌的次級來源與其他食品相似，并且可以通過人工控制增加或降低蜂蜜中酵母菌的數量，如果在蜂蜜中檢測出大量的營養型微生物，則說明蜂蜜通過次級來源受到了污染。

三、耐高滲酵母菌在食品工業上的應用

1.食品工業上生產蜂蜜酒

蜂蜜酒是由原蜂蜜經酵母菌發酵而成的低酒精度飲品，既保留著蜂蜜中原有的營養成分，同時由于酵母菌的作用使氨基酸、維生素、礦物質等一些生物活性物質的含量得以提高。單純使用普通釀酒酵母發酵的蜂蜜酒，酒味明顯，香氣不足，而從蜂蜜中分離篩選的產酯香酵母，因其利用的底物種類與蜂蜜的成分相同，可以提高酒中酯的含量，更適合蜂蜜酒的發酵，因此，在蜂蜜中選育產酯量高、適合蜂蜜酒釀造的酵母菌株，對蜂蜜酒的生產具有重要的實際意義。史瑩等在對山烏桕蜂蜜酒的釀造酵母和工藝的研究中發現，適合于山烏桕蜂蜜酒釀造的黃酒酵母在馴化過程中喪失了部分優良性狀，影響了山烏桕蜂蜜酒的釀造質量[12]，隨后在蜂蜜中分離篩選得到了1株發酵能力強、耐高滲、耐酒精、產酒精率高并適合發酵烏桕蜜酒的優良菌株S2，經鑒定為畢赤酵母屬（Pichiaspp.），與黃酒酵母相比提高了蜂蜜酒的釀造口感且大大縮短了主發酵時間[13]。

2.食品工業上生產蜂蜜醋飲料

蜂蜜醋的制造首先需要經過酵母菌將蜂蜜中的糖轉化為乙醇，再由醋酸菌將乙醇氧化生成醋酸，因此蜂蜜醋中既包含了原蜂蜜中的大部分營養成分，又獲得了發酵過程中新產生的營養代謝物質，兼有蜂蜜和食醋之長，具有降低膽固醇、降血脂、美容護膚、消除疲勞等作用，受到人們的喜愛。使用常規釀造用酵母菌發酵蜂蜜時，由于蜂蜜糖度太高，往往會對酵母菌的生長和發酵產生抑制作用，常規酵母菌發酵的蜂蜜醋香氣不足，味道單一，口感欠佳，不能滿足消費者的需求。將在蜂蜜中篩選的產酯香耐高糖酵母菌應用到蜂蜜發酵飲品的生產中，通過進行高濃度發酵再稀釋的方法，具有降低生產成本、節約能源、提高產品產量和質量等多個優點。杜鵑[14]等在椴樹蜜中篩選獲得1株產酯香耐高糖酵母菌YMI-37，經鑒定屬于釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），可以在80 g/100 ml葡萄糖的高糖環境下生長，發酵速度快且能力強，總產酯量可以達到3.85 g/L，進行高濃度蜂蜜醋發酵得到的蜂蜜醋口感更好，是高濃度發酵蜂蜜醋的優良菌株。彭濤[15]等將在油菜花蜂蜜中分離出的克勒氏酵母（Kloeckerasp.）Kloeckerasp-18菌株應用到油菜花蜂蜜飲料的中試生產中，發酵30天就得到了質量檔次較高的蜂蜜發酵飲料，縮短了發酵周期，并且與其他類似蜂蜜飲料相比較，各種氨基酸含量都得到提高，個別種類氨基酸含量提高了100 %以上。

3.食品工業上生產糖醇

糖醇是一種新型的功能性食品添加劑，由于甜度適宜、熱量低且不致牙齒齲變而廣泛應用于食品工業中。目前國內外已用糖醇替代食用糖作為糖尿病人提供熱量的營養學甜味劑，是國際食品和衛生組織批準的無需限量使用的安全性食品。研究發現，一些耐高滲酵母菌在高濃度的葡萄糖和好氧條件下發酵，可以產生大量的糖醇類物質。蔡莉[16]等在蜂蜜及花粉等含糖量較高的樣品中分離到1株生長速度快、高產阿拉伯糖醇的耐高滲酵母菌NH-9，經鑒定為奧默柯達酵母（Kodamaea ohmeri）。樊潔等從采自華北地區的 13 種不同蜜源花種的天然蜂蜜中，分離得到具有產生木糖醇和赤蘚糖醇的優良酵母菌株，八孢裂殖酵母（S.octosporus）A05菌株、暹羅接合酵母（Z.siamensis）E17菌株以及從梗孢酵母（M.pollinis）H10菌株，其中菌株 A05 和 E17 的發酵液中主要產物為木糖醇，產量分別為 8.89 g/L 和 2.76 g/L，菌株 H10則可以發酵產生11.67 g/L的赤蘚糖醇。袁野[18]等對在水果及一些蜂產品樣品中分離得到的 267株耐高滲酵母培養發現，其中 206株可以生產阿拉伯醇、赤蘚糖醇和甘油等各種多元醇，并且研究了酵母耐高滲生長能力與其產多元醇類別之間的關系，結果顯示，產赤蘚糖醇的酵母菌比產阿拉伯糖醇的酵母菌更耐高滲。

四、展望

在蜂蜜這種極端條件下分離篩選的耐高滲酵母菌具有起酵速度快、發酵能力強、耐受高滲透壓力等多個優點，因此選育蜂蜜中耐高滲酵母菌有助于解決發酵工業的實際問題。未來需要從蜂蜜中分離篩選出更多、更好的菌種，通過對這些微生物的研究開發出更多更優秀的產品。目前耐高滲酵母菌在食品工業中已經取得了較大范圍的應用，開發潛力還很大。隨著現代生物技術的發展和基因工程技術的使用，通過在分子水平上對蜂蜜中耐高滲酵母菌進行遺傳改造，會使耐高滲酵母菌具有更多的優良品質，開發出更多更優良的產品，是今后需要進一步研究的方向。