中國發(fā)酵食品概況

龍超 郭冬琴 許杰

摘 要：我國是食品生產(chǎn)和消費(fèi)大國，食品工業(yè)產(chǎn)值是國民生產(chǎn)總值的重要組成部分，截至2020年食品制造業(yè)營業(yè)收入達(dá)1.96萬億元之多。發(fā)酵食品在我國膳食結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。本文綜述了發(fā)酵食品的定義及分類、發(fā)酵食品中的微生物、發(fā)酵食品的安全性問題以及食品發(fā)酵工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向。目前人們對發(fā)酵食品的需要量巨大，因此針對發(fā)酵食品過程中的研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵食品；微生物；安全性；現(xiàn)狀與發(fā)展

Overview of Fermented Foods in China

LONG Chao1，2， GUO Dongqin1*，XU Jie1

（1.Chongqing Three Gorges University， Chongqing 404000， China;

2.Chongqing Wanzhou Institute for Food and Drug Control， Chongqing 404000， China）

Abstract： China is a big country of food production and consumption. The output value of food industry is an important part of GDP. By 2020， the operating income of food manufacturing industry will reach 1.96 trillion yuan. Fermented food occupies an important position in Chinas dietary structure. This paper reviews the definition and classification of fermented food， microorganisms in fermented food， the safety of fermented food and the current situation and development direction of food fermentation industry. At present， there is a huge demand for fermented food， so it is of great significance to study the process of fermented food.

Keywords： fermented food; microorganism; safety; present situation and development

1 發(fā)酵食品的定義及分類

1.1 發(fā)酵食品定義

發(fā)酵食品是指經(jīng)過（酵母、細(xì)菌和霉菌）等微生物及酶的作用，使加工原料（農(nóng)副產(chǎn)品）發(fā)生許多物理及化學(xué)變化后制成的食品。由于發(fā)酵賦予了食品特定的營養(yǎng)、味道，并提高了食品的附加值，因此出現(xiàn)了很多種發(fā)酵食品。

1.2 發(fā)酵食品的分類

1.2.1 發(fā)酵豆類食品

發(fā)酵豆類食品是以谷物豆類為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵得到的食品。大豆經(jīng)過微生物發(fā)酵后會產(chǎn)生大豆多肽、大豆異黃酮等功能性物質(zhì)，此類成分具有抗氧化、促進(jìn)消化、抗癌等功效。在我國，發(fā)酵豆制品主要有大豆酸奶、醬油、豆豉、豆醬和豆腐乳。

①大豆酸奶是將大豆研磨成豆?jié){，然后添加牛奶與乳酸桿菌，混合，將其在合適的溫度下發(fā)酵而制成的。由于大豆酸奶所含蛋白質(zhì)為植物蛋白，易吸收，且使用大豆發(fā)酵的酸奶不含乳糖，可以給某些乳糖不耐癥患者食用。②醬油是使用麩皮、大豆或小麥釀造的，并加水和鹽，經(jīng)曲霉發(fā)酵形成的調(diào)味品。③豆豉是由大豆或黑大豆通過微生物發(fā)酵制成的傳統(tǒng)調(diào)味料。除含大豆異黃酮，還特含超氧化物歧化酶、大豆寡糖等活性成分。④豆醬則是將黃豆炒后磨粉與主料黃豆混合再加入曲霉共同發(fā)酵而來。⑤腐乳經(jīng)過發(fā)酵，便產(chǎn)生了酯類、酸類等風(fēng)味物質(zhì)，有效去除了豆類中的豆腥味，是必不可少的發(fā)酵食品。

1.2.2 發(fā)酵乳類食品

現(xiàn)代乳制品則以牛奶為原料并加以某些微生物（如乳酸菌或酵母）生產(chǎn)而來。發(fā)酵乳類食品可分為酸性乳類和酒精乳類。酸性乳類有發(fā)酵酪乳、酸奶等；酒精乳類主要有牛奶酒、馬奶酒。

1.2.3 發(fā)酵肉類食品

我國的發(fā)酵肉制品生產(chǎn)歷史悠久，可分為兩類，即發(fā)酵火腿和香腸，比較著名的有宣威火腿、金華火腿、廣式甜腸以及四川麻辣腸。經(jīng)過微生物發(fā)酵，使得發(fā)酵肉中富含大量有益微生物，避免了致病菌的產(chǎn)生，確保了產(chǎn)品安全性。

1.2.4 發(fā)酵谷物類食品

發(fā)酵谷物類食品包含發(fā)酵酒精飲料和食醋。發(fā)酵酒精飲料有兩種類型。一種是通過單一酒精發(fā)酵工藝生產(chǎn)的發(fā)酵酒精，主要包括果汁飲料、蘋果果酒和葡萄酒。一步發(fā)酵酒精飲料是直接在含糖量較高的原料中，加入酵母進(jìn)行發(fā)酵，制成酒精飲料。另一種是包括糖化和酒精發(fā)酵工藝的多步發(fā)酵酒精。在多步發(fā)酵飲料中，谷物和塊莖類食品中的淀粉首先被霉菌分解，同時(shí)經(jīng)過酶的作用進(jìn)行糖化，然后通過酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵。

1.2.5 其他發(fā)酵食品

其他發(fā)酵食品還包括蔬菜類發(fā)酵食品、茶類發(fā)酵食品等。發(fā)酵蔬菜包括泡菜、酸菜等，通常是以新鮮蔬菜為原料，經(jīng)過醋酸菌、乳酸菌等微生物發(fā)酵而成。它含有維生素C和膳食纖維等營養(yǎng)素。在發(fā)酵茶的發(fā)酵和烘烤時(shí)，多酚會在氧化酶的作用下氧化茶。發(fā)酵茶產(chǎn)品可調(diào)節(jié)血糖，加快人體對食物的消化和分解[1]。

2 發(fā)酵過程中的微生物

2.1 細(xì)菌

2.1.1 醋酸桿菌

醋酸桿菌在自然界分布較廣，在細(xì)菌分類上屬革蘭氏陰性菌，是一種可以將糖和酒精氧化為醋酸的桿菌。由于醋酸桿菌發(fā)酵后可產(chǎn)生乙酸，因此常被用于制醋。

2.1.2 非致病棒桿菌

非致病棒桿菌主要可分為解烴棒桿菌、谷氨酸棒桿菌和力士棒桿菌，它們常被用于味精的生產(chǎn)。

2.1.3 乳酸菌

乳酸菌是一類能發(fā)酵糖，并將糖轉(zhuǎn)換為乳酸的革蘭氏陽性細(xì)菌，主要可分為同型發(fā)酵菌和異型發(fā)酵菌兩種。

2.2 真菌

2.2.1 酵母菌

在食品工業(yè)中，主要使用的酵母菌有橢圓酵母、釀酒酵母、異常漢遜酵母和卡爾酵母4種。①橢圓酵母，其細(xì)胞為卵圓形，能發(fā)酵葡萄糖、半乳糖、蔗糖，不能發(fā)酵棉子糖。因其能夠在較高濃度的乙醇環(huán)境和較高的葡萄汁酸度中生存，因此常用于釀造葡萄酒。②釀酒酵母大多呈橢圓形，和橢圓酵母類似，也能發(fā)酵多種糖，常用于釀造啤酒工業(yè)中，是典型的上面發(fā)酵酵母。除釀造啤酒，釀酒酵母還可用于面包的制作；釀酒酵母因其轉(zhuǎn)化酶可以轉(zhuǎn)化糖，所以也可用于巧克力的制作。③異常漢遜酵母的細(xì)胞則呈圓形、橢圓形或臘腸形。與其他酵母不同的是，它可以發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、半乳糖和棉子糖，并且可產(chǎn)生乙酸乙酯等風(fēng)味物質(zhì)。所以，為增強(qiáng)食品風(fēng)味，它通常用于白葡萄酒和無鹽發(fā)酵醬油的制作[2]。④卡爾酵母形態(tài)與生化特性和橢圓酵母大體相似，但不能發(fā)酵棉子糖。卡爾酵母是啤酒釀造中典型的下面酵母。

2.2.2 霉菌

霉菌是形成分枝菌絲的真菌的統(tǒng)稱。用于食品工業(yè)中的霉菌主要有地霉、曲霉、毛霉和根霉4種。①地霉的菌落與酵母類似，但含有真菌菌絲，并且菌絲有膜。一般情況下，地霉存在于泡菜及腐敗的果蔬中。其中，白地霉的菌體可作動物飼料用。②曲霉在酒曲中主要起到堆積糖化（淀粉→葡萄糖）的作用。孫利林等[3]利用高通量技術(shù)研究了茅臺酒發(fā)酵過程中的真菌多樣性，結(jié)果表明酒曲中的優(yōu)勢菌種主要為曲霉屬和嗜熱子囊菌屬。而應(yīng)用于食品中的曲霉特性差別較大，如生產(chǎn)黃豆醬時(shí)的黑曲霉與生產(chǎn)醬油時(shí)的米曲霉。③毛霉有毛狀的外觀，沒有假根和匍匐枝。因其會產(chǎn)生蛋白酶，因此還可以用于蛋白質(zhì)的分解，豆腐乳和豆豉中的鮮味大多來自于此。此外，毛霉還具有糖化能力，可用于酒精和有機(jī)酸的生產(chǎn)發(fā)酵過程。④根霉屬菌可產(chǎn)生多種酶，如果膠酶、淀粉酶、蛋白酶。米根霉在腐乳和黑茶的發(fā)酵過程中起主要作用。毛霉屬與根霉屬的區(qū)別在于產(chǎn)生的菌絲末端有假根生長。

3 發(fā)酵食品的安全性問題

3.1 原輔料的安全性

食品發(fā)酵原料中可能存在一些變質(zhì)現(xiàn)象，如蟲害、異物、發(fā)霉和腐敗。因此在原料蒸煮發(fā)酵前，需經(jīng)過分選、清洗。未經(jīng)處理的原料將會影響發(fā)酵過程中有益菌的生長。例如，霉變的大豆可能會受到黃曲霉、青霉等真菌毒素的污染，影響發(fā)酵過程中有益菌的生長。

3.2 發(fā)酵方法的安全性

傳統(tǒng)的發(fā)酵食品通常是直接利用自然界中存在的微生物進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程具有不可控性，其發(fā)酵的食品質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致發(fā)酵食品存在很多安全風(fēng)險(xiǎn)。在發(fā)酵蔬菜過程中，因外界因素的不可控，發(fā)酵產(chǎn)品中亞硝酸鹽容易積累。而在發(fā)酵肉中，則容易積累生物胺。

3.3 發(fā)酵菌株的安全性

發(fā)酵食品是由發(fā)酵菌株經(jīng)發(fā)酵過程而制得的食品。發(fā)酵食品的安全性受發(fā)酵菌株的影響。菌株的安全性評價(jià)主要是菌株的代謝產(chǎn)物是否有毒，是否攜帶耐藥基因[4]。新食品的不斷研發(fā)，也導(dǎo)致了一些新發(fā)酵菌株的出現(xiàn)，這些菌株是否安全還不可知。

3.4 發(fā)酵過程的副產(chǎn)物

在食品發(fā)酵過程中，同時(shí)還會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物。例如，白酒釀制過程除了會產(chǎn)生乙醇，同時(shí)還會產(chǎn)生甲醇和高級醇。啤酒釀造過程中產(chǎn)生的雙乙酰使酒體帶有不愉快的“餿飯味”。同時(shí)，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的高級醇還會帶來異雜味。長期儲存的蔬菜，經(jīng)發(fā)酵后還會積累亞硝酸鹽。

3.5 發(fā)酵過程中雜菌污染

在腌漬菜發(fā)酵過程中容易受到一些產(chǎn)氣微生物的影響，從而會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。自然發(fā)酵的腐乳可能會被雜菌污染，如黏質(zhì)沙雷氏菌、枯草桿菌，進(jìn)而使食材出現(xiàn)顏色和氣味變化，導(dǎo)致食品出現(xiàn)變紅或者變臭等現(xiàn)象。

4 食品發(fā)酵工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

4.1 中國傳統(tǒng)發(fā)酵食品的現(xiàn)狀

作為食品生產(chǎn)和消費(fèi)大國，食品工業(yè)已連續(xù)多年平穩(wěn)增長，并成為了GDP的重要組成部分，其附加值也有了很大程度的增長。此外，人們的主食也基本上都以饅頭等谷類發(fā)酵食品為主，可以說發(fā)酵食品具有巨大的市場潛力。雖然有大型企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)酵食品，且從事發(fā)酵食品研發(fā)和生產(chǎn)的公司也在逐年增加，但數(shù)量仍然很少，而絕大多數(shù)發(fā)酵食品來自少數(shù)小型私人作坊。

4.2 發(fā)酵食品的發(fā)展方向

在食品發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)研究中，主要的產(chǎn)業(yè)研究方向可從農(nóng)產(chǎn)品綜合開發(fā)利用、奶制品生產(chǎn)、功能性食品及方便食品4個(gè)方面發(fā)展。

4.2.1 農(nóng)產(chǎn)品綜合開發(fā)利用

在農(nóng)產(chǎn)品綜合開發(fā)利用上，主要是專用變性淀粉、磷氨酸淀粉等的開發(fā)及應(yīng)用。畜產(chǎn)品開發(fā)利用上，主要是加強(qiáng)發(fā)酵乳產(chǎn)品的加工工藝技術(shù)和副產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。

4.2.2 奶制品方面

盡管我國奶制品行業(yè)飛速發(fā)展，在2014年時(shí)乳制品就實(shí)現(xiàn)營收3 002.4億元，增速達(dá)40%，但人均奶制品消費(fèi)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如西歐國家。在奶制品生產(chǎn)中，有許多關(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮著重要作用，如滅菌與發(fā)酵技術(shù)在酸奶發(fā)酵中的應(yīng)用，未來應(yīng)著力于對奶制品的菌種選育，可提高生產(chǎn)技術(shù)，豐富產(chǎn)品種類，提高產(chǎn)量等。

4.2.3 功能性食品及方便食品

在功能性食品和方便食品中，發(fā)酵技術(shù)可以生產(chǎn)功能性發(fā)酵食品，如脂肪酸、糖醇和膳食纖維。針對孕婦、兒童和老人，也可以使用食品發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)相應(yīng)的功能性食品，如研究和開發(fā)高蛋白、高鈣和低糖的發(fā)酵食品[5]。

5 結(jié)語

文中綜述了發(fā)酵食品的定義及分類、發(fā)酵食品中的微生物、發(fā)酵食品的安全性問題及食品發(fā)酵工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向。在發(fā)酵食品分類方面，重點(diǎn)對發(fā)酵豆類食品、發(fā)酵乳類食品、發(fā)酵肉類食品和發(fā)酵谷物類食品進(jìn)行了綜述；在發(fā)酵食品微生物方面，對發(fā)酵過程中的細(xì)菌、真菌進(jìn)行了分類；在發(fā)酵食品的安全性方面，主要對原輔料、發(fā)酵方法及發(fā)酵菌株的安全性、發(fā)酵過程中的副產(chǎn)物、發(fā)酵過程中雜菌污染這5方面進(jìn)行了分析，并對發(fā)酵食品的現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行了探討。目前，發(fā)酵食品行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，《國民營養(yǎng)計(jì)劃（2017—2030年）》的實(shí)施使健康產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。在未來，發(fā)酵食品行業(yè)將會得到更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[4]黃曉棠，于宏偉，郭潤芳.發(fā)酵食品工業(yè)中的生物安全性評價(jià)[J].食品工業(yè)科技，2020，41（4）：356-360.

[5]姜加良.我國食品發(fā)酵工業(yè)的研究現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代食品，2016（1）：7-8.

通信作者：郭冬琴（1985—），女，重慶萬州人，博士，教授。研究領(lǐng)域：中藥材深加工與產(chǎn)品研發(fā)。E-mail：guodongqin1997@163.com.