食品发酵中微生物的应用现状与发展方向

毛中华+龙小川+张琳

【摘 要】发酵食品是利用微生物加工生产的一种食品，具有非常重要的保健功能，可以为人们提供多种营养，是现代生活中不可或缺的食品构成。本文结合食品发酵行业的发展现状，在简要阐述微生物在食品发酵中作用的基础上，归纳总结了食品发酵中微生物的应用类型与现状，并重点分析了食品发酵中微生物应用的发展方向，以期为相关主体提供有益参考与借鉴。

【关键词】发酵食品；微生物；应用现状；发展前景

在食品发酵中，微生物会形成一个完善的微生态系统，在相关工艺的加持作用下，微生物个体会逐渐发展为规模可观的菌落，并由此发生一系列的反应，完成对食物的相关处理。微生物培养技术的不断发展，必然会促进食品发酵工艺的更新，这就要求更加深入地了解微生物，以便充分发挥其在食品发酵中的作用。因此，加强食品发酵中微生物应用现状与发展方向的研究，具有重要的现实必要性和重要性。

1微生物在食品发酵中的作用

食品发酵过程中，微生物分泌的酶具有分解细胞壁的功能，进而改变物质结构，所以发酵后的馒头、面包不仅松软可口，而且营养丰富。酵母中含有许多人体所需的矿物质、维生素等营养成分，研究表明，发酵食品是优质蛋白的重要来源，发酵会对碳水化合物进行能量消耗，进而有效降低食品脂肪含量。权威数据显示，1公斤干酵母中的蛋白质含量相当于5公斤大米、2.5公斤猪肉、2公斤大豆的蛋白质含量，也就是说，面包、馒头的蛋白质含量是面条、油饼蛋白质含量的两倍，属于标准的健康食品。

此外，在食品发酵过程中，微生物会分泌一些动植物自身不能生成的维生素，且酵母属于抗氧化性物质，具有一定的解毒功效，对保护肝脏具有重要作用，如硒、铬等微量元素就具有抗衰老、抗肿瘤、防脑梗、增强免疫之效用。所以，发酵食品更适合肠胃功能较弱的人群食用。发酵食品可以在较短时间内将能量充分释放出来，以快速补充人体能量，所以面包、奶酪等食品成为了越来越多人的早餐首选。

2微生物在食品发酵中的應用现状

2.1微生物在大豆发酵食品中的应用

酱油、腐乳、豆酱等都是生活中常见的大豆发酵食品，这些食品的生产关键环节就是制曲，而曲中的微生物能够对食品风味、营养构成、功能因子的生成产生重要影响。传统酱油酿制过程中所使用的发酵剂，主要成分就是霉菌，且以米曲霉为主。在大豆食品的发酵中，米曲霉会分泌出多种水解酶，并对食品原料中的碳水化合物和蛋白质进行消解，而所产生的物质能够被其他微生物吸收，最终形成独特的食品风味和营养构成。此外，微生物能够将许多不溶性膳食纤维降解成可溶性糖类，进而增强大豆发酵食品的功能性。

2.2微生物在食醋酿制中的应用

在食醋酿制中，醋酸菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌等是必不可少的功能性微生物。其中醋酸菌能够将乙醇氧化为浓度较高的醋酸，并会分泌出大量有机酸。酵母菌会在醋酸发酵过程中出现自然降解，所生成的有机物能够供其他微生物吸收，进而增强食醋酿制的功能性。霉菌会对蛋白质、多糖等大分子物质形成降解，进而加快整个发酵过程的完成。乳酸菌会分泌大量乳酸，对降低刺激性酸味，增强口感有着重要作用。可见，在食醋发酵过程中，微生物在调节风味、增强色泽、改善营养等方面扮演着关键角色，有着非常重要的现实应用价值。

2.3微生物在酒类酿造中的应用

在酿酒过程中，酒曲的酿制是最为关键的步骤，而酒曲中的霉菌、细菌、酵母菌等微生物直接决定着酒的风味和营养构成。以酵母菌为例，主要有假丝酵母菌、产醋酵母菌、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两大优势酵母菌，前者可以分泌淀粉酶、酸性蛋白酶和β-糖苷酶，后者属于酒化功能菌，是一些产酒精能力较强的菌株。其他的一些非酿酒酵母具有非常重要的酯合成作用，并决定着酒香的醇厚度。

2.4微生物在茶类发酵中的应用

在发酵类茶叶中，普洱茶无疑是最具代表性的，研究显示，在普洱茶发酵过程中的微生物主要有霉菌、细菌、酵母菌和放线菌等。其中霉菌作为优势菌群，能够分泌多种蛋白酶和有机酸，很大程度上决定着普洱茶的营养成分和香气成分。酵母菌可以分泌多种生理活性物质，直接影响着普洱茶干、醇、厚的品质特征。以芽孢杆菌为代表的细菌会分泌多种多酚氧化酶和过氧化物酶等，不仅能够提高发酵效率，而且能够优化普洱茶品质。而放线菌可以分泌大量茶多酚、氨基丁酸等有利于身体健康的营养物质。

3微生物在食品发酵中的发展方向

3.1新兴发酵技术的研发与应用

生活中常见的食品发酵主要采用的是液态发酵工艺，固态发酵尽管有着许多优势，但目前因技术限制并没有得到广泛应用。对此，在未来的食品发酵中，如何加强固态发酵技术的研发与推广，如何进一步提高食品发酵技术优越性，将成为重要的发展方向。目前，固态发酵技术主要应用于茶类发酵中，正如上文所述，在普洱茶发酵中，以芽孢杆菌为代表的细菌会分泌多种多酚氧化酶和过氧化物酶等，不仅能够提高发酵效率，而且能够优化普洱茶品质。而放线菌可以分泌大量茶多酚、氨基丁酸等有利于身体健康的营养物质。对此，在今后发酵工艺改进中，我们可以专门针对固态工艺的产量和健康物质提取进行重点攻破，进而获取全新的技术，进一步挖掘和利用微生物在食品发酵中的优势作用。

3.2微生物防治技术的突破与应用

尽管微生物在食品发酵中扮演着关键角色，但也会带来许多负面影响和问题。例如，在红曲发酵过程中，研究发现优势微生物红曲霉在分泌多种具有正面功效的物质时，也会生成真菌毒素桔霉素这一有害身体健康的物质。对此，我们必须客观审视微生物在食品发酵中的优劣势，重视微生物防治技术的研发。结合不同微生物的生理活性，我们可以将食品发酵中微生物分泌的有害物质单独消除，但如何才能在抑制桔霉素等有害物质的同时，确保其他微生物共生，这无疑是未来微生物防治技术的研发重点。此外，我们可以对传统发酵食品进行空缺微生物发酵实验，以加深对微生物不同环境下生理活性特征的认知。

可以说，在食品发酵中，微生物的应用已经有了很长历史，但人类对微生物的认识还远远不够。随着分子技术的不断发展与成熟，人类对微生物的研究将得到进一步深入，这也为食品发酵技术的研发提供了有力保障。所以，我们有必要加强对食品发酵中微生物应用现状与发展前景的研究，明确未来食品发酵工艺的改进路径，以进一步提高微生物在食品发酵中的功能效率，为人类生产出更可口、更健康的发酵食品。

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