试谈微生物在食品发酵中的运用

◎ 姚 强

（洛阳市质量技术监督检验测试中心，河南 洛阳 471000）

微生物在食品发酵中构成了一个小型的生态系统，在经过工艺处理之后由原始的微生物个体慢慢发展为具有一定数量的菌落，同时在这一过程中对食物进行发酵。随着新的微生物的出现和食品发酵加工技术的发展，微生物在食品发酵加工中发挥出的作用也逐渐得以增强。唯有进一步研究和分析微生物在食品发酵中的运用，才能够更全面地了解其特性并予以高效利用。

1 微生物在食品发酵中的运用

1.1 酒类发酵

我国属于酒类生产大国且酒文化源远流长，在应用酵母菌酿酒的过程中，微生物起到了非常关键的作用。我国生产的酒类品种丰富，根据实际制作工艺不同可分为蒸馏酒与非蒸馏酒两种类型，白酒便是典型的蒸馏酒，水与酒精属于白酒的主体，同时还包含一些脂类、醇类等加热后容易挥发的物质。啤酒主要以大麦芽为原料，辅以大米、酒花等，进行制麦、糖化、啤酒酵母发酵等流程所酿制的一种包含CO2以及低浓度酒精的饮料酒。葡萄酒主要是将新鲜葡萄或葡萄汁利用酵母进行发酵后制作而成的低酒精含量饮料，葡萄酒的品质与酵母具有十分密切的联系，葡萄酒酵母从分类上属于子囊菌纲的酵母属，啤酒酵母种，其主要繁殖方式为无性繁殖，以单端出芽繁殖的酵母酿造的果酒和啤酒为非蒸馏酒。在发酵时，果汁等发酵液内包含的葡萄糖转化成酒精，其他的营养成分通常为酵母所用，产生类似于氨基酸等代谢产物，和酒精共同组成酒液[1]。

1.2 乳制品发酵

发酵乳制品主要以品质较好的乳液作为原料，通过杀菌、微生物发酵之后得到风味独特的乳酸制品。在厌氧环境下，牛奶通过乳酸菌发酵之后，其中的乳糖被分解，再发酵产生乳酸和其他有机酸，形成部分芳香物质与维生素，从而产生酸奶。现阶段市场中所销售的酸奶基本上属于双歧杆菌酸奶，其生产流程一般有共同发酵法与共生发酵法两种类型。酸奶发酵过程不单单包括了细菌，酵母菌与霉菌也直接参与其中，有了娄地青霉、沙门柏青霉等的参与，优化了乳制品的外观以及理化特性，也让发酵乳制品的口感更加独特。有营养学家提出，酸奶内的乳酸菌成分可以很好地抑制肠道腐败菌滋生，对人体免疫系统产生刺激，从而有效激发人体内的积极因素，对抗癌与防癌能够起到很好的效果。

1.3 调味品发酵

味精、食醋以及酱油等生活常用调味品，是微生物在食品发酵中的重要应用，当前全球味精的制造基本上都采用发酵原理，在对玉米、高粱、大米等原料进行粉碎处理之后，通过蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、过滤、提取和提纯，再对其实施脱色、结晶以及干燥等处理，最终获得可食用的味精。在味精的生产过程中，发酵液中谷氨酸、氨气与培养基混合会产生刺鼻气味，这主要是由于味精发酵需要利用氨气调整pH值并提供细菌氮源。

酱油色泽鲜艳、口感鲜美、具有酱香，属于日常生活中必不可少的一味调味品。酱油通常是选择大豆和小麦作为原料，应用曲霉或其他微生物，通过原料处理、制曲、发酵、浸出淋油、加热配置等工艺流程酿制。酱油中包含了氨基酸、蛋白质以及酸类物质，可以形成抗氧化成分，对自由基的抑制作用明显，效果比维生素C、E等抗氧化剂高出十余倍，拥有强大的防癌和抗癌价值。同时，酱油内的总酸还表现出成碱作用，能够去除人体中过剩的酸，进而减小尿酸在膀胱中产生结石的概率[2]。

1.4 酶制剂

酶是一种高分子物质，表现出较强的生物催化能力，在大部分细胞活动中都有酶的参与，酶也是化学反应中十分关键的催化剂，其自身不消耗，对化学平衡不会产生影响。酶表现出极为专一的特性，在诸多领域都得到了十分普遍的应用。酶制剂往往是提取自生物体，在食品加工时，酶在化学反应中具有催化的功能，现阶段在食品加工制造中得以广泛应用的生物酶就已经达到了十余种，与从动植物中获得的酶比起来，借助于微生物的发酵作用，能够更加高效率且更加便捷的获得酶制剂。动植物来源可能受地域性或者气候环境的影响，而微生物基本上不会因为这类因素受到影响，其主要优势在于成本较低、工艺不复杂、种类丰富等。

2 微生物在食品发酵中的应用展望

微生物对人类来说表现出双面性的特征，①微生物可以用来发酵食品、生产药品或者降解垃圾等。②微生物可能对人类的身体带来一定的损害，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。所以微生物在食品发酵中的应用趋势应当从研发新技术与防治其危害两个方面进行论述。

2.1 微生物在运用新技术方面的研究

对茶叶发酵制作流程的分析研究中，了解到其属于固态发酵较为典型的代表，在日常的食品发酵中，往往把液态发酵当作是产业化的应用技术，固态发酵的优势更加凸显，但其应用范围受到技术发展的制约，所以未来必然会强化对固态发酵技术的分析研究，不断拓展其应用范围，促进食品发酵技术的进一步发展，让其能够得以更普遍的应用。对于茶叶固态发酵而言，其中包含了各类微生物参与，如芽孢杆菌可以形成大分子化合物多酚氧化酶与过氧化物酶，这类物质可以在很大程度上降低发酵所需时间，促进发酵效率的提升。与此同时，茶叶进行发酵时，放线菌反应产生的茶多酚、氨基丁酸等物质有助于人体健康。因此，可以着重研究这一工艺的生产效率，从中获得更多健康物质来服务人类。这里我们以茶叶为例来进行分析，未来还应当对其他食品发酵工艺展开更加深入全面的研究[3]。

2.2 微生物防治技术的研究

微生物在食品发酵中不仅会产生积极影响，也可能产生不利影响，如在分析红曲发酵时，其中的主要微生物红曲霉在产生醇酯、淀粉酶以及核糖核酸等可食用产品的基础上，还会形成对人体健康造成危害的真菌毒素桔霉素，这一发现也让很多人开始猜疑发酵食品的安全性，同时让更多的专家着力于研究如何进行微生物发酵的危害防治。结合各种微生物独特的生理活性，能够在红曲发酵时单独进行清除，但如何科学调整主要微生物生存环境，控制桔霉素的同时，确保其他各种有益微生物健康生长，还需要进行反复的试验和研究。同时，还能够借助于传统发酵食品——香肠，对其进行空缺的微生物发酵试验，从而更全面地了解微生物在不同环境中的生存条件。

3 结语

现阶段，食品微生物发酵正处于持续发展的阶段，应当了解到，微生物在食品发酵制作中逐渐开始扮演了更加重要的角色，发酵食品也开始成为广大消费者所青睐的健康食品，其应用前景非常广阔。有专家提出，在未来十年左右，微生物必然会成为食品加工行业的研究热点，但由于其发展方向的多元化，所以核心技术的掌握必然会成为制约食品加工企业发展的主要因素，随着现代科技的飞速发展，传统食品发酵工业会逐渐朝着现代食品发酵乃至微生物工程发展，促进生物技术与基因工程的发展应用。