关于微生物与食品发酵的论文

微生物用于食品工业在我国已有悠久的历史。食醋、酱油、啤酒、泡菜、面包等传统发酵食品均已在人们的生活中占有了重要的地位。随着食品工业的兴起以及微生物研究技术的飞速发展, 微生物在食品工业中发挥着越来越重要的作用。本文就其在食品工业中应用的研究热点进行了综述。 1、现代微生物技术在食品上的进步 与传统微生物发酵技术相比，现代微生物技术无论从应用范围还是生产效率上都有极大的进步。 首先在对生产菌种的认识上，现代微生物技术有了更加科学的了解。传统自然发酵中的微生物体系成分复杂，单一菌种发酵活力较低，不适合工业化大规模生产。而随着微生物科学的发展进步，人类对发酵过程中的微生物有了科学的认识，能够采用纯种的菌株进行发酵，大大提高了产率，同时还运用基因工程技术选育新的菌种，利用辐射等理化因素进行诱变育种以及菌株杂交等手段来产生形状更加优良的菌种。 在发酵技术上，现代微生物食品加工一般在发酵罐等发酵设备中，连续自动地进行，发酵的全部参数，如温度、pH、罐压、溶解氧、空气流量、二氧化碳含量等均可自动记录控制，工作效率大大提高。而且食品加工过程都有着良好生产操作规范，在容易发生食品安全问题的环节上，建立了相应的预防控制措施，充分保证产品的安全性。 同时现代发酵技术在获取发酵产物的同时，还开始利用微生物产生的酶来生产食品，这也是较传统发酵食品的一大进步。如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等已被广泛应用于苏打饼干、面包、蛋品、奶酪等各类食品的生产。 2、微生物技术在食品工业的应用 （1）益生菌，是指通过改善肠道菌群微生态平衡而对宿主动物的健康产生有益作用的活体微生物。益生菌具有可以控制肠道感染，减缓乳糖不耐症，抗腹泻降低血浆胆固醇的含量，增强免疫力，防癌抑癌等功效。目前应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、酵母菌等。在这些益生菌当中研究最多的要属乳酸杆菌属和双岐杆菌属等。对于芽孢杆菌属的研究相对较少。有研究表明芽孢杆菌属有着很强的营养特性, 并且具有耐高温, 耐酸碱的良好稳定性和优良的产酸、产酶、产维生素等性能, 能保持较高活菌数, 并且能够较好地发挥生理生化作用。 （2）微生物风味剂，酵母抽提物被誉为第三代调味剂，是以新鲜的酵母为原料，采用生物酶解技术，将酵母细胞内的蛋白质、核酸等进行生物降解精制而成的复合型天然调味料。其富含多种氨基酸、肽类物质、维生素等营养成分，已被广泛地应用于食品工业。国内在酵母抽提物方面的研究尚处于起步阶段，由于其口感好，鲜度高，营养丰富等多方面的优点，将具有广阔的前景。 （3）微生物防腐剂，防腐剂是食品工业生产中最重要的添加剂之一，添加剂的安全性始终是一亟待解决的问题。随着对微生物研究的不断深入，各种天然防腐剂相继发现，这类防腐剂不仅安全无毒甚至对人体有保健作用。随着人们健康意识的提高，用微生物防腐剂代替化学防腐剂已成为食品保藏技术的发展趋势，对各种微生物防腐剂抑菌物质的鉴定，抗菌谱的确立，食品毒理学分析等将成为研究的重点。另外，通过生物工程技术对抑菌物质的遗传调控进行研究，不仅具有理论意义而且有广泛的应用前景。在应用微生物防腐剂时可以同时使用几种或与来自动植物的防腐剂配合使用，利用他们之间的协同效应增强效果。 3、有害微生物的预防及食品的保藏在食品贮藏过程中，会发生微生物滋生使食品变质的现象。可以通过微生物学知识结合数学模型对食品产品中的微生物危害，和食源性病原微生物的危害情况进行预测。 除了食品的保藏，食品安全问题也已成为国际组织、各国政府、工商企业和消费者关注的焦点和目前研究的热点。各国政府有权采取强制性卫生措施保护本国人民健康、免受进口食品的危害，同时要求各国政府采取的卫生措施必须建立在风险评估的基础上。因此，风险评估是各国制定食品卫生标准和实施食品安全管理的基础。开展食源性微生物风险评估，对有效管理食品的安全问题，保护消费者健康，具有重要的意义。在此背景下，食品风险评估技术近年来也得到充分发展。 4、微生物学在食品领域应用的展望 从微生物食品的发展来看,可食用微生物作为未来开发的食源,尚处于“幼稚”期,但优势明显,开发潜力巨大,具有产业化发展前景。 随着生物技术的飞速发展，利用基因工程对微生物进行菌种改造从根本上解决发酵食品生产工艺中的问题，已在食品工业中开展试用。功能性食品及食品添加剂等各方面的生产都将与微生物紧密相连，微生物将为食品工业的发展开辟更广泛的前景。微生物在食品工业中的应用也远远不仅如此，今后将会发挥越来越重要的作用。

微生物的发酵作用对传统酿造食品安全性的影响摘要：对我国酿造食品的工艺特点和生物转化作用机制进行了阐述，分析了发酵过程中微生物的发酵作用对食品酿造过程中的生物性污染、化学性污染和物理性污染等食品安全性因素的影响，得出我国传统酿造食品由于微生物的发酵作用经过分解、消除和滤过等过程使其更具有安全性特征。关键词：传统酿造食品；发酵作用；食品安全食品为人类提供营养要素，同时也是微生物生长的天然培养基。我国传统酿造食品（酱油、酱类、食醋、腐乳、白酒、酸菜、泡菜等）多以谷类、豆类、蔬菜等为原料，将自然界的群体微生物引入发酵过程共同作用形成风味独特的食品。通过微生物发酵作用引起的生物转化食品具有良好的品质、感官特性、可消化性和营养价值。随着现代工业发展，工业“三废”中的有毒有害物质（如重金属毒物、N-亚硝基化合物、多环芳烃化合物等）在环境中污染逐渐增多，这些有毒有害物质通过土壤、水体、空气等环境污染酿造食品原料、食品容器和包装材料等。化学农药、化肥和仓储药剂（如杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、粮食熏蒸剂、防护剂等）通过各种渠道污染食品酿造原料，作为发酵原料的粮食在生产、加工、贮藏等环节受到霉菌、细菌、寄生虫等生物污染。本文从我国传统食品酿造的工艺特点、微生物的生物转化机制对食品污染的作用进行分析，探究传统酿造食品在发酵过程中的安全性问题。1传统酿造食品的工艺特点我国传统酿造食品历史悠久，经过千百年的实践形成独特的酿造工艺特点。1敞口固态发酵传统酿造一般采用固态发酵技术，在添加谷糠或稻壳等辅料之后进行边糖化边发酵的“双边发酵”工艺，具有发酵时间长、产品风味浓厚、管理粗放等特点。整个过程采用敞口式工艺，充分利用物产资源与自然资源，制曲时富集各种功能性微生物，驯化和培育了特定的微生物群落结构体系，将主体微生物与环境微生物融为一体。同时摸索出一套完整的温度、湿度、酸碱度、通气量、发酵时间等酿造工艺条件，创立了产品增香与各种加工技术，对创造我国独特的酿造食品风味和保证产品质量具有十分重要的作用。2多种微生物共同作用酿造过程是一个复杂的生物化学反应过程，产品品质主要取决于多种微生物的协同作用。微生物主要来自于曲种和环境，包括霉菌、酵母菌、细菌等，各种微生物共栖生长，赋予醅料复杂而完整的酶系，具有较强的糖化、液化和蛋白分解能力。各种微生物在发酵过程中盛衰交替，此消彼长，协同作用，产生单一菌种所不能比拟的作用。在发酵过程中水解与发酵交替进行，避免过高浓度底物对有益微生物和生化反应的负面影响。发酵时间长，酶促反应深入而完善，代谢产物丰富多彩，产品风味醇厚、浓郁[1-2]。3多样的产品防腐措施传统酿造食品采取灵活多样的产品安全措施，一是依靠代谢产物本身的防腐作用（如白酒是依赖酒精的杀菌作用，食醋是靠醋酸的抑菌作用）；二是利用高浓度的食盐抑制微生物的生长繁殖（如酱油、酱、腐乳等）。2传统酿造食品的生物转化机制传统酿造过程是多种微生物将原料中的淀粉、蛋白质和脂类等大分子物质转化为产品的各种小分子风味物质，构成产品的主要成分。酱油的风味物质按其化合物性质可分为醇类、酯类、酸类、醛类及缩醛类、酚类、呋喃酮类和含硫化合物等[3-4]；食醋中除含有主要成分醋酸外，还含有糖分、氨基酸、酯、醛、醇、酚、酮类等化学成分[5-6]。酱油和食醋等酿造食品的风味物质构成产品特有的色、香、味，其来源主要是2方面，一是植物原料的“主生物质”（如蛋白质、淀粉等“，次生物质”如丹宁、芳香族化合物、异黄酮）；二是微生物及其酶对植物原料作用后的代谢产物。此外，白酒、酱油、食醋等在贮藏过程中各种代谢产物相互作用形成各种风味物质，据分析酱油含有300多种风味物质[4]。1多糖的转化传统酿造食品原料的主要成分为淀粉，它在曲霉菌分泌淀粉酶的作用下分解为葡萄糖。这些单糖一部分作为霉菌、酵母菌和细菌生长繁殖的碳源和能源，一部分在微生物的作用下形成发酵产品的各种代谢产物。由淀粉转化来的代谢产物包括各种酸类、醇类、酚类以及低聚糖等[7]。酱油的糖分包括由大豆转化的低聚糖（如水苏糖、棉子糖等）和由小麦淀粉转化的蔗果三糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖以及低聚木糖等，而酿造食品的酸类、醇类、酚类等小分子产物是构成产品风味的物质基础。2蛋白质的转化

食品发酵需要微生物参与，发酵指酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸。因为它们的酶在无氧中发生反应生成酒精和二氧化碳或生成乳酸，所以人们常用微生物制作食品。