成晓苑
山西省长治市 长治职业技术学院 046000
摘要：发酵食品以其独特的风味和对人体的诸多益处，广受世界人民喜爱。我国的发酵食品由来已久，品类繁多，白酒、普洱、酱油、腐乳、陈醋等都是中国独具一格的饮食味道，人们日常生活中对其需求量巨大。发酵食品是指食品原料利用微生物的分解代谢作用加工而成的食品，随着微生物培养技术的发展，发酵食品的品质也大大的提升，因此研究发酵食品中的微生物具有重要的意义。本文就食品发酵中微生物的应用现状与发展进行分析。
关键词：食品发酵；微生物；应用现状；发展方向
引言
中国对于发酵的记载并不多，但发酵食品在中国却已经食用了几千年，白酒、酱油、山西醋属于几种典型的中国味道，“酒文化”可以说是中国人的代表。古代的发酵大多是在自然条件下实现发酵生产，天然微生物的种类繁多、菌群复杂，代谢条件和过程不受人工干预，所以微生物的发酵过程也极其复杂。随着科技的发展，发酵工程现已作为产业化过程中的技术手段之一，明确发酵食品中相关微生物的发酵机理和对风味的影响等对今后食品发酵工艺优化有着重要的意义。同时结合基因工程、细胞工程、等生物技术，对微生物选种育种、扩大培养到产品包装进行系统的研究已经广泛应用于食品、医药、能源、化工等各个领域。本文着重介绍微生物在食品加工和生产中的应用，食品原料利用各种微生物在其最适条件下生长代谢，发生一系列复杂的变化，从而产生营养物质和特征风味，达到改善产品营养价值、口感风味及感官性状等目的。
1食品中的微生物
食品中的微生物非常的复杂，欧洲食品和饲料协会在2012年对食品微生物总结了一个明确的定义，即可用于食品生产的活的细菌、酵母和霉菌的总称。所有的发酵食品中几乎都有细菌的参与，其中应用最广泛的是乳酸菌，其代谢产生醇类、有机酸、环肽、细菌素和胞外多糖等，降低体系pH值，为酵母菌等其他益生菌类提供更适宜生长环境的同时抑制其他杂菌的生长，具有调节肠道菌群、降低胆固醇、抗氧化、抗衰、抑菌、耐药性、降亚硝酸盐作用等功能，应用比较广泛的细菌还有芽孢杆菌、醋酸菌等。据研究，酵母菌在发酵食品中多用于酒精和饮料的生产，比如啤酒酵母，酵母菌将食物中的糖类分解代谢产生乙醇、CO2，从而赋予啤酒和饮料独特的碳酸口感，同时还产生多种酯类、醇类、含硫化合物等风味物质，它们与啤酒中多酚物质等综合作用形成了啤酒独特的风味。此外，霉菌也被广泛应用于发酵制品中，最常见的是米曲霉用于酱油的发酵，其代谢产生的蛋白酶、淀粉酶等多种水解酶类，把食物中蛋白质等大分子水解成氨基酸等小分子，同的产生众多风味物质。微生物对食物的发酵不仅延长了食物的保藏期，丰富了食品的种类，还能促进人体的新陈代谢、产生众多活性物质。
2食品发酵中微生物的应用现状
2.1酒类中的微生物
中国“酒文化”源远流长，传统的中国白酒是由高粱、玉米为主要原料发酵，经过蒸馏、贮存、勾兑、包装等步骤形成的成分复杂、风味醇香的蒸馏酒。目前我国的白酒种类有以五粮液为代表的浓香型、以茅台为代表酱香型、以山西汾酒为代表的清香型和以西凤酒为代表的凤香型等多种类型，而白酒的风味形成过程中起关键作用的就是微生物的代谢和生物调节作用。经研究发现，参与白酒发酵过程的微生物包括细菌、酵母、霉菌等。白酒酿造中常见的细菌有芽孢杆菌属、醋酐菌属等，其对白酒风味形成的作用极其重要，发酵液中的物质通过细菌分泌的蛋白酶、液化酶、糖化酶及酯酶等多酶体系用进行代谢，产物包括酸、醇、醛、酯等风味物质及前驱物。其次，酵母在白酒发酵过程中作用很多，包括发酵产生酒精的酒精酵母、产生酯类物质的产酯酵母等，白酒发酵过程常见的酵母菌主要有:假丝酵母、毕赤酵母、拟内孢霉、汉逊酵母、异常汉逊酵母、丝孢酵母、球拟酵母、白地霉、红酵母等。此外，根霉、曲霉、毛霉、头霉、青霉等霉菌具有较强的水解作用，能够将白酒原料中的淀粉和蛋白质迅速分解产生糖和氨基酸，增加白酒的消化率和风味。
2.2茶类中的微生物
“茶文化”在我国也是历史悠久，并已成为我国传统文化发扬的重要载体。普洱茶（熟茶）是非常具有代表性的发酵茶。在普洱茶发酵过程中，微生物是影响风味和茶香的关键因素。环境中的微生物在高温温高湿条件下代谢分泌多种酶，使果胶、蛋白质、粗纤维等发生氧化、聚合、缩合、降解等一系列反应，形成普洱的特殊香气和滋味。芽孢杆菌在普洱茶的发酵中产生大量过氧化酶与多酚氧化酶，有效的促进了茶的发酵效率，同时会生成儿茶素、花色苷类、黄酮及黄酮醇类等茶多酚物质，经研究发现其具有改善肠道菌群、抗氧化、增强免疫、脂肪沉积调控以及抑菌抑酶等多种生物学作用。此外，酵母菌在茶的发酵中产生很多活性物质，具有促进发酵、提高发酵效率的作用，同时对茶的成品品质有着重要影响。对普洱熟茶中的霉菌进行分离鉴定发现，青霉属、曲霉属、根霉属三类霉菌均对熟茶的色香味起着重要的作用，其可分泌出大量蛋白酶与有机酸从而影响普洱茶的香味与营养成分，影响普洱茶的品质与价值。
2.3酱油中的微生物
酱油是中国餐桌上必不可少的调味品，传统的酱油是复杂的混合菌群微生物的共同作用，主要有乳酸菌、酵母菌和曲霉三大类。酱油发酵过程盐水比例较高，因此参与酱油发酵的细菌大多是耐盐乳酸菌，乳酸菌代谢分泌的多种酶同样有促进酱油发酵、提高生产效率的作用，其发酵会产生大量的有机酸，降低了酱醅的pH，对其余有害微生物的生长起到了抑制作用，同时有机酸也是酱油中酯类物质、醇类物质等其余风味成分的前体，极大地丰富了酱油的口感和香气。目前酵母菌的强化技术也相当的成熟，被广泛应用于酱油的生产中，从酱油醅中提取分离的酵母菌有Zygosaccharomyces rouxii、Candida etchellsii、Torulopsis versatilis等30多种，其将糖类物质分解代谢生产乙醇、酯类、呋喃、等多种风味物质和4-乙基愈创木酚和4-乙基苯酚等酱油特征香气成分。米曲霉是目前我国酱油生产中用应用最广泛的发酵菌种，其生长繁殖的速度快、产生孢子量多，并且生命力旺盛，对其他杂菌的抵抗力强，还不产生黄曲霉毒素等有害物质。米曲霉在酱油制曲过程中利用原料中的营养物质分解代谢产生大量复杂的酶系，包括淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等，将酱油原料中的淀粉和蛋白质降解成小分子名为其他微生物提供营养物质。
2.4醋中的微生物
食醋特别是陈醋也是中国烹饪中很有特色的一种调味品，其在公元前八世纪就已被山西晋阳人食用，山西老陈醋也被誉为“天下第一醋”。传统的酿醋工艺是利用天然存在的微生物自然发酵，因此原料选择、酿醋环境、发酵条件等均会产生不用的微生物种群。多种微生物的协同作用使食醋的风味极其丰富，同时赋予了食醋降血脂、降血压等保健功能，随着生物技术的发展，醋在发酵过程中微生物的种类和作用逐渐被人们熟知。山西老陈醋在发酵过程中主要微生物包括乳酸菌、醋酸菌、酵母菌和霉菌。乳酸菌大部分是益生菌，对人体肠道菌群和免疫功能有改善作用，同时代谢产生的乳酸是食醋中一类重要的风味物质。其次，醋酸菌与乳酸菌协同将醋原料中的醇分解成醋酸，加强了陈醋的酸爽口感。酵母在醋的发酵中主要是将原料发酵生成酒精，被醋化阶段的微生物利用，同时酵母也会影响发酵过程中风味物质的形成。霉菌中的曲霉可产生单宁酶，能降解水解单宁生成没食子酸，同时产生醋的深红色。霉菌中最重要的是曲霉和根霉，除此之外红曲霉属、拟内孢霉属等其他种类霉菌也起到一定的作用。
3食品发酵中微生物的发展方向
微生物在未来的食品加工中将有着更加广阔的发展前景。随着物质生活水平的不断提升，人们对于生活品质的要求也越来越高。反映在食品上就是更加注重食品的营养价值和保健功能。微生物发酵技术不仅能在安全卫生的环境下实现食品生产，满足人们对于食品口感和卫生的要求，其还能满足不同人群的不同需求，使食品由普遍化走向定制化发展，丰富了食物种类和口感层次。现代生物技术的不断发展使得越来越多的微生物及其功能被发现，传统的发酵工艺也具有了一定的科学基础，这为后续发酵工程的创新奠定了理论基础。随着技术的不断发展，微生物发酵技术也会越发成熟，对发酵技术进行改进能够使食品的安全性和营养价值得到充分保障，发酵工程也将随着科学技术的不断发展稳步前行。人们对于食品的重视为微生物发酵工程的发展奠定了市场基础，其在未来的食品生产中将大有可为。
结语
文中对食品发酵中的微生物应用进行了分析，重点对酒的发酵、茶的发酵、酱油发酵和醋发酵过程中的微生物种类和作用进行了详细分析，并针对微生物发酵技术的未来发展方向进行探讨。我国居民食用发酵食品的历史悠久，为保证发酵食品安全可靠，满足人民群众的日常消费需求，应当不断对微生物发酵技术进行研究，开辟新的微生物发酵工艺，推动食品发酵行业的发展。
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