微生物在食品生产中的应用.doc

微生物在食品生产中的应用摘要 微生物工程在食品工业中的应用十分广泛， 本文主要以微生物工程在食品发酵、食品添加剂和保健食品这三方面中的应用作一叙述，说明其对食品工业的有益影响。关键词 微生物 食品 应用一 微生物工程在生产传统的发酵产品中的应用。（一）食品中细菌的利用 1.发酵乳制品。发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、还具有一定的保健作用，并深受消费者的普遍欢迎。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类，生产菌种主要是乳酸菌。乳酸菌的种类较多，常用的有干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜热链球菌等。 近年来，随着对双歧乳酸杆菌在营养保健方面作用的认识，人们便将其引入酸奶制造，使传统的单株发酵变为双株或三株共生发酵。由于双歧杆菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促进肠胃功能作用基础上又具备了防癌、抗癌的保健作用。双歧杆菌因其菌体尖端呈分枝状(如 Y 型或 V 型)而得名。 双歧杆菌是无芽孢革兰氏阳性细菌，专性厌氧、不抗酸、不运动、过氧化氢酶反应为阴性，最适生长温度为37-41，初始生长最适pH6.5-7.0，能分解糖。 双歧杆菌能利用葡萄糖发酵产生醋酸和乳酸(2：3)，不产生二氧化碳。目前已知的双歧杆菌共有24种，其中9种存在于人体肠道内，它们是两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、链状双歧杆菌、假链状双歧杆菌和牙双歧杆菌等。应用于发酵乳制品生产的仅为前面5种。双歧杆菌与人体，除了如在酸奶中起到和其它乳酸菌一样的对乳营养成分的“预消化”作用， 使鲜乳中的乳糖、蛋白质水解成为更易为人体吸收利用的小分子以外，主要产生双歧杆菌素。其对肠道中的致病菌如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌等具有明显的杀灭效果。乳中的双歧杆菌还能分解积存于肠胃中的致癌物 N-亚硝基胺，防止肠道癌变，并能通过诱导作用产生细胞干扰素和促细胞分裂剂，活化 NK 细胞，促进免疫球蛋白的产生、活化巨嗜细胞的功能，提高人体的免疫力，增强人体对癌症的抵抗和免疫能力。2.生产食醋。食醋是我国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸性调味品。它能增进食欲，帮助消化，在人们饮食生活中不可缺少。在我国的中医药学中醋也有一定的用途。全国各地生产的食醋品种较多。著名的山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙玫瑰米醋、福建红曲醋等是食醋的代表品种。食醋按加工方法可分为合成醋、酿造醋、再制醋三大类。其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋，它是用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。其主要成分除醋酸外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味。它不仅是调味佳品，长期食用对身体健康也十分有益。（二）食品中酵母菌的利用酵母菌与人们的生活有着十分密切的关系，几千年来劳动人民利用酵母菌制作出许多营养丰富、味美的食品和饮料。目前，酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。利用酵母菌生产的食品种类很多，下面仅介绍几种主要产品。 1.生产面包。酵母是生产面包必不可少的生物松软剂。面包酵母是一种单细胞生物，属真菌类，学名为啤酒酵母。面包酵母有圆形、椭圆形等多种形态。以椭圆形的用于生产较好。酵母为兼性厌氧性微生物，在有氧及无氧条件下都可以进行发酵。 2.酿酒。我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古国，在应用酵母菌酿酒的 领域里，有着举足轻重的地位。酿酒具有悠久的历史，产品种类繁多如：黄酒、白酒、啤酒、 果酒等品种。而且形成了各种类型的名酒，如绍兴黄酒、贵州茅台酒、青岛啤酒等。酒的品 种不同， 酿酒所用的酵母以及酿造工艺也不同， 而且同一类型的酒各地也有自己独特的工艺。 同时我国在酒类、酱类等传统酿造技术方面作了许多工作。利用优选的微生物菌群发酵,缩短发酵周期，提高原料利用率，改良风味和品质。（三）食品中霉菌的利用在食品中霉菌可用于许多食品的制造，如腐乳、酱油及酱类、霉菌也可用于许多食品的制造， 如腐乳、酱油及酱类、豆豉、有机酸等。1制造腐乳。腐乳又名豆腐乳，是豆腐坯经毛霉或根霉发酵后，腐乳又名豆腐乳，是豆腐坯经毛霉或根霉发酵后，再经食盐和多种辅料腌制而成的一种滋味鲜美，风味独特、 盐和多种辅料腌制而成的一种滋味鲜美，风味独特、营养丰富、价廉物美的发酵豆制品。 价廉物美的发酵豆制品。 腐乳在发酵过程中，原料豆中的蛋白质水解成了肽和氨基酸，脂肪转化成为游离的脂肪酸、淀粉转化为糖，从而使可溶性成分大大增加，维生素大量生成和积累，抗营养因素被破坏，抗氧化物质被产生，结果使产品不仅具有了丰富的营养，佳美的滋味，而且大大增强了耐贮藏性能，形成了消化性极好风格独特的调味副食品。也正因为如此，千百年来，腐乳的生产长盛不衰，产品历来倍受大众的欢迎。2.酱油。 目前世界上普遍食用的酱油有三类。 一种是欧洲型的蛋白质水解液，即用无机酸来水解蛋白质，然后用碱中和，再经过滤加入酱色和调味料而制成，这种方法生产酱油速度快，产量高，但产品质量差。 亚洲型的鱼露，即用小鱼小虾酿制而成，尤以日本的鱼露较为出名，我国江浙一带也生产此类酱油。 中国型的以豆、麦为原料酿制而成的酱油，且均以我国的酱油质量最优，风味最佳。二 微生物工程在生产食品添加剂中的应用。 生产食品添加剂中的应用食品添加剂指一类“为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入 食品中的化学合成或者天然物质” 。食品添加剂对于食品工业的发展起着非常重要的作用， 它能增加食品的保藏性、防止腐败变质；改善食品的感官性状；有利于食品加工操作、适应生产的机械化和连续化；保持或提高食品的营养价值；满足其他特殊需要。如防腐剂、保鲜剂、食品色素、增稠剂和乳化剂等。 一）防腐剂。随着人民生活水平的提高，传统的化学防腐剂的安全隐患愈来愈受到人们的关注， 于是人们逐渐把注意力转向天然防腐剂的开发和应用上来， 利用微生物制取天然生 物防腐剂已成为食品保藏研究的热点，从微生物资源中开发天然食品防腐剂具有十分广阔的 前景。目前，通过微生物代谢生产的天然防腐剂有乳酸链球菌生产的乳链球菌素、链霉菌生 产的那他霉素、曲霉发酵的曲酸、枯草杆菌提取的枯草杆菌素和白色链霉菌生产的-聚赖氨酸等与传统的化学防腐剂相比，微生物防腐剂具有安全、天然、健康的特点，而且微生物生长迅速，合成速度快，生长基因稳定，产生菌对其抗菌物质具有自身免疫性。但是，目前我国批准使用的微生物防腐剂只有纳他霉素和乳链球菌素等少数几种， 品种比较单一， 而且 微生物防腐剂的生产还存在一些亟需解决的问题，如高产菌种的分离、抑菌物质鉴定、抑菌 物质毒理学试验等。 二） 保鲜剂。 微生物应用于保鲜剂的生产应用主要有味精、 酵母降解提取物 （酵母浸膏） 及其他， 如果汁保鲜剂葡萄糖氧化酶等。 葡萄糖氧化酶是用黑曲霉等经过发酵后制得的淡 黄色透明液体酶制剂。其固体酶制剂在 0下保存可稳定2年以上，葡萄糖氧化酶的最大特点是能消耗氧气催化葡萄糖氧化，葡萄糖氧化酶是一种天然的食品添加剂，食用安全。主要作用是可去除果汁中的氧气，防止产品氧化变质，抑制褐变，延长果汁的贮藏期。另外葡萄糖氧化酶具有酶的专一性，不会与果汁中的其他物质产生反应。 三）食品色素。近年来，微生物生产天然色素的开发、研究越来越受到人们的重视。很多真菌、 细菌等微生物在菌体生长过程中能够生成不同颜色和结构的色素，其中以红曲色素、-胡萝卜素和天然蓝色素等研究最为广泛。微生物色素较之以植物、动物为原料生产的色素，其优点在于克服了动植物生长受季节、气候等限制。 第三，微生物工程在保健食品中的应用。 随着生活水平的提高， 由于过多地摄取动物食品和精加工食品， 导致各类营养元素摄入的不平衡，从而出现了如心脑血管疾病、高血压、糖尿病、癌症等“ 文明病”。 另外，随着工业现代化进程的推进，人类赖以生存的空气、水、食品受到严重污染，严重地影响着人类的身心健康随着这些社会问题的出现， 对食品工业的发展提出了新的要求， 营养保健食品的发展为这些社会问题的解决提供了一种新途径。 保健食品是指既有一定营养价值又具对某一类型疾病有一定治疗作用的食品。 不久， 中 国农科院生物技术研究所已通过重组DNA技术选育出具有抗肝炎功能的西红柿。这种西红柿被人食用后，可以产生类似乙肝疫苗的预防效果。在国外，成功克隆了“朵丽”羊的英国科 学家则宣布，未来35年内，他们将培养一种新型生物鸡，这种鸡所产的鸡蛋里含有抗肿瘤因子，癌症患者食用鸡蛋后，体内癌细胞的扩散就会受到抑制。伴随人类基因组计划的顺利 实施，人类的许多疾病将在DNA上找到对应区段，这在本质上提供了开发各种具有治疗或预 防效能因子的可能， 也为保健食品的深度开发提供了较为广泛的理论基础。 豆油是美国常用烹饪食用油，但其中较高的软脂酸却是导致冠心病的诱因，经过生物技术改造，通过基因重组后的大豆含80%以上的不饱和脂肪酸，冠心病病人可以放心食用。我国于1997年研制出一种乳汁中含有人凝血