微生物在食品工业中的应用

　　1.1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(3%～5%)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.

　　1.1.1生产原料

　　目前酿醋生产用的主要原料有：薯类如甘薯、马铃薯等；粮谷类如玉米、大米等；粮食加工下脚料如碎米、麸皮、谷糠等；果蔬类如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等；野生植物如橡子、菊芋等；其他如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等.

　　生产食醋除了上述主要原料外,还需要疏松材料如谷壳、玉米芯等,使发酵料通透性好,好氧微生物能良好生长.

　　1.2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(Lactobacilluscasei)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、植物乳杆菌(L.plantarum)、乳酸乳杆菌(L.Lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)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CO2.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(B.bifidum)、长双歧杆菌(B.longum)、短双歧杆菌(B.brevvis)、婴儿双歧杆菌(B.angulatum)、链状双歧杆菌(B.adolescentis)、假链状双歧杆菌(B.pseudocatenulatum)和牙双歧杆菌(B.dentmum)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.

　　目前,发酵乳制品的品种很多,如酸奶、饮料、干酪、乳酪等.现仅简要介绍一下双歧杆菌酸奶的生产工艺.

　　双歧杆菌酸奶的生产有两种不同的工艺.一种是两歧双歧杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等共同发酵的生产工艺,称共同发酵法.另一种是将两歧双歧杆菌与兼性厌氧的酵母菌同时在脱脂牛乳中混合培养,利用酵母在生长过程中的呼吸作用,以生物法耗氧,创造一个适合于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境,称为共生发酵法.

　　1.3氨基酸发酵

　　1.3.1概述

　　氨基酸是组成蛋白质的基本成分,其中有8种氨基酸是人体不能合成但又必需的氨基酸,称为必需氨基酸,人体只有通过食物来获得.另外在食品工业中,氨基酸可作为调味料,如谷氨酸钠、肌苷酸钠、鸟苷酸钠可作为鲜味剂,色氨酸和甘氨酸可作为甜味剂,在食品中添加某些氨基酸可提高其营养价值等等.因此氨基酸的生产具有重要的意义.表7~1列出部分氨基酸生产所用的菌株.

　　自从60年代以来,微生物直接用糖类发酵生产谷氨酸获得成功并投入工业化生产.我国成为世界上最大的味精生产大国.味精以成为调味品的重要成员之一,氨基酸的研究和生产得到了迅速发展.随着科学技术的进步,对传统的工艺不断地进行改革,但如何保持传统工艺生产的特有风味,从而使新工艺生产出的产品更具魅力,是今后研究的课题.

　　1.5黄原胶

　　1.5.1概况

　　黄原胶(XamthanGum)别名汉生胶,又称黄单胞多糖,是国际上70年代发展起来的新型发酵产品.它是由甘兰黑腐病黄单胞细菌(Xanthomonascampestris)以碳水化合物为主要原料,经通风发酵、分离提纯后得到的一种微生物高分子酸性胞外杂多糖.其作为新型优良的天然食品添加剂用途越来越广泛.

　　国际上,黄原胶开发及应用最早的是美国.美国农业部北方地区Peoria实验室于60年代初首先用微生物发酵法获得黄原胶.1964年,美国Merck公司Keco分部在世界上首先实现了黄原胶的工业化生产.1979年世界黄原胶总产量为2000t,1990年达4000t以上.在美国,黄原胶年产值约为5亿美元,仅次于抗生素和溶剂的年产值,在发酵产品中居第3位.

　　我国对黄原胶的研究起步较晚,进行开发研究的单位,如南开大学、中科院微生物研究所、山东食品发酵研究所等,均已通过中试鉴定.目前全国有烟台、金湖、五连等数家黄原胶生产厂,年产在200t左右,主要用作食品添加剂.我国生产黄原胶的淀粉用量一般在5%左右,发酵周期为72~96h,产胶能力30~40g/L,与国外比较,生产水平较低.随着黄原胶生产和应用范围的进一步发展,目前北京、四川、郑州、苏州、山东等地都有黄原胶生产新厂建成,预示着我国的黄原胶生产将呈现一个新的局面.

　　2食品制造中的酵母及其应用

　　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.

　　2.1面包

　　面包是产小麦国家的主食,几乎世界各国都有生产.它是以面粉为主要原料,以酵母菌、糖、油脂和鸡蛋为辅料