探讨食品发酵中微生物的特点与应用价值

探讨食品发酵中微生物的特点与应用价值

柳中海

650300197409122417

摘要：食品发酵是一种利用微生物的生理代谢特点进行食品加工的方法。微生物在食品发酵过程中起着至关重要的作用。本论文通过对食品发酵中微生物的特点进行探讨，分析了微生物在发酵过程中的代谢产物和酶系统的特点。同时，探讨了微生物在食品发酵中的应用价值，包括提高食品品质和营养价值、改善食品口感和延长食品保质期等方面。通过对食品发酵中微生物的特点和应用价值的研究，可以为食品工业的发展提供理论依据和技术支持。

    关键词：食品发酵；微生物；特点及应用

    引言

食品发酵是指在适宜的环境条件下，微生物通过新陈代谢作用，把原料或食品中的简单有机物转化为可发酵糖、氨基酸、酒精、乳酸、有机酸等营养物质和色素等的过程。在食品发酵过程中，微生物作用是关键环节。微生物细胞中含有大量的酶，这些酶能分解原料或食品中的简单有机物，生成各种复杂的有机物质和色素等，这些复杂物质在发酵过程中被微生物消化吸收利用，为人类提供了丰富的营养物质。微生物对食品发酵具有重要作用，既可以降低食品中的营养成分流失，也可以产生多种生物活性物质，从而使食品具有独特的风味和口感。

一、食品发酵的概述

1.1 食品发酵的定义

发酵（fungal）是指在适宜的环境条件下，微生物利用碳水化合物或蛋白质等有机底物，经过一系列的代谢反应，产生大量的代谢产物，从而使产物含量增加、结构改变、功能增强或新的代谢途径产生的过程。发酵食品是指以各种微生物（包括细菌、酵母菌、霉菌等）为主要原料，按一定的工艺条件进行加工而制成的具有一定营养价值和特殊风味的食品。

1.2 食品发酵的分类

按发酵原料分类：以谷类、薯类、豆类为原料的发酵食品，如酒酿、酱油、醋等；以油脂类为原料的发酵食品，如豆豉、豆酱、花生酱等；以水果为原料的发酵食品，如酸奶和果醋。按发酵原理分类：有物理作用（如糖化作用）和化学作用（如发酵作用）。物理作用主要是通过酶的催化作用使淀粉等被分解成糖类物质，进而形成各种风味独特的食物。按生产工艺分类：有液态发酵和固态发酵。液态发酵是利用微生物细胞内酶的催化作用，将原料或半成品制成液体产品。

二、微生物在食品发酵中的作用

2.1 微生物的种类

种类包括细菌：包括葡萄球菌、链球菌、杆菌、乳杆菌、梭状芽孢杆菌等。真菌：包括地衣芽孢杆菌、接合菌、毛霉等。病毒：包括包涵体病毒和环状病毒，如痘病毒。放线菌：包括丝状放线菌和真菌菌落，它们不产生芽孢，有特殊的繁殖方式和生活习性。

2.2 微生物的生长条件

需要营养：微生物需要营养才能生长繁殖。温度：不同的微生物要求不同的温度，一般都在25~37℃。渗透压：当细胞内的渗透压大于细胞外的渗透压时，细胞内水分会向外渗出，使细胞膨胀而死亡，这就是细胞脱水死亡。氧化还原电势：不同微生物对氧化还原电势要求不一样。溶解氧：不同的微生物对溶解氧的要求也不同，有的微生物需要氧气，和氮源都不需要。

2.3 微生物在食品发酵中的生理活性

分解作用，微生物通过发酵代谢活动，产生大量的有机酸、有机胺、多糖、生物碱等物质。这些物质具有较强的溶胀能力，能够溶解细胞壁，并能使细胞膜溶解，从而发挥其生理活性。抗菌作用，微生物在食品发酵过程中产生的各种代谢产物，如有机酸、醇、醛、酯、酚等，具有抑制或杀死有害微生物的作用。发酵食品中常见的致病菌主要是芽孢杆菌和乳酸菌等微生物。合成作用，微生物可以利用食品原料中的糖类，在代谢过程中产生大量的氨基酸和有机酸，从而使食品具有特殊风味；此外，还可以合成维生素B族和维生素E等营养成分，并使食品具有特殊的香气。

三、食品发酵中微生物的特点

3.1 微生物的多样性

微生物种类繁多，目前已知的微生物有近万种，在食品发酵中所需的微生物种类大致分为真菌、细菌和放线菌三大类。真菌：在食品发酵过程中起重要作用的微生物主要是一些丝状真菌，如米曲霉、黑曲霉、根霉属、黄曲霉等，它们能够利用淀粉或糖类为碳源进行发酵，并产生多种可发酵糖类，如酒精、乙醇、麦芽糖等。细菌：在食品发酵过程中起重要作用的微生物主要是一些革兰氏阳性细菌，如乳酸菌、芽孢杆菌等，它们能利用淀粉或糖类为碳源进行发酵。 食品发酵中的微生物虽然种类繁多，但它们在生长繁殖和代谢过程中都有共同的特点。放线菌：放线菌是一类特殊的细菌，它们可以将碳水化合物或蛋白质等有机物作为能源来进行发酵，产生一些具有特殊风味的天然产物，如玫瑰酱中的玫瑰香、鱼露中的鱼露、酱油中的酱油和食醋等。

3.2 微生物的适应性

微生物在生存上的适应性是指微生物对各种环境的适应能力，这种适应能力在一定程度上决定了微生物的生命活动，也决定了发酵食品的品质。环境适应性：微生物对环境变化的适应，是指微生物在不同环境中生长发育过程中所表现出来的形态结构、生理生化、遗传特性和生活习性等方面的变化。营养适应性：营养是指微生物生长和繁殖所需的营养物质。大多数微生物在生命活动过程中，都需要从外界环境中摄取大量的营养物质，并通过代谢将这些物质合成自身所需的代谢产物。温度适应性：温度是影响微生物生长与代谢活动的一个重要环境因子。

四、食品发酵中微生物的应用价值

4.1 食品质量的改善

提高食品营养价值：如乳酸菌可使食品中的蛋白质、脂肪、多糖等营养物质分解成易被人体吸收的小分子物质，同时乳酸菌代谢产生的有机酸还可促进食品中蛋白质和脂肪的分解；酵母菌可使食品中的糖类转化成酒精和二氧化碳，从而增加风味；霉菌可使食物中的糖类转化成蛋白质和脂肪，从而使食物更加香美。改善食品风味：微生物在发酵过程中能产生多种风味物质，如醋酸、乳酸、丁酸等，它们能增加食品的香味和风味。抑制有害微生物：乳酸菌、酵母菌等益生菌可抑制有害微生物的生长，防止腐败变质；某些真菌和酵母菌还可产生一些酶类，如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等。

4.2 食品的保藏与储存

采用低温、干燥、无氧的方法，可有效抑制或杀死微生物，使食品在较长时间内保持原有风味。干燥法：将食品冷却到室温以下，用水和一些防腐剂进行处理，然后置于真空或干燥器中进行干燥。在食品包装内充入惰性气体，如氮气、二氧化碳等。利用各种不同的包装材料制成不同的包装，如铝箔袋、塑料袋等。控制贮藏环境的温度和湿度，是延长食品保藏时间的重要措施之一。如果贮藏环境的温度太高或湿度太大，微生物的生长和繁殖就会加快。如果不加以控制，就会导致食品腐败变质。在食品保藏中，最重要的是要防止食品发酵过程中的微生物污染。

五、结语

我国是一个拥有悠久历史的农业大国，有着非常丰富的食品资源，也有着非常多的传统发酵食品，在食品发酵的过程中，微生物发挥着十分重要的作用，为了能够进一步加强对食品发酵中微生物的研究，我们需要了解到它在食品发酵中所发挥出来的作用。尤其是对于一些特定的微生物来说，它们所发挥出来的作用是不可忽视的，这些特殊微生物所具备的一些特点在食品发酵中有着广泛的应用，比如乳酸菌、酵母菌等等。对于这些特殊微生物来说，它们在发酵过程中所发挥出来的作用是不可忽视的，这也为我们在今后研究发酵微生物提供了一种新思路。

参考文献

[1]任付君.微生物在食品加工中的应用探析[J].食品安全导刊.2021,(31).

[2]张栩.微生物在食品发酵中的运用[J].食品界.2019,(2).73.DOI:10.3969/j.issn.2095-638X.2019.02.047 .