发酵食品微生物的应用现状及发展方向

返回社会实践报告姓名：罗庆香班级：0926A辅导老师：李宣专业：生物化工工艺10 发酵食品微生物的应用现状及发展方向 一、发酵食品微生物及发酵方式利用微生物的作用而制得的食品都可称之为发酵食品。我国传统发酵食品历史悠久，曾影响着日本、朝鲜等国家。近年来，我国发酵食品工业化水平逐年提高，白酒、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的工业化生产发展迅速，其它产品如腐乳、豆豉、酱油、发酵肠等，工业化程度相对较低。因此必须提高我国传统发酵食品工业化水平，参与国际竞争。 1　发酵食品生产中使用的微生物用于传统发酵食品的微生物有酵母菌、霉菌、细菌等。如中国的著名大曲酒一茅台酒，其发酵所用的大曲由大麦、小麦等粮食原料保温培菌制得。曲中的微生物由曲霉、红曲霉、根霉等霉菌，假丝酵母、汉逊酵母等酵母菌，以及乳酸菌、丁酸菌、耐高温芽抱杆菌等细菌组成；酸奶及发酵乳饮料是由乳酸杆菌、乳酸球菌、双歧杆菌等发酵制得；啤酒发酵是利用酵母菌；发酵肉制品主要的微生物有乳酸菌、片球菌、霉菌等。黄酒发酵利用毛霉、根霉、酵母；酱油生产则利用米曲霉、酵母菌、乳酸菌；醋的生产主要是醋酸菌的作用。为提高发酵水平，很多发酵食品应用现代生物技术选育优良菌株进行纯种发酵。如英国采用转基因啤酒酵母进行啤酒的生产，可直接利用淀粉和糊精，提高了发酵产率。目前国内外酸奶生产大多使用直投式乳酸菌粉，发酵剂产品质量均一，接种量可精确控制，同时省去了菌种车间，减少投资，简化了生产工艺。2　发酵食品的发酵形式发酵食品的发酵形式主要有液态或固态发酵和自然或纯种发酵。固态发酵广义上讲是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵，也包括在没有(或几乎没有)游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。与液态培养方式相比，固态发酵具有如下优点：培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料；投资少，能耗低，技术较简单；产物的产率较高；基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理,环境污染较少，后处理加工方便；发酵过程一般不需要严格的无菌操作；通气一般可由气体扩散或间歇通风完成，不需要连续通风，空气一般也不需严格的无菌空气。中国、日本等东方国家的传统发酵食品以固态发酵居多，如酱油、腐乳、豆豉等；西方也有一部分食品为固态发酵，如著名意大利色拉米香肠、德国图林根香肠和黎巴嫩肠。陈洪章，李佐虎等研制出的压力脉动固态发酵新技术在严格意义上达到了纯种培养与大规模产业化要求。10 现代固态发酵的应用具有巨大的潜能，但与液体发酵相比，目前固态发酵在传质、传热等方面还缺乏全面的详细研究，因而对工业化大规模的最优化生产仍有一定的影响。现代发酵工业大多以大规模液体深层发酵为特征，小分子产品在水性发酵液中含量大都在10%上下，许多高价值或大分子浓度更低，有的甚至大大低于1%，因而发酵液产品提取后产生大量的废液，生产规模越大,废液越多,污染越重。固态发酵技术具有节水、节能的独特优势，且没有废液产生，属于清洁生产技术。采用现代固态发酵技术则不仅可提高产品本身的质量,还可提高其生产的可操作性,并达到提高产品产量和质量的目的。纯种发酵和自然发酵相比较，生产周期短，生产易于机械化，干扰因素少。现在有些发酵食品正在向纯种发酵发展，有的已成型且效果明显，如日本开发的先进的纯种制曲技术，欧美等国已制成的用于酸奶和发酵肠的纯种发酵剂，使发酵生产易于控制，发酵效果好，产品质量高，提高了劳动生产率及竞争力。目前我国的腐乳生产也改革了传统的豆腐毛坯的制造方法，使用优良菌株进行纯种培养，使菌种保持原有优点的同时更加适宜高温条件。二、发酵食品微生物的应用现状发酵食品有着悠久的历史，酱油、食醋、饮料、酒、发酵乳制品等属于这个领域，有着巨大的发展潜力。利用微生物生产食品具有独特的特点，繁殖过程快，在一定条件下可大规模生产，要求营养物质简单。发酵食品可以提高原产品的经济价值，改善质地、风味、营养价值，增加稳定性。1　酵母菌　　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。1.1　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、油脂和鸡蛋为辅料生产的发酵食品，其营养丰富，组织蓬松，易于消化吸收，食用方便，深受消费者喜爱。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。1.2　酒精及酒我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古国，酿酒具有悠久的历史，在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。许多独特的酿酒工艺在世界上独领风骚，深受世界各国赞誉，同时也为我国经济繁荣作出了重要贡献。我国酒类产品种类繁多，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、烟台葡萄酒等。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。10 中国的酒精发酵行业始终服务于白酒行业，国内所有发酵酒精厂均执行食用酒精国家标准，生产不同等级的食用酒精，供白酒厂勾兑白酒。发酵酒精生产的原料有玉米原料占60%以上，薯干原料占30%，糖蜜原料占10%以下。筛选优质高效酵母菌，提高酒精转化率，提高酒精发酵工艺技术水平，向低温蒸煮和无蒸煮快速发酵方面发展，并结合玉米原料湿法前加工技术发展清液发酵的新工艺新技术，是酒精工业的发展方向。在白酒生产中，继续落实优质、低酒度、低粮耗、高效益的发展方针。液态法白酒较固态法白酒更能提高出酒率，降低原料消耗。啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。它是世界上产量最大的酒种之一。我国啤酒品种趋于多样化，由浓醇型向清爽型转化，品种有低度干啤，低醇、无醇啤酒，全麦、果味、健康啤酒。在工艺上运用了室外发酵大罐、高浓度糖化、箱式深层制麦芽、自动化控制等新技术新工艺，加速了啤酒产业发展。葡萄酒行业在酵母菌使用上也有了更新，部分生产厂家采用优质、香型、固体酵母菌种进行葡萄酒发酵，省去了扩培、复壮、菌种制备等环节，避免了传代、菌种生产过程中的污染造成的损失及影响产品质量，减少了投资和空间，简化了生产工艺。1.3　酵母工业活性干酵母产业近年发展迅速，将重点转移到其在食品工业和一日三餐的应用中,如努力开发硒酵母、酵母为基料的营养性新型鲜味剂。在发酵酒工业中，活性干酵母将作为性能稳定、使用方便的发酵剂，有着不可估量的发展前景。酵母是常用的营养药物,可以助消化,改善营养状况,酵母提取物中含有丰富的氨基酸、维生素、矿物质及核糖核酸,而这些成分为谷胱甘肽的合成提供了条件,谷胱甘肽是一种抗衰老因子,也是肝脏解毒的重要物质。因此,以酵母提取物作为优质调整剂、营养强化剂和功能性食品配料,具有广阔的前景。2　醋酸菌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。在长期的酿醋生产中我国各地人们按照本地历史、地理、物产和生活习惯,创造了多种富有特色的制醋工艺,打造了众多不同风味的品牌食醋,如山西老陈醋、镇江香醋、福建红曲老醋、保宁麸醋、江浙玫瑰醋、喀左陈醋、北京熏醋、上海米醋、四川麸醋、丹东白醋等著名食醋。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。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。固态法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。随着发酵设备的发展，目前液态法酿醋逐渐发展壮大。菌种优化选育：20世纪60年代中期，上海科研工作者率先选育出沪酿1.01醋酸菌，将其用于液体深层发酵,提高了液态制醋的生产能力。1984年又分离和筛选到沪酿1.079，其醇酸转化率达96.97%，食醋风味好。同期,山东大学选育出糖化菌“乾氏曲霉78B2”10 ，使食醋产量提高6%。20世纪90年代,河北调味食品研究所以泡盛曲霉为出发菌株,通过复合诱变处理，获得突变株泡盛曲霉ULE，其分解生淀粉的能力有显著提高,可用于生料制醋。之后，对霉菌、酵母菌、醋酸菌、乳酸菌及其他酿醋功能菌的菌种选育工作普遍展开。通过对野生型菌株的筛选和育种,得到了一批生产性状优良的菌株。如山东酒精总厂采用物理化学复合诱变处理的方法得到了黑曲霉UV11-UJ5突变株，使糖化酶活力最高达到21000单位/克曲。湛江海洋大学用亚硝基胍处理黑曲霉，使其纤维素酶活力达到6600单位/克以上。上海酿造科学研究所筛选到乳酸菌沪酿1.04，使之与酵母共酵，提高了不挥发酸含量，改善了液体醋风味。在我国酿醋微生物的育种中多采用诱变育种方法，常用亚硝基胍、亚硝酸等化学诱变剂和紫外线、γ射线等物理诱变剂，近年来逐步开展了激光、等离子束诱变育种研究。而国外已应用原生质体融合和基因工程技术培育出适应高温发酵、高酸度发酵以及快速发酵的新菌株。例如，日本食醋专家通过细胞融合培育出了可酿造20%以上高酸度醋的优质菌种。此外还培育出一株热醋酸梭菌，在厌氧条件下，不经乙醇发酵，直接可将1mol己糖直接转化成3mol的醋酸。3　乳酸菌及双歧杆菌3.1　发酵乳制品及发酵剂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。发酵乳制品有酸奶、发酵乳饮料、奶酪、酸奶油等。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。应用于发酵乳制品生产的是两歧双歧杆菌(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)。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。下面简述酸奶发酵剂的使用现状及发展趋势。酸奶质量的好坏主要取决于发酵剂的品质类型及活力。酸奶发酵剂按照物理形态的不同可分为液体酸奶发酵剂、冷冻酸奶发酵剂和直投式酸奶发酵剂。液体酸奶发酵剂比较便宜，但是菌种活力经常发生改变，存放过程中易染杂菌，保藏时间也较短，不适合长距离运输；冷冻酸奶发酵剂是经深度冷冻而成，其价格也比直投式酸奶发酵剂便宜，菌种活力较高，活化时间也较短，但是其运输和贮藏过程中都需要-45~-55℃左右的特殊环境条件；而直投式酸奶发酵剂可以直接接种发酵生产酸奶，普通冰箱贮藏即可，运输及贮藏成本低，使用方便，品质稳定。目前，液体酸奶发酵剂已经逐渐被大型酸奶厂家所淘汰；冷冻酸奶发酵剂因其深冷冻链的费用比较高，使用的广泛性受到限制；而直投式酸奶发酵剂已经在一些大型酸奶厂家推广使用。直投式酸奶发酵剂(DirectedVatSet,DVS)是指一系列高度浓缩和标准化的冷冻干燥发酵剂菌种，可直接加入到热处理的原料乳中进行发酵，不需扩大培养，可直接使用，便于管理。直投式酸奶发酵剂的活菌数一般为1010-1012CFU/g。由于直投式酸奶发酵剂的活力强、类型多，有香型、粘型、酸型、弱酸型，酸奶厂家可以根据需要任意选择，同时省去了菌种车间，减少了工作人员、投资和空间，简化了生产工艺。直投式酸奶发酵剂的生产和应用可以使发酵剂生产专业化、社会化、规范化、统一化，从而使酸奶生产标准化，提高酸奶质量，保障了消费者的利益和健康。我国乳品工业起步较晚，对乳酸菌发酵剂的研究较少，特别是具有自主知识产权的乳酸菌发酵剂的研究和开发几乎是个空白。国内目前仅有极少量自主生产的商业化直投式酸奶发酵剂供乳品企业采用。10 国外乳酸菌发酵剂生产公司在现代营养学、预防医学和临床医学的合作支持下，选育了一系列具有更佳保健效果和医疗作用的益生菌酸奶发酵剂和菌株，如含有嗜热链球菌、双歧杆菌和保加利亚乳杆菌的发酵剂，含有嗜热链球菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌的发酵剂等。随着酸奶向健康和嗜好方向的发展趋势，酸奶发酵剂也朝着使用方便化、低后酸化、嗜好化和健康功能化的方向发展。3.2　发酵蔬菜中国泡菜是一种乳酸菌发酵食品。原料为各种应季的蔬菜，如白菜、甘蓝、萝卜、辣椒、芹菜、黄瓜、菜豆、莴笋等质地坚硬的根、茎、叶、果均可做为制作泡菜的原料。泡菜中有丰富的活性乳酸菌，它可抑制肠道中腐败菌的生长，减弱腐败菌在肠道的产毒作用，并有帮助消化、防止便秘、防止细胞老化、降低胆固醇、抗肿瘤等作用。酸菜是最为普通的传统发酵蔬菜，北方居民几乎各家各户都能生产，但是由于环境不尽相同，传统方式的自然发酵是多菌种混合发酵，生产出的产品差别也很大，质量不稳定。辽宁省微生物科学研究院科研人员在自然发酵的酸菜中筛选出生产性能优良的多株乳酸菌，使用纯种发酵、规模化生产酸菜成为现实，产品口味纯正，保质期长，目前朝阳绿春园等两家企业已应用此技术进行规模生产。沈阳的榆园酸菜也使用纯种发酵。4　霉菌4.1　酱油　　酱油是人们常用的一种食品调味料，营养丰富，味道鲜美，在我国已有两千多年的历史。它是用蛋白质原料(如豆饼、豆粕等)和淀粉质原料(如麸皮、面粉、小麦等)，利用曲霉及其他微生物的共同发酵作用酿制而成的。酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉等，应用于酱油生产的曲霉菌株应符合如下条件：不产黄曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力；生长快速、培养条件粗放、抗杂菌能力强；不产生异味，制品风味好。   目前，北京市场的畅销品牌为海天、致美斋、金狮、淘大、和田宽、美味鲜等，上海市场为海天、佛手宴会、淘大、老蔡、致美斋、海鸥等；广州市场为海天、致美斋、美味源、美味鲜、美极、李锦记等。中国有每年500万吨的消费量，行业潜力大，市场诱人。 4.2　酱类酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制品，都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用以米曲霉为主的微生物经发酵酿制的。酱类发酵制品营养丰富，易于消化吸收，即可作小菜，又是调味品，具有特有的色、香、味，价格便宜，是一种受欢迎的大众化调味品。用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉（Asp.oryzae），生产上常用的有沪酿3.042，黄曲霉Cr-1菌株（不产生毒素），黑曲霉（Asp.Nigerf-27）等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶、淀粉酶及纤维素酶的活力，它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉变为糖类，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成酱类特有的风味。4.3　腐乳腐乳是我国的传统豆制发酵食品,在我国有1000多年的历史。根据腐乳坯中是否含有微生物可将腐乳分为腌制型和发霉型两大类。发霉型腐乳是利用特定有益菌种,在适宜条件下于豆腐坯表面形成菌体,再利用这些菌体分泌的蛋白酶等各种有益胞外酶使豆腐经发酵后内部化学成分发生变化,从而赋予产品独特的色、香、味、形。相比于腌制型,发霉型腐乳发酵期短,受季节影响小,蛋白酶源充足,氨基酸含量高,我国目前大多数腐乳都为发霉型。10 发霉型腐乳又可分为天然接种型和纯种培养型两大类。天然接种型生产周期长，受季节限制,无法大量长期生产，产品质量不稳定，日渐被纯种型所取代。纯种培养型所用生产菌种因产地而异。目前从典型地区所生产的腐乳得到的微生物已知的就有20多种。但主要发酵菌种有霉菌类如毛霉、根霉，细菌类如藤黄微球菌、枯草杆菌，还有鲁氏酵母等。毛霉是我国腐乳生产使用量最大、覆盖面最广的生产菌种，约占腐乳菌种的90%～95%。用于腐乳生产的毛霉有五通桥毛霉、腐乳毛霉、总状毛霉、雅致放射毛霉、高大毛霉、海会寺毛霉、布氏毛霉、冻土毛霉等。其中，前4种为我国腐乳培菌最常用的毛霉菌种。五通桥毛霉是20世纪40年代我国著名微生物学家方心芳从四川五通桥德昌酱园腐乳坯上分离出来的，菌号是AS3.25。它是我国目前应用最广的优良菌种。腐乳毛霉是从浙江绍兴等地的腐乳中分离而得的。总状毛霉是从四川牛华溪等地的腐乳中分离出来的，此外台南腐乳也是以总状毛霉为生产菌种的。雅致放射毛霉是由北京王致和食品厂的腐乳中分离，菌号为AS3.2778。除北京外,台湾许多腐乳也是以雅致放射毛霉为生长菌种的。根霉型腐乳是用耐高温根霉来生产腐乳的。南京腐乳即采用根霉菌种进行发酵。用于腐乳生产的根霉主要有米根霉、华根霉、无根根霉等。米根霉常见于我国酒药和酒曲中。华根霉耐高温。无根根霉常作为南京腐乳的生产菌种。我国的生产菌种大多数为低温毛霉属，不适于夏季高温生长，使许多腐乳厂不得不在夏季停产。同时，采用毛霉作为发酵菌种易在腐乳表面产生“白点”，严重影响了产品的外观。而根霉型腐乳虽然能耐37℃的温度，但蛋白酶活力相对比较低。虽然一些厂家通过筛选和诱变得到一些耐高温的生产菌株，但这些诱变得到的新菌株由于受到环境理化因子的影响随时可能发生变异和衰退。因此，对我国腐乳菌种研究要进行选育优良菌株，对其生理及代谢规律进行深人研究,利用现代生物技术构建一菌多能或酶活力高的菌种；要研发酶法工艺，对腐乳生产用菌的酶学特性进行深人研究,利用其产生酶液取代培菌发酵来简化生产、缩短生产周期、提高生产效率并减少污染。4.4　红曲   红曲菌是目前世界上唯一生产食用色素的微生物。生产上用的代表菌种有紫红曲霉(MonascusPur.Pumus)、赤红曲霉(Monascus.anka)、巴克红曲霉(Monascusbarkeri)。红曲在肉制品的生产中作为着色剂使用。中国将红曲作为药用历史悠久，而功能性药用红曲的研究却主要在近二十年开展。它能降低胆固醇，其功能成分是莫纳可林；另外还有降血压、降血糖、防癌等生理功能。5　其它几种发酵食品及生产用微生物的现状5.1　发酵肉制品发酵肉制品是以畜禽肉为原料，在自然或人工控制的低温条件下进行腌制、发酵、干燥或熏制，产生特殊的风味、色泽与质地，且具有较长保存期的一类肉制品。发酵肉制品目前主要分为生火腿和发酵香肠两大类。我国发酵肉制品的生产具有悠久的历史，如享誉中外的金华火腿、宣威火腿以及品质优良的中式香肠和民间传统发酵型肉制品等，由于其具有良好的特殊风味，深受国内外广大消费者的青睐。传统发酵肉制品所需的微生物是从环境中混入的“野生”菌，在乳酸菌与杂菌的竞争作用中，使乳酸菌占优势，成为主要菌群生产发酵肉制品。但在现代工艺条件下，作为发酵肉制品的发酵剂应具有以下特性：耐盐性，在6％食盐溶液中正常生长；对亚硝酸盐有一定的耐受力；27～37℃范围内正常生长，最适温度32℃；同型发酵，利用葡萄糖产生乳酸；发酵副产物不生成异味；为非致病菌，对人体无害，不产毒素；在57～60℃范围内灭活。在发酵肉制品生产过程中，常用的微生物发酵剂种类有细菌、酵母菌和霉菌。5.1.1　细菌乳酸菌和球菌为主要用于发酵肉制品中的细菌，其作用是不同的。乳酸菌将碳水化合物分解成乳酸从而降低pH值，改善肉制品的组织结构，促进发色，降低亚硝酸盐的残留量，减少亚硝胺的形成，抑制病原微生物的生长和毒素的产生，提高营养价值，促进良好风味的形成等；小球菌属和葡萄球菌属在发酵中的主要是还原亚硝酸盐和形成过氧化氢酶，从而利于肉馅发色及分解过氧化物，改善产品色泽及延缓酸败，此外也可通过分解蛋白质和脂肪而改善产品风味。5.1.2　酵母菌10 酵母菌用于加工干发酵香肠。汉逊氏德巴利酵母菌是最常用的种类，其主要是耗尽在生长过程中肠馅空间中残存的氧，抑制酸败以及增强发色的稳定性，并能分解脂肪和蛋白质，形成过氧化氢酶使产品产生酵母味，同时酵母菌分解碳水化合物产生的醇与乳酸菌作用产生的酸反应生成酯，使其具有酯香味，从而改善产品风味。法国有一种发酵香肠，是将酵母接种于香肠表面生长，使产品外表披上一层“白衣”，是深受消费者喜爱的风味产品。5.1.3　霉菌具有霉菌的发酵型产品有特定的外观，以及特异“霉菌味”。天然环境接种生长的霉菌常检测出有霉菌毒素的存在，因此用于发酵肉制品的霉菌应经过严格的筛选，确定其不产生霉菌毒素。常用的两种不产毒素的霉菌是产黄青霉和纳地青霉，其是在成熟前浸入霉菌发酵剂分生孢子悬浮液中，接种于肠体表面，可在肠体外良好生长，不仅赋予产品特有的外观，更重要的是能使香肠阻氧避光和抗酸败；分解脂肪和蛋白质从而利于产品特有风味的形成；在表面密集生长使得不利菌难以生长。近年发酵肉制品的发酵剂研究主要集中在乳酸菌发酵方面，选育具有降低胆固醇能力的乳酸菌菌株、成香菌、无脱羧能力的发酵剂菌种，对保证产品食感、安全性、保健性能均有重大意义。总之，我们应综合应用微生物育种技术、发酵工程技术、基因工程技术、酶工程技术等生物技术，加快发酵剂的研究，促进我国发酵肉制品的发展。5.2　氨基酸发酵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。谷氨酸生产菌有谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌或黄色短杆菌（北京棒杆菌AS1.299或钝齿棒杆菌AS1.542或B9）；缬氨酸生产菌有北京棒杆菌（AS1.586)、乳糖发酵短杆菌；丙氨酸生产菌有凝结芽孢杆菌；脯氨酸生产菌有链形寇氏杆菌、黄色短杆菌；赖氨酸生产菌有黄色短杆菌、乳糖发醇短杆菌、谷氨酸棒杆菌；苏氨酸生产菌有大肠杆菌；鸟氨酸生产菌有谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌；亮氨酸生产菌有黄色短杆菌；酪氨酸生产菌有氨酸棒杆菌。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。味精的化学名称为谷氨酸钠，又叫麸氨酸钠，是一种氨基酸谷氨酸的钠盐，是无嗅无色的晶体。当味精溶于水（或唾液）时，它会迅速电离为自由的钠离子和谷氨酸盐离子（谷氨酸盐离子是谷氨酸的阴离子，谷氨酸则是一种天然氨基酸）。现代的味精商业化生产是通过淀粉、甜菜、甘蔗或糖蜜培养基发酵生产的。2001年，味精的销售量达到大约有150万吨，比上年增长了4%。味精主要用作食物调味剂。在强碱溶液中，能生成谷氨酸二钠，鲜味就没有了。如果将水溶液加热到120℃，能使部分谷氨酸钠失水而生成焦谷氨酸钠，就更没有鲜味了。5.3　黄原胶黄原胶(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。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。10 三、存在问题及发展方向1　存在问题及改进措施我国的发酵食品行业历史悠久，但受传统工艺影响较深，对发酵食品微生物的研究与应用、传统生产工艺改进起步较晚。尤其是利用现代生物技术如基因工程等前沿技术对发酵食品微生物进行优良菌种筛选工作成绩较少；企业生产没有形成规模或有一定的规模，但产品结构不合理，资源浪费严重，环境污染突出，经济效益低下；另外，对于大部分发酵食品的生化背景了解甚少，所进行的有关食品发酵的研究仍停留在产品和工艺的描述上，在大部分食品的发酵背后的生化原理和起作用的机理仍需揭示。因此，面对发酵食品行业所面临的问题，一是要通过对现有优良菌种的扩大应用、前沿生物技术改良菌种、发酵机理研究等手段，使我们在微生物菌种研究及应用上占优势，缩短与国外差距；二是对传统发酵工艺进行改进，实现纯种发酵，发酵过程可控，才能使产品优质稳定；三是把确定的食品发酵工艺用于开发新产品；四是加快发酵工业原料结构、产品结构、技术装备结构的调整，扩大生产企业规模，提升行业的整体水平，实现非粮深加工产业与玉米深加工产业的协调发展。五是坚持循环经济，推行清洁生产，提高资源利用率，降低能耗、物耗，减少污染物的排放。2　发展方向随着社会和经济的进步，人们生活水平的提高，科学技术的发展，疾病模式的改变以及对健康长寿的追求，发酵食品越来越受到人们的青睐，未来的发酵食品更朝向安全化、功能化发展，必将有更多的发酵食品走向市场，为人们的餐桌提供更加丰富多彩、益于健康的发酵食品，满足人们的需要。2.1　发酵食品及生产用微生物安全性与稳定性在发酵食品微生物的菌种选育过程中，首先要注重安全性，用于生产中的微生物菌种本身是安全的，为非致病菌，代谢产物不含毒素，生产的发酵食品对人体不能有任何损害；其次菌种的遗传稳定性也非常重要，只有生产性能稳定的菌种，才能保证产品质量均一稳定。2.2　发酵食品及生产用微生物的个性化在分子生物学突飞猛进的今天，国内外研究机构和生产企业正在利用筛选、诱变、基因重组等技术进行发酵食品微生物的研究与生产。这就要求我们在菌种选育上要重视产品的个性化，突出优势，根据产品所要求的不同特性，研究生产具有个性化的微生物发酵剂，且保存、运输及使用方便，质量稳定，价格适中，相对产品的针对性及个性化强。同时，发酵食品要首先考虑顾客的爱好，让产品最大限度地符合顾客和市场的需要。2.3　发酵食品的功能性功能性发酵食品主要是以高新生物技术(包括发酵法、酶法)制取的具有某种生理活性的物质，生产出能调节机体生理功能的食品，使消费者在享受美味的食物同时，也达到了自身保健，甚至治疗某些疾病的效果。研究人员应深入了解发酵食品的生化背景，获得某些所需功能的食品发酵的优点，使其可同时实现几种功能。目前，在大部分食品的发酵背后的生化原理和起作用的机理仍需揭示，这一知识可以用作开发新工艺和新产品。10 2.4　发酵食品的工艺创新性配合优良菌种，运用现代发酵工程技术、代谢工程技术等生物技术手段，以优化产业生产发酵工艺为重点，实行自主创新，实现发酵工业原料结构的最优组合，降低生产成本，改善产品品质。积极推动节能减排，走循环经济的发展道路，推进节能减排新技术、新设备在行业内的推广应用。发酵食品生产工艺创新性研究，也要重点考虑以酶法工艺生产代替微生物发酵法生产发酵食品，如在腐乳生产用菌的酶学特性研究基础上,可利用其产生酶液取代培菌发酵来简化生产，提高生产效率。四、辽宁省食品微生物技术核心及龙头企业　　辽宁省内从事食品微生物研究的科研院所、大专院校技术力量雄厚，辽宁大学、沈阳农业大学、辽宁师范大学等对不同微生物研究及应用技术各有侧重，大连工业大学对酵母菌及应用技术有深入研究，辽宁省微生物科学研究院主要在乳酸菌、酵母菌、醋酸菌的筛选及开发应用领域进行了深入的研究与推广。在各科研院所、大专院校的共同努力下，本省食品微生物发酵产业有了进一步发展。据2007年统计数据，本省白酒产量为28万吨，生产厂家主要有锦州道光廿五集团满族酿酒有限责任公司、辽阳灯塔酒业、朝阳凌塔酒业、凤城老窖酒业、阜新蒙古贞酒业，青河门酒业，盘锦酒业，盘山酒业等17家。啤酒产量为230万吨，生产厂家主要有华润雪花啤酒有限公司、大连大雪啤酒股份有限公司、阜新梅雪啤酒有限公司、建平松林啤酒有限公司等。葡萄酒产量约5000吨，产品有葡萄酒和冰葡萄酒，生产厂家有沈阳亚洲红葡萄酒有限公司、辽宁五女山米兰酒业有限公司。谷氨酸钠（味精）生产厂家主要是沈阳红梅味精股份有限公司，年生产味精6万吨，鸡精2万吨。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.10