乳酸菌在食品工業(yè)中的應用精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇乳酸菌在食品工業(yè)中的應用，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關鍵詞：乳酸菌；食品工程；應用

中圖分類號：S879 文獻標識碼：A

飲食是人體的基本需求之一。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對食品種類、口感的要求發(fā)生了極為顯著的變化。為了滿足人們多樣性飲食需求，食品工程開始將乳酸菌作為一種工具，應用在酸奶、干酪等食品的生產(chǎn)加工過程中。與傳統(tǒng)的食品工程生產(chǎn)模式相比，乳酸菌的應用顯著提高了相應食品的生產(chǎn)效率。因此，乳酸菌的應用可以為食品生產(chǎn)加工企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利潤。

一、乳酸菌的常見種類及特性

（一）乳酸菌的常種類

常見的乳酸菌主要包含以下幾種：

1.啤酒片球菌

這種乳酸菌通常被應用在香腸的生產(chǎn)加工過程中。在這種食品工程中，啤酒片球菌的應用可以將香腸制品中的pH值控制在較低水平，同時對香腸內(nèi)部的腐敗菌生產(chǎn)過程產(chǎn)生良好的抑制作用，進而保證香腸的口感及食用安全。

2.保加利亞乳桿菌

這種乳酸菌通常被應用在植物蛋白、蔬菜等乳酸菌飲料的生產(chǎn)加工過程中。從本質(zhì)角度來講，保加利亞乳桿菌的作用主要包含以下幾種：第一，凝乳作用。向原料乳中加入保加利亞乳桿菌之后，這種乳酸菌可以在較短時間內(nèi)使得原料乳產(chǎn)生凝乳變化，進而促進加工目的的實現(xiàn)。第二，改善風味作用。食物的口感是消費者做出選擇決策之前考慮的主要因素之一。相對于利用其他乳酸菌加工出的食品而言，保加利亞乳桿菌的應用可以使得乳酸菌飲料產(chǎn)生更佳的風味，進而幫助食品生產(chǎn)企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟利潤。

3.腸膜明串珠菌

這種乳酸菌通常被應用在泡菜及酸菜食品的加工制作過程中。與傳統(tǒng)的泡菜、酸菜加工流程相比，腸膜明串珠菌的應用優(yōu)勢主要集中在以下幾方面：第一，腐敗菌控制方面。酸菜、泡菜的腐爛是傳統(tǒng)生產(chǎn)加工模式中的主要困擾之一。腸膜明串珠菌的應用可以對泡菜、酸菜加工容器中的腐敗菌產(chǎn)生有效的抑制作用，進而保證食品質(zhì)量和食用安全；第二，酸味優(yōu)勢。利用低濃度NaCl溶液加工出的酸菜制品的酸味具有一定的刺激性。因此，人們在食用酸菜之前，通常會事先用溫水將酸菜浸泡一段時間?；谀c膜明串珠菌的生產(chǎn)加工流程中所得酸菜的酸味較為柔和。

（二）乳酸菌的厭氧特性

通過對乳酸菌培養(yǎng)過程的分析可知，除了少數(shù)微好氧的乳酸菌之外，大多數(shù)乳酸菌都屬于厭氧乳酸菌。這類乳酸菌的生長過程主要受到培養(yǎng)液pH值、氧氣含量等因素的影響。實驗結果表明，5% CO2與95% N2的培養(yǎng)環(huán)境能夠獲得良好的乳酸菌培養(yǎng)效果。

二、乳酸菌在食品工程中的應用

這里主要從以下幾方面入手，對乳酸菌在食品工程中的應用進行分析：

（一）肉品加工方面

就肉品加工工程而言，乳酸菌的應用方式主要包含以下幾種：

1.基于乳酸菌的肉品保鮮應用方式

為了保證肉類的實用安全，可以將Nisin――乳酸鏈球菌肽應用在牛肉、豬肉等肉品的保鮮工作中。實際應用經(jīng)驗表明，Nisin的應用產(chǎn)生了有效的保鮮及防腐功能。

2.基于乳酸菌的肉品香腸應用方式

運用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)出的肉品香腸主要存在以下幾種問題：

第一，香腸色澤較差，消費者難以對這類香腸產(chǎn)生較大的購買欲望。

第二，長期食用這種肉品香腸之后，人體可能會出現(xiàn)膽固醇增高的問題。

第三，肉品香腸本身的生產(chǎn)周期相對較長。將乳酸菌應用在肉品香腸的生產(chǎn)加工過程中之后，不僅上述問題得到有效解決，香腸本身的營養(yǎng)價值、食用安全水平會發(fā)生顯著增長。

（二）乳制品生產(chǎn)加工方面

目前乳酸菌在我國乳制品生產(chǎn)加工工程中應用取得的顯著成果主要包含以下幾種：

1.干酪

乳酸菌在干酪這種乳制品中的生產(chǎn)加工流程為：將牛奶、羊奶等相關原料乳進行冷卻殺菌處理之后，按照原料乳的比例，向其中加入一定比例的乳酸菌發(fā)酵劑對原料乳進行發(fā)酵處理。經(jīng)過一定的發(fā)酵時間之后，原料乳中的酪蛋白等蛋白質(zhì)完全凝固之后，將容器中出于液態(tài)狀態(tài)的乳清全部排出，最后將凝固的蛋白質(zhì)壓成多個小塊，獲得成品干酪。在上述食品工程中，可用的乳酸菌菌種主要包含保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌等。

2.酸奶

結合我國目前的奶制品市場狀況可知，酸奶的消費者群體范圍較為廣泛，無論是兒童、年輕人，還是中年人，酸奶這種乳制品都取得了良好的銷量。乳酸菌在酸奶生產(chǎn)加工過程中的應用流程為：利用巴氏殺菌法對奶粉或牛乳原料進行殺菌處理，當冷卻環(huán)節(jié)結束之后，按照原料的用量加入適當?shù)逆溓蚓鷮倩蛉闂U菌屬，使得原料進入發(fā)酵狀態(tài)，最終獲得液態(tài)或糊狀的酸奶制品。結合我國目前的酸奶生產(chǎn)加工情況可知，大多數(shù)酸奶生產(chǎn)企業(yè)都會利用兩種甚至兩種以上的乳酸菌對奶粉或牛乳等原材料進行發(fā)酵處理。相對于單菌種發(fā)酵而言，多菌種發(fā)酵能夠從一定程度上提高酸奶制品的發(fā)酵質(zhì)量。

3.奶油

可被應用在奶油生產(chǎn)加工工程中的乳酸菌主要包含丁二酮乳鏈球菌、嗜檸檬酸鏈球菌等。食品生產(chǎn)企業(yè)可以利用乳酸菌從羊奶原料或牛奶原料中提取出半固體狀態(tài)的奶油，用于奶油蛋糕、面包的加工和制作中。

（三）蔬菜加工方面

就蔬菜食品工程而言，乳酸菌的常見應用方式主要包含以下幾種：

1.蔬菜乳酸飲料

蔬菜乳酸飲料中的蔬菜原料大多以山芋、馬鈴薯等蔬菜為主。當初步的蔬菜清洗工作完成后，加工人員會將嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌與上述蔬菜混合在一起，通過乳酸菌發(fā)酵的方式獲得山芋乳酸飲料、馬鈴薯乳酸飲料。從本質(zhì)角度來講，乳酸菌的應用提升了蔬菜本身的營養(yǎng)價值，且更好地滿足了消費者對飲料口感的需求。

2.酸菜加工

在酸菜加工工程中，加工人員會利用腸膜明串珠菌、植物乳桿菌以及黃瓜乳桿菌等與包心菜、白菜等蔬菜混合在一起，通過發(fā)酵過程使得蔬菜逐漸變酸。相對于傳統(tǒng)的低濃NaCl溶液制作方法而言，到了發(fā)酵后期，NaCl溶液中的活動的乳酸由原本的異型乳酸菌轉(zhuǎn)化成正型乳酸菌。在該階段中，在正型乳酸菌的作用下，NaCl溶液中的雙糖與單糖被轉(zhuǎn)化成乳酸，且整個過程不會產(chǎn)生CO2等氣體。

結論

目前已發(fā)現(xiàn)的乳酸菌種類相對較多。常見的乳酸菌如腸膜明串珠菌、保加利亞乳桿菌等。就我國目前的食品工程發(fā)展狀況可知，乳酸菌在蔬菜乳酸飲料生產(chǎn)、酸菜魚泡菜加工、奶油與酸奶等奶制品生產(chǎn)、肉品香腸加工及肉品保鮮中已經(jīng)取得了良好的應用效果?，F(xiàn)對于傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工模式而言，乳酸菌的運用使得食品的風味、食用安全性、生產(chǎn)周期等發(fā)生了顯著變化。

參考文獻

[1]段宇珩，談重芳，王雁萍，等.乳酸菌鑒定方法在食品工業(yè)中的應用及研究進展[J].食品工業(yè)科技，2007（2）：242-244.

[2]李元莉，呂欣，陳曉紅，等.功能性乳酸菌發(fā)酵劑在食品發(fā)酵工業(yè)中的應用[J].中國乳品工業(yè)，2006（1）：35-38.

[3]張燕，周常義，蘇文金，等.乳酸菌及其代謝產(chǎn)物在食品保鮮中的應用研究進展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學刊），2012（4）：21-26+32.

[4]劉國榮，李平蘭，王成濤.乳酸菌細菌素作為天然生物防腐劑在食品工業(yè)中的應用進展[J].北京工商大學學報（自然科學版），2012（2）：64-69.

篇2

關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程

現(xiàn)代生物技術的迅猛發(fā)展，成就非凡，推動著科學的進步，促進著經(jīng)濟的發(fā)展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會的發(fā)展進程?，F(xiàn)代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫(yī)藥、食品、能源、化工、輕工和環(huán)境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內(nèi)容，具有巨大的經(jīng)濟效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預測，到2010～2020年，生物技術產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物技術是以生命科學為基礎，利用生物機體、生物系統(tǒng)創(chuàng)造新物種，并與工程原理相結合加工生產(chǎn)生物制品的綜合性科學技術?，F(xiàn)代生物技術則包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等領域。在我國的食品工業(yè)中，生物技術工業(yè)化產(chǎn)品占有相當大的比重;近年，酒類和新型發(fā)酵產(chǎn)品以及釀造產(chǎn)品的產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值的17%?，F(xiàn)代生物技術在食品發(fā)酵領域中有廣闊市場和發(fā)展前景，本文主要闡述現(xiàn)代生物技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用。

一、基因工程技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用

基因工程技術是現(xiàn)代生物技術的核心內(nèi)容，采用類似工程設計的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞，進行無性繁殖，并使目的基因在受體細胞中高速表達，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型。

發(fā)酵工業(yè)的關鍵是優(yōu)良菌株的獲取，除選用常用的誘變、雜交和原生質(zhì)體融合等傳統(tǒng)方法外，還可與基因工程結合，進行改造生產(chǎn)菌種。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母菌中后，其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高，面包加工中產(chǎn)生二氧化碳氣體量提高，應用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株，用以改進傳統(tǒng)的釀酒工藝，并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉發(fā)酵，使生產(chǎn)流程縮短，工序簡化，革新啤酒生產(chǎn)工藝。目前，已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株，提高生香物質(zhì)含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌發(fā)酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產(chǎn)生乳酸，降低發(fā)酵產(chǎn)品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統(tǒng)分為組成型表達和受控表達兩種類型，其中受控表達系統(tǒng)包括糖誘導系統(tǒng)、Nisin誘導系統(tǒng)、pH 誘導系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言，德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉(zhuǎn)座子，第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發(fā)酵劑具有優(yōu)良的發(fā)酵性能，產(chǎn)雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細胞工程技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用

細胞工程是生物工程主要組成之一，出現(xiàn)于20世紀70年代末至80 年代初，是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規(guī)模細胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術過程。細胞工程主要有細胞培養(yǎng)、細胞融合及細胞代謝物的生產(chǎn)等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下，使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質(zhì)體相互接觸，從而發(fā)生膜融合、胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細胞的現(xiàn)象。細胞融合技術是一種改良微生物發(fā)酵菌種的有效方法，主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、使菌種獲得新的性狀、合成新產(chǎn)物等。與基因工程技術結合，使對遺傳物質(zhì)進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產(chǎn)生氨基酸的短桿菌雜交，獲得比原產(chǎn)量高3倍的賴氨酸產(chǎn)生菌和蘇氨酸高產(chǎn)新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交，分離子后代中個別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前，微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間，不斷培育出用于各種領域的新菌種。

三、酶工程技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用

酶是活細胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現(xiàn)代生物技術的一個重要組成部分，酶工程又稱酶反應技術，是在一定的生物反應器內(nèi)，利用生物酶作為催化劑，使某些物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化的工藝技術，包括酶的研制與生產(chǎn)，酶和細胞或細胞器的固定化技術，酶分子的修飾改造，以及生物傳感器等。酶工程技術在發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個方面，一是用酶技術處理發(fā)酵原料，有利于發(fā)酵過程的進行。如啤酒釀制過程，主要原料麥芽的質(zhì)量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時，會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白質(zhì)降解不足，從而減慢發(fā)酵速度，影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑，可補充麥芽中酶活力不足的缺陷，提高麥汁的可發(fā)酵度和麥汁糖化的組分，縮短糖化時間，減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過程中浸出，從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物，縮短發(fā)酵過程，促進發(fā)酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素，是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時，就會產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的，一般在啤酒發(fā)酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道，發(fā)酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可縮短發(fā)酵周期，減少雙乙酰含量。

四、小結

在食品發(fā)酵生產(chǎn)中應用生物技術可以提高發(fā)酵劑的性能，縮短發(fā)酵周期，豐富發(fā)酵制品的種類。不僅提高了產(chǎn)品檔次和附加值，生產(chǎn)出符合不同消費者需要的保健制品，而且在有利于加速食品加工業(yè)的發(fā)展。隨著生化技術的日益發(fā)展，相信會開發(fā)出更多物美價廉的發(fā)酵制品，使生物加工技術在食品發(fā)酵工業(yè)中的應用更加廣泛。

參考文獻

[1]趙志華，岳田利等.現(xiàn)代生物技術在乳品工業(yè)中的應用研究[J].生物技術通報.2006，04:78-80.

[2]王春榮，王興國等.現(xiàn)代生物技術與食品工業(yè)[J].山東食品科技.2004，07:31.

[3]徐成勇，郭本恒等.酸奶發(fā)酵劑和乳酸菌生物技術育種[J].中國生物工程雜志.2004，(7):27.

篇3

關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程

現(xiàn)代生物技術的迅猛發(fā)展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經(jīng)濟的發(fā)展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發(fā)展進程?，F(xiàn)代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫(yī)藥、食品、能源、化工、輕工和環(huán)境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內(nèi)容,具有巨大的經(jīng)濟效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預測,到2010～2020年,生物技術產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物技術是以生命科學為基礎,利用生物機體、生物系統(tǒng)創(chuàng)造新物種,并與工程原理相結合加工生產(chǎn)生物制品的綜合性科學技術?，F(xiàn)代生物技術則包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等領域。在我國的食品工業(yè)中,生物技術工業(yè)化產(chǎn)品占有相當大的比重;近年,酒類和新型發(fā)酵產(chǎn)品以及釀造產(chǎn)品的產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值的17%?，F(xiàn)代生物技術在食品發(fā)酵領域中有廣闊市場和發(fā)展前景,本文主要闡述現(xiàn)代生物技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用。

一、基因工程技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用

基因工程技術是現(xiàn)代生物技術的核心內(nèi)容,采用類似工程設計的方法,按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速表達,產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型。

發(fā)酵工業(yè)的關鍵是優(yōu)良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質(zhì)體融合等傳統(tǒng)方法外,還可與基因工程結合,進行改造生產(chǎn)菌種。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母菌中后,其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高,面包加工中產(chǎn)生二氧化碳氣體量提高,應用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統(tǒng)的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發(fā)酵,使生產(chǎn)流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產(chǎn)工藝。目前,已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株,提高生香物質(zhì)含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌發(fā)酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產(chǎn)生乳酸,降低發(fā)酵產(chǎn)品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統(tǒng)分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統(tǒng)包括糖誘導系統(tǒng)、Nisin誘導系統(tǒng)、pH 誘導系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言,德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏,但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉(zhuǎn)座子,第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發(fā)酵劑具有優(yōu)良的發(fā)酵性能,產(chǎn)雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細胞工程技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用

細胞工程是生物工程主要組成之一,出現(xiàn)于20世紀70年代末至80 年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規(guī)模細胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術過程。細胞工程主要有細胞培養(yǎng)、細胞融合及細胞代謝物的生產(chǎn)等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質(zhì)體相互接觸,從而發(fā)生膜融合、胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細胞的現(xiàn)象。細胞融合技術是一種改良微生物發(fā)酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、使菌種獲得新的性狀、合成新產(chǎn)物等。與基因工程技術結合,使對遺傳物質(zhì)進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產(chǎn)生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產(chǎn)量高3倍的賴氨酸產(chǎn)生菌和蘇氨酸高產(chǎn)新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領域的新菌種。

三、酶工程技術在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應用

酶是活細胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現(xiàn)代生物技術的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應技術,是在一定的生物反應器內(nèi),利用生物酶作為催化劑,使某些物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化的工藝技術,包括酶的研制與生產(chǎn),酶和細胞或細胞器的固定化技術,酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術在發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個方面,一是用酶技術處理發(fā)酵原料,有利于發(fā)酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質(zhì)量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時,會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質(zhì)降解不足,從而減慢發(fā)酵速度,影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發(fā)酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物,縮短發(fā)酵過程,促進發(fā)酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發(fā)酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道,發(fā)酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發(fā)酵周期,減少雙乙酰含量。

四、小結

在食品發(fā)酵生產(chǎn)中應用生物技術可以提高發(fā)酵劑的性能,縮短發(fā)酵周期,豐富發(fā)酵制品的種類。不僅提高了產(chǎn)品檔次和附加值,生產(chǎn)出符合不同消費者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業(yè)的發(fā)展。隨著生化技術的日益發(fā)展,相信會開發(fā)出更多物美價廉的發(fā)酵制品,使生物加工技術在食品發(fā)酵工業(yè)中的應用更加廣泛。

參考文獻

[1]趙志華,岳田利等.現(xiàn)代生物技術在乳品工業(yè)中的應用研究[J].生物技術通報.2006,04:78-80.

[2]王春榮,王興國等.現(xiàn)代生物技術與食品工業(yè)[J].山東食品科技.2004,07:31.

篇4

一、乳酸菌的培養(yǎng)

1．乳酸菌的家庭培養(yǎng)

家庭乳酸菌的培養(yǎng)其目的常常不是為了獲得優(yōu)質(zhì)菌種，而是為了食用。所以乳酸菌的產(chǎn)生常不單單是乳酸菌，往往有其他的雜菌。它們都是某種食物的伴生產(chǎn)品。主要有以下幾種產(chǎn)菌方式：

（1）自制酸奶產(chǎn)菌。原料純牛奶、原味酸奶4∶1。在消毒過的容器中倒入牛奶（加熱消毒放溫過），在溫牛奶中加入酸奶，用勺子攪拌均勻，蓋蓋。然后保溫發(fā)酵8～10小時后，乳酸菌大量生成，此時食用口感佳。

（2）酸菜制菌法。在洗干凈的非金屬容器中碼入去了老幫的白菜，壓實，然后加滿開水加一點鹽，不加也行，用石頭壓上，防止白菜漂起，不要讓白菜露出水面，把容器口用塑料膜封好與空氣隔絕。放置在10～20℃且20天以上，溫度越高發(fā)酵時間越短。酸菜的發(fā)酵是乳酸桿菌繁殖的過程，乳酸桿菌是厭氧菌，霉菌雜菌是需氧菌，加開水就是為了把水中的氧氣清除掉，讓其他菌無法繁殖，給乳酸桿菌創(chuàng)造生存條件，用塑料膜封口是為了防止空氣重新溶入水中，酸菜經(jīng)乳酸桿菌（乳酸菌是對人有利的菌）發(fā)酵后，產(chǎn)生大量乳酸，食用口感好。在我國也有大量人群食用泡菜，其制作原理和泡菜類似也可產(chǎn)生大量乳酸菌，只不過要加入更多的輔料。

2．乳酸菌的實驗室培養(yǎng)

主要方法是把菌種種植于不同的培養(yǎng)基中，乳酸菌的培養(yǎng)基有很多種，依據(jù)不同的菌種而定，大多數(shù)乳酸菌在37～42℃下培養(yǎng)，［1］現(xiàn)列舉常用培養(yǎng)基如下：

（1）MRS培養(yǎng)基

成分：蛋白胨10.0g，牛肉粉5.0g，酵母粉4.0g，葡萄糖20.0g，吐溫80 1.0mL，K2HPO4•7H2O 2.0g，醋酸鈉•3H2O 5.0g，檸檬酸三銨2.0g，MgSO4•7H2O 0.2g，MnSO4•4H2O 0.05g，瓊脂粉15.0g，pH值為6.2。

將上述成分加入到1000mL蒸餾水中加熱溶解，調(diào)節(jié)pH，分裝后121℃高壓滅菌15min～20 min。

（2）MC培養(yǎng)基

成分：大豆蛋白胨5.0g，牛肉粉3.0g，酵母粉3.0g，葡萄糖20.0g，乳糖20.0g，碳酸鈣10.0g，瓊脂15.0g，蒸餾水1000mL，1%中性紅溶液5.0mL，pH值為6.0。

將前面7種成分加入蒸餾水中加熱溶解，調(diào)節(jié)pH，加入中性紅溶液。分裝后121℃高壓滅菌15min～20min。

（3）乳酸桿菌糖發(fā)酵管

基礎成分：牛肉膏5.0g，蛋白胨5.0g，酵母浸膏5.0g，吐溫80 0.5 mL，瓊脂15g，1.6%溴甲酚紫酒精溶液1.4mL，蒸餾水1000mL。

將上述成分按0.5%加入所需糖類，并分裝小試管，121℃高壓滅菌15min～20min。

（4）七葉苷發(fā)酵管

成分：蛋白胨5.0g，磷酸氫二鉀1.0g，七葉苷3.0g，檸檬酸鐵0.5g，1.6%溴甲酚紫酒精溶液1.4mL，蒸餾水100mL。

將上述成分加入蒸餾水中，加熱溶解，121℃高壓滅菌15min～20 min。

3．乳酸菌的工業(yè)培養(yǎng)

主要應用于食品工業(yè)，根據(jù)食品的種類不同，乳酸菌的添加、培養(yǎng)也各有差別。主要用于乳制品、植物蛋白、蔬菜深加工、肉制品等的工業(yè)生產(chǎn)。

二、乳酸菌的生理功能

1．改善胃腸道功能

乳酸菌可在腸道內(nèi)產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，如乳酸乙酸、過氧化氫、細菌素等物質(zhì)可抑菌或殺死腸道內(nèi)的大腸埃希菌、沙門菌、鏈球菌等有害菌。并且乳酸菌在腸道中通過粘附素與腸粘膜上皮細胞相互作用密切配合，形成生物屏障，與致病菌競爭消化道上皮的附著位點，減少腸內(nèi)致病菌附著，并與有害菌競爭營養(yǎng)物質(zhì)，最終使腸內(nèi)有害菌數(shù)量大大減少。乳酸菌所產(chǎn)生的酶系豐富，乳酸菌可利用本身所特有的某些酶類補充宿主在消化酶上的不足，幫助分解上消化道未被充分水解吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，包括人體必需的維生素、氨基酸、微量元素、某些無機鹽類（如鈣、磷、鐵、鈷等），有利于宿主進一步吸收利用。［2］同時，通過產(chǎn)生某些酶修飾毒素受體，減少毒素與腸粘膜受體的結合，維持腸道微生態(tài)平衡，［3］促進機體健康。

2．改善免疫能力

乳酸桿菌和雙歧桿菌能明顯激活巨噬細胞的吞噬作用，并刺激腹膜巨噬細胞、誘導產(chǎn)生干擾素、促進細胞分裂、產(chǎn)生抗體及促進細胞免疫等提高機體的抗病能力。Chandra（1984）認為，乳酸菌之所以具有刺激機體產(chǎn)生抗體的作用，是由于菌體通過淋巴結、粘膜和M細胞刺激淋巴細胞，接受刺激的淋巴細胞再通過腸系膜淋巴結（MLN）循環(huán)到血流中，并分布全身，從而調(diào)節(jié)機體的免疫應答。

3．降膽固醇作用

在厭氧的條件下，乳酸菌可吸收腸道內(nèi)的膽固醇使人體吸收膽固醇減少。在乳酸菌產(chǎn)生的特殊酶系中，有降低膽固醇的酶系，它們在體內(nèi)可能抑制羥甲基戊二酰輔酶A（HMGCoA）還原酶（膽固醇合成的限速酶），從而抑制膽固醇的合成。并且乳酸菌可產(chǎn)生膽鹽水解酶可水解結合膽酸為游離膽酸，游離膽酸可和膽固醇形成沉淀，從而降低腸內(nèi)膽固醇的濃度，阻止膽固醇進入血液循環(huán)，降低血液中膽固醇的濃度。乳酸菌在降低機體膽固醇的同時，也可降低甘油三脂，使HDL升高，從而達到改善血脂的目的。

4．乳酸菌的抗腫瘤作用

乳酸菌可改善腸道菌群，阻止腸內(nèi)致癌物形成。在腸道內(nèi)的有些菌群能產(chǎn)生7α－羥化酶、β－葡萄苷酸酶、硝基還原酶和偶氮還原酶等，這些酶在體內(nèi)均可以促使某些物質(zhì)形成致癌物。乳酸細菌可調(diào)整腸道菌群，使β－葡萄苷酸酶、硝基還原酶和偶氮還原酶活性顯著降低，糞膽酸和糞細菌酶（致癌物）水平下降，達到降低發(fā)生腫瘤的危險性。并且乳酸菌能激活MФ分泌大量的IL－1、IL－6、IL－12、TNF－α及NO（稱效應分子），誘生LAK及CTL細胞，它們在體內(nèi)外對腫瘤細胞均具有廣譜的滅活作用。乳酸菌能抑制突變劑的致突變作用。部分乳酸菌種可與強突變劑（Trp－P－1，Trp－P－2）有效結合而抵消了突變劑或致癌劑對DNA的損傷作用，進而保護細胞免受畸變。且乳酸菌中的脂磷壁酸（LTA）成分可抑制腫瘤細胞的生長。

參考文獻

1吳祖芳、翁佩芳、樓佳瑜.乳酸菌的高密度培養(yǎng)及發(fā)酵劑保藏技術的初步研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2009（10）

篇5

關鍵詞：大豆；凝固型酸乳；發(fā)酵工藝；優(yōu)化

中圖分類號：TS252.54 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4850-02

Fermentation Process Optimization of Whole Soybean Caky Yoghurt

WANG Wei-xin，CHEN Zhi

（College of Chemical Engineering， Huanggang Normal University，Huanggang 438000，Hubei，China）

Abstract：The fermentation process of whole soybean caky yoghurt was studied using Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus， including deodorization， addition of sugar and stabilizing agents， inoculation amount， and fermentation temperature and time. Results showed that the optimum conditions for generating white color， smooth， sweet and sour taste and nutrient-rich caky yoghurt was as follow： 15 min of boiling sterilization for soybean milk deodorization， 50 mg/mL sugar dosage， 1.0 mg/mL agar and 2.0 mg/mL CMC-Na， 4% of fermenting medium and 40 ℃ for 5 h.

Key words：soybean； caky yoghurt； fermentation process； optimization

大豆營養(yǎng)豐富，有“豆中之王”之稱，被稱為“植物肉”、“綠色牛乳”[1]。牛奶中含有膽固醇，過量攝入對人體健康不利，而用大豆制成的飲品不含任何膽固醇，并且大豆蛋白對膽固醇有明顯的降低功效。大豆蛋白飲品中的精氨酸含量比牛奶高，其精氨酸與賴氨酸的比例也較牛奶合理；其中的脂質(zhì)及亞油酸含量也極為豐富，可以防止中老年人心血管疾病的發(fā)生；其豐富的卵磷脂可以清除血液中多余的固醇類，有“血管清道夫”之稱[2]。因此，大豆蛋白飲品在降低膽固醇與能量攝入方面是牛奶的替代品。長期以來，關于大豆制品深加工的創(chuàng)新一直持續(xù)不斷，花色品種也越來越多。大豆乳酸發(fā)酵飲料就是其中的一種。乳酸發(fā)酵飲料能抑制和殺滅人體腸道腐敗菌、刺激腸壁蠕動、促進消化液的分泌，其所含的生理活性物質(zhì)具有增強機體免疫力和防癌、治癌的作用。本研究以大豆為原料，對全大豆凝固型酸乳生產(chǎn)中蔗糖及穩(wěn)定劑添加量、乳酸菌接種量、發(fā)酵時間等工藝條件進行優(yōu)化研究，以期為大豆制品的深加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

大豆（市售）、乳酸菌為保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）按1∶1的體積比混合、蔗糖、瓊脂、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）等。

1.2 方法

1.2.1 全大豆凝固型酸乳生產(chǎn)工藝流程 大豆精選浸泡打漿過濾預煮冷卻接種分裝發(fā)酵后熟成品

1.2.2 豆乳的制備 選擇質(zhì)地堅硬、子粒飽滿、無蟲害、無霉變的大豆，浸泡10～12 h，使大豆膨脹軟化。加適量熱水（85 ℃以上）打漿[3，4]，用雙層紗布過濾后煮沸15 min，冷卻至42～43 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 單因素試驗

1）蔗糖添加量對大豆酸乳發(fā)酵的影響。將豆乳分為4組，在沸騰狀態(tài)下按10、30、50、70 mg/mL加入蔗糖，冷卻后接種乳酸菌，接種量4%（每100 mL豆乳接種4 mL乳酸菌，下同），復合穩(wěn)定劑的添加量為3.0 mg/mL，封口后40 ℃發(fā)酵5 h，考察蔗糖添加量對大豆酸乳發(fā)酵的影響。

2）乳酸菌接種量對大豆酸乳發(fā)酵的影響。接種前對菌種進行馴化[5-7]，使菌種適應豆乳的生長環(huán)境。將豆乳分為3組，固定蔗糖添加量為50 mg/mL、復合穩(wěn)定劑的添加量為3.0 mg/mL（瓊脂為1.0 mg/mL、CMC-Na為2.0 mg/mL），冷卻至42～43 ℃后分別按3%、4%、5%的接種量接種3組豆乳，封口后40 ℃恒溫發(fā)酵5 h，考察乳酸菌接種量對大豆酸乳發(fā)酵的影響。

3）穩(wěn)定劑比例對大豆酸乳發(fā)酵的影響。豆乳與牛乳相比，其顆粒遠遠大于牛乳，因此豆乳在發(fā)酵過程中易出現(xiàn)分層現(xiàn)象[8]。用CMC-Na和瓊脂按一定比例混合制成復合穩(wěn)定劑。將豆乳分為5組，固定蔗糖添加量為50 mg/mL、乳酸菌接種量為4%、復合穩(wěn)定劑的添加量為3.0 mg/mL，分別加入不同配比的穩(wěn)定劑（表1），密封后40 ℃恒溫發(fā)酵5 h，經(jīng)后熟后進行感官評定。

4）發(fā)酵時間對大豆酸乳發(fā)酵的影響。通常傳統(tǒng)酸乳發(fā)酵的溫度在40～42 ℃，發(fā)酵時間控制在4～6 h。固定蔗糖添加量為50 mg/mL、乳酸菌接種量4%、復合穩(wěn)定劑的添加量為3.0 mg/mL（瓊脂為1.0 mg/mL、CMC-Na為2.0 mg/mL）、發(fā)酵溫度為40 ℃，分別發(fā)酵4、5、6 h，考察發(fā)酵時間對大豆酸乳發(fā)酵的影響。

2 結果與分析

大豆加工制品通常會有較重的豆腥味，這也是制約其產(chǎn)品風味的主要原因。研究表明，這種豆腥味是大豆破碎后，其中的脂肪氧化酶氧化大豆中豐富的不飽和脂肪酸所引起的[4]。加熱預煮工藝可以使脂肪氧化酶失去活性，從而降低豆腥味[9]。此外，預煮還有殺菌的作用[10]，因此本研究預煮方案采用煮沸15 min，可同時達到殺菌和脫腥的目的。

2.1 蔗糖添加量對大豆酸乳發(fā)酵的影響

乳酸菌的生長以及產(chǎn)酸能力與培養(yǎng)基中蔗糖的濃度密切相關。由表2可知，蔗糖的添加量對大豆酸乳的口感以及外觀有明顯的影響：添加量為10 mg/mL時，大豆酸乳凝乳不完全、酸味很重、口感差，表明發(fā)酵過程產(chǎn)酸不足，蔗糖完全被利用，無法讓人感覺到甜味的存在，而其中的酸味來源于發(fā)酵后產(chǎn)生的乳酸；添加量為30 mg/mL時，大豆酸乳凝乳不完全、酸味較明顯、口感有改善，表明發(fā)酵過程產(chǎn)酸不足，但是已經(jīng)可以凝乳，凝乳組織不緊密，有乳清析出，蔗糖被完全發(fā)酵成乳酸，導致酸味偏重，口感差；添加量為50 mg/mL和70 mg/mL時，凝乳完全，有少量乳清析出，表明發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸后，大豆酸乳pH達到了凝乳的要求，口感細滑。鑒于蔗糖添加量為70 mg/mL時有明顯的甜味，并綜合成本考慮，選擇50 mg/mL的添加量較為適宜。

2.2 乳酸菌接種量對大豆酸乳發(fā)酵的影響

由表3可知，接種3%的乳酸菌，大豆酸乳的凝乳不完全、質(zhì)地較軟，間接反映了以3%的接種量發(fā)酵得到的大豆酸乳pH偏高，從而導致大豆酸乳凝乳不充分；而按4%和5%的接種量制得的大豆酸乳凝乳較好，二者感官指標相差不大。綜合考慮成本因素，發(fā)酵大豆酸乳選擇4%的接種量較好。

2.3 穩(wěn)定劑比例對大豆酸乳發(fā)酵的影響

瓊脂具有促進凝乳、增加酸乳的穩(wěn)定性、防止破乳、減少乳清析出的作用，能使制得的乳產(chǎn)品口感細滑。但是過多的瓊脂會使乳產(chǎn)品的口感類似果凍而失去了酸乳的口感。通過觀察5組不同穩(wěn)定劑配比制得的酸乳發(fā)現(xiàn)，隨瓊脂添加量的加大，在后熟的過程中出現(xiàn)了瓊脂析出的現(xiàn)象，影響了大豆酸乳的口感。CMC-Na可以讓酸乳更加細膩，使其口味和口感達到酸乳的標準。綜合比較，瓊脂添加量為1.0 mg/mL、CMC-Na添加量為2.0 mg/mL時，所得產(chǎn)品口感細膩、無瓊脂析出、無分層等現(xiàn)象。

2.4 發(fā)酵時間對大豆酸乳發(fā)酵的影響

由表4可知，發(fā)酵5 h時，酸乳酸甜合適，凝乳良好，有少量乳清析出，產(chǎn)品品質(zhì)較好。

3 小結

以大豆為原料，所得豆乳煮沸15 min經(jīng)脫腥和滅菌處理，蔗糖添加量為50 mg/mL，輔以復合穩(wěn)定劑瓊脂1.0 mg/mL及CMC-Na 2.0 mg/mL，接種經(jīng)馴化的混合菌種4%，40 ℃發(fā)酵5 h，所得凝固型全大豆酸乳顏色潔白，酸甜適中，口感細膩，既突出大豆風味，又無明顯豆腥味，凝乳良好，無破乳，無瓊脂析出，無大量乳清析出。

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