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乳酸菌在食品工业中的应用范文1
关键词:生物技术;基因工程;细胞工程
现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。
一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用
基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。
发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。
(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。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。
(二)改良酿酒酵母菌的性能
利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。
(三)改良乳酸菌发酵剂的性能
乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。
二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用
细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。
三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用
酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。
四、小结
在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。
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乳酸菌在食品工业中的应用范文2
[关键词]固态法；白酒生产；乳酸菌
中图分类号：Q93-3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0373-01
乳酸菌是我们日常生活中常见的菌群种类，多生长繁殖在厌氧或者是微好氧的微酸性环境中。在生产生活过程中常用的乳酸菌有乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌等，并被广泛的应用在发酵行业中，如酸奶的制作、酿酒业等。
一、固态法白酒生产的概述
固态法白酒生产，主要是充分利用自然界中各种微生物进行发酵的过程，其中乳酸菌在白酒发酵的过程中占据首要的位置，其次是丁酸菌、乙酸菌等，而乳酸菌则是丁酸菌的主要生长碳源。
在白酒发酵的前期，由于温度较低，多由酵母、好养细菌等菌类产生乳酸，在此过程，乳酸菌得到了迅速生长，并最终繁殖成乳酸菌群，而好氧乳酸菌的数量较多；白酒发酵的中后期是微生物大量繁殖的阶段，由于其呼吸较为旺盛，导致白酒发酵过程中的热量迅速增加，发酵温度随之增高，而此时的白酒发酵窖内则处于缺氧的环境中，在这种高温、缺氧的环境中，大量厌氧式乳酸菌开始大量繁殖，在白酒发酵中占据着举足轻重的地位。
二、乳酸菌在固态法白酒发酵中应用的必要性
乳酸菌是固态法白酒生产过程中用于发酵的必要物质，其对于白酒发酵具有重要的意义，具体表现如下：
1、是为发酵微生物提供营养的必要物质基础
发酵是固态法白酒生产过程中重要的生产环节，发酵的好坏、发酵是否充分等都直接决定着白酒的生产质量。因此，在固态法白酒生产的过程中，要尤为重视白酒的发酵过程中。而将乳酸菌应用在固态法白酒发酵的过程中，其可以通过自身正常的新陈代谢活性为发酵过程中的其他微生物提供生产繁殖所必须的氨基酸以及各种维生素，如维生素B等；此外，其亦可以通过促进矿物元素的生物学活性，来为发酵过程中的各种微生物提供更多的营养物质，从而促进发酵过程的正常进行，为白酒生产的质量打下良好的物质性基础。
2、是形成白酒香味的必要物质基础
美拉德反应是固态法白酒发酵过程中香味形成的重要化学反应，而经相关试验证明，将乳酸菌应用在小麦、稻米等谷物的发酵过程中，不仅可以大大提高发酵后的营养价值，亦可以为美拉德反应提供充足的前提物质，促进该反应的发生，从而在发酵过程中形成相应的香味物质。
3、是维持酿酒生产微生态环境的必要物质基础
在固态法白酒发酵的中后期，由于温度的大幅度提升以及厌氧环境的形成，易繁殖出大量厌氧乳酸菌，促进发酵过程中的酒醅酸度的迅速攀升，这对于酿酒过程中部分杂菌的生陈代谢活动具有重要的抑制性作用；此外，在乳酸菌正常生陈代谢的过程中，会产生较多的有机酸、过氧化氢等具有抗微生物活性的物质；同时，发酵过程中的很多乳酸菌会产生一些乳链菌素、乳酸菌素等细菌素，对于维持和改善固态法白酒发酵过程中的微生态环境具有重要的调节作用，如促进微生态环境的稳定性等。
4、是提高酿酒微生物活性的必要物质基础
在固态法白酒发酵的过程中，一般都是多种微生物共同生存的，且各种微生物之间都有着较为密切的联系。因此，在固态法白酒发酵的过程中，通过应用各种乳酸菌，并对严格厌氧式的乳酸菌、非严格的厌氧式乳酸菌株进行共同培养，营造多种乳酸菌混合生长与繁殖的发酵环境，不仅可以大幅度提升发酵中后期过程中厌氧菌的产量，并提高存活率，亦可以延长固态法白酒发酵过程中各种所需微生物的存活时间，从而起到提高发酵微生物活性的作用，以保证发酵过程的顺利进行，为白酒的酿造质量提供坚实的保障。
三、乳酸菌在固态法白酒风味的重要作用
乳酸菌对于保持固态法白酒生产风味的纯正性具有重要的作用，具体表现如下：
1、有利于降低白酒的刺激感，提升白酒的醇厚感
乳酸是乳酸菌的重要代谢产物，其对于改善白酒的风味具有重要的作用。乳酸中含有羟基和羧基两种成分，可以和水分子、乙醇分子结合在一起发生化学反应，形成氢键，从而起到减轻白酒刺激感的作用；同时，乳酸通过氢键则可以与酒体中的挥发的小分子发生化学反应，并充当大、小分子之间的纽带和桥梁，从而促使酒体中的大小分子及微量元素形成胶体，并与乳酸微酸、微甜、微涩的口味结合在一起，大大增加了白酒的柔和度以及浓厚感，从而达到提升白酒醇厚感的目的。
2、有利于延长酒体的后味，改善白酒的口味
乳酸乙酯亦是乳酸菌的重要代谢产物，其对于延长酒体的后味具有重要的作用。乳酸乙酯与乙醇、脂类以及水具有较好的相溶性，属于不挥发的脂类。正是由于乳酸乙酯的不挥发性能使得其大部分留在酒醅或着是酒尾中，起到延长酒体后味的作用，成为白酒风味中延长后味的重要物质。此外，在白酒发酵的过程中，适当的乳酸是增加白酒回甜感的重要物质，亦可以消除白酒中的燥辣感，起到减轻水味、苦味等多种调节作用。
结语
综上所述可知，乳酸菌是固态法白酒生产中应用的重要物质，其对于营造良好的白酒发酵微生态环境，促进白酒发酵过程的顺利进行以及改善白酒的味道具有重要的作用。因此，在固态法白酒生产的过程中，要注重对乳酸菌的应用，并为乳酸菌的应用营造良好的酿造环境，从而促进乳酸菌在白酒发酵过程中的生长和繁殖，维持其正常的生产代谢，以便于其代谢物乳酸、乳酸乙酯等对白酒的口感起到更好的改善作用。
参考文献
乳酸菌在食品工业中的应用范文3
关键词：亚硝酸盐；亚硝酸盐替代物；亚硝胺；发色；抑菌
Abstract： In meat production， nitrite is often applied as a color fixative， antioxidant， unique flavor agent and preservative. When it accumulates to a certain level， nitrite can react with amines as protein degradation products under appropriate conditions to produce carcinogenic nitrosamines. Once they accumulate in the body， carcinogenic nitrosamines will cause serious harm to the human body. Researchers are always looking for nitrite substitutes for the purpose of reducing the use of nitrite in meat products. This article reviews the functions and harms of nitrite added in meat products， and the development of nitrite substitutes.
Key words： nitrite； nitrite substitutes； nitrosamine； color fixative； antibacterial
DOI：10.15922/ki.rlyj.2016.10.009
中图分类号：TS251.5 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2016）10-0045-04
引文格式：
张素燕， 高爱武. 肉制品中亚硝酸盐替代物应用研究进展[J]. 肉类研究， 2016， 30（10）： 45-48. DOI：10.15922/ki.rlyj.2016.10.009. http：//
ZHANG Suyan， GAO Aiwu. A review of the application of nitrite substitutes in meat products[J]. Meat Research， 2016， 30（10）： 45-48. DOI：10.15922/ki.rlyj.2016.10.009. http：//
亚硝酸盐的化学性质很不稳定，可以与各种胺类反应生成亚硝胺，亚硝胺是一种相对分子质量较小、生物半衰期为24 h的强氧化剂[1]。在肉制品的加工过程中，亚硝酸盐是一种非常重要的成分，可以起到使肉制品呈现稳定的红色、抑制脂质氧化、呈现腌肉特有风味、抑制肉毒梭菌和金黄色葡萄球菌生长的作用。然而，在亚硝酸盐的使用过程中，使用量以及残留量超标问题一直是世界各国食品安全关注的焦点之一。亚硝酸盐在肉制品中若添加过量，在热处理加工时，容易生成亚硝基二甲 胺和亚硝基吡咯烷等物质，它们会对人体产生致癌、致突变、致畸作用，危害人们的生命健康[2]。因此，在肉制品加工过程中，必须严格控制添加亚硝酸盐的剂量，并在实践中寻找亚硝酸盐的替代物，以期达到减少亚硝酸盐使用量的目的。
1 亚硝酸盐的作用与危害
1.1 亚硝酸盐的作用
肉制品加工过程中，加入的亚硝酸盐在弱酸条件下生成非常不稳定的亚硝酸，亚硝酸与还原性物质作用生成一氧化氮。生成的一氧化氮与还原状态的肌红蛋白发生反应，能生成使肉制品呈现出稳定红色的亚硝基肌红蛋白。
肉制品的脂质氧化是指肉和肉制品在加工和贮存过程中，脂类物质在光、氧气、温度、微生物等因素的作下，发生氧化反应，产生不良风味，降低肉制品食用品质，甚至会生成有毒、有害物质[3]。这种不良风味就是平时所说的“过煮味”，为防止这种现象的发生，可以在肉制品中添加亚硝酸钠。研究证明，在肉制品中添加亚硝酸盐能够抑制脂质的自动氧化，改善肉制品的品质[4]。
肉制品中添加亚硝酸钠后，可以有效地抑制羰基化合物的生成，从而大大减弱由于脂肪自动氧化生成的脂肪氧化味。另外，亚硝酸钠添加到肉制品中，会产生典型的腌肉风味。研究表明，肉制品的腌肉风味是由许多化合物累加效果所产生的复合感觉[5]。
在肉制品中添加亚硝酸盐具有抑菌作用，其抑菌作用的强弱与一定范围的使用量呈现正相关，且只有游离的亚硝酸盐具有抑菌效果[6]。肉毒梭状芽孢杆菌是在常温、低酸和厌氧条件下生长的一种的革兰氏阳性细菌，低温存放过程中，真空包装的肉制品也容易造成肉毒梭菌的生长繁殖，并产生肉毒毒素。肉毒毒素是一种毒性极强，对人的神经具有很强麻痹作用的毒素之一，硝酸盐和亚硝酸盐作为添加剂能够抑制肉毒梭菌的生长和繁殖，从而减少肉毒毒素的生成。有关研究指出[7]，亚硝酸盐抑制细菌的作用机理可能是：通过抑制细菌相关DNA以及基因的表达，达到抑制细菌细胞壁和细胞膜形成的目的；抑制蛋白质代谢与能量代谢。有研究[8]表明，饮食中的硝酸盐和亚硝酸盐转化为一氧化氮后，对人们心血管疾病能够起到有益作用，有一定降低血压的效果。
1.2 亚硝酸盐的危害
亚硝酸盐中含有的亚硝酸根离子具有很强的氧化性，当人体摄入过量的亚硝酸盐时，人体内正常血红蛋白含有的Fe2+离子就会被氧化成Fe3+，使血液失去携带氧的能力，氧合血红蛋白变成高铁血红蛋白，由此可能会引发高铁血红蛋白症，使人体出现缺氧症状，严重时可能危及人们的生命安全[9]。
当人体内同时存在亚硝酸盐与胺类或酰胺类等物质时，它们很容易发生化合反应，生成亚硝基化合物，该物质对人体有强致癌作用[10]。在人体胃的酸性环境里，亚硝酸盐也可以转化为亚硝胺。在人们日常生活中，存在于人体内的绝大部分亚硝酸盐会随着尿液排出体外，只是在特定的温度、微生物和酸碱度条件下才会转化成亚硝胺。N-亚硝基吡咯烷和N-亚硝基二甲胺是对人体毒性较大的N-亚硝胺化合物[11-12]。亚硝胺引起动物多种组织和器官发生癌变的机理，一般认为是RNA和DNA的鸟嘌呤发生了甲基化、核酸发生烷基化而产生的[13]。一次多量或者长期摄入都会引起癌症，特别是胃癌。在酸性溶液或紫外线照射条件下，亚硝酸盐比较容易发生水解、氧化及转为亚甲基等反应，显现出致癌活性；中性或碱性条件下表现出比较稳定的性质[14]。N-亚硝基化合物可以在食道、气管、皮肤、肠、肾、脑、神经等引起肿瘤，目前为止，还没有发现对其致癌性有抵抗作用的动物[15]。弱酸性条件下，亚硝酸盐和二级胺发生亚硝化反应生成亚硝胺，因此要达到阻断亚硝胺合成的目的，可以通过减少亚硝酸盐或二级胺的含量[16]。
在肉制品的生产过程中，不能忽视亚硝酸盐的作用，同时，也要致力于减少亚硝酸盐的使用量，从而减少亚硝酸盐的危害。在生产腌腊肉制品过程中，如果不添加硝酸盐或亚硝酸盐，生产得到的肉制品就不具有腌腊肉制品特有的风味、色泽等品质，尤其是不能抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长繁殖，产生肉毒毒素，将会对人体造成更大的危害。现在越来越多的研究者都在朝着肉制品中减少亚硝酸盐添加量的方向而不断努力，以期望得到不直接添加或亚硝酸盐添加量最少的前提下，保持肉制品的原有特性[17]。
2 亚硝酸盐常用替代物
为保证人们的健康，使人们更加放心地食用肉制品，人们一直在不断寻找亚硝酸盐替代品，研究降低亚硝酸盐的使用量，减少其在肉制品中的残留量等问题。研究者们对亚硝酸盐替代物进行不断研究，生产上已经应用的亚硝酸盐替代物主要包括：发色剂（甜菜红、蛋黄粉、红曲色素、氨基酸、抗坏血酸等）；抗氧化剂（竹叶抗氧化物、茶多酚等）；抑菌剂（山梨酸钾、乳酸菌、乳酸链球菌素等）；亚硝胺生成阻断剂（烟酰胺、姜蒜汁、α-生育酚等）[18]。现在，还没有发现可以完全替代亚硝酸盐的物质，因此亚硝酸盐在肉制品生产过程中仍是广泛使用的腌制剂[19]。
2.1 红曲色素
红曲色素是由丝状真菌――红曲霉菌经过发酵产生的次级代谢产物，是一种天然色素。这种色素是一类具有相似分子结构以及化学性质类似的物质形成的混合物，主要在细胞结合的状态下产生[20]。动物性实验表明，在食用红曲色素及其制品的食物后，没有出现急、慢性中毒现象，也无致突变作用，另外还具有保鲜、防腐、抗突变、降低血脂等生理活性[21]。红曲色素的着色原理是直接将肉制品染成肉红色，而亚硝酸盐的着色原理是与肉制品中的肌红蛋白结合而染色[22]。这2 种方法都能抑制有害微生物的生长，延长食品的保质期，并赋予肉制品特有的“肉红色”以及风味，但从健康的角度出发，红曲色素的应用安全性更高[23]。Chi等[24]用正己烷提取红曲色素，实验发现红曲色素对1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-dphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2，2-diphenyl-1-（2，4，6-trinitrophenyl）hydrazyl，DPPH）自由基的清除能力较强。Akihisa等[25]发现色素Xanthomonasins A、B组分对一氧化氮自由基（NO・）具有较强的清除能力。
现在人们虽然对红曲色素的研究已经取得较大进展，但仍存在其相关产品的质量不均一、卫生指标和真菌毒素桔霉素含量超标、存在成分不明确等问题[26]。红曲色素作为着色剂用于肉制品中时，因肉制品的包装大部分不具有遮光效果，由于红曲色素对光的不稳定性，即使是在自然光照射的条件下，红曲色素的色阶也会显著下降[27]，导致肉制品出现褪色现象，这一特性使得红曲色素在肉制品中的使用受到了极大地限制。因此，在以后的工业生产过程中，应着重对以上在食品应用中出现的问题进行解决。
2.2 乳酸菌
乳酸菌是一类无芽孢、革兰氏阳性细菌的总称，可以利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸，在自然界中的分布极其广泛，具有丰富的物种多样性。近年来，乳酸菌在食品各方面的应用越来越广泛。许多研究学者发现，许多乳酸菌能将高铁肌红蛋白转化为亚硝基肌红蛋白。Arihara等[28]实验发现，将发酵乳杆菌JCM1173培养于MRS（de Mann-Rogosa-Sharp）液体培养基中，高铁肌红蛋白由棕色转化为亮红色，测得亮红色物质为肌红蛋白的衍生物。Morita等[29]通过同位素标记实验发现，用于实验的10 株发酵乳杆菌可以将高铁肌红蛋白转化为亚硝基肌红蛋白，并产生NO。Gündogdu等[30]经研究发现，从植物饲料中分离出的5 株植物乳杆菌都能够产生NO，并将MRS琼脂中含有的高铁肌红蛋白转化为红色的亚硝基肌红蛋白。
乳酸菌在发酵过程中会产生一些特殊酶系，如控制内毒素的酶系、分解脂肪酸的酶系、分解亚硝胺的酶系、分解有机酸的酶系[31]。在肉制品的加工过程中添加乳酸菌等微生物，可以有效地提高肉制品的色泽和风味，减少亚硝胺的生成，并且降低亚硝酸盐残留量。乳酸菌在发酵过程中产生的亚硝酸盐还原酶，能够将亚硝酸盐分解为NO，减少腌腊制品中亚硝酸盐的残留量，使食品更加安全[32]。焦兴弘等[33]实验发现，将0.3 g/kg乳酸菌加入香肠中，能够抑制肉制品中大多数革兰氏阳性细菌的生长，达到提高肉制品质量的目的，而且其色、香、味没有太大的影响。李春等[34]通过研究乳酸菌对亚硝酸盐降解的作用机理，发现亚硝酸盐在酸性条件下比较容易降解，尤其是在pH值小于6时，亚硝酸盐能够大量降解。乳杆菌可能成为肉制品生产中亚硝酸盐的替代品，但在实际生产中，将乳杆菌和少量亚硝酸盐的搭配一起使用，其复合效果可能更具有效力[35]。
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乳酸菌在食品工业中的应用范文4
上海市营养学会名誉理事长、第二军医大学教授赵发
浙江省武警总队医院小儿成长中心教授 方凤
1857年，35岁的法国科学家巴斯德在研究乳酸发酵过程中，发现了乳酸菌。同年8月他发表了著名的论文《关于乳酸发酵的记录》。在巴斯德发现乳酸菌的33年后，人体肠道中最重要的益生菌――双歧杆菌被发现。从此，以乳酸菌、双歧杆菌为主的益生菌在人类生活中被广为应用。
提起细菌，不少人就会联想到肺炎、胆囊炎、脑膜炎等感染性疾病，也会念念不忘那些红肿流脓的伤口，溃烂的皮肤。在他们的眼里，细菌就相当于害人虫。其实，这是片面的。
以肠道这个细菌的大千世界为例，其中对人体有害的细菌如葡萄球菌、产气荚膜杆菌、梭状芽胞菌等在健康人肠道中只属少数派，如1克粪便中，梭状芽胞菌不到100个，远不能致病。有害细菌在人体内之所以不能兴风作浪，是因为它们被更多、更强有力的“好细菌”包围着、监控着。人体内“好细菌”占绝对优势，具有镇摄作用，使二者在质量与数量上维持着一种天然的平衡。这些“好细菌”就是益生菌――我们的朋友，敌人的敌人。
益生菌和益生元，朋友和朋友的朋友
市面上有益生菌食品，也有益生元食品，这二者到底有何差别？要回答这个问题，得从二者关系谈起。
具体来说，益生菌包括：双歧杆菌族（青春双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌）；乳酸杆菌族（嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、发酵乳杆菌、胚芽乳杆菌、短乳杆菌、纤维二糖乳杆菌、乳酸乳杆菌）；链球菌族（粪链球菌、嗜热唾液链球菌、乙酸乳酸双链球菌、乳链球菌）；其他（明串珠菌属、足球菌属、丙酸杆菌属、芽孢杆菌属）。
通常应用于人体的益生菌为：双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、枯草杆菌、蜡样芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌等。
而益生菌还有它们的朋友。有一些物质能够针对性刺激一种或几种益生菌的生长、繁殖，本身又不会被人类消化，此类物质称为益生元。如水苏糖可使双歧杆菌繁殖加快数十倍甚至百倍。如将益生菌与益生元混和成制剂，既可发挥益生菌的功能，又使益生菌得到良性刺激，使益生菌数量能持续增加以补充其消耗，因而作用会更显著持久，这种结合称为合生元。
益生菌食品，人类健康的卫士
当前，医学家通过科学手段将肠道中的益生菌分离出来，应用于食物、药物中。它们不仅对人类健康有益，而且无毒性，正常数量不会致病，还能在人类肠道中存活、代谢、发挥作用，又能在储存与服用中保持活力，并且经过驯化，抵抗不良环境的能力和生物学效应进一步加强。
1977 年，美国调查发现，经常饮用酸奶和相关发酵乳制品的人，其血清胆固醇含量较低。
俄国科学家梅契尼科夫的著作《长寿说》提到，保加利亚人的长寿正是因为他们喜欢喝酸奶。
酸奶，是益生菌功能食品的杰出代表。
保健作用显著
益生菌已被开发出多种功能食品进入市场，如益生菌酸奶、益生菌酸奶饮品、强化益生菌奶粉、益生菌奶酪和多种益生菌的口服液等。益生菌功能食品最肯定的作用是调理胃肠功能，同时有助于纠正腹泻、食欲不振、便秘、消化不良等病症；还可以降低抗生素对身体的危害（编者注：饮用益生菌食品时，不应同时用抗生素，以免益生菌失效）。
但值得提出的是，益生菌功能食品只能起到辅助调理胃肠功能的作用，不能直接治疗疾病。
营养作用益生菌能提高钙、磷、铁的利用率，促进铁和维生素D的吸收，以及某些B族维生素和维生素K的合成。另外，乳酸菌中的乳糖分解产生的半乳糖，是构成脑神经系统中脑磷脂的成分，与婴儿出生后脑的迅速生长有密切关系。
改善胃肠道功能益生菌能在体内相互协调、相互制约，共同形成一个平衡的微生态系统，抑制其他菌株的生长。现已证实乳酸菌具有改善胃肠道功能，预防胃肠道感染作用。
增强机体免疫力乳杆菌、双歧杆菌等乳酸菌可以作为非特异性免疫调节因子，增强肠道非特异性免疫能力，激活淋巴细胞，增加血液中免疫球蛋白的含量，提高机体抵抗病菌的能力。
降低胆固醇乳酸菌具有较好的降胆固醇作用，从而减少心血管疾病的发病概率。
抗肿瘤作用早在20世纪60年代，就有乳酸菌具有抗癌作用的报道。乳酸菌抑制肿瘤的真正机制目前还不十分清楚，其可能的作用机理有：①降解或吸附致癌物；②改善肠道菌群，阻止肠内致癌物形成；③增强宿主免疫系统；④产生抗突变的物质等。
延年益寿调查发现，广西巴马县的百岁长寿老人体内的乳杆菌和双歧杆菌的量是普通老人的 100 倍。日本研究进一步表明，长期饮用双歧杆菌发酵的酸奶，能够增强老年人的免疫力，促进心、肝等器官的功能，达到延年益寿的目的。
益生菌不同，酸奶大同小异
现在，市场上有关“益生菌酸奶”的宣传铺天盖地，它实际上就是从传统酸奶基础上发展起来的，只不过菌种的选择、发酵条件等比传统酸奶更加科学，产品更加可口。
上文提到，益生菌有很多种，各种益生菌酸奶的主要功能是类似的，如果说有不同，那就体现在不同益生菌种类和产品中益生菌数量上。
目前用于制造功能食品的益生菌主要是乳酸杆菌类和双歧杆菌类。不同类型的益生菌作用强弱是有差异的，相比而言，双歧杆菌调节胃肠道功能更强一些。许多益生菌酸奶中既含有乳酸杆菌，又含有双歧杆菌，甚至还含有其他益生菌，因此也就没有必要区分差异性了。
值得提出的是，区分益生菌酸奶质量的差异，更主要的是看益生菌在酸奶中能否存活，以及益生菌酸奶喝下去，能否保证有足够数量的活菌到达肠道发挥作用。这些就取决于生产企业所用的益生菌株的品质了，这其中保持双歧杆菌株活性更难一些，这也是验证商家益生菌酸奶品质高低的关键技术之一。
一位食品工业相关人士透露，目前“益生菌”食品涉嫌“炒概念”，其实，益生菌酸奶、凝固型酸奶、“优酪乳”等产品都属于酸牛奶，这些附加名都只是商品名称，“酸牛奶”、“乳酸饮料”的字样才表明了产品的真实属性，消费者在选购时应该注意区别。
保存讲究：冷藏
益生菌食品应注意冷藏。另外，为保持益生菌活性，不能加热，以免其死亡。
在日常选用过程中，要注意阅读说明书或食品标签，特别要关注生产日期和保质期。饮用酸奶时要注意有无膨胀现象，如有膨胀说明可能有其他细菌污染。
益生菌制剂：对抗疾病的生力军
随着科学的发展，益生菌被制成药物，逐渐用于治疗疾病，尤其是肠道疾病。这时，益生菌药物就像对抗疾病的生力军一样，保护着我们的肠道。
构筑“隔离墙”，抵御入侵的致病菌，主动加速毒素、有害物质的排出。
迎战有害菌，在排斥、抑制有害菌上，占绝对优势，还可制造一些抗生素样物质对抗有害菌。
后勤供应，在肠道内生产人体必须的营养物质，如叶酸、烟酸、维生素B1、B2、B6及B12，合成维生素K。产生的酶，参与蛋白质、糖、脂肪合成，促进钙、铁、维生素D的吸收。
促进胃肠蠕动，使摄入人体肠道的药物、毒物，以及有害细菌产生的废物得以排出，减轻有害物质对心、肝、肾的损害。
提高战斗力，刺激肠道免疫系统及淋巴细胞产生免疫球蛋白，抑制致病菌。更重要的是它能激活T-淋巴细胞，使“人体卫士”中性粒细胞、巨噬细胞增殖，成为杀敌的主力军。
同样，益生菌制剂在低温下才不会失去活性，也应尽量存放于冰箱中冷藏。
这些人应使用益生菌制剂
益生菌制剂虽然被普遍认为没有任何副作用，但是，它毕竟是由细菌株构成，有先天性免疫缺陷病如艾滋病等应慎用。以下疾病患者应在医生的指导下使用。
腹泻或便秘。
长期服用抗生素、肾上腺皮质激素的患者，最好也额外补充益生菌（但不宜同时服）。
行化疗或放疗的患者。
肝硬化及其并发症。
脂肪肝。
炎症性肠病，包括慢性溃疡性结肠炎及克罗恩病。
功能性消化不良及蛋白质食物过量。
乳糖不耐受。
再发性腹痛。
高血压。
糖尿病。
服用应讲究方法
科学服用：饭前1小时或饭后服用，此时可避开胃酸分泌高峰，尽量减少“朋友们”被胃酸伤害。不用果汁或牛奶送服，因为它们会刺激胃酸分泌。过热开水会烫死益生菌。必须服抗生素时，应尽量先服益生菌，相隔半小时～1小时再服抗生素。
益生菌制剂虽然是经过驯化的菌种，仍然比较脆弱而不持久，需要经常补充，即使症状缓解，应服维持量，如每次4粒，每日3次，再到每次2粒，每日2次，最后变为睡前服，每次2粒。
请益生元来帮忙。比如含有益生元（如低聚果糖、低聚乳果糖、水苏糖）的酸奶。某些食物中有低聚糖成分，如大豆、蜂蜜、洋葱（每天吃一个洋葱相当于摄入低聚糖5～10克）。根茎类蔬菜、谷类、豆类、海藻类含有的食物纤维，可助“第一好细菌”――双歧杆菌的繁殖。中药的健脾益气药，如四君子汤、参苓白术散也有恢复益生菌水平的作用。
益生菌酸奶――小孩能不能喝
选择益生菌酸奶要注意小儿的年龄和体质状态的不同：
1岁以上――可以喝
1岁以上的孩子，可以喝益生菌酸奶。特别是有食欲不振、便秘、经常腹泻或消化不良的孩子，长期选择益生菌酸奶还能调节胃肠功能。
值得注意的是，假如孩子对牛奶不耐受，最好也不喝酸奶。喝酸奶后，若发生腹部不舒服或腹痛、恶心、呕吐，应立即停止饮用。
1岁以下――不能喝
1岁以内，母乳是孩子的主食，只有母乳中的营养素能够满足小儿的需要。因此对没有母乳的孩子，需要应选择配方奶粉喂养（配方奶粉就是强化了小儿所需要的营养素的奶粉）。
鲜牛奶中的蛋白质、矿物质比例和营养素不能满足小儿生长发育所需要，孩子胃肠道功能也不能适应鲜牛奶，酸奶是用鲜牛奶加工制作而成，故1岁以内的孩子不能用酸奶当食品。
但6个月以上的小儿，如果孩子有腹泻、食欲不振、便秘、消化不良时，加一些酸奶作为辅食，是有益的。
选择益生菌功能食品 小心被误导
家长为孩子选购合适的益生菌功能食品，要选择正规厂家和正规商场里的商品。如果标明有益生菌数量的产品，在一定程度上表明生产厂家比较专业。但我国目前没有益生菌浓度标准，所以难以知道多少数量的益生菌为好，总体来说益生菌单位含量多一些更好。
注意有些标示有误导嫌疑，如标有添加“双歧乳酸杆菌”或“益生元酸奶”，其实是添加乳酸杆菌和低聚果糖或异麦芽糖。低聚果糖或异麦芽糖又称益生元，添加工艺比添加双歧杆菌要容易，成本也低，这与直接加益生菌是有明显差别的。
合适的益生菌功能食品体现在是否真的含有益生菌和益生菌数量。要仔细看说明书，看看是否要求低温运输保存的。对小儿来说，建议选择益生菌食品，而不是饮品。因为乳酸饮料为了增加保质期，大都添加了防腐剂，其营养价值远远不及酸奶。消费者可通过看产品属性和配料表来区别，酸奶把牛奶放在第一位，而乳酸饮料把水放在第一位。
小孩能否长期服用益生菌功能产品
各种益生菌功能产品孩子能否长期食用？这要根据具体情况而定。
若作为早餐和其他时间的点心，益生菌酸奶、强化益生菌奶粉、益生菌奶酪等食品是可以长期食用的，但益生菌酸奶饮品或多种益生菌的口服液，由于制作过程中要加稳定剂、食用色素或香料等技术，使得成品中营养素打折，小儿应避免长期食用。
乳酸菌在食品工业中的应用范文5
【关键词】 平板菌落计数法；平板放置时间；平板涂布方法
DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2016.16.196
平板菌落计数法是将待测样品经适当稀释， 在规定的条件下培养后， 所得1 ml或1 cm2样品中含菌落的总数。一般认为， 一个肉眼可见的菌落代表原样品中的一个单细胞。选择合适的稀释度并乘以相应的稀释倍数就可以获得样品中微生物的数量[1]。平板菌落计数法以其重复性好， 能真实地反应样品中活菌数量的优势成为我国卫生标准规定的公认可行的方法， 并且在食品药品研究领域得到广泛的应用。尤其在医药方面， 控制口服制剂中微生物的污染状况是药品质量控制的重要指标， 也是评价企业各生产环节卫生状况的重要手段和依据[2]。另一方面， 平板菌落计数法也可用于检测活菌制剂类药物的活菌数量。乳酸菌是食品工业和医药行业中被广泛应用的菌株之一， 其活菌数的多少直接影响产品的质量和功能。因此， 研究乳酸菌的平板菌落计数法的影响因素有助于提高其检测的准确程度， 进而有效控制药品制作中微生物数量， 提高产品品质。现将研究结果报告如下。
1 材料与方法
1. 1 材料 MRS液体培养基：蛋白胨5 g， 牛肉膏5 g， 酵母粉5 g， 胰蛋白胨10 g， 吐温（Tween）-80 1 ml， 葡萄糖20 g， 磷酸氢二钾2 g， 柠檬酸氢二铵2 g， 乙酸钠5 g， 硫酸镁0.5 g， 硫酸锰0.25 g， 蒸馏水定容至1000 ml， 调节pH值至5.8， 121℃灭菌15 min， 用于菌体的活化。MRS固体培养基：MRS液体培养基添加2%（W/V）的琼脂粉， 121℃灭菌15 min， 用于菌落计数。BCN1360型生物洁净工作台；DHP-9082型电热恒温培养箱。
1. 2 方法 菌体的活化从-80℃取出嗜酸乳杆菌复苏纯化， 37℃、14 h活化两代。
1. 2. 1 菌悬液的制备 将上述活化后的第三代嗜酸乳杆菌菌液用0.85% （W/V） 的无菌氯化钠溶液分别梯度稀释至10-5、10-6、10-7， 备用。
1. 2. 2 涂布方法及平板放置时间的影响检测 分别采用圆形、井字、先圆形后井字和90°转动平板横线4种涂布方法， 将10-5、10-6、10-7三个稀释度的菌液涂布在分别放置了3、6、9、12 h的MRS平板上。37℃培养48 h后， 挑选菌落数在30～300的平板计数。
2 结果
2. 1 不同涂布方法对于活菌数的影响不明显， 而对于同一涂布方法来说， 平板放置12 h后， 微生物生长的菌落数最低。见图1。
2. 2 通过观察发现不同涂布方法相对标准偏差均大约在10%以内。见表1。
3 讨论
“2. 1结果”可能是由于培养基在放置12 h后内部的水分活度没有其他时间段利于微生物的生长[3]。由于在试验过程中发现平板放置3 h时培养基表面较滑， 不利于涂布操作。综合考虑， 选择放置6～9 h的平板更适于菌落计数。
测定样品中的菌数方法主要有显微镜直接计数法、平板菌落计数法、浊度测量法、粒子计数法、三磷酸腺苷（ATP）生物发光法、电阻抗测量法、放射测量法、接触酶测量法等。这些方法都存在各自的适用范围及优缺点。平板菌落计数法具有能检测出活菌数， 更真实地反映样品状况以及重复性好， 样品中菌数高或低都适用的特点， 因此在药品研究及实践中广泛应用。但是对于平板菌落计数法的影响因素研究却甚少， 通过本研究发现， 涂布方法对于平板菌落计数的影响是不显著的。相反， 平板的放置时间对于最终菌落计数的结果有显著性影响， 当培养基放置时间过长（>12 h）时， 水分活度的改变会影响所培养微生物的生长。这利于提高平板菌落计数的准确性， 对更好地控制食品、药品中微生物的数量具有重要意义。
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乳酸菌在食品工业中的应用范文6
关键词 紫薯 南瓜 酸奶 乳酸菌
中图分类号：TS252.54 文献标识码：A
0前言
紫薯含有丰富的淀粉、膳食纤维、胡萝卜素、维生素A、B、C、E 以及钾、铁、铜、硒、钙等10 余种微量元素和亚油酸等，营养价值很高，被营养学家们称为营养最均衡的保健食品之一。这些物质能保持血管弹性，对防治老年习惯性便秘十分有效。紫薯中还含有一种类似雌性激素的物质，对保护人体皮肤，延缓衰老有一定的作用。
南瓜含多糖、多种氨基酸和维生素B以及甘露醇、葫芦巴碱等，性温、味甘，具有补中益气，消炎止痛等功效，能促进胰岛素的分泌，增加肝、肾细胞的再生能力，对防治糖尿病、高血压及癌症等疾病有一定疗效。
酸奶作为一种乳酸发酵制品，具有调节肠道菌群、降低血脂、抗肿瘤、活化免疫细胞等重要的保健功能。虽然我国的紫薯和南瓜资源极为丰富，且价格低廉，但食用方法单一，深加工水平较低，其开发利用受到很大的制约。本研究将熟化、打浆后紫薯和南瓜原浆与鲜牛乳混合，选用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌（1∶1）作发酵剂发酵制成紫薯南瓜营养保健型酸奶，具有紫薯、南瓜的特有香味，还增加了酸奶中的纤维素、果胶、氨基酸、维生素、硒元素和花青素等的含量，是一种营养丰富的新型发酵保健饮料，有较大开发利用价值，市场前景好，也为紫薯和南瓜的进一步加工利用开辟了一条新途径。
1材料与方法
1.1材料
紫薯：市售，购自超市。
南瓜：市售，购自超市。
鲜牛乳：由超市购买的巴氏灭菌乳。
菌种：保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，经活化、扩培后作生产发酵剂，由网上购买两种菌种，在台州科技职业学院微生物实验室进行活化和扩培。
纯净水：超市里购买的娃哈哈纯净水。
1.2仪器与设备
打浆机、高压均质机、超高压灭菌锅、无菌工作台、酸奶机、蒸锅、奶锅、电磁炉、酸度计。
1.3工艺流程
1.3.1操作要点
（1）紫薯原浆的制备。将紫薯用清水洗净，在95～100℃水浸泡3～5min，人工去皮，去皮后用清水洗净。切成2～3cm厚的块后放入蒸锅中，在100℃蒸煮10～15min，使其充分糊化，然后移入打浆机中，加入适量纯净水（紫薯与水质量比为1∶2.5）打浆备用。
（2）南瓜原浆的制备。南瓜经清洗去皮去瓤后，其他工艺与紫薯原浆的制备相同（南瓜与水质量比为1∶2.5）。
（3）紫薯南瓜酸奶的制作。紫薯原浆、南瓜原浆及鲜牛乳以一定比例混合，并添加一定量的蔗糖进行调配，经巴氏杀菌后，冷却为42℃左右，接入发酵剂（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌比例为1∶1）后装入酸奶机中培养8h左右，放入冰箱冷藏8h左右，此时即可得到具有紫薯和南瓜香味、口感细腻、营养丰富的酸奶成品。
1.4品质判定方法
1.4.1感官品评
由10人组成的品评组，参考使用国家标准GB19302-2010中的风味发酵乳的感官品评标准，从色泽、滋味、气味和组织状态上进行评价，详细评分参见表1。
表1：酸奶感官品质评价标准表
1.4.2理化指标测定
脂肪：参照GB 5413.36-2010 婴幼儿食品和乳品中反式脂肪酸的测定方法。
酸度：参照GB 5413.34-20l0 乳和乳制品酸度的测定方法。
蛋白质：参照GB 5009.5-2010 食品中蛋白质的测定方法。
1.4.3微生物指标测定
参照GB/T4789-2008中规定方法进行检测。
1.5实验设计
1.5.1原料配方的研究
配方研究采用L9 （34） 正交表设计实验，以紫薯浆与南瓜浆配比、牛乳量、白砂糖用量为影响产品质量的三个主要因素，设计三因素三水平正交实验（见表2）。根据预实验确定的发酵条件：接入保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按1∶1比例混合的发酵剂，接种量6%，40℃培养8h。以感官评定结果为质量指标，确定出原料的最佳配方。
表2：不同原料成分配比的正交实验因素与水平表
1.5.2发酵工艺的研究
以前面研究确定原料配方为基础，进一步研究发酵时间、接种量、发酵温度三个因素对产品品质的影响，采用L9 （34）三因素三水平的正交实验确定最佳发酵工艺组合，详见表3。
表3：不同发酵因素的正交实验因素与水平表
2结果与分析
2.1原料配方研究的正交实验结果
通过正交实验结果（表4）可以看出：A2B2C2组合的得分最高为86。从极差分析可以得出：影响紫薯南瓜酸奶风味的因素依次为B>C>A（即牛乳添加量>糖添加量>紫薯浆与南瓜浆的比例），最优组合为A3B3C2，与直接实验结果的最高组合有出入，因此需对此组合进行验证实验。通过验证实验得出A3B3C2的感官评分为87.6分，明显优于A2B2C2，因此原料配方的最佳组合为：牛乳用量80%、紫薯浆与南瓜浆的比例为1.5∶1、白砂糖5%。
表4：不同原料配比的正交试验结果表
2.2发酵工艺研究的正交实验结果
通过表5可以看出： A3B3C2的感官评分最高，为86.5分。从K值的分析可知，影响酸奶风味的发酵因素依次为B>C>A（即发酵时间>发酵温度>接种量），最佳组合为A3B2C2。通过验证试验得出A3B2C2的感官评分为87.5，优于A3B3C2，故选择接种量8%、发酵时间7h、发酵温度40℃为最佳发酵条件。
表5：不同发酵因素的正交试验结果表
2.3产品品质分析
2.3.1感官指标
色泽：均匀一致，呈浅紫色。
滋味和气味：酸甜适口，具有酸奶特有的滋味和气味，并具有紫薯和南瓜特有的香味，无异味。
组织状态：凝块均匀细腻，无异物，无层析现象。
2.3.2理化指标
脂肪≥2.5 g/100 g；蛋白质≥2.3 g/100 g；酸度为80 oT。
2.3.3微生物指标
乳酸菌：5.2x109个/mL，大肠茵数
3结论
紫薯南瓜酸奶的最佳配方为牛乳80%、白砂糖5%、紫薯浆与南瓜浆的体积比为1.5∶1；最佳工艺参数为保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌比例为1∶1，发酵温度40.0℃，发酵时间7h，接种量8%。按此配方和工艺参数生产的紫薯南瓜酸奶组织细腻，质地均匀，酸甜适中，色泽均匀呈浅紫色，黏稠适度，具有紫薯和南瓜特有香味。同时脂肪、蛋白质、酸度及微生物等指标均符合国家标准。
（通讯作者：林金剑）
基金项目： 台州市2014年大学生科技创新项目。
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