乳酸菌在食品工业中的应用范文

前言：我们精心挑选了数篇优质乳酸菌在食品工业中的应用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

它研究的范畴是，大规模的研究蛋白质的一些特征，比如蛋白质的表达水平、转译后的修改、蛋白之间的相互作用等，从而得到在蛋白质度量上得到关于疾病的产生、细胞新陈代谢等发生过程的整体认识。

乳酸菌属于革兰氏阳性杆菌或球菌可以产生乳酸、现如今乳酸菌可以应用于乳制品、蔬菜及肉类制品的生产中，而且在工业及医药产业中也发挥着重要的作用。

研究数据表明，来自外界的不同环境会诱使乳酸菌产生不同的应激反应，比方说在生产及保存的时候存在的酸胁迫、渗透压胁迫和冷胁迫等，会诱使各种不同类型及数量的蛋白质表达产生变化。

而通过蛋白质组学研究乳酸菌在不同诱因的条件下蛋白质表达的连续性变化，可以弄清楚乳酸菌应激反应调节的运作机制，从而对选种培育和改造菌种提供帮助，产生经济效益。

乳酸菌蛋白质组学研究现状

乳酸菌（LAB），其产生乳酸作为其发酵代谢的主要终产物。它们在食物和饲料添加和保存中起着重要作用，无论是作为天然微生物群还是作为受控条件下添加的起始种植物。除了它们的技术作用外，乳酸菌可以通过抑制油脂和致病菌的生长来延长食物的寿命，乳酸菌及其食品被认为具有多种重要的营养和治疗效果，并且在人体中具有许多健康促进作用或益生菌作用。乳酸菌会对食品和食品相关行业的有益贡献是相当大的。

由于乳酸菌具有很大经济价值，所以人们对乳酸菌的兴趣日益增加，使得他们的合理使用受到关注。与基因组研究相比，蛋白质表达水平的研究提供了详细的信息，如蛋白质丰度和翻译后修饰的信息。蛋白质组学被定义为在特定条件下在给定时间在细胞或任何生物样品中表达的先前蛋白质补体的分析。乳酸菌蛋白質组学技术是研究细菌对各种环境胁迫条件的生理反应的强大工具。更好地了解应力抵抗的机制及适应性反应和交叉保护的基础的了解，并使其开发合理化，以便为工业过程制备乳酸菌。现如今，

乳酸菌蛋白质组的获取主要通过二维电泳（2-DE）分析技术，通过等电聚焦电泳（第一维电泳）和SDS-PAGE电泳（第二维电泳）将乳酸菌中几百种不同的蛋白质在凝胶上分离出来，进过一定的技术，组成二维电泳（2-DE）的图谱。接着对比二维电泳图谱寻找不同的差异蛋白，找到后进行鉴定，明确了解影响微生物活动的蛋白质，进而知道微生物基因组功能机制，故而蛋白质组学对基因组学起到一种互相补充的作用，对研究观察不用的条件下微生物基因组表达的蛋白质的功能表现起到了很良好的作用。

乳酸菌蛋白质组学在食品营养学中的应用

在过去的几十年中，蛋白质组学方法的持续快速演变为食物衍生蛋白质的表征提供了有效的平台。食品营养学中营养一般是指膳食营养，对其的摄取过少或者不均衡都会危害一个人的健康，并且某些食物中的某些抗营养因子、过敏因子（如转基因食品过敏原）和有毒物质也是不利健康。

食品营养学是观察食品中的营养因子在人体内通过摄取而后消化、吸收，并转运，最后代谢和排泄规律及对其过程进行控制，达到改善目的的科学。

因此，目前中国对于食物的膳食营养问题非常的关注，技术及市场的前景广阔。所以蛋白质组学技术的普遍应用使得营养学得到了良好的发展，比如食物的蛋白质的组成及其生物活性成分的观察和食品安全的监督，食物体液蛋白质的特征和相关信息的鉴定，还有蛋白质在营养素的吸收代谢之中的调节作用，还有在营养物质在成长、生育、抗病及维持身体平衡之中蛋白质所起的作用，和相关营养物质的单位需要的研究等等。

食品营养中乳酸菌蛋白质组学的应用，主要是对食物中蛋白质的组成及其生物活性成分的分析、安全检测、膳食营养素对人体新陈代谢的影响等方面。

目前，乳酸菌菌株的蛋白质组学研究主要集中在菌株的定位和特别是各种环境条件或胁迫诱导的蛋白质合成测定中。这些方法相互补充，为食品工业，人体健康和与细菌病原体的斗争中使用细菌提供新的见解。

通过蛋白质组学相关技术进行的对不同环境中诱使乳酸菌进行差异化表达蛋白质的研究，显示了乳酸菌反应不同环境下的应激特点，及不同蛋白质对于相关代谢方式的调控，提升了在胁迫环境时的生存力也保存了它的生物活性。

第2篇

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DNA 片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。

参考文献

[1]赵志华，岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006，04:78-80.

[2]王春荣，王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004，07:31.

[3]徐成勇，郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004，(7):27.

第3篇

乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称，广泛存在于人、畜、禽肠道、许多食品、物料及少数临床样品中。乳酸菌不仅可以提高食品的营养价值，改善食品风味，提高食品保藏性和附加值，而且乳酸菌的特殊生理活性和营养功能，正日益引起人们的重视。

乳酸菌因能够将碳水化合物发酵成乳酸而得名。益生菌能够帮助消化，有助人体肠脏的健康，因此常被视为健康食品，添加在酸奶之内。

在人体肠道内栖息着数百种的细菌，其数量超过百万亿个。其中对人体健康有益的叫益生菌，以双歧杆菌、屎肠球菌等为代表，对人体健康有害的叫有害菌，以大肠杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌等为代表。益生菌是一个庞大的菌群，有害菌也是一个不小的菌群，当益生菌占优势时（占总数的80%以上），人体则保持健康状态，否则处于亚健康或非健康状态。长期科学研究结果表明，以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响到人的健康与否，直接影响到人的寿命长短。科学家长期研究的结果证明，乳酸菌对人的健康与长寿非常重要。

而人体肠道内乳酸菌拥有的数量，随着人的年龄增长会逐渐减少，当人到老年或生病时，乳酸菌数量可能下降100至1000倍，直到老年人临终完全消失。在平时，健康人肠道内的乳酸菌比病人多50倍，长寿老人比普通老人多60倍。因此，人体内乳酸菌数量的实际状况，已经成为检验人们是否健康长寿的重要指标。由于广谱和强力的抗菌素的广泛应用，使人体肠道内以乳酸菌为主的益生菌遭受到严重破坏，抵抗力逐步下降，导致疾病越治越多，健康受到极大的威胁。所以，有意增加人体肠道内乳酸菌的数量就显得非常重要。国际上公认的乳酸菌，被认为是最安全的菌种，也是最具代表性的肠内益生菌，人体肠道内以乳酸菌为代表的益生菌数量越多越好。也完全符合诺贝尔奖获得者生物学家梅契尼柯夫“长寿学说”里所得出的结论，乳酸菌=益生菌=长寿菌。

面对抗生素对人体健康的威胁，人类正在不断寻求新的更加有效的生物抗菌产品，世界发达国家首先认识并开创了以使用乳酸菌为代表的免疫疗法革命。瑞典科学家研究的结果是，治疗胃和大肠炎症时直接喝乳酸菌比用抗生素更好，危险性几乎为零。而在日本，乳酸菌制品已占日本乳制品市场的85%以上，20年来日本青年平均身高增加15厘米，人口平均寿命达85岁，居世界第一位。这都是乳酸菌制品所带来的直接健康功效。

乳酸菌的研究历史

早在20世纪初，著名的生物学家梅契尼柯夫在他获得诺贝尔奖的“长寿学说”里已明确指出，保加利亚的巴尔干岛地区居民，日常生活中经常饮用的酸奶中含有大量的乳酸菌。这些乳酸菌能够定植在人体内，有效地抑制有害菌的生长，减少由于肠道内有害菌产生的毒素对整个机体的毒害，这是保加利亚地区居民长寿的重要原因。5000年前人类就已经在使用乳酸菌。到目前为止，人类日常食用的泡菜、酸奶、酱油、豆豉等，都是应用乳酸菌这种原始而简单的随机天然发酵的代谢产物。

乳酸菌的类型

动物源乳酸菌 因菌种常处于相对不稳定状态，其生物功效也较不稳定，且在大量食用时，很容易导致人体动物蛋白过敏，即排斥反应。

植物源乳酸菌 因为取自植物易被人体吸收，不论摄取多大的量，人体不会产生异体蛋白排斥反应，且植物源乳酸菌比动物源者更具有活力，能比动物源多8倍的数量到达人体小肠内定植，从而发挥其强大而稳定的生物功效。

乳酸菌的生理功能

1.防治有些人种普遍患有的乳糖不耐症（喝鲜奶时出现的腹胀、腹泻等症状）。

2.促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收，产生维生素B族等大量有益物质。

3.增加肠道有益菌群，改善人体胃肠道功能，恢复人体肠道内菌群平衡，形成抗菌生物屏障，维护人体健康。

4.抑制腐败菌的繁殖，消解腐败菌产生的毒素，清除肠道垃圾。

5.抑制胆固醇吸收，有降血脂、降血压作用。

6.具有免疫调节作用，增强人体免疫力和抵抗力。

7.有抗肿瘤、预防癌症作用。

8.提高SOD酶活力，消除人体自由基，具抗衰老、延年益寿作用。

9.有效预防女性泌尿生殖系统细菌感染。

10.控制人体内毒素水平，保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能。

乳酸菌的工业用途

乳酸菌常用于制造酸奶、乳酪、德国酸菜、啤酒、葡萄酒、泡菜、腌渍食品和其他发酵食品。在牛奶中加入乳酸菌可提高牛奶保健作用。

经乳酸菌发酵的乳酸菌奶酪蛋白及乳脂被转化为短肽、氨基酸和小分子的游离脂类等更易被人体吸收的小分子，奶中丰富的乳糖已被分解成乳酸，乳酸与钙结合形成乳酸钙，极易被人体吸收，也可被乳糖不耐症人群选用。乳酸菌奶能促进胃液分泌，促进消化，对胃具有保养功能，并能抑制肠道内腐败菌的生长，其生物保健价值远远高于牛奶。

淀粉类食品含有较多的天冬酰胺（一种氨基酸）以及还原性糖，在高温120℃油炸下容易产生致癌物质丙烯酰胺。挪威研究人员发现，利用乳酸菌来清除油炸马铃薯产品原料表面的还原糖成分，从而可以阻止丙烯酰胺的形成。

不同的研究或者接种不同类型的乳酸菌有不同的结果。一般接种同型乳酸菌（如乳酸片球菌、植物胚芽乳杆菌、酪蛋白乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌）可降低青贮饲料pH值，增加乳酸含量，降低丁酸含量；接种异型乳酸菌（如布氏乳杆菌；发酵乳杆菌）则提高青贮饲料pH值，增加乙酸的生成。

饲料中添加乳酸菌，能提高蛋雏鸡成活率和日增重，可使断乳后仔犬体重显著增加，因此显著提高饲料利用率。

乳酸菌常用于生物防腐，研究表明，用乳酸菌发酵液保鲜肉品，可以抑制肉品中的致病菌和腐败菌的生长，保存风味物质，不改变食品组织状态，而且在正常冷却储存条件下，也不影响食品的感官特性。

第4篇

关键词 苹果汁 梨汁 固定化 乳酸菌 发酵

中图分类号：TS255.47 文献标识码：A

烟台苹果，外形美观，纤维少而质地细，口感佳，香气宜人。烟台的莱阳梨果皮有褐色斑点，去皮后其果肉白色细嫩，口感极佳，有独特香气。新型的乳酸菌发酵复合饮料，即突出了复合果汁的风味和口感，又增加其营养价值，在一定程度上亦增加了果汁的保质期。固定化乳酸菌发酵可以节约菌种，缩短发酵周期，降低分离成本。

本文旨在初步研究固定化乳酸菌发酵苹果汁梨汁复合饮料的工艺条件。以苹果汁、梨汁为主要实验原料，用等比例的抗坏血酸和柠檬酸的混合溶液进行护色，包埋载体选用食品级海藻酸钠，菌种是伊利味浓原味杯酸，利用海藻酸钠在氯化钙溶液中的凝聚作用制成固定化胶珠。通过前期单因素实验结果，选取典型因素，进行正交实验，从而确定苹果汁梨汁的最佳发酵工艺条件。

1材料与方法

1.1材料与仪器

苹果（产地：烟台栖霞）、梨（产地：烟台莱阳）、食品级海藻酸钠、无水氯化钙、白砂糖、伊利味浓原味杯酸、抗坏血酸、一水柠檬酸等。

生化培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）、电子天平（上海越平科学仪器有限公司）、榨汁机（美的WJE25G16榨汁机）等。

1.2方法

1.2.1工艺流程

苹果、梨清洗切片榨汁过滤护色灭菌接种（固定化）发酵分离胶珠冷藏装瓶成品检测。

1.2.2操作要点

（1）护色

综合预实验结果，将榨出的果汁放在95℃的热水中处理1.5 min后，配制1 g/100 mL 的抗坏血酸和柠檬酸的混合溶液（比例为1∶1），量取等量的50 mL苹果汁、梨汁的混合液，将热烫后的果汁在混合溶液中浸泡30 min，护色。

（2）固定化菌种

取0.75 g海藻酸钠溶解在25 mL纯净水中，充分溶胀，自然冷却。取10 mL酸奶置入20 mL无菌水，搅匀。移取菌种至冷却的海藻酸钠溶液中，充分混匀。将包埋的菌种用注射器滴入氯化钙溶液（2.2 g无水氯化钙溶于200 mL蒸馏水）中，搅拌，并凝固胶珠30 min，纱布过滤，用无菌生理盐水除去多余钙离子和未固定化的细胞。

2结果与讨论

在实验室前期单因素实验基础上，选择苹果汁梨汁配比（A）、接种量（B）、发酵时间（C）、l酵温度（D）为因素，进行L9（34）正交实验，实验结果如表1所示。

通过对正交实验结果的极差分析，对发酵结果影响最大的是苹果汁与梨汁的比例，其次是发酵时间和接种量，发酵温度对饮料的影响相对较小；正交实验结果表明，制备发酵饮料的最佳工艺条件为A1B2C3D2，即苹果汁与梨汁比例为4∶6、固定化乳酸菌接种量为6g、发酵时间为11h、发酵温度为40℃。

在正交实验结束后，过滤出胶珠，重新接入混合果汁，进行连续发酵实验。在连续7次实验结束后，饮料pH值逐渐升高，说明饮料的酸度下降，乳酸发酵能力逐渐下降。但是胶珠能够保持较好的完整性，没有出现破裂的情况。连续发酵实验表明固定化胶珠可以实现连续发酵，在实际应用中具有较大的价值。

参考文献

[1] 陈胜慧子，侯旭杰.红枣红茶菌发酵饮料的研制[J].饮料工业， 2012（9）：25-28.

第5篇

关键词：大豆；凝固型酸乳；发酵工艺；优化

中图分类号：TS252.54 文献标识码：A 文章编号：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

大豆营养丰富，有“豆中之王”之称，被称为“植物肉”、“绿色牛乳”[1]。牛奶中含有胆固醇，过量摄入对人体健康不利，而用大豆制成的饮品不含任何胆固醇，并且大豆蛋白对胆固醇有明显的降低功效。大豆蛋白饮品中的精氨酸含量比牛奶高，其精氨酸与赖氨酸的比例也较牛奶合理；其中的脂质及亚油酸含量也极为丰富，可以防止中老年人心血管疾病的发生；其丰富的卵磷脂可以清除血液中多余的固醇类，有“血管清道夫”之称[2]。因此，大豆蛋白饮品在降低胆固醇与能量摄入方面是牛奶的替代品。长期以来，关于大豆制品深加工的创新一直持续不断，花色品种也越来越多。大豆乳酸发酵饮料就是其中的一种。乳酸发酵饮料能抑制和杀灭人体肠道腐败菌、刺激肠壁蠕动、促进消化液的分泌，其所含的生理活性物质具有增强机体免疫力和防癌、治癌的作用。本研究以大豆为原料，对全大豆凝固型酸乳生产中蔗糖及稳定剂添加量、乳酸菌接种量、发酵时间等工艺条件进行优化研究，以期为大豆制品的深加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

大豆（市售）、乳酸菌为保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）按1∶1的体积比混合、蔗糖、琼脂、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）等。

1.2 方法

1.2.1 全大豆凝固型酸乳生产工艺流程 大豆精选浸泡打浆过滤预煮冷却接种分装发酵后熟成品

1.2.2 豆乳的制备 选择质地坚硬、子粒饱满、无虫害、无霉变的大豆，浸泡10～12 h，使大豆膨胀软化。加适量热水（85 ℃以上）打浆[3，4]，用双层纱布过滤后煮沸15 min，冷却至42～43 ℃备用。

1.2.3 单因素试验

1）蔗糖添加量对大豆酸乳发酵的影响。将豆乳分为4组，在沸腾状态下按10、30、50、70 mg/mL加入蔗糖，冷却后接种乳酸菌，接种量4%（每100 mL豆乳接种4 mL乳酸菌，下同），复合稳定剂的添加量为3.0 mg/mL，封口后40 ℃发酵5 h，考察蔗糖添加量对大豆酸乳发酵的影响。

2）乳酸菌接种量对大豆酸乳发酵的影响。接种前对菌种进行驯化[5-7]，使菌种适应豆乳的生长环境。将豆乳分为3组，固定蔗糖添加量为50 mg/mL、复合稳定剂的添加量为3.0 mg/mL（琼脂为1.0 mg/mL、CMC-Na为2.0 mg/mL），冷却至42～43 ℃后分别按3%、4%、5%的接种量接种3组豆乳，封口后40 ℃恒温发酵5 h，考察乳酸菌接种量对大豆酸乳发酵的影响。

3）稳定剂比例对大豆酸乳发酵的影响。豆乳与牛乳相比，其颗粒远远大于牛乳，因此豆乳在发酵过程中易出现分层现象[8]。用CMC-Na和琼脂按一定比例混合制成复合稳定剂。将豆乳分为5组，固定蔗糖添加量为50 mg/mL、乳酸菌接种量为4%、复合稳定剂的添加量为3.0 mg/mL，分别加入不同配比的稳定剂（表1），密封后40 ℃恒温发酵5 h，经后熟后进行感官评定。

4）发酵时间对大豆酸乳发酵的影响。通常传统酸乳发酵的温度在40～42 ℃，发酵时间控制在4～6 h。固定蔗糖添加量为50 mg/mL、乳酸菌接种量4%、复合稳定剂的添加量为3.0 mg/mL（琼脂为1.0 mg/mL、CMC-Na为2.0 mg/mL）、发酵温度为40 ℃，分别发酵4、5、6 h，考察发酵时间对大豆酸乳发酵的影响。

2 结果与分析

大豆加工制品通常会有较重的豆腥味，这也是制约其产品风味的主要原因。研究表明，这种豆腥味是大豆破碎后，其中的脂肪氧化酶氧化大豆中丰富的不饱和脂肪酸所引起的[4]。加热预煮工艺可以使脂肪氧化酶失去活性，从而降低豆腥味[9]。此外，预煮还有杀菌的作用[10]，因此本研究预煮方案采用煮沸15 min，可同时达到杀菌和脱腥的目的。

2.1 蔗糖添加量对大豆酸乳发酵的影响

乳酸菌的生长以及产酸能力与培养基中蔗糖的浓度密切相关。由表2可知，蔗糖的添加量对大豆酸乳的口感以及外观有明显的影响：添加量为10 mg/mL时，大豆酸乳凝乳不完全、酸味很重、口感差，表明发酵过程产酸不足，蔗糖完全被利用，无法让人感觉到甜味的存在，而其中的酸味来源于发酵后产生的乳酸；添加量为30 mg/mL时，大豆酸乳凝乳不完全、酸味较明显、口感有改善，表明发酵过程产酸不足，但是已经可以凝乳，凝乳组织不紧密，有乳清析出，蔗糖被完全发酵成乳酸，导致酸味偏重，口感差；添加量为50 mg/mL和70 mg/mL时，凝乳完全，有少量乳清析出，表明发酵过程中产生乳酸后，大豆酸乳pH达到了凝乳的要求，口感细滑。鉴于蔗糖添加量为70 mg/mL时有明显的甜味，并综合成本考虑，选择50 mg/mL的添加量较为适宜。

2.2 乳酸菌接种量对大豆酸乳发酵的影响

由表3可知，接种3%的乳酸菌，大豆酸乳的凝乳不完全、质地较软，间接反映了以3%的接种量发酵得到的大豆酸乳pH偏高，从而导致大豆酸乳凝乳不充分；而按4%和5%的接种量制得的大豆酸乳凝乳较好，二者感官指标相差不大。综合考虑成本因素，发酵大豆酸乳选择4%的接种量较好。

2.3 稳定剂比例对大豆酸乳发酵的影响

琼脂具有促进凝乳、增加酸乳的稳定性、防止破乳、减少乳清析出的作用，能使制得的乳产品口感细滑。但是过多的琼脂会使乳产品的口感类似果冻而失去了酸乳的口感。通过观察5组不同稳定剂配比制得的酸乳发现，随琼脂添加量的加大，在后熟的过程中出现了琼脂析出的现象，影响了大豆酸乳的口感。CMC-Na可以让酸乳更加细腻，使其口味和口感达到酸乳的标准。综合比较，琼脂添加量为1.0 mg/mL、CMC-Na添加量为2.0 mg/mL时，所得产品口感细腻、无琼脂析出、无分层等现象。

2.4 发酵时间对大豆酸乳发酵的影响

由表4可知，发酵5 h时，酸乳酸甜合适，凝乳良好，有少量乳清析出，产品品质较好。

3 小结

以大豆为原料，所得豆乳煮沸15 min经脱腥和灭菌处理，蔗糖添加量为50 mg/mL，辅以复合稳定剂琼脂1.0 mg/mL及CMC-Na 2.0 mg/mL，接种经驯化的混合菌种4%，40 ℃发酵5 h，所得凝固型全大豆酸乳颜色洁白，酸甜适中，口感细腻，既突出大豆风味，又无明显豆腥味，凝乳良好，无破乳，无琼脂析出，无大量乳清析出。

参考文献：

[1] 袁松梅，赵晋府.大豆中的功能性成分[J].饮料工业，2002（3）：38-42.

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[10] 马 纲.酸奶制品制作技术及最新配方[M].北京：中国农业出版社，1994.

第6篇

关键词：噬酸乳杆菌；γ-氨基丁酸；诱变

中图分类号：TQ921.3文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-05-28-3

0引言

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是天然存在的一种非蛋白质组成氨基酸，白色结晶状，易潮解，极易溶于水[1]。它具有特殊的生理活性，在动植物体内均能发现它的存在。在豆类、中草药种子中都含有较多的GABA[2]。在动物体内，它主要存在于神经组织中，科学研究表明[3]，它具有较多的生理功能，它能促进脑的活化，美容润肤，改善睡眠，健脑益智，减慢脑衰老机能，高效减肥，抗惊厥，降低血压、血氨等功能，同时，还能抑制多种疾病的发生，比如脂肪肝、肾炎等[4]。

GABA的制备有生物合成法和化学合成法[5]。化学合成法要求反应条件比较苛刻，成本高，得率低。生物合成法相比较来说既安全、成本又低。目前主要采用曲霉菌、酵母、乳酸菌来发酵谷氨酸产GABA，由于菌种缺乏安全性，因此找到一株高产可食用的菌种产GABA，势在必行[6]。

本实验从酸菜、泡菜、酸奶中筛选出一株产GABA菌株，为了提高其产GABA含量，对其进行紫外及亚硝基胍诱变，进一步提高其产量，为今后的研究打下了基础。

1材料与方法

1.1材料与试剂

1.1.1材料东北地产自然发酵的酸菜、泡菜，均购自长春市农贸市场；老北京酸奶，购自长春市佳得乐超市。

1.1.2仪器与设备CL-32L型全自动高压灭菌锅，日本ALP公司；SHP-250型生化培养箱，上海精宏实验仪器有限公司；XS-402型电子显微镜，南京江南光电集团股份有限公司；SW-CJ-1FD超净工作台，苏州净化设备有限公司。

1.1.3培养基MRS液体培养基（L）：蛋白胨10.0克，牛肉膏10.0克，酵母浸粉5.0克，磷酸二氢钾2.0克，柠檬酸三铵2.0克，乙酸钠5.0克，葡萄糖20.0克，吐温801.0毫升，MgSO4・7H2O 0.5克， MnSO4・4H2O 0.25克，调pH至6.2～6.4，121℃灭菌20分钟。

MRS固体培养基：MRS液体培养基基础上添加琼脂15～20克，121℃灭菌20分钟。用于保藏菌种。

乳酸菌分离培养基（BCP）：酵母粉0.5克，乳糖0.5克，5%溴甲酚紫0.25毫升，水100毫升，pH自然。

BCP固体培养基：在液体培养基基础上添加琼脂20克。

1.1.4试剂γ-氨基丁酸，磷酸吡哆醛，亚硝基胍北京鼎国；其他试剂均为国产分析纯。

1.2实验方法

1.2.1目的菌株的筛选分别取酸菜汁、泡菜汁、酸奶稀释适当的倍数，取0.2毫升稀释液无菌涂布于BCP平板上，35℃静置培养48小时。

挑选周围变黄的可疑菌落，采用平板划线法，反复纯化，直到得到纯菌株。

1.2.2γ-氨基丁酸测定方法

1.2.2.1采用薄层层析法定性测定发酵液中GABA含量[7]

展开剂为正丁醇∶冰醋酸∶水=4∶2∶1，显色剂为0.6%茚三酮溶液，以5∶2比例加入层析缸内，取出（5×10）厘米硅胶板，点取3毫克/毫升GABA标准品和预处理的发酵液，完毕后置于80℃烘箱内，显色10分钟。

1.2.2.2利用高效液相色谱法定量测定发酵液中GABA含量[8]

取出发酵液，离心15分钟（8000转/分钟），弃沉淀，将上清液浓缩至10毫升，供HPLC分析。以GABA浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

1.2.3菌种形态学及生理生化鉴定观察平板上菌落形态，挑取单菌落进行革兰氏染色，在100倍油镜下观察单菌株形态。然后进行微生物生理生化实验，淀粉水解实验、石蕊牛乳试验、硫化氢实验、明胶液化实验、葡萄糖产酸产气实验。

1.2.4微生物生长曲线将斜面保存菌种，以5%接种量接入100毫升MRS液体培养基中，35℃培养24小时，实验中每隔2小时取一次菌液，以未接菌培养的培养基做对照，在波长600毫米处测定其吸光值。绘制菌体生长曲线图。

1.2.5菌株的诱变

1.2.5.1紫外诱变[9]取发酵菌液20毫升置于空培养皿中，放到距离25W紫外灯20厘米处，再打开磁力搅拌器，分别诱变5秒、15秒、25秒、30秒、35秒、45秒、60秒。取各个诱变菌液1毫升分别稀释10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6，然后分别吸取诱变菌液0.2毫升涂布于BCP平板上，同时，以未诱变菌种作对照。35℃培养48小时，计算诱变菌种的致死率。

1.2.5.2亚硝基胍（NTG）诱变[10]取菌悬液20毫升离心15分钟（8000r/分钟），弃上清液，用灭菌的生理盐水洗涤一次沉淀，再加入20毫升灭菌生理盐水，震荡均匀。以10毫克NTG：1毫升丙酮的体积比配制亚硝基胍诱变溶液，再以0.3克/升亚硝基胍诱变液加入到菌液中，35℃、90转/秒分别处理20分钟、30分钟、40分钟、50分钟，然后计算致死率，确定处理时间。

在确定处理时间基础上，在分别将0.1克/升、0.2克/升、0.3克/升、0.4克/升、0.5克/升的亚硝基胍诱变液加入到菌悬液中，处理一定时间，计算致死率，确定处理剂量。

1.2.5.3致死率的计算

计算公式如下：

2.3菌株的生长曲线

菌株的生长曲线图如图3，图3表明，菌株的对数生长期为2～12小时。

2.4菌株的诱变

2.4.1紫外诱变时间的确定紫外诱变时间与SW-135致死率关系如图4。根据文献报道[12]，一般把致死率在80%～90%的范围作为紫外诱变最佳时间，此时容易筛选到高产正突变株。图4表明，当菌液稀释到10～3时，紫外照射60秒，致死率为85.5%。因此，本实验选取最佳诱变时间为60秒。

2.4.2亚硝基胍诱变剂量的确定如图5所示，随着亚硝基胍处理时间的增加，致死率也不断的增加，当处理时间为30分钟时，致死率为86.2%，因此，选择最佳处理时间为30分钟。但是致死率还与亚硝基胍浓度有关系，在确定了最佳处理时间的基础上，进一步考查了亚硝基胍浓度与致死率的关系。如图6所示，当其浓度为0.3克/升时，致死率为87.1%。因此本实验选择亚硝基胍浓度为0.3克/升。

2.4.3菌株的遗传稳定性将突变菌株进行传代培养，用高效液相发检测发酵液中γ-氨基丁酸含量[13]，突变菌株遗传稳定，未见回复突变，菌株产γ-氨基丁酸高达1.35克/升，较诱变前菌株提高了0.78克/升。

3讨论

本实验从酸菜、泡菜、酸奶中筛选出5株产菌株，经过复筛得到一株高产的噬酸乳杆菌，命名为SW-135，其产量为0.57克/升，并以SW-135为出发菌株进行紫外和亚硝基胍诱变，研究发现紫外诱变最佳时间为60秒；亚硝基胍诱变最佳浓度0.3克/升时处理时间30分钟。经过诱变和筛选，得到高产突变菌株SW-135-13，产量为1.35克/升，是出发菌株2.37倍[14]。

参考文献

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[14]叶砚，蒋冬花，嵇豪.响应面法优化红曲X27液态发酵产γ-氨基丁酸工艺条件[J].中国粮油学报，2010，25（9）.

第7篇

关键词:细菌素;抑菌机理;食品工业

1细菌素与抗生素的区别

细菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生长,两者的区别主要基于它们合成、作用方式、抗菌谱及毒理、抗药性机制之间的不同。1981年Hurst指出,既然细菌素不用于医学,可以将其称为“生物学食品防腐剂”。

细菌素通常是通过核糖体来合成,是真正的蛋白质类物质;而抗生素是通过酶促反应将初级代谢物转变为结构性的二级代谢物,诸如短杆菌肽S等,通过酶促反应把氨基酸转变为结构复杂的化合物。细菌素与抗生素的根本差别是:大部分细菌素只对近缘关系的细菌有损害作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境。因此,细菌素的使用,可以部分减少甚至取代抗生素的使用。

2细菌素的抑菌范围

细菌素通常由革兰氏阳性菌产生并可以抑制其它的革兰氏阳性菌,如乳球菌、葡萄杆菌、利斯特氏杆菌等,对大多数的革兰氏阴性菌、真菌等没有抑制作用。对于第一类细菌素可以抑制许多革兰氏阳性菌,如Nisin抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种,抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子;嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌产生的细菌素对乳杆菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜热链球菌有抑制作用。

3细菌素的应用

3.1细菌素在食品业的应用

细菌素由于无毒、无副作用、无残留、无抗药性,并可以抑制或杀死一些食物腐败菌,具有一定的热稳定性,易被人体消化道的部分蛋白酶降解,因此不会在体内积蓄引起不良反应,也不会影响抗生素的活性,在食品中易扩散,使用较方便,同时也不污染环境因而受到食品业的青睐。作为乳酸菌的产物,Nisin的使用已有了很长的一段历史。

部分细菌素已广泛用于肉类工业、奶制品工业、酿酒和粮食加工等。在西方,细菌素已用于奶制食品中,可以抗Clostridial和Listeria。例如,Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生长,并已成为巴氏灭菌精制奶、糊状食品最有效的防腐剂。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐败,延长货架期。由于Nisin在偏酸性下较稳定,且易溶解,所以在酸性罐头食品中添加比较合适,同时还可降低罐头的灭菌强度,提高罐头的品质。Nisin在酒精饮料中应用也比较广泛,由于Nisin对酵母菌没有抑制作用,所以对发酵没有任何影响,并可以很好地抑制革兰氏阳性菌,保证产品质量。目前Nisin在全世界范围内的各种食品中得到了应用。现在许多研究证明,产生细菌素的发酵剂在发酵过程中可以防止或抑制不良菌的污染,因而将产细菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加细菌素更好。但细菌素抗菌谱有一定的范围,为扩大其抑菌范围,可将几种细菌素或将其与其它来自于动植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐剂配合使用,利用它们的协同作用,增强抑菌范围及强度,或与部分化学防腐剂络合使用,既可增加抑菌范围又可减少化学防腐剂的使用。

3.2细菌素在饲料中的应用及展望

细菌素目前广泛使用于食品中,饲料中应用较少。细菌素在饲料中要广泛使用,必须具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用细菌素PediocinAcH对小鼠和兔分别进行皮下注射、静脉注射和腹腔注射,在免疫研究时发现,PediocinAcH没有产生任何不良反应和致死作用。细菌素在食品上的直接使用,也说明了细菌素对动物和人类是安全的。

细菌素在饲料中的应用可以有两个方面:1)防止饲料本身被沙门氏菌等致病菌污染;2)作为饲料添加剂,防止致病菌对动物肠道的危害。由于细菌素大多抗菌谱比较窄,因此选择恰当的细菌素既可以防止动物受某些肠道致病菌的危害,而又不至于影响动物肠道其他有益微生物。

产生细菌素的益生菌类乳酸菌,尤其乳杆菌是动物肠道中的优势菌,这些益生菌产生的细菌素可以对宿主动物胃肠道进行生态调节。随着益生菌在动物诸如猪、狗、牛胃肠疾病防治方面研究的深入,益生菌的作用,已被越来越多的人们所接受。目前美国饲料益生菌销售额己超过3000万美元,主要菌种为嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。但是益生菌的作用效果,并不如预期的那样理想,这主要是对益生菌的作用机理还不太清楚,从而在选择菌种方面存在一定的盲目性。

因为决定肠道优势菌的因素,不仅取决于菌种的产酸能力,而且还与菌种是否产生细菌素等因素有关,尤其与菌种的宿主专一性有很大关系。研究肠道微生物类群与细菌素的关系,可以更有效地选择益生菌菌种,使它们能更好地定植于肠道系统中,发挥出更多的功效。我国于1994年批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸杆菌和粪链球菌为肠道正常微生物,芽孢仟菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,可明显提高动物生长速度和饲料利用率,于是许多生产厂家将这些菌配合起来进行使用,但是配合以后菌体活性是否受影响却并没有作深入研究。据报道(Rogers,1928),乳酸杆菌产生的细菌素Nisin的抗菌谱中,就包括粪链球菌和芽孢杆菌中的一些种,特别是它抑制芽孢的形成,在乳酸杆菌与一些粪链球菌和芽抱杆菌联合使用时,极有可能产生颉抗作用。因此研究细菌素的作用机理,对研究益生菌之间的关系也很有帮助。细菌素不仅具有与抗生素饲料添加剂相似的有益作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境,所以细菌素将会在饲料中得到广泛应用。

参考资料

第8篇

关键词:细菌素;抑菌机理;食品工业

中图分类号:R

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)12-0315-01

1 细菌素与抗生素的区别

细菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生长,两者的区别主要基于它们合成、作用方式、抗菌谱及毒理、抗药性机制之间的不同。1981年Hurst指出,既然细菌素不用于医学,可以将其称为“生物学食品防腐剂”。

细菌素通常是通过核糖体来合成,是真正的蛋白质类物质;而抗生素是通过酶促反应将初级代谢物转变为结构性的二级代谢物,诸如短杆菌肽S等,通过酶促反应把氨基酸转变为结构复杂的化合物。细菌素与抗生素的根本差别是:大部分细菌素只对近缘关系的细菌有损害作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境。因此,细菌素的使用,可以部分减少甚至取代抗生素的使用。

2 细菌素的抑菌范围

细菌素通常由革兰氏阳性菌产生并可以抑制其它的革兰氏阳性菌,如乳球菌、葡萄杆菌、利斯特氏杆菌等,对大多数的革兰氏阴性菌、真菌等没有抑制作用。对于第一类细菌素可以抑制许多革兰氏阳性菌,如Nisin抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种,抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子;嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌产生的细菌素对乳杆菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜热链球菌有抑制作用。

3 细菌素的应用

3.1 细菌素在食品业的应用

细菌素由于无毒、无副作用、无残留、无抗药性,并可以抑制或杀死一些食物腐败菌,具有一定的热稳定性,易被人体消化道的部分蛋白酶降解,因此不会在体内积蓄引起不良反应,也不会影响抗生素的活性,在食品中易扩散,使用较方便,同时也不污染环境因而受到食品业的青睐。作为乳酸菌的产物,Nisin的使用已有了很长的一段历史。

部分细菌素已广泛用于肉类工业、奶制品工业、酿酒和粮食加工等。在西方,细菌素已用于奶制食品中,可以抗Clostridial和Listeria。例如,Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生长,并已成为巴氏灭菌精制奶、糊状食品最有效的防腐剂。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐败,延长货架期。由于Nisin在偏酸性下较稳定,且易溶解,所以在酸性罐头食品中添加比较合适,同时还可降低罐头的灭菌强度,提高罐头的品质。Nisin在酒精饮料中应用也比较广泛,由于Nisin对酵母菌没有抑制作用,所以对发酵没有任何影响,并可以很好地抑制革兰氏阳性菌,保证产品质量。目前Nisin在全世界范围内的各种食品中得到了应用。现在许多研究证明,产生细菌素的发酵剂在发酵过程中可以防止或抑制不良菌的污染,因而将产细菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加细菌素更好。但细菌素抗菌谱有一定的范围,为扩大其抑菌范围,可将几种细菌素或将其与其它来自于动植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐剂配合使用,利用它们的协同作用,增强抑菌范围及强度,或与部分化学防腐剂络合使用,既可增加抑菌范围又可减少化学防腐剂的使用。

3.2 细菌素在饲料中的应用及展望

细菌素目前广泛使用于食品中,饲料中应用较少。细菌素在饲料中要广泛使用,必须具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用细菌素Pediocin AcH对小鼠和兔分别进行皮下注射、静脉注射和腹腔注射,在免疫研究时发现,Pediocin AcH没有产生任何不良反应和致死作用。细菌素在食品上的直接使用,也说明了细菌素对动物和人类是安全的。

细菌素在饲料中的应用可以有两个方面:1)防止饲料本身被沙门氏菌等致病菌污染;2)作为饲料添加剂,防止致病菌对动物肠道的危害。由于细菌素大多抗菌谱比较窄,因此选择恰当的细菌素既可以防止动物受某些肠道致病菌的危害,而又不至于影响动物肠道其他有益微生物。

产生细菌素的益生菌类乳酸菌,尤其乳杆菌是动物肠道中的优势菌,这些益生菌产生的细菌素可以对宿主动物胃肠道进行生态调节。随着益生菌在动物诸如猪、狗、牛胃肠疾病防治方面研究的深入,益生菌的作用,已被越来越多的人们所接受。目前美国饲料益生菌销售额己超过3000万美元,主要菌种为嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。但是益生菌的作用效果,并不如预期的那样理想,这主要是对益生菌的作用机理还不太清楚,从而在选择菌种方面存在一定的盲目性。因为决定肠道优势菌的因素,不仅取决于菌种的产酸能力,而且还与菌种是否产生细菌素等因素有关,尤其与菌种的宿主专一性有很大关系。研究肠道微生物类群与细菌素的关系,可以更有效地选择益生菌菌种,使它们能更好地定植于肠道系统中,发挥出更多的功效。我国于1994年批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸杆菌和粪链球菌为肠道正常微生物,芽孢仟菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,可明显提高动物生长速度和饲料利用率,于是许多生产厂家将这些菌配合起来进行使用,但是配合以后菌体活性是否受影响却并没有作深入研究。据报道(Rogers,1928),乳酸杆菌产生的细菌素Nisin的抗菌谱中,就包括粪链球菌和芽孢杆菌中的一些种,特别是它抑制芽孢的形成,在乳酸杆菌与一些粪链球菌和芽抱杆菌联合使用时,极有可能产生颉抗作用。因此研究细菌素的作用机理,对研究益生菌之间的关系也很有帮助。细菌素不仅具有与抗生素饲料添加剂相似的有益作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境,所以细菌素将会在饲料中得到广泛应用。

参考资料

第9篇

关键词:细菌素;抑菌机理;食品工业

1细菌素与抗生素的区别

细菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生长，两者的区别主要基于它们合成、作用方式、抗菌谱及毒理、抗药性机制之间的不同。1981年Hurst指出，既然细菌素不用于医学，可以将其称为“生物学食品防腐剂”。

细菌素通常是通过核糖体来合成，是真正的蛋白质类物质;而抗生素是通过酶促反应将初级代谢物转变为结构性的二级代谢物，诸如短杆菌肽S等，通过酶促反应把氨基酸转变为结构复杂的化合物。细菌素与抗生素的根本差别是:大部分细菌素只对近缘关系的细菌有损害作用，而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性，同时也不污染环境。因此，细菌素的使用，可以部分减少甚至取代抗生素的使用。

2细菌素的抑菌范围

细菌素通常由革兰氏阳性菌产生并可以抑制其它的革兰氏阳性菌，如乳球菌、葡萄杆菌、利斯特氏杆菌等，对大多数的革兰氏阴性菌、真菌等没有抑制作用。对于第一类细菌素可以抑制许多革兰氏阳性菌，如Nisin抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种，抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子;嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌产生的细菌素对乳杆菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜热链球菌有抑制作用。

3细菌素的应用

3.1细菌素在食品业的应用

细菌素由于无毒、无副作用、无残留、无抗药性，并可以抑制或杀死一些食物腐败菌，具有一定的热稳定性，易被人体消化道的部分蛋白酶降解，因此不会在体内积蓄引起不良反应，也不会影响抗生素的活性，在食品中易扩散，使用较方便，同时也不污染环境因而受到食品业的青睐。作为乳酸菌的产物，Nisin的使用已有了很长的一段历史。

部分细菌素已广泛用于肉类工业、奶制品工业、酿酒和粮食加工等。在西方，细菌素已用于奶制食品中，可以抗Clostridial和Listeria。例如，Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生长，并已成为巴氏灭菌精制奶、糊状食品最有效的防腐剂。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐败，延长货架期。由于Nisin在偏酸性下较稳定，且易溶解，所以在酸性罐头食品中添加比较合适，同时还可降低罐头的灭菌强度，提高罐头的品质。Nisin在酒精饮料中应用也比较广泛，由于Nisin对酵母菌没有抑制作用，所以对发酵没有任何影响，并可以很好地抑制革兰氏阳性菌，保证产品质量。目前Nisin在全世界范围内的各种食品中得到了应用。现在许多研究证明，产生细菌素的发酵剂在发酵过程中可以防止或抑制不良菌的污染，因而将产细菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加细菌素更好。但细菌素抗菌谱有一定的范围，为扩大其抑菌范围，可将几种细菌素或将其与其它来自于动植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐剂配合使用，利用它们的协同作用，增强抑菌范围及强度，或与部分化学防腐剂络合使用，既可增加抑菌范围又可减少化学防腐剂的使用。

3.2细菌素在饲料中的应用及展望

细菌素目前广泛使用于食品中，饲料中应用较少。细菌素在饲料中要广泛使用，必须具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用细菌素PediocinAcH对小鼠和兔分别进行皮下注射、静脉注射和腹腔注射，在免疫研究时发现，PediocinAcH没有产生任何不良反应和致死作用。细菌素在食品上的直接使用，也说明了细菌素对动物和人类是安全的。

细菌素在饲料中的应用可以有两个方面:1)防止饲料本身被沙门氏菌等致病菌污染;2)作为饲料添加剂，防止致病菌对动物肠道的危害。由于细菌素大多抗菌谱比较窄，因此选择恰当的细菌素既可以防止动物受某些肠道致病菌的危害，而又不至于影响动物肠道其他有益微生物。

产生细菌素的益生菌类乳酸菌，尤其乳杆菌是动物肠道中的优势菌，这些益生菌产生的细菌素可以对宿主动物胃肠道进行生态调节。随着益生菌在动物诸如猪、狗、牛胃肠疾病防治方面研究的深入，益生菌的作用，已被越来越多的人们所接受。目前美国饲料益生菌销售额己超过3000万美元，主要菌种为嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。但是益生菌的作用效果，并不如预期的那样理想，这主要是对益生菌的作用机理还不太清楚，从而在选择菌种方面存在一定的盲目性。

因为决定肠道优势菌的因素，不仅取决于菌种的产酸能力，而且还与菌种是否产生细菌素等因素有关，尤其与菌种的宿主专一性有很大关系。研究肠道微生物类群与细菌素的关系，可以更有效地选择益生菌菌种，使它们能更好地定植于肠道系统中，发挥出更多的功效。我国于1994年批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸杆菌和粪链球菌为肠道正常微生物，芽孢仟菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可明显提高动物生长速度和饲料利用率，于是许多生产厂家将这些菌配合起来进行使用，但是配合以后菌体活性是否受影响却并没有作深入研究。据报道(Rogers，1928)，乳酸杆菌产生的细菌素Nisin的抗菌谱中，就包括粪链球菌和芽孢杆菌中的一些种，特别是它抑制芽孢的形成，在乳酸杆菌与一些粪链球菌和芽抱杆菌联合使用时，极有可能产生颉抗作用。因此研究细菌素的作用机理，对研究益生菌之间的关系也很有帮助。细菌素不仅具有与抗生素饲料添加剂相似的有益作用，而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性，同时也不污染环境，所以细菌素将会在饲料中得到广泛应用。

参考资料

第10篇

关键词：固定化微生物 发酵 果醋

中图分类号：TS26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0038-03

Abstract：Fruit vinegar becomes alkaline after metabolism in human body， so it has the effect of neutralizing acidic food. And it is beneficial to preserve and absorb nutrient， which is of health， beauty and eliminating fatigue. Because of fast fermentation， short production cycle， stable product quality and economic advantages， immobilization technology has attracted more and more attention. This paper introduces the immobilization technology development of history and research， summarizes the function， fermentation technology and development trend of fruit vinegar， and finally discusses the application prospect and economic benefit of fruit vinegar with immobilized microorganism technology.

Key Words：Immobilized microorganism； Fermentation； Fruit vinegar

果醋是利用现代生物技术酿制成的一种营养丰富、风味别致的酸味调味品，口感呈酸性，在人体代谢后呈碱性，可以中和呈酸性食品，并有利于它保存各种营养素和促进钙的吸收。苹果可以调节肠胃功能，降低胆固醇，降血压、防癌、减肥、还可以增强儿童的记忆力，存在有利于儿童生长发育的细纤维，能增强儿童记忆力的锌。开发果醋可以提高水果的使用效率，促进水果产业的发展，很好地利用了我国的水果资源，同时可以减少粮食的消耗，也丰富了苹果的加工产品，还能给人们提供集营养、保健、食疗为一体的新型饮品。

现在国内主要生产果醋的方法是选用试管菌种进行扩培发酵，进入发酵期需经过前期活化、分离纯化、种子培养等步骤，这使得发酵时间变长[1]。固定化微生物技术近年来成为了研究的热点，使得各国学者竞相研究。其产品的质量稳定，易于实现生产的连续化。固定化微生物技术对于果醋生产中的应用、工业技术改造和标准化等有着积极的推动作用。

1 果醋及苹果醋饮料

果醋的主要原料是果实，其通过醋酸菌发酵而成，因具有独特的保健功效，变成近年来发展较为迅速的产品。果醋含有丰富的营养，能清除自由基，从而平衡人体内的酸碱度。苹果醋具有苹果的典型风味与口感，成本较低，营养价值高，兼有水果和食醋的营养保健功能，是苹果深加工的一个重要方向。它比食醋的营养更高，风味更好，能够直接饮用。果醋能降低人体内多余的胆固醇，因此能达到抗氧化、降低血压、减轻糖尿病影响、促进人体新陈代谢等作用。

1.1 果醋的功能性

1.1.1 保健作用

维生素C可以促使亚硝胺的分解，避免人体受到侵害。食物中维生素C因果醋的保护而不被破坏，从而降低体内的胆固醇含量，具有降血压、软化血管、帮助消化、降血糖、减肥、抑菌等功能。

1.1.2 美容作用

导致皮肤细胞衰老的主要因素是因为过氧化脂质的含量增加，果醋可以抑制和降低人体衰老过程中过氧化脂质的形成[2-3]。

1.1.3 减肥作用

果醋中含有丰富的氨基酸，不但可以加速糖类和蛋白质的新陈代谢，同时使人体内过多的脂肪转移为体能而被消耗，长期饮用果醋具有减肥疗效。

1.1.4 对儿童的营养作用

果醋含有蛋白质、氨基酸等人体所需要的其他酸性成分，其中维生素C的含量更是苹果10倍之多。它可更加有效地提供儿童身体每天所需的大量维生素，促进新陈代谢，促进儿童的正常发育。同时果醋中的挥发性物质具有刺激大脑神经中枢的作用，具有开发智力的功效。

1.1.5 消除疲劳作用

果醋中含有丰富的有机酸，这些有机酸，促进人体内糖代谢，使肌肉中的疲劳物质乳酸和丙酮等被分解，能有效维持体内的酸碱平衡，从而使得氧代谢顺畅，阻止乳酸的沉积，更好地消除疲劳[4]。

1.2 果醋的国内外市场分析

研究表明除了其家喻户晓的抗菌活性作用外，果醋被赋予了众多涉及健康的优点。消费者逐渐认识到果醋对人体的益处，人们将更多关注放到作为保健品的果醋上。早在20世纪90年代果醋已风靡欧美、日本等发达国家，其果醋产品种类繁多，得到了广泛的使用。人们对果醋已认识到了它的价值、产品开发早已很深入，人们已习惯将果醋作为调味品[5]。

2 果醋的酿造

果醋的发酵技术研究如下所述。

在生理学上发酵是指微生物的无氧呼吸和有氧呼吸以外的另一种生物氧化作用。固态发酵法[6]、液态发酵法[7]以及固定化发酵法[8]等是现在果醋广泛采用的发酵技术。固态发酵法发酵速度慢，对营养物的吸收和代谢产物的分泌存在不均匀，发酵不均匀，且过程控制较困难，但产品风味好；液态发酵法发酵成本低，生产周期短，但口感一般。固定化技术利用微生物的生物转化作用，使底物原料变成所需产品，效率高、产品转化快，大大缩短了发酵食品的生长周期，且原料利用率高，生产成本低，保持高效菌种，菌体可重复使用，抗污染能力强，稳定性强，有利于产物分离，易于实现连续化、自动化生产，在食品工业领域有广阔的应用前景[9]。

3 固定化微生物技术

固定化微生物技术是通过将微生物高度密集地固定在选证的载体上，在生物活性适宜保存的条件下使微生物能够快速、大量增殖的生物技术。其具有效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的特性，与传统发酵技术相比较，避免了生物细胞太小、难与水溶液分离、存在二次污染的问题。因此，固定化微生物技术在食品工业领域有广阔的应用前景。

3.1 常用的微生物固定化方法

固定化微生物技术的制备方法有吸附法、包埋法、结合法和交联法。其中，包埋法是最常用的的固定化生物催化剂技术，因其具有较好的综合性能、催化活性的保留和存活力高的特性，且在反应工程中应用广泛，广泛应用于食品、医药、日用化工等产品[9-12]。

固定化微生物技术制备果醋的研究现状如下。

吴茂玉等[13]对多菌种共固定化活细胞混合发酵的效果进行了研究，实脸表明，固定化发酵技术和传统发酵技术相比，口感较好、周期短。党亚丽等[14]对海藻酸钠固定化乳酸菌促熟干酪的效果进行了研究。固定化乳酸菌使得比对照组干酪成熟期缩短30 d左右。李西腾[15]采用固定化醋酸菌细胞的方法制备草莓醋，研究表明，在同样接种量的情况下，由于固定化工艺具有很高的产酸速率，其反应速度比传统工艺快了1.7倍。林海等[16]为了改进海藻酸钙微珠的性能，采取了3种不同的方法，固定化细胞使得最后木糖醇平均质量浓度为43.2 g/L，平均得率为53.8%。固定化微生物较游离微生物的优势之一就是其单位体积内菌体浓度更大，因而其发酵速率更快[19-22]。孙菲菲等[17]采用凝胶包埋法对固定化醋杆菌发酵芒果醋进行了研究。研究表明固定化方法发酵芒果醋的产酸率比传统方法提高83%，说明固定化技术具有明显优势。贺江等[18]采用固定化技术酿造苹果醋具有很好的稳定性，该研究结果表明，采用酿酒酵母、产酯酵母和乳酸菌共固定颗粒和醋酸菌酿造苹果醋共需要7 d时间，产酸速率比李燕等[23]、王云阳等[24]报道的有较大提高。

3.2 固定化微生物技术在果醋制备中的应用前景及展望

采用包埋法将原生质体固定可大大提高其稳定性。但固定原生质体还处于研究之中，未用于生产。随着固定化微生物技术的不断完善和固定化生物反应器的不断研制开发，在不久的将来，此项技术将会拥有更加广阔的应用前景。我国水果资源非常丰富，但是目前主要的经济价值还是依赖于水果本身的价值，深加工技术落后，因此，解决深加工的问题是当务之急。以水果为原料进行果醋的研制，创新生产加工工艺，利用固定化微生物技术发酵制备优质果醋，不仅提高了水果的营养价值，也为水果的开发利用提供了新的途径，未来营养保健的果醋饮品需求量也会随着人们生活水平的提高与日俱增，具有十分广阔的市场前景。

参考文献

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[3] 陈春香.苹果醋的功能和工艺探讨[J].中国调味品，2007（10）：65-74.

[4] 姚玉静，龚慧雯，王尔茂.果醋的保健功能[J].饮料工业，2009，12（9）：1-2.

[5] 林清华，唐欣昀.固定化醋酸杆菌发酵条件的研究[J].食品科学，2011，13（32）：213-217.

[6] 李红光.苹果醋固态法发酵技术[J].中国酿造，2000（6）：25.

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[8] 吴定，温吉华，程绪铎.固定化酵母菌和醋酸杆菌发酵食醋工艺研究[J].中国酿造，2005（1）：20-22.

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[10] 李慧荣.微生物的固定化在食品加工中的应用[J].食品研究与开发，2012，6（33）：227-229.

[11] 赵小锋，王治业，王洁.共固定化复合菌种混合发酵冬果梨果醋工艺研究[J].食品研究与开发，2008，4（29）：117-118.

[12] 李慧芸.固定化醋酸菌酿造火棘果醋的工艺研究[J].陕西教育学院报，2012（3）：90-94.

[13] 吴茂玉，许平，林春国.共固定化多菌种混合发酵生产苹果醋的研究[J].中国调味品，2001（8）：15-18.

[14] 党亚丽，张富新，田园，等.海藻酸钠固定化乳酸菌促熟干酪效果的研究[J].食品科学，2006（9）：159-163.

第11篇

关键词：生物技术 基因工程 细胞工程 食品发酵

近些年，现代生物技术快速发展的同时，也取得了很大的成就。它既促进社会经济的发展，又推动着科学的进步，并且改变了人们的生活与思维方式，影响着人类的社会文明发展的进程。现代生物技术的成果不断地被广泛应用于食品、医药、化工、轻工、能源和环保等领域；生物技术是以生命科学为基础，利用生物机体和生物系统创造新的物种，通过与工程原理结合加工生产生物制品的综合性的科学技术；现代生物技术主要包括了基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等领域；在我国的食品工业中，生物技术工业化的产品占有很大的比重，最近几年里，酒类和一些新型的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。生物技术是本世纪高新技术革命中的核心内容，生物技术也有着巨大的经济效益和潜在的生产力。专家推测，在今后10年中，生物技术会逐步成为当前世界中经济体系的支柱产业之一。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程是采用类似于工程设计的方案，将具有遗传性目的的基因按照人类的特殊需要，在离体的条件下进行剪切、组合拼接，再将这种人工重组的基因通过载体导入到受体细胞中进行无性繁殖，从而使目的基因在细胞受体中高速转录，生成人类需要的产品或者新的生物类型。它是现代生物技术的核心内容。

优良菌株的获取是发酵工业的关键所在，通常的方法是诱变、杂交以及原生质体融合等，现在可以利用基因工程的技术与之相结合，进行生产菌种的改造，达到高产和高质的效果。下面介绍一下基因工程在食品发酵中应用的几个例子。

1 改良面包酵母菌的性能。最早采用基因工程改造的食品微生物，把优良酶基因转入面包酵母茵中产生的面包酵母菌比普通的面包酵母菌具有更高的麦芽糖透性酶以及更高的麦芽糖含量。在面包生产的过程中，能够产生更多的二氧化碳，从而使得面包膨润松软可口。

2 改良酿酒酵母菌的性能。在酿酒工艺中，同样能够使用基因工程的技术。利用基因工程技术可以培育出新的酿酒酵母菌株，它可以使传统的酿酒工艺得到改进，并且产生多样化。通过基因工程技术的使用，把大麦中的淀粉酶基因导入到啤酒酵母中，便可以直接通过淀粉发酵，这样使得声场流程缩短，工序得到简化，改进了啤酒的生产工艺。目前，已成功地选育出分解糊精和分解β-葡聚糖的嗜杀啤酒酵母菌株、啤酒酵母菌株和促使生香物质含量提高的啤酒酵母菌株。

3 改良乳酸茵发酵剂的性能。乳酸菌在代谢的过程中会产生乳酸，同时降低发酵产品的PH值。它的基因表达系统包括受控表达和组成型表达两种，其中的受控表达系统包括Nisin诱导系统、糖诱导系统、噬菌体衍生系统和PH诱导系统。研究发现乳酸菌的基因突变有两种方法：第一种方法涉及可独立复制（同源或异源的）的转座子，第二种方法是通过克隆的基因片段和染色体上同源部位的重组整合获得。基因工程的使用使得乳酸菌发酵剂具备优良的发酵能力，产双乙酰能力、胞外多糖的稳定形成能力、蛋白水解能力，有较强的抗杂菌和抗病原菌的能力。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

出现于二十世纪七十年代末的细胞工程技术是生物工程技术的主要组成之一，是在细胞的水平上对细胞的遗传特性的进行更改，或者是利用大规模细胞培养，从而摄取人类所需要的物质的一种技术，能够满足人类在生产中对某些稀少细胞的需要，从来达到获取新细胞的目的。

细胞培养、融合以及新城代谢物的形成等是主要的细胞工程技术。其中细胞融合是在诱导剂或者催融剂的作用下，让多个异源细胞或原生质体互相接触，使得这些细胞或原生质体发生隔膜融合、胞质融合以及和融合合并，最终形成杂种细胞的技术。它是一种对微生物发酵菌种改良的最佳途径，能够用来改良微生物菌种的特性，使得目的产物的产量能够提高，合成新的所需产物等。将细胞工程与基因工程相结合在一起，使得对遗传物质进一步的修饰提供了多样的可能性。当前，酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间乃至属间，都已成为微生物细胞融合的对象和目标。培育出的新菌种能够应用到更广泛的领域。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

第12篇

关键词：生物工程技术；食品工业；应用

生物工程技术是一项依靠微生物、动植物体作为反应容器进行生产加工的科学技术，兴起于20世纪70年代，结合现代工业的发展，已经形成了与工业、农业、医疗、食品、能源等行业相结合的综合型技术。生物技术在食品工业中的应用主要包括了基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等。以上技术在食品生产加工的各个环节均有重要的应用。

1.生物工程技术在食品生产中的应用

1.1动物源性与植物源性食品的改良

通过转基因技术可以使植物和动物获得某些特定的优良性状，以达到改良食品成分、产量、营养价值等效果。其在动物源性食品生产上的应用尚处于研究阶段，实验显示，通过转基因技术改良的动物具有生长速度加快、肉质提高、抗病能力增强等特点，如通过生物技术改变牛乳成分，生产含有丰富改良蛋白的牛乳，降低牛乳中的乳糖含量。而在农作物上的应用主要着眼于在增强作物产量以及抗病虫害能力。例如通过基因修饰技术提高马铃薯中的碳水化合物，控制小麦面粉的黏弹性和加工性能等。除了直接对动植物采用基因修饰技术以外，还可以利用生物技术生产畜用激素，提高牛乳产量，或增加禽畜的瘦肉比例等。但需要指出的是，采用基因技术生产的食品安全性一直受到质疑，相关问题还有待进一步研究。

1.2新型食用资源的开发与生产

生物工程技术可以开发生产多种新型食用资源，其中较受关注的有微生物蛋白等。微生物蛋白也叫单细胞蛋白，是用工农业废料和石油废料人工培养生产的微生物菌体。微生物蛋白并不是纯蛋白，而是包含有丰富蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸以及维生素、无机物等混合物组成的细胞团。由于采用微生物繁殖，微生物蛋白的原料来源极为广泛，秸秆、木屑、有机废水、石油、乙醇等废物废料都可以作为微生物蛋白的生产原料；同时，微生物蛋白的生产效率很高，产量高且不受地区、季节和气候限制。在应用上，微生物蛋白不仅可以作为营养丰富的饲料蛋白，还可以加工生产“人造肉”等食品。由于微生物蛋白中氨基酸种类丰富，并含有多种微生物，可以弥补一般粮食中氨基酸种类不全的缺点，常用来加工生产食品添加剂以提高食品的营养价值。需要特别说明的是，在目前生产的微生物蛋白中，由于核酸含量过高，有引起痛风等疾病的风险，其安全性仍待进一步研究和改善。

1.3发酵饮料的生产与改良

饮料作为食品工业的支柱产业之一，越来越多的生物技术在其中得到了广泛而高效的应用。其应用主要集中于发酵饮料的改良、酶工程在啤酒生产中的应用以及果胶酶的使用等。发酵饮料是应用微生物活动制造的风味独特而营养丰富的饮料产品，发酵乳以动物乳为原料，将乳酸菌、酵母菌等特定微生物加入杀菌后的动物乳中，经混合发酵制成，由于其营养价值和口感较好，受到消费者的广泛欢迎；植物蛋白发酵饮料与发酵乳类似，由蛋白质含量较高的核果类接种乳酸菌制成，容易被人体吸收。在现代的啤酒生产中，应用了固定化啤酒酵母技术，通过将酵母细胞固定在基质材料中，来缩短啤酒发酵时间，提高发酵质量；同时利用β-葡聚糖酶讲解β-葡聚糖以提高啤酒的持泡性。果胶酶在果汁生产中主要起到将果汁提取、澄清、过滤的作用。目前主要使用多种不会产生毒素的曲霉作为产酶菌，现已广泛应用于果汁果酒的工业生产。

2.生物工程技术在食品加工中的应用

2.1生产食品添加剂

常用的食品添加剂按制备途径可以分为天然食品添加剂、化学合成添加剂以及生物技术制备添加剂等。其中生物技术的主要应用有调味品的制备，即以豆泊、高粱、麸皮等为原料，选择合适的菌株发酵以制备呈特定味道的可食用物质。如利用枯草杆菌生产核苷酸以制备味精，利用醋酸杆菌发酵乙酸生产食醋等；还可以利用生物技术制备食品着色剂，市面上由微生物发酵制得的着色剂有红曲红色素、β-胡萝卜素、维生素B等，一些带有鲜艳颜色的食品，如红腐乳等也是微生物发酵的产物；另外，利用微生物生产的增稠剂如黄原胶等也得到了一定的应用。

2.2在食品保鲜防腐上的应用

生物保鲜技术的一般机理为隔离食品与空气的接触，以延缓氧化作用；或者利用本身具有良好抑菌作用的生物保鲜剂，以起到防腐保鲜的作用。例如使用微生物及其代谢产物保鲜，就是利用微生物产生抗生素或抗菌肽，以抑制果蔬表面的细菌、真菌、原虫等微生物。另外，还可以利用天然提取物中的活性物质来抑制果蔬中酶的活性，以及在果蔬表面形成抗氧化膜，以达到保鲜防腐的效果。

2.3在食品安全检测中的应用

生物技术在食品安全检测中也得到了广泛应用。基因探针法又叫做分子杂交技术，是利用DNA碱基互补配对的特性来监测DNA序列的一项技术，通常用来监测食品中存在的大肠杆菌、沙门氏菌和葡萄球菌等有害微生物，其精确度高且操作便捷，不足之处是成本较高；而生物芯片技术是按照有序排列在载体表面的大量生物分子的特异性亲和反应进行分析，相对于传统方法，生物芯片技术具有数据可靠且自动化程度高的特点。

结语：

21世纪的生物技术的时代，随着生物工程技术的发展，其在食品工业领域的应用也会得到飞速发展。有效利用生物工程技术，不仅能够大幅度提高食物的产量，还可以生产出符合人类营养要求的特定效用的食品。发展生物工程技术在食品工业中的应用，对于我国这样一个处于高速发展中的人口大国来说，有着重大的战略意义。

参考文献：

[1]郭玉华,李钰金,吴新颖.生物技术在食品工业中的应用进展[J].肉类研究,2010,07:15-17.

第13篇

关键词：鲤鱼；植物乳杆菌；参数优化

Optimization of Fermentation Parameters for the Production of Vacuum Packaged Carp Jerky

ZHANG Gen-sheng, SI Miao-fei, HOU Jing, ZHANG Ming-dong

(College of Food Engineering, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)

Abstract: The fermentation of common carp fillets by Lactobacillus plantarum for producing vacuum packaged fish jerky was optimized by single-factor and L9 (34) orthogonal array design methods to obtain desired pH and sensory evaluation. The optimum fermentation parameters were determined as: 3% of inoculum amount, 2% white sugar added, 4% salt added, and fermentation at 35 ℃ for 20 h. Fermented fish products under the optimized conditions had a glossy surface, a moderate sour taste, good elasticity, good toughness and unique flavor.

Key words: fish; Lactobacillus plantarum; optimum parameters

中图分类号：TS251.51 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2014）01-0012-05

鱼类制品具有丰富的营养和良好的风味，可为人体提供所需的蛋白质、矿物质、维生素A、B，为大多数人所喜爱 [1]。然而鱼肉干生产过程中极易产生鱼腥味，本实验采用干发酵法改善真空包装鱼肉干风味。发酵鱼制品是指在微生物酶或者微生物代谢产物的作用下，经过一系列的反应，形成具有风味独特的鱼肉制品，并且此方法能延长保藏时间[2]。目前，国内外学者研究腊鱼[3]、盐干带鱼[4]、风干武昌鱼[5]、Plaa-som[6]、Enam Ne-Setaakye[7]等鱼制品的菌相，分析发现在肉类发酵和保藏过程中关键菌种是乳酸菌[8]。用乳酸菌发酵鱼制品不仅可以降低pH值、减少腐败菌和改善鱼制品的组织结构[9]，而且有助于发色，降低亚硝酸盐残留量[10]，提高鱼制品的营养价值，延长产品货架期，促进良好风味的形成[11]。发酵肉制品中可以应用的乳酸菌有植物乳杆菌、干酪乳杆菌、戊糖片球菌和弯曲乳杆菌等[12-14]。植物乳杆菌是典型的兼性厌氧菌，最佳生长温度30～35 ℃，耐盐性能好，能水解各种碳水化合物[15]，因此本实验采用植物乳杆菌为发酵菌种，研究真空包装鲤鱼肉干发酵最优工艺参数，以期为风干鱼制品生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

植物乳杆菌 哈尔滨商业大学实验室保存；MRS液体培养基、MRS固体培养基[16] 哈尔滨商业大学实验室自配；鲤鱼 市售；食盐 中盐黑龙江盐业集团有限公司；白砂糖 青岛惠方糖业有限公司。

1.2 仪器与设备

ZHWY-2102C型恒温培养箱 上海智城分析仪器制造有限公司；SCOUT型电子天平 梅特勒-托利多常州衡器有限公司；721E型紫外可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司；TDL-S-A型台式离心机 上海安亭科学仪器厂；HHS-12型电热恒温水浴锅 上海东星建材试验设备有限公司；SYQ-DSX-280B型高压灭菌锅 上海申安医疗器械厂。

1.3 方法

1.3.1 菌种活化

将斜面上的植物乳杆菌接种于MRS液体培养基中，35 ℃静置培养24 h，连续传代2～3次，使菌种完全活化，然后扩大培养，4 ℃冰箱中保存备用。

1.3.2 菌种生长曲线及产酸曲线的测定

将活化好的植物乳杆菌按质量分数2%接种于MRS液体培养基中，35 ℃静置培养，每隔3 h取样测定OD600 nm值和pH值。

1.3.3 菌种耐热性

将10mL活化并且培养到对数期的植物乳杆菌分别在40、60、80、100 ℃水浴条件下静置30min，用平板计数法测定其活菌数进行对比。

1.3.4 菌种耐盐性

将活化好的植物乳杆菌按质量分数2%接种于含0%、2%、4%和6% NaCl的MRS液体培养基中，35℃静置培养48 h，以MRS液体培养基进行空白对照，测定接种的MRS液体培养基的OD600 nm值，以判断菌种的存活情况。

1.3.5 菌悬液制备

将活化好的植物乳杆菌按质量分数3%接种于100mL MRS液体培养基中，35 ℃静置培养18 h。将此培养液常温4000r/min离心10min收集菌体，将收集的菌泥用生理盐水洗涤2次，再分散于100mL无菌水中制成菌悬液，放在4 ℃冰箱中保存备用，用平板计数法测定其活菌数。

1.3.6 平板菌落计数法

菌落总数测定，一般将被检样品制成几个不同的10倍递增稀释液，然后从每个稀释液中分别取出1mL置于灭菌平皿中与MRS固体培养基混合，在一定温度下，培养一定时间后（一般为48 h），记录每个平皿中形成的菌落数量，依据稀释倍数，计算出每克（或每毫升）原始样品中所含细菌菌落总数[17]。

1.3.7 发酵工艺

原料鱼肉选择切片去骨、皮加白砂糖、食盐和接种菌种密封发酵风干真空包装灭菌冷却成品

原料鱼肉选择：选择新鲜鲤鱼，将鱼鳞、鱼内脏、血污等去除后，用清水清洗。

去骨：将鱼刺及鱼骨剔除后，将鱼肉切成大约11g左右的薄鱼片。尽量确保鱼片大小一致、薄厚均匀。

加白砂糖、食盐和接种菌种：加入白砂糖、食盐和接种菌种时，要将其均匀涂抹于薄鱼片上，以保证发酵后鱼片口感一致，再将薄鱼片放入密闭容器中。由于植物乳杆菌为兼性厌氧菌，所以尽量排净空气。

灭菌：将包装及密封好的精鱼片放入高压灭菌锅中，121 ℃灭菌30min，灭菌时间不宜过短，否则会导致产品不熟及杀菌不彻底；灭菌时间也不宜过长，否则会导致产品变软和开裂，影响产品风味和口感。取出冷却后，即可食用。

1.3.8 感官评分标准[18]

由10名经培训的人员对样品鱼进行感官评分，满分为100分（表1）。

表 1 感官评分标准

Table 1 Criteria for sense evaluation of fermented fish

项目 偏好 得分 评分标准

口感 好 17～25 酸味适中

一般 8～16 酸味稍重

差 0～7 酸味过重

组织状态 好 17～25 质地柔软、有弹性

一般 8～16 质地适中、有一定的嚼劲

差 0～7 质地坚硬、嚼劲较差

色泽 好 17～25 色泽鲜亮

一般 8～16 有光泽、颜色较暗

差 0～7 无光泽、颜色灰暗

气味 好 17～25 无任何腥味、有香气、咸味适中

一般 8～16 稍有腥味、香气不明显、偏咸

差 0～7 腥味较中、无香气、很咸

1.3.9 水分测定 [19]：

参照GB 5009.3―2008《食品中水分的测定》。

1.3.10 pH值测定[20]：

参照GB/T 9695.5―2008《肉与肉制品pH测定》。

1.3.11 植物乳杆菌发酵鱼肉制品单因素试验

以感官评分和pH值为指标，采用干发酵方式进行发酵。将称取好的去骨、皮的薄鱼片放入烧杯中，基础发酵条件为发酵时间20h、菌种接种质量分数3%、发酵温度35 ℃、白砂糖添加质量分数3%、食盐添加质量分数4%，然后装袋、真空包装和灭菌，待其冷却即可食用。每次取一个变量，控制其他因素不变，分别考察发酵时间、菌种接种质量分数、发酵温度、白砂糖添加质量分数和食盐添加质量分数对发酵鱼制品感官评分和pH值的影响，以确定最佳发酵条件。各因素水平取值见表2。

表 2 单因素试验设计

Table 2 Single factor experimental design

水平 因素

发酵时间/h 菌种接种质量分数/% 发酵温度/℃ 白砂糖添加质量分数/% 食盐添加质量分数/%

1 12 1 25 1 2

2 16 2 30 2 3

3 20 3 35 3 4

4 24 4 40 4 5

5 28 5 45 5 6

1.3.12 植物乳杆菌发酵鱼肉制品正交试验

在单因素试验的基础上，选取4个因素，以感官评价为指标，对其进行L9（34）正交试验，确定最佳工艺配方。

2 结果与分析

2.1 植物乳杆菌生长曲线和产酸曲线

图 1 植物乳杆菌的生长曲线及产酸曲线

Fig.1 Growth curve and acid production curve of Lactobacillus plantarum

由图1可知，植物乳杆菌在35 ℃条件下培养，0～6 h为菌种的延滞期，该期菌体增大，代谢活跃；6～18 h为菌种的对数期，该期生长迅速，达到顶峰状态；18～45 h为菌种的稳定期，该期菌种繁殖速度渐减，死亡数逐渐增加；45～48 h菌种进入衰亡期，该期细菌形态显著改变，出现衰退型或菌体自溶，难以辨认，生理代谢活动也趋于停滞。

由产酸曲线表明，植物乳杆菌在35 ℃条件下培养，0～9 h pH值迅速下降，菌体产酸速度较快；而9 h后，pH值下降比较缓慢，菌体产酸能力逐渐下降，最终pH值基本达到3.44不变。这是因为随着时间的延长，发酵产物的积聚，菌种生长收到抑制，下降趋势逐渐变缓最终基本趋于不变。

2.2 菌种耐热性

表 3 菌种耐热性的测定结果表

Table 3 Heat resistance of Lactobacillus plantarum

温度/℃ 时间/min 活菌数/（CFU/mL）

对照组 ― 3.12×1011

40 30 3.08×1010

60 30 3.65×108

80 30 1.99×107

100 10 3.4×105

20 9×103

30 0

由表3可知，随着温度增加，菌种的活菌数逐渐下降；在100 ℃时，随着加热时间的延长，菌种的活菌数逐渐下降，直至30min时，活菌数为0。植物乳杆菌在60 ℃以上时，菌种大量死亡，说明植物乳杆菌适合做肉制品发酵剂。

2.3 菌种耐盐性

图 2 不同NaCl质量分数植物乳杆菌的OD600值

Fig.2 Salt resistance of Lactobacillus plantarum

由图2可知，随着NaCl质量分数逐渐增加，OD600值逐渐下降；当NaCl质量分数达到8%时，OD600值基本接近于0。说明植物乳杆菌能够耐受质量分数为6% NaCl溶液，植物乳杆菌可以作为肉制品发酵剂。

2.4 菌悬液的制备

用平板计数法测定出制备的菌悬液中的活菌数为1.7×108 CFU/mL，要想使植物乳杆菌成为发酵鱼制品中的主要菌种，其活菌数必须大于106 CFU/mL，才能使植物乳杆菌竞争过其他杂菌，发挥出主要菌群的优势。

2.5 植物乳杆菌发酵鱼肉制品单因素试验结果

2.5.1 发酵时间对植物乳杆菌发酵鱼肉制品的影响

图 3 发酵时间对发酵鱼制品的感官评分和pH值结果

Fig.3 Effect of fermentation time on sensory evaluation score and pH of fermented fish products

由图3可知，随着发酵时间的延长，pH值迅速下降，由最初5.21降至最终4.42，也就是说菌种在逐渐产酸。当发酵时间过短时，鱼肉变化不大，发酵鱼制品口味不佳；当发酵时间过长时，由于其过度发酵，产生异味，发酵鱼制品风味会受到影响。当发酵时间20h时，发酵鱼制品的感官评分最高，因此选择发酵时间为20 h，此时pH 4.62。

2.5.2 菌种接种质量分数对植物乳杆菌发酵鱼肉制品的影响

图 4 菌种接种质量分数对发酵鱼制品的感官评分和pH值结果

Fig.4 Effect of fermentation addition on sensory score and pH of fermented fish products

由图4可知，随着菌种接种质量分数的增加，pH值呈先迅速后缓慢的下降趋势。当菌种接种质量分数过少时，发酵不完全，发酵鱼制品口味不佳；当菌种接种质量分数过多时，由于其过度发酵，产生异味，发酵鱼制品风味会受到影响，且鱼表面颜色变暗。当菌种接种质量分数为3%时，发酵鱼制品的感官评分最高，所以选择菌种接种质量分数为3%，此时pH4.55。韩姣姣[15]研究泡菜中植物乳杆菌发酵草鱼的最佳发酵工艺条件是接种质量分数6%，所以相对于草鱼来说鲤鱼的接种质量分数较少，因此发酵鲤鱼发酵草鱼更适合工业生产，发酵鲤鱼要优于发酵草鱼。

2.5.3 发酵温度对植物乳杆菌发酵鱼肉制品的影响

图 5 发酵温度对发酵鱼制品的感官评分和pH值结果

Fig.5 Effect of fermented temperature on sensory score and pH of fermented fish products

由图5可知，随着温度的升高，pH值的下降也在不断加快。当发酵温度过低时，发酵鱼制品酸味较弱，鱼肉弹性较差，色泽暗淡，发酵不完全，发酵鱼制品口味不佳；当发酵温度过高时，发酵鱼制品酸味过重，鱼肉韧性较差，色泽灰暗，由于其过度发酵，产生异味，发酵鱼制品风味会受到影响。当发酵温度为35 ℃时，发酵鱼制品的感官评分最高，所以选择发酵温度为35 ℃，此时pH 4.51。

2.5.4 白砂糖添加质量分数对植物乳杆菌发酵鱼肉制品的影响

图 6 白砂糖添加质量分数对发酵鱼制品的感官评分和pH值结果

Fig.6 Effect of sugar addition on sensory score and pH of fermented fish products

由图6可知，在白砂糖添加质量分数为1%～4%时，pH值下降比较迅速，而当白砂糖添加质量分数为4%～5%时，pH值下降比较缓慢。当白砂糖添加质量分数过低时，发酵鱼制品酸味较弱，鱼肉弹性较差，有点光泽，发酵鱼制品口味不佳；当白砂糖添加质量分数过高时，发酵鱼制品酸味较浓，鱼肉韧性过大，色泽良好，发酵鱼制品风味会受到影响。当白砂糖添加质量分数为3%时，发酵鱼制品的感官评分最高，所以选择白砂糖添加质量分数为3%，此时pH 4.49。

2.5.5 食盐添加质量分数对植物乳杆菌发酵鱼肉制品的影响

图 7 食盐添加质量分数对发酵鱼制品的感官评分和pH值结果

Fig.7 Effect of salt addition on sensory score and pH of fermented fish products

由图7可知，随着食盐添加质量分数的增加，pH值下降速度逐渐减慢，最终pH值增高。由于食盐能降低肉的水分活度，影响微生物的渗透压，抑制其生长繁殖[21]。当食盐添加质量分数过低时，发酵鱼制品酸味过重、鱼肉弹性较好、有光泽、发酵鱼制品口味不佳；当食盐添加质量分数过高时，发酵鱼制品酸味较弱、鱼肉韧性较好、有光泽、发酵鱼制品风味会受到影响。当食盐添加质量分数为4%时，发酵鱼制品的感官评分最高，所以选择食盐添加质量分数为4%，此时pH值为4.54。

2.6 植物乳杆菌发酵鱼肉制品正交试验结果

表 4 正交试验设计及结果

Table 4 The testing program and results

试验号 A白砂糖添加

质量分数/% B食盐添加

质量分数/% C菌种接种

质量分数/% D发酵

时间/h 感官

评分

1 ―1（2） ―1（3） ―1（2） ―1（16） 74.6

2 ―1 0（4） 0（3） 0（20） 89.3

3 ―1 1（5） 1（4） 1（24） 83.1

4 0（3） ―1 0 1 91.4

5 0 0 1 ―1 77.8

6 0 1 ―1 0 70.2

7 1（4） ―1 1 0 72.5

8 1 0 ―1 1 85.2

9 1 1 0 ―1 80.3

K1 247.0 238.5 230.0 232.7

K2 239.4 252.3 261.0 232.0

K3 238.0 233.6 233.4 259.7

k1 82.33 79.50 76.67 77.57

k2 79.80 84.10 87.00 77.33

k3 79.33 77.87 77.80 86.57

R 3.00 6.23 10.33 9.24

优水平 A1 B2 C2 D3

由表4可知，各因素对感官评分影响的大小顺序为：C＞D＞B＞A，即菌种接种质量分数影响最大，其次为发酵时间、然后是食盐添加质量分数、白砂糖添加质量分数影响最小。最佳组合为A1B2C2D3，即白砂糖添加质量分数2%、食盐添加质量分数4%、菌种接种质量分数3%、发酵时间24 h为最佳组合。这个组合并不在9次试验中，所以对其进行验证，结果显示，在最佳组合条件下，感官评分为95分，得分最高。

2.7 成品测定指标

测定用最佳工艺参数制作而成的成品，水分含量57.35%，pH4.60。得出的发酵鱼产品指标符合食品安全地方标准发酵肉制品的要求，无致病菌检出，口味独特。

3 结 论

植物乳杆菌具有很好的产酸能力，最适生长温度为35 ℃，18 h进入稳定期。通过单因素试验和正交试验得出最优工艺参数为白沙糖添加质量分数2%、盐添加质量分数4%、菌种接种质量分数3%、发酵时间24 h，将它们放入100mL鱼汤中，进行发酵，发酵结束后，将鱼汤倒出，再装袋、密封，121 ℃灭菌30min，冷却至室温即可食用。在此条件下制成的发酵鱼制品表面有光泽、酸味适中、肉质弹性好、韧性好。

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第14篇

关键词 低聚糖；发酵乳；人工胃液；贮藏期

中图分类号 Q935 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）04-0287-02

Study on the Influence of Oligose with Lactobacillus plantarum XC-10 Filling for Fermented Milk Production

YANG Yu 1 LI Jing-ya 1 LIU Xiao-tao 2 JIN Zhi-hua 1 JIN Qing-chao 1

（1 School of Biotechnology and Chemical Engineering，Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo Zhejiang 315100； 2 Ningbo Dairy Group）

Abstract This paper studied the effects of oligose with Lactobacillus plantarum XC-10 filling for fermented milk production. The results showed that the viable count of XC-10 reached 3.4×109 CFU/g，1.9 times for the same concentration of glucose with 1.2%～1.6% oligosaccharide；Oligose had a protective effect on the growth of XC-10 in 14 d storage period，and the viable count of XC-10 was more than 10% of the control group；Finally，the survival rate in simulated gastric fluid was more than 1.2 times for the control group with 1.2%～1.6% oligose，which showed that oligose had important protective effect of XC-10 in the polar acid feeding environment.

Key words oligose；fermented milk；simulated gastric fluid；storage period

低聚糖（oligosaccharide）又称寡糖，是由2～10个单糖分子脱水缩合而成的碳水化合物，因糖的组成和结构不同而有不同的理化性质和生理功能[1]，具活化肠道内益生菌，促进其生长繁殖，同时抑制肠道致病菌生长[2-4]等作用。2007年1月1日起，由国家发改委国家公众营养与发展中心推出的“食物中加Oligo”项目正式启动，充分表明了国家对低聚糖在食品中发挥功能性的重视。

植物乳杆菌属于乳杆菌科中的乳杆菌属，属于同型发酵乳酸菌[5]，常见于奶油、肉类及许多蔬菜发酵制品中，能通过胃并定植于肠道发挥有益作用，可抑制病原菌生长、调节肠道微生态、降低血清胆固醇等，近几年的研究热点集中于炎症性胃肠病、过敏、外科感染、抗生素相关腹泻、妇科感染、粘膜免疫、癌症以及肥胖等相关症状[6]。

近年有研究发现低聚糖可促进乳杆菌的增殖[7]，如能将低聚糖与乳酸菌进行有机结合，并应用于发酵乳生产，就可达到既保留发酵乳的营养价值和风味，也能强化低聚糖的益生功能。该文旨在通过研究低聚糖对适合发酵乳生产的植物乳杆菌的作用，主要是活菌数的影响，以期能提高发酵乳生产中乳酸菌的活菌数，为乳酸菌更好地发挥保健作用提供实验室基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种。植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）XC-10，可用作发酵乳制作，由本实验室于宁波雪菜中分离筛选得到。

1.1.2 培养基及主要试剂。①培养基：GYP培养基[8]；10%脱脂牛奶，115 ℃、10 min灭菌。②低聚糖：低聚果糖（FOS），菊粉（Inulin），低聚半乳糖（GOS），低聚异麦芽糖（IMO），低聚木糖（XOS），木苏糖（Stachyose），均为食品级，纯度为90%左右，购自上海驰为实业有限公司。③人工胃液：胃蛋白酶（Sigma）0.35 g，NaCl 0.2 g，溶于适量蒸馏水，HCl调节pH值至2.0，定容至100 mL，0.22 μm微孔滤膜（Millex-GV）过滤除菌。④其他试剂均为化学纯。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵乳制作。在10%脱脂牛奶中分别加入0.4%、0.8%、1.2%和1.6%上述6种低聚糖，以相应浓度葡萄糖（Glu）为对照组。灭菌后分装待用。将XC-10菌株5%接种至上述复原乳中，42 ℃恒温培养。

1.2.2 样品菌数测定。发酵乳样品在42 ℃培养48 h，依据《食品卫生微生物学检验乳酸菌检验标准（GB/T 4789.35-2010）》，分别测定0、4、8、12、16、24、36、48 h样品中所含活菌总数。

1.2.3 贮藏期样品中菌数测定。将XC-10菌株5%接种在10%脱脂牛奶中，42 ℃培养8 h，样品出现凝乳，在上述发酵乳中添加发酵中对活菌数影响较明显的低聚糖，使其终浓度分别为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，以相应浓度葡萄糖为对照组，4 ℃贮藏，分别于0、3、7、14、21 d测定发酵乳中所含活菌数。

1.2.4 人工胃液中耐酸性测定。将菌株于GYP培养基中37 ℃、培养16 h后，无菌状态下取10 mL菌液，5 000 r/min离心10 min，沉淀于无菌生理盐水洗涤离心2次，加入5 mL人工胃液，并添加发酵中对活菌数影响较明显的低聚糖，使其终浓度分别为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，以相应浓度葡萄糖为对照组，振荡均匀后置于37 ℃恒温水浴，2 h后取样测定剩余活菌数，与无菌生理盐水中对照活菌数相比，得出生存率。

2 结果与分析

2.1 发酵过程中低聚糖对XC-10活菌数的影响

将0.4%、0.8%、1.2%和1.6%的6种低聚糖和葡萄糖分别添加到脱脂牛奶中，42 ℃培养48 h，分别测定0、4、8、12、16、24、36和48 h时样品中所含活菌总数，如图1所示。结果显示，活菌数在8 h前变化不明显，8 h后有显著增加，培养16 h左右，活菌数达到最大；随着糖浓度的增加，活菌数也相应增加，但浓度1.2%和1.6%时活菌数相差不显著，说明低聚糖浓度在此区间对活菌数的增加影响较大。低聚半乳糖和低聚果糖对发酵过程中XC-10的活菌数影响明显，特别是低聚果糖，在浓度为1.2%，培养16 h后时，活菌数达到3.4×109 CFU/g，为对照组活菌数（1.8×109 CFU/g）的1.9倍，低聚麦芽糖和低聚木苏糖对发酵乳也有一定影响，低聚木糖和菊糖对发酵乳无明显影响。

2.2 贮藏期添加低聚糖对XC-10活菌数的影响

由2.1试验结果可知，低聚半乳糖和低聚果糖对发酵过程中XC-10的活菌数影响明显，因此在发酵乳样品中添加上述2种低聚糖，4 ℃贮藏，分别于0、3、7、14和21 d测定发酵乳中所含活菌数，结果如图2所示。可以看出，0～3 d贮藏期中，活菌数出现了较明显的下降，3 d后基本为0 d的1/3左右，3～14 d，活菌数的变化不明显，21 d后样品中活菌数到达较低水平，普遍在0.5×107 CFU/g以下；在3～14 d的贮藏期间内，糖浓度越高，相对活菌数越高，同时，贮藏7 d，浓度1.2%的测定结果表示，低聚果糖组的活菌数为原始的38.17%，低聚半乳糖为34.70%，比对照组的（26.71%）高，由此可知，在一定贮藏期内，低聚糖对XC-10的生长具有保护作用，减缓菌体的死亡，并且低聚糖浓度越高保护作用相对越强。

2.3 添加低聚糖对人工胃液中XC-10活菌数的影响

人体胃液的pH值在2.0～4.0之间，对一般乳酸菌而言是相当苛刻的环境，大部分乳酸菌在通过人体胃部时死亡，该试验为观察在极酸环境下低聚糖对乳酸菌XC-10的保护作用，进行了人工胃液中添加低聚半乳糖和低聚果糖后，XC-10的耐酸性测定，结果如图3所示。结果表明，在人工胃液中含有葡萄糖和低聚糖时，随着糖浓度的增加，XC-10的生存率相应增加，但糖浓度在1.2%～1.6%区间内，生存率

变化不明显；加入低聚糖后XC-10的生存率比加入同样浓度的葡萄糖时有显著提高，1.2%～1.6%区间内，添加低聚果糖和低聚半乳糖试验组的活菌生存率分别达到9.2%和8.8%左右，比添加葡萄糖时（7.5%）1.2倍以上。由此可见，和葡萄糖相比，低聚糖在极酸摄食环境下对XC-10菌株有显著保护作用。

3 结论与讨论

不同种类及浓度的低聚糖对XC-10发酵脱脂牛奶过程中和贮藏期内乳菌落活菌数有不同影响，其中低聚果糖和低聚半乳糖影响最显著，发酵期中能够促进XC-10的生长，在添加1.2%～1.6%低聚果糖的样品中，16 h时XC-10的活菌数可达到3.4×109 CFU/g；在4 ℃贮藏条件下发酵乳中低聚果糖和低聚半乳糖能保护XC-10的存活，减缓其衰亡。在食用时添加低聚糖可保护乳酸菌较顺利通过胃部强酸环境，使到达肠道的活菌数增加。

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第15篇

关键词：食品 发酵 生物技术

生物技术运用于现代食品生产领域，尤其对食品中的发酵过程起到一定的促进推动作用。从生物技术的应用特征来分析，能够利用生物机体、生物系统创造新的品种，有效改善物种的内部结构。正是基于上述认识，很多的食品生产领域越来越重视其在食品发酵过程中不可替代作用。特别在酿造发酵类的食品生产中约占到两成，有效运用现代生产技术，更能够推动食品安全生产。

1、细胞工程技术运用发酵，增加有益菌类

细胞工程技术运用就是在利用细胞分裂重组的作用机理，以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。主要通过对细胞在外力作用的诱导中来生成新的组织，对发酵进行反应。较为常见的是细胞融合技术，其目的是改良微生物发酵菌种，形成新的微生物种群。

在细胞的合成过程中，能够更好形成微生物菌体，产生多样性。细胞融合技术是一种的有效方法,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。像日本味之素公司通过细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交，获得比原产量高出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。从目前使用的发展水平来看，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。新的菌种用于食品的发酵，除了产生有益的微生物细菌外，还能够更好促进发酵过程的优化。

2、基因工程技术运用发酵，改良酵母性能

在食品生产发酵过程中，基因工程技术的运用，能够在通过基因转变和分离组合的条件下，对所需要的基因体进行无性繁殖，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。该技术的运用能够提高酵母的性能。

在运用的过程中，主要有如下的作用：（1）改良面类食品的酵母菌的性能，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。（2）激活酿酒中的酵母，该技术能够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。从运用的实例来看，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。（3）改良乳酸菌发酵剂的性能，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。可通过运用独立复制的转座子和同源部位的重组整合来获取想要的乳酸菌发酵剂。这样的发酵剂，不仅能够使得产生突变的效果，还能够形成较强的稳定性能。

3、酶工程技术运用发酵，催化发酵过程

酶对于食品细胞的激活有着不可替代的重要作用，队生物的催化起到促进推动作用。其主要原理在于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。

在食品的发酵处理过程中，一方面，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、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、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。另一方面，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，就会产生一种馊酸味，影响食品的食用欲望。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10天左右时间。现代一些生产企业发现，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。在使用的过程中，应该注意把握发酵的时机，应该按照规定标准进行严格使用。

正如上所述，在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能，对食品的生产周期、改善性能等都具有积极促进作用。随着这些新技术的不断成熟和广泛运用，更能够减少生产成本，为广大生产企业提高经济效率。

参考文献：

[1]王 岩.浅论现代生物技术在发酵食品生产中的应用[J].中国西部科技，2011年23期。

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[3]肖付才.现代生物技术在食品领域中的应用[J].魅力中国， 2010年09期。