乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用

乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用生命科學(xué)學(xué)院08級(jí)生物工程邢鵬飛20083003摘要：乳酸菌是應(yīng)用于食品工業(yè)的重要菌種，闡述了乳酸菌的基本特征和分類，綜述了其在乳制品、植物蛋白飲料、蔬菜深加工、肉制品生產(chǎn)、食品防腐及保鮮方面的應(yīng)用，并對(duì)乳酸菌的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：乳酸菌，生理功能，應(yīng)用乳酸菌是一類能發(fā)酵利用糖類物質(zhì)而產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌，它是一類對(duì)人體有益的菌群。乳酸菌發(fā)酵能產(chǎn)生大量的有機(jī)酸、醇類及各種氨基酸等代謝物，具有抑制腐敗菌、提高消化率、防癌等生理功效。乳酸菌的應(yīng)用歷史非常悠久，但真正科學(xué)的研究和利用是始于19世紀(jì)中葉。如今，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到乳酸菌的生理功能，乳酸菌發(fā)酵在食品加工中得到了廣泛的應(yīng)用。一、 乳酸菌的種類乳酸菌從形態(tài)上分類主要有球狀和桿狀兩大類。按照生化分類法，乳酸菌可分為乳稈菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬5個(gè)屬，每個(gè)屬又有很多菌種，某些菌種還包括數(shù)個(gè)亞種。乳桿菌屬的乳酸菌一般呈細(xì)長的稈狀，大多為鏈狀排列。在發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用的主要有:同型發(fā)酵乳稈菌，如德氏乳桿菌、保加利亞乳桿菌、瑞士乳稈菌、嗜酸乳稈菌和干酪乳桿菌；異型發(fā)酵乳桿菌，如短乳稈菌和發(fā)酵乳桿菌。鏈球菌屬乳酸菌一般呈短鏈或長鏈狀排列，為無芽孢的革蘭氏陽性菌，兼性厭氧。生產(chǎn)中常用的主要有：乳酸鏈球菌、丁二酮乳酸鏈球菌、乳酪鏈球菌和嗜熱乳鏈球菌等。明串珠菌屬大多呈圓形或卵圓形的鏈狀排列，常存在于水果和蔬菜中，能在高濃度的含糖食品中生長［1］。二、 乳酸菌的生理功能2.1營養(yǎng)作用食品原料經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，能使蛋白質(zhì)、脂肪和糖類分解為人體更易吸收的預(yù)消化狀態(tài)，同時(shí)還能增加可溶性鈣、磷、鐵和某些B族維生素的含量，提高它的消化吸收性能和營養(yǎng)價(jià)值。2.2增強(qiáng)免疫力乳酸菌能夠增強(qiáng)免疫力，表現(xiàn)在兩方面：一是影響非特異性免疫應(yīng)答，增強(qiáng)單核吞噬細(xì)胞、多形核白細(xì)胞的活力，刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子的分泌；二是刺激特異性免疫應(yīng)答，如加強(qiáng)黏膜表面和血清中IgA、IgM、IgG水平，促進(jìn)T、B淋巴細(xì)胞的增殖，加強(qiáng)機(jī)體的免疫力［2］。2.3改善血脂目前對(duì)乳酸菌對(duì)血脂影響的研究還不很成熟，但大量動(dòng)物試驗(yàn)表明，乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)酸、特殊酶系、細(xì)菌表面的成分以及乳酸在體內(nèi)的代謝能改善血脂。有機(jī)酸中的醋酸鹽、丙酸鹽和乳酸鹽可對(duì)脂肪的代謝進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)降低血漿TC（總膽固醇）和LDL（甘油三脂），升高高密度脂蛋白HDL起著一定的作用［3］。2.4抗菌和整腸作用乳酸菌進(jìn)入人體后，就會(huì)在腸道內(nèi)繁殖，產(chǎn)生乳酸、乙酸和一些抗菌物質(zhì)，使腸道的pH值和氧化還原電位降低，從而能抑制致病菌和有害于人體健康菌的生長繁殖，可起到抗菌防病的作用。同時(shí)，乳酸菌的大量生長繁殖也維持了腸道菌群的平衡，起到了整腸作用。三、乳酸發(fā)酵在食品加工中的應(yīng)用3.1在乳制品加工中的應(yīng)用乳制品是乳酸菌發(fā)酵應(yīng)用最多，也是最為成熟的領(lǐng)域。主要產(chǎn)品有酸奶、奶油和干酪。3.1.1酸奶的生產(chǎn)酸奶是以鮮牛奶或奶粉為主要原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而制得的產(chǎn)品。原料乳經(jīng)加熱殺菌（一般采用90°C30min）和均質(zhì)后，降低到適宜的溫度，添加糖和穩(wěn)定劑攪拌均勻，接種乳酸菌發(fā)酵劑在適宜的溫度下發(fā)酵。發(fā)酵完畢后，置于4°C左右的冷庫內(nèi)冷卻成熟，即得成品酸乳。應(yīng)用于酸乳生產(chǎn)的乳酸菌主要屬于乳桿菌屬、鏈球菌屬，此外還有雙歧桿菌屬。3.1.2奶油的生產(chǎn)奶油，是以乳經(jīng)離心分離后所得的稀奶油為主要原料，經(jīng)殺菌、冷卻、成熟、乳酸菌發(fā)酵、攪拌、壓煉而制成的乳制品。奶油按發(fā)酵方法不同，分為天然發(fā)酵奶油和人工發(fā)酵奶油兩類。天然發(fā)酵奶油以乳中原有的微生物為發(fā)酵劑，讓其自然發(fā)酵而成。人工發(fā)酵奶油，系將稀奶油殺菌后，再添加純培養(yǎng)的發(fā)酵劑，使其發(fā)酵而制成。3.1.3十酪的生產(chǎn)干酪是指原料乳經(jīng)殺菌、冷卻后，加入適量的乳酸菌發(fā)酵劑發(fā)酵，使蛋白質(zhì)（主要是酪蛋白）凝固后，排除乳清，將凝塊壓成塊狀而制成的產(chǎn)品。用于生產(chǎn)于酪的乳酸發(fā)酵劑，隨干酪種類而異。3.2在植物蛋白飲料加工中的應(yīng)用目前主要用于生產(chǎn)酸豆奶和花生乳酸發(fā)酵酸奶。由于牛奶資源有限，酸奶的成本較高，而酸豆奶和花生乳酸發(fā)酵酸奶可以作為酸奶的替代品為人們提供大量的優(yōu)質(zhì)蛋白，因此，開發(fā)酸豆奶和花生乳酸發(fā)酵酸奶具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和杜會(huì)效益。3.2.1酒精性發(fā)酵乳飲料此種乳飲料的發(fā)酵劑中除以乳酸菌為主外，還有酵母菌。酵母菌本身含有種類齊全的氨基酸，發(fā)酵產(chǎn)生重要的風(fēng)味物質(zhì)，形成特有的酒花香味；同時(shí)酵母菌能夠產(chǎn)生多種水溶性維生素，進(jìn)一步提高了發(fā)酵奶的營養(yǎng)價(jià)值。乳酸菌利用乳糖發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，使發(fā)酵奶的pH有所下降，增加發(fā)酵奶凝固性。牛乳酒是一種新型的發(fā)酵乳飲料，富含營養(yǎng)物質(zhì)，味道獨(dú)特。細(xì)菌混合物發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳，乙醇和芳香性物質(zhì)使牛乳酒具有發(fā)泡和味酸的特點(diǎn)。乳酸在啤酒，啤酒生產(chǎn)過程中的酸化和最終產(chǎn)品的調(diào)節(jié)對(duì)于啤酒的品質(zhì)具有重要作用。從技術(shù)角度來說，在啤酒生產(chǎn)和最終產(chǎn)品中使用一乳酸能夠有效地提高啤酒的感官特性和穩(wěn)定性［4］。3.3在蔬菜深加工中的應(yīng)用乳酸發(fā)酵在蔬菜深加工中的應(yīng)用原來僅限于生產(chǎn)泡酸菜，近年來，隨著食品科學(xué)的發(fā)展，乳酸發(fā)酵也被用于蔬菜乳酸發(fā)酵飲料的生產(chǎn)。在眾多的蔬菜加工方法中，利用乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵方法加工蔬菜在我國已有悠久歷史，而且有廣泛應(yīng)用前景。以往的乳酸菌發(fā)酵都是自然發(fā)酵法，60年代國外開始采用人工接種乳酸菌純培養(yǎng)物，能使乳酸菌在發(fā)酵過程中一開始就占優(yōu)勢，抑制有害菌引起的異常發(fā)酵，從而縮短了發(fā)酵周期，維生素不被破壞，產(chǎn)品風(fēng)味純正，香脆鮮嫩，色澤好，酸度適口，純天然，尤其適合生食。我國的純?nèi)樗峋l(fā)酵工業(yè)起步較晚。目前主要還局限于乳制品發(fā)酵方面，蔬菜乳酸發(fā)酵食品主要是泡菜、酸菜和蔬菜汁飲料，泡菜在南方已形成規(guī)?；a(chǎn)［5］。3.4在肉制品生產(chǎn)中的應(yīng)用3.4.1改善肉制品的色澤和風(fēng)味乳酸菌不僅具有一般微物所產(chǎn)生的有關(guān)酶系，還可產(chǎn)生一些特殊的酶系，可改善產(chǎn)品的風(fēng)味，促進(jìn)發(fā)酵肉制品成熟。此外，發(fā)酵所產(chǎn)生的乳酸不僅使部分肌肉蛋白變性，形成膠狀組織，而且能提高肉制品的硬度、彈性和切片性。3.4.2減少亞峭胺生成，降低葫酸鹽殘留如果在肉制品中加入乳酸桿菌桿菌屬的嗜酸乳桿菌等，可大大降低亞硝酸鹽殘留量，減少生成致癌物質(zhì)一亞硝胺。因此，應(yīng)用少量的亞硝酸鹽作為發(fā)色劑配合乳酸鏈球菌素的防腐作用，可降低亞硝酸鹽用量。3.4.3抑制腐敗菌生長，延長肉品保質(zhì)期由于乳酸菌利用碳水化合物，如葡萄糖等產(chǎn)生大量的乳酸，而這些乳酸在肉及肉制品中可阻止腐敗菌生長，改善組織結(jié)構(gòu)及外觀。利用乳酸與氯化鈉處理鮮肉，可使鮮肉的水分活性降低，從而阻止微生物生長，延長貨架期。如果在乳化型肉制品、熟火腿、烤牛肉類整塊肉制品中添加，可延長產(chǎn)品保質(zhì)期［6］。四、小結(jié)與展望當(dāng)今世界食品發(fā)展的潮流是保健食品，即不僅具有一般食品的色、香、味，而且還具有調(diào)節(jié)人體生理功能的作用。從乳酸菌發(fā)酵食品特點(diǎn)來看，乳酸菌發(fā)酵食品屬于營養(yǎng)保健食品，發(fā)酵乳酸菌食品符合時(shí)代要求。因此，有強(qiáng)大的生命力和廣闊的前景。目前，國內(nèi)對(duì)乳酸菌的應(yīng)用已較全面和廣泛，但仍存在有待發(fā)展的地方。例如，無論從乳酸菌發(fā)酵食品的種類和產(chǎn)量上，還是從乳酸菌發(fā)酵食品的功能和機(jī)理的研究上，與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的距離，許多乳酸菌發(fā)酵制品還沒有形成工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)最大程度利用乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品的優(yōu)勢，研究開發(fā)更多的新型品種，使之投放市場，如大力研究雙歧桿菌發(fā)酵乳制品；大力拓展菌種來源，選育既有優(yōu)良發(fā)酵特性，又有特殊保健功能的優(yōu)良菌種，充分利用我國廣博的菌種資源，利用乳酸菌的多種生理功效，開發(fā)更多的預(yù)防保健制品；重視新型食品的功能評(píng)價(jià)，應(yīng)用高新生物技術(shù)開發(fā)乳酸菌在食品上的使用。參考文獻(xiàn)：張紅印，崔煥成，杜娟，張安讓,尹鄭紅.乳酸菌發(fā)酵在食品加工中的應(yīng)用，鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2000(08):193-195李曉紅.乳酸菌發(fā)酵在乳品加工中的應(yīng)用，農(nóng)村新技術(shù),2010(02):23-