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乳酸菌在食品发酵中的应用综述

发布时间:2019-09-09所属分类:医学职称论文浏览:1

摘 要:随着人们对乳酸菌研究的逐渐深入,其具备的一些生理活性和营养功能得到较大的开发,被人们广泛应用于食品生产加工之中。本文首先对乳酸菌的定义以及分类做简单的概述,然后对乳酸菌在食品发酵中的具体应用展开探讨。 关键词:乳酸菌;食品发酵;应用;综

  摘 要:随着人们对乳酸菌研究的逐渐深入,其具备的一些生理活性和营养功能得到较大的开发,被人们广泛应用于食品生产加工之中。本文首先对乳酸菌的定义以及分类做简单的概述,然后对乳酸菌在食品发酵中的具体应用展开探讨。

  关键词:乳酸菌;食品发酵;应用;综述

乳酸菌在食品发酵中的应用综述

  乳酸菌,一般指能够发酵糖分产生乳酸的细菌,所以又称乳酸细菌。它是微生物“家族”中的重要一员,是许多食品生产时的一种重要菌类。乳酸细菌一般属于非芽孢杆菌,生长适温为30 ℃~40 ℃,所需温度偏低,当高温处理可将其杀灭,生长最适pH为5.5~5.8。乳酸菌一般生长、繁殖于厌氧或微好氧的环境,所以兼有好气或厌气的双重性。其中,好气者多为乳球菌,厌气者多为乳杆菌。乳酸菌是利用糖类经糖发酵解途径生成丙酮酸,再在乳酸脱氢酶催化下还原生成乳酸。

  经大量的实验研究表明,乳酸菌能够起到改善人体胃肠道功能、提高机体免疫能力以及降低血清胆固醇等作 用,对 人 体 健 康 能 够 产 生 较 大 的 帮 助。也因此在当前的社会环境中,乳酸菌得到十分广泛的应用,在生物、食品以及医药等领域都有着较多的应用,与消费者的生活息息相关。本文将对目前乳酸菌在食品、乳 制 品、肉 制 品 和 酒 类 制 品 发 酵 的 应用,以及乳酸菌发酵的研发展前景进行综述,为新型乳酸菌发酵食品的开发提供理论依据。

  1 乳酸菌的分类

  乳酸菌在自然界中十分的常见,其种类较为繁多,其在实际生活中不仅可以作为理想的研究材料,而且还可以应用到医药、食品等领域之中,与人们的生活有着十分密切的联系,表现出巨大的应用价值。但是在其中也有着一些病菌属于人畜的致病菌,对此引起越来越多的人关注。对当前较为常见的乳酸菌进行分类,主 要 可 以 分 为 以 下 五 种 类 型:乳 杆 菌属、链球 菌 属、明 串 珠 菌 属、双 歧 杆 菌 以 及 片 球 菌属[1]。不同菌种之间在形态上有着较大的差 异 性,所能够发挥和起到的效果也存在着较大的差异性,在具体的应用中需要结合实际的情况加以应用,选择适当的乳酸菌才能够起到提升产品质量和营养价值的作用。同时许多的乳酸菌在对低温细菌和腐败菌的抑制上效果十分明显,这也使得在食品生产制作过程中适当的添加乳酸菌,能够起到延长食品变质的作用,这对于食品的长时间保存有着较大的帮助。

  2 乳酸菌在食品发酵中的应用探讨

  2.1 乳酸菌在乳制品发酵中的具体应用

  在当前我国食品市场之中,乳制品发酵中对乳酸菌的应用非常多,主要有酸奶、乳酸饮料、干酪等食品。其中酸奶在制作的过程中主要是将乳酸菌纯种进行培养活化之后制成专门的发酵剂,并将得到的发酵剂加入到经过灭菌处理后的乳制品之中,并使其保持在40℃左右发酵成为成品[2];在干酪的生产制作过程中,首先需要将制作的原料乳做灭菌处理,然后在常温状态下向其中加入适量的乳酸菌,将原料乳之中含有的酪蛋白凝固,接下来将乳清排出,将剩下的凝乳压成块状,制作成为成品。从当前对干酪的生产现状来看,其种类十分繁多,因此在制作时向其中加入的乳酸菌也存在着较大的差异性,需要结合实际制作情况来向其中添加乳酸菌[3]。实质上在当前许多的乳制品发酵中还存在着多种乳酸菌混合使用的情况,在生产加工之前将两种或者多种乳酸菌进行混合培养,然后加入到原料之中进行发酵加工,所获得的乳制品更加具有特色,而且具有更高的营养价值。

  在乳制品中,乳酸菌生成的乳酸和醋酸等可与酵母产生的醇类酯化,形成酯类香味物质。例如利用明串珠菌属和乳杆菌属的部分乳酸菌进行乳酸发酵,能转化糖生成双乙酰、乙酰甲基原醇和3-羟基丁酮等芳香成分;此外,有的乳酸菌可将蛋白质分解成肽和 氨 基 酸,分 解 产 物 可 使 食 品 具 有 独 特 的 风味[4]。乳酸菌还能降解某些原料的异昧,如保 加 利亚乳杆菌在发酵牛奶时,乳酸菌可以除去牛奶的生臭味,并产生微弱的香味,同时,乳中的低聚糖还会在人体肠道内产生一股难闻的怪味,但经嗜热链球菌或保加利亚乳杆菌发酵后,则生成无臭且可口的酸乳酪[5]。乳酸链球菌素在传统上是用来防止干酪由胀气引起的质量缺陷,也被用来抑制 Camembert干酪中 部 分 致 病 菌 如 Listeriamonocytogenesis的生长[6]。

  2.2 乳酸菌在肉制品发酵中的具体应用

  乳酸菌在实际生活中也可以作为一种添加剂或者腌制剂应用于肉制品之中,例如当前人们十分热爱的香肠、火腿等肉制食品中就将乳酸菌作为腌制剂使用到其中,又如在午餐肉、火腿肠、烤肠等食品之中则将乳酸菌作为食品添加剂添加于其中,促进食品口感上的提升[7]。实质上将乳酸菌应用到肉制品之中,能够较好的改善肉制品的外观,同时能够有效抑制其中腐败细菌的生长,促进肉制品保质期限的延长,除此之外还具有降低亚硝酸盐的生成,降低肉制品中亚硝酸盐含量的作用,对提升肉制品的整体质量有着非常大的帮助。

  在肉制品的安全方面,在数百种细菌素中,乳酸链球菌素(nisin)是唯一许可用于肉类和肉类产品的乳酸菌细菌素,此外片球菌素(pediocin)也逐渐被广泛研究应用于肉制品防腐中。nisin在酸 性 环 境下能有效控制肉毒梭菌的生长,添加一定量的nisin到火腿和香肠中,还可以有效减少化学发色剂的使用量,降低亚硝酸盐的残留,减少亚硝胺的形成,提高肉制品安全性[8]。另外,在肉制品的保鲜方面,可以将乳酸菌肉品保鲜技术应用其中。这种方式不但实用而且能够达到很好的保鲜效果。具体做法是将乳酸链球菌 钛 应 用 到 保 鲜 当 中 去,例 如:猪 肉 的 保鲜、牛肉的保鲜等。经过大量的实践证明,乳酸链球菌在肉品当中的应用不但能够起到保鲜的作用,还有防腐的作用,一举两得[9]。

  2.3 乳酸菌在果蔬制品发酵中的具体应用

  在果蔬制品发酵中也常常应用到乳酸菌,如当前人们经常食用的泡菜、酸菜便是应用乳酸菌进行的发酵。泡菜中的乳酸发酵多为异型发酵,产生乳酸的同时还伴随产生醋酸、丙酸等有机酸,这些有机酸是构成泡菜风味的重要酸类。同时乳酸菌发酵中产生的2-庚酮、2-壬酮可以赋予产品爽口、清香的口感。产生的双乙酰使泡菜有奶油香味,低级脂肪酸有水果香味。这些物质都使泡菜具有了独特的风味[10]。在人体食用乳酸菌发酵泡菜之后,能够对人体的肠道蠕动产生帮助,避免患者出现便秘的情况,另外其还可起到降低机体血脂含量的目的,能够在一定程度上提升人体的免疫力。而在当前的市场之中也出现了利用乳酸菌发酵果蔬制作成的果蔬饮品,不仅让果蔬制品的保存时间延长,而且在营养价值上也显得更加的丰富,深受当前人们的喜爱[11]。

  传统的蔬菜加工主要利用低浓度氯化钠溶液制作,发酵后,氯化钠溶液中原本的乳酸菌转化为正型乳酸菌,而加工人员利用肠膜明串珠菌和植物乳杆菌与白菜和包心菜混合到一起,在发酵过程中逐渐变酸。这种方式的优势在于不会产生二氧化碳等气体。另一种是在蔬菜乳酸饮料中的应用。蔬菜乳酸饮料大多以马铃薯和山芋为主要蔬菜原料。将蔬菜清洗后,工作人员会将保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和蔬菜混合到一起,经过乳酸菌发酵,最后成为乳酸饮料。这种乳酸菌的应用提升了蔬菜本身营养价值,同时也满足消费者对于食品口感的追求[12]。

  2.4 乳酸菌在谷物制品和豆类制品发酵中的具体应用

  豆类作物在经过相应的乳酸菌发酵之后也可以制作成为营养丰富的食品,当前应用得较为广泛的豆类作为有 黄 豆、绿 豆 等,将其经过特殊的处理之后,利用乳酸菌进行发酵,能够制作成为乳酸发酵饮料,不仅口感更优,营养价值也得到较大的提升。同时乳酸菌在谷物制品中 也有着较为广泛的应用。如:将乳酸菌与酵母菌以1∶2的配比发酵6h可制成共生发酵面包[5];利用乳酸菌发酵豆乳制成的酸豆奶,清除了豆腥味,减少了胀气成分的含量,可调节肠胃功能。以大豆为原料,利用乳酸菌发酵豆浆可制作豆酪。另外,还有玉米花生发酵酸奶、麦麸乳酸饮料、牛奶黑米酸奶都是谷物经乳酸菌发酵制得,其营养价值和消化率大大提高[13]。

  经乳酸发酵的谷物(小麦、大麦、稻米、小米、玉米等),赖氨酸、色氨酸、硫胺素、核黄素、钙和铁等的含量增加,营养价值和消化率大大提高。主要制品有酸面包、谷物乳酸发酵饮料、乳酸发酵糕点等[14]。

  2.5 乳酸菌在酒类制品发酵中的具体应用

  在酒类发酵中,乳酸菌的应用也是非常常见,如在白酒生产中,乳酸菌常栖息在大曲、窖泥、黄水、酒醅或出窖的 糟 醅 之 中[15]。其代谢产生的乳酸是构成白酒风味 的 主 要 物 质,並对酒精有些掩盖作用。在酒中可起到调和酒味的缓冲功能,並可与多种成分亲合,使酒体协调而减少烈性。但乳酸在白酒中的含量与酒的品质似有一定关系[16]。如:当白酒中的乳酸含量 较 低 时,往往可调节酒味,饮 后 有 爽 快感。当乳酸的含量适当时,一般可赋予酒体良好的风味,有醇和浓厚感;乳酸含量过高时,会使酒带酸涩味,並影响到酒的回甜感[8]。乳酸还是乳酸 乙 酯的前体物质,后者是白酒中四大主要酯类之一,对白酒的质量影响很大,乳酸乙酯在白酒中的浓度适当时(比如在100~190mg/100mL)往往呈现糟香气味,口味绵软柔和,并有浓甜感;如含量过少时,往往酒味欠浓厚,酒体欠完整;如含量过多时,则酒带苦涩,有粗糙感,香气受抑而显闷甜感[17]。

  啤酒方面,乳酸菌产乳酸可用来软化麦芽和酸化麦汁。酸化麦汁是将麦芽汇总的或其他来源的乳酸菌接种到未加酒花的麦汁中,在适宜条件下发酵制成的乳酸培养液,再用培养液浸泡绿麦芽或干麦芽后干燥,最后利用酸麦芽在糖化投料中的配比使用,而使麦汁和醪液的特性与组成得以改善;酸化麦汁则是将乳酸培养液直接加入醪液与煮沸麦汁中进行酸化处理,经过乳酸酸化处理的啤酒具有较浅色度,较多的含氮物质和适宜的多酚,并具有较高的抗氧化性,并且是啤酒口味柔和并具有杀口感[18]。

  而在新葡萄酒的贮存过程中,由 于 明 串 珠 菌(Leuconostocoenos)等乳 酸 菌 的 生 长 繁 殖,使 葡 萄酒中主要酸之一的苹果酸发生脱羧基作用,生成乳酸,因而称为苹果酸—乳酸发酵[10]。这种发酵可降低葡萄酒的酸度,特别是在低温地区酿制葡萄酒,这种发酵更为必要;同时,经过苹果酸—乳酸发酵,可降低葡萄酒的酸涩和粗糙感,果香和酒香显著提高,酒的滋味更协调、柔和,使葡萄酒风味更好[19]。

  3 结语

  综上所述,随着当前人们对乳酸菌研究的逐渐深入,乳酸菌在食品发酵中的应用也将会变得更加的广泛,也必然会带给人们更加丰富的食品类型,提供更加具有营养价值的食物。例如:如利用乳酸菌发酵产品的优势,研究开发更多的新型品种;拓展乳酸菌种来源,将发酵性能优良并具有特殊保健功能的益生乳酸菌种应用到食品中。随着分子生物技术和现代微生物技术的发展,利用其鉴定、检测乳酸菌的质量,确保乳酸菌在食品中的安全性还有待进一步深入研究。

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