導(dǎo)語：如何才能寫好一篇乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

它研究的范疇是，大規(guī)模的研究蛋白質(zhì)的一些特征，比如蛋白質(zhì)的表達水平、轉(zhuǎn)譯后的修改、蛋白之間的相互作用等，從而得到在蛋白質(zhì)度量上得到關(guān)于疾病的產(chǎn)生、細胞新陳代謝等發(fā)生過程的整體認識。

乳酸菌屬于革蘭氏陽性桿菌或球菌可以產(chǎn)生乳酸、現(xiàn)如今乳酸菌可以應(yīng)用于乳制品、蔬菜及肉類制品的生產(chǎn)中，而且在工業(yè)及醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。

研究數(shù)據(jù)表明，來自外界的不同環(huán)境會誘使乳酸菌產(chǎn)生不同的應(yīng)激反應(yīng)，比方說在生產(chǎn)及保存的時候存在的酸脅迫、滲透壓脅迫和冷脅迫等，會誘使各種不同類型及數(shù)量的蛋白質(zhì)表達產(chǎn)生變化。

而通過蛋白質(zhì)組學(xué)研究乳酸菌在不同誘因的條件下蛋白質(zhì)表達的連續(xù)性變化，可以弄清楚乳酸菌應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)的運作機制，從而對選種培育和改造菌種提供幫助，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀

乳酸菌（LAB），其產(chǎn)生乳酸作為其發(fā)酵代謝的主要終產(chǎn)物。它們在食物和飼料添加和保存中起著重要作用，無論是作為天然微生物群還是作為受控條件下添加的起始種植物。除了它們的技術(shù)作用外，乳酸菌可以通過抑制油脂和致病菌的生長來延長食物的壽命，乳酸菌及其食品被認為具有多種重要的營養(yǎng)和治療效果，并且在人體中具有許多健康促進作用或益生菌作用。乳酸菌會對食品和食品相關(guān)行業(yè)的有益貢獻是相當(dāng)大的。

由于乳酸菌具有很大經(jīng)濟價值，所以人們對乳酸菌的興趣日益增加，使得他們的合理使用受到關(guān)注。與基因組研究相比，蛋白質(zhì)表達水平的研究提供了詳細的信息，如蛋白質(zhì)豐度和翻譯后修飾的信息。蛋白質(zhì)組學(xué)被定義為在特定條件下在給定時間在細胞或任何生物樣品中表達的先前蛋白質(zhì)補體的分析。乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)是研究細菌對各種環(huán)境脅迫條件的生理反應(yīng)的強大工具。更好地了解應(yīng)力抵抗的機制及適應(yīng)性反應(yīng)和交叉保護的基礎(chǔ)的了解，并使其開發(fā)合理化，以便為工業(yè)過程制備乳酸菌。現(xiàn)如今，

乳酸菌蛋白質(zhì)組的獲取主要通過二維電泳（2-DE）分析技術(shù)，通過等電聚焦電泳（第一維電泳）和SDS-PAGE電泳（第二維電泳）將乳酸菌中幾百種不同的蛋白質(zhì)在凝膠上分離出來，進過一定的技術(shù)，組成二維電泳（2-DE）的圖譜。接著對比二維電泳圖譜尋找不同的差異蛋白，找到后進行鑒定，明確了解影響微生物活動的蛋白質(zhì)，進而知道微生物基因組功能機制，故而蛋白質(zhì)組學(xué)對基因組學(xué)起到一種互相補充的作用，對研究觀察不用的條件下微生物基因組表達的蛋白質(zhì)的功能表現(xiàn)起到了很良好的作用。

乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)在食品營養(yǎng)學(xué)中的應(yīng)用

在過去的幾十年中，蛋白質(zhì)組學(xué)方法的持續(xù)快速演變?yōu)槭澄镅苌鞍踪|(zhì)的表征提供了有效的平臺。食品營養(yǎng)學(xué)中營養(yǎng)一般是指膳食營養(yǎng)，對其的攝取過少或者不均衡都會危害一個人的健康，并且某些食物中的某些抗營養(yǎng)因子、過敏因子（如轉(zhuǎn)基因食品過敏原）和有毒物質(zhì)也是不利健康。

食品營養(yǎng)學(xué)是觀察食品中的營養(yǎng)因子在人體內(nèi)通過攝取而后消化、吸收，并轉(zhuǎn)運，最后代謝和排泄規(guī)律及對其過程進行控制，達到改善目的的科學(xué)。

因此，目前中國對于食物的膳食營養(yǎng)問題非常的關(guān)注，技術(shù)及市場的前景廣闊。所以蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的普遍應(yīng)用使得營養(yǎng)學(xué)得到了良好的發(fā)展，比如食物的蛋白質(zhì)的組成及其生物活性成分的觀察和食品安全的監(jiān)督，食物體液蛋白質(zhì)的特征和相關(guān)信息的鑒定，還有蛋白質(zhì)在營養(yǎng)素的吸收代謝之中的調(diào)節(jié)作用，還有在營養(yǎng)物質(zhì)在成長、生育、抗病及維持身體平衡之中蛋白質(zhì)所起的作用，和相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的單位需要的研究等等。

食品營養(yǎng)中乳酸菌蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用，主要是對食物中蛋白質(zhì)的組成及其生物活性成分的分析、安全檢測、膳食營養(yǎng)素對人體新陳代謝的影響等方面。

目前，乳酸菌菌株的蛋白質(zhì)組學(xué)研究主要集中在菌株的定位和特別是各種環(huán)境條件或脅迫誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成測定中。這些方法相互補充，為食品工業(yè)，人體健康和與細菌病原體的斗爭中使用細菌提供新的見解。

通過蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)進行的對不同環(huán)境中誘使乳酸菌進行差異化表達蛋白質(zhì)的研究，顯示了乳酸菌反應(yīng)不同環(huán)境下的應(yīng)激特點，及不同蛋白質(zhì)對于相關(guān)代謝方式的調(diào)控，提升了在脅迫環(huán)境時的生存力也保存了它的生物活性。

篇2

關(guān)鍵詞 蘋果汁 梨汁 固定化 乳酸菌 發(fā)酵

中圖分類號：TS255.47 文獻標識碼：A

煙臺蘋果，外形美觀，纖維少而質(zhì)地細，口感佳，香氣宜人。煙臺的萊陽梨果皮有褐色斑點，去皮后其果肉白色細嫩，口感極佳，有獨特香氣。新型的乳酸菌發(fā)酵復(fù)合飲料，即突出了復(fù)合果汁的風(fēng)味和口感，又增加其營養(yǎng)價值，在一定程度上亦增加了果汁的保質(zhì)期。固定化乳酸菌發(fā)酵可以節(jié)約菌種，縮短發(fā)酵周期，降低分離成本。

本文旨在初步研究固定化乳酸菌發(fā)酵蘋果汁梨汁復(fù)合飲料的工藝條件。以蘋果汁、梨汁為主要實驗原料，用等比例的抗壞血酸和檸檬酸的混合溶液進行護色，包埋載體選用食品級海藻酸鈉，菌種是伊利味濃原味杯酸，利用海藻酸鈉在氯化鈣溶液中的凝聚作用制成固定化膠珠。通過前期單因素實驗結(jié)果，選取典型因素，進行正交實驗，從而確定蘋果汁梨汁的最佳發(fā)酵工藝條件。

1材料與方法

1.1材料與儀器

蘋果（產(chǎn)地：煙臺棲霞）、梨（產(chǎn)地：煙臺萊陽）、食品級海藻酸鈉、無水氯化鈣、白砂糖、伊利味濃原味杯酸、抗壞血酸、一水檸檬酸等。

生化培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司）、榨汁機（美的WJE25G16榨汁機）等。

1.2方法

1.2.1工藝流程

蘋果、梨清洗切片榨汁過濾護色滅菌接種（固定化）發(fā)酵分離膠珠冷藏裝瓶成品檢測。

1.2.2操作要點

（1）護色

綜合預(yù)實驗結(jié)果，將榨出的果汁放在95℃的熱水中處理1.5 min后，配制1 g/100 mL 的抗壞血酸和檸檬酸的混合溶液（比例為1∶1），量取等量的50 mL蘋果汁、梨汁的混合液，將熱燙后的果汁在混合溶液中浸泡30 min，護色。

（2）固定化菌種

取0.75 g海藻酸鈉溶解在25 mL純凈水中，充分溶脹，自然冷卻。取10 mL酸奶置入20 mL無菌水，攪勻。移取菌種至冷卻的海藻酸鈉溶液中，充分混勻。將包埋的菌種用注射器滴入氯化鈣溶液（2.2 g無水氯化鈣溶于200 mL蒸餾水）中，攪拌，并凝固膠珠30 min，紗布過濾，用無菌生理鹽水除去多余鈣離子和未固定化的細胞。

2結(jié)果與討論

在實驗室前期單因素實驗基礎(chǔ)上，選擇蘋果汁梨汁配比（A）、接種量（B）、發(fā)酵時間（C）、l酵溫度（D）為因素，進行L9（34）正交實驗，實驗結(jié)果如表1所示。

通過對正交實驗結(jié)果的極差分析，對發(fā)酵結(jié)果影響最大的是蘋果汁與梨汁的比例，其次是發(fā)酵時間和接種量，發(fā)酵溫度對飲料的影響相對較?。徽粚嶒灲Y(jié)果表明，制備發(fā)酵飲料的最佳工藝條件為A1B2C3D2，即蘋果汁與梨汁比例為4∶6、固定化乳酸菌接種量為6g、發(fā)酵時間為11h、發(fā)酵溫度為40℃。

在正交實驗結(jié)束后，過濾出膠珠，重新接入混合果汁，進行連續(xù)發(fā)酵實驗。在連續(xù)7次實驗結(jié)束后，飲料pH值逐漸升高，說明飲料的酸度下降，乳酸發(fā)酵能力逐漸下降。但是膠珠能夠保持較好的完整性，沒有出現(xiàn)破裂的情況。連續(xù)發(fā)酵實驗表明固定化膠珠可以實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，在實際應(yīng)用中具有較大的價值。

參考文獻

[1] 陳勝慧子，侯旭杰.紅棗紅茶菌發(fā)酵飲料的研制[J].飲料工業(yè)， 2012（9）：25-28.

篇3

關(guān)鍵詞:細菌素;抑菌機理;食品工業(yè)

1細菌素與抗生素的區(qū)別

細菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生長,兩者的區(qū)別主要基于它們合成、作用方式、抗菌譜及毒理、抗藥性機制之間的不同。1981年Hurst指出,既然細菌素不用于醫(yī)學(xué),可以將其稱為“生物學(xué)食品防腐劑”。

細菌素通常是通過核糖體來合成,是真正的蛋白質(zhì)類物質(zhì);而抗生素是通過酶促反應(yīng)將初級代謝物轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性的二級代謝物,諸如短桿菌肽S等,通過酶促反應(yīng)把氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物。細菌素與抗生素的根本差別是:大部分細菌素只對近緣關(guān)系的細菌有損害作用,而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性,同時也不污染環(huán)境。因此,細菌素的使用,可以部分減少甚至取代抗生素的使用。

2細菌素的抑菌范圍

細菌素通常由革蘭氏陽性菌產(chǎn)生并可以抑制其它的革蘭氏陽性菌,如乳球菌、葡萄桿菌、利斯特氏桿菌等,對大多數(shù)的革蘭氏陰性菌、真菌等沒有抑制作用。對于第一類細菌素可以抑制許多革蘭氏陽性菌,如Nisin抑制葡萄球菌屬、鏈球菌屬、小球菌屬和乳桿菌屬的某些菌種,抑制大部分梭菌屬和芽孢桿菌屬的孢子;嗜酸乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌產(chǎn)生的細菌素對乳桿菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜熱鏈球菌有抑制作用。

3細菌素的應(yīng)用

3.1細菌素在食品業(yè)的應(yīng)用

細菌素由于無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性,并可以抑制或殺死一些食物腐敗菌,具有一定的熱穩(wěn)定性,易被人體消化道的部分蛋白酶降解,因此不會在體內(nèi)積蓄引起不良反應(yīng),也不會影響抗生素的活性,在食品中易擴散,使用較方便,同時也不污染環(huán)境因而受到食品業(yè)的青睞。作為乳酸菌的產(chǎn)物,Nisin的使用已有了很長的一段歷史。

部分細菌素已廣泛用于肉類工業(yè)、奶制品工業(yè)、釀酒和糧食加工等。在西方,細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的孢子生長,并已成為巴氏滅菌精制奶、糊狀食品最有效的防腐劑。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐敗,延長貨架期。由于Nisin在偏酸性下較穩(wěn)定,且易溶解,所以在酸性罐頭食品中添加比較合適,同時還可降低罐頭的滅菌強度,提高罐頭的品質(zhì)。Nisin在酒精飲料中應(yīng)用也比較廣泛,由于Nisin對酵母菌沒有抑制作用,所以對發(fā)酵沒有任何影響,并可以很好地抑制革蘭氏陽性菌,保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前Nisin在全世界范圍內(nèi)的各種食品中得到了應(yīng)用?，F(xiàn)在許多研究證明,產(chǎn)生細菌素的發(fā)酵劑在發(fā)酵過程中可以防止或抑制不良菌的污染,因而將產(chǎn)細菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加細菌素更好。但細菌素抗菌譜有一定的范圍,為擴大其抑菌范圍,可將幾種細菌素或?qū)⑵渑c其它來自于動植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐劑配合使用,利用它們的協(xié)同作用,增強抑菌范圍及強度,或與部分化學(xué)防腐劑絡(luò)合使用,既可增加抑菌范圍又可減少化學(xué)防腐劑的使用。

3.2細菌素在飼料中的應(yīng)用及展望

細菌素目前廣泛使用于食品中,飼料中應(yīng)用較少。細菌素在飼料中要廣泛使用,必須具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用細菌素PediocinAcH對小鼠和兔分別進行皮下注射、靜脈注射和腹腔注射,在免疫研究時發(fā)現(xiàn),PediocinAcH沒有產(chǎn)生任何不良反應(yīng)和致死作用。細菌素在食品上的直接使用,也說明了細菌素對動物和人類是安全的。

細菌素在飼料中的應(yīng)用可以有兩個方面:1)防止飼料本身被沙門氏菌等致病菌污染;2)作為飼料添加劑,防止致病菌對動物腸道的危害。由于細菌素大多抗菌譜比較窄,因此選擇恰當(dāng)?shù)募毦丶瓤梢苑乐箘游锸苣承┠c道致病菌的危害,而又不至于影響動物腸道其他有益微生物。

產(chǎn)生細菌素的益生菌類乳酸菌,尤其乳桿菌是動物腸道中的優(yōu)勢菌,這些益生菌產(chǎn)生的細菌素可以對宿主動物胃腸道進行生態(tài)調(diào)節(jié)。隨著益生菌在動物諸如豬、狗、牛胃腸疾病防治方面研究的深入,益生菌的作用,已被越來越多的人們所接受。目前美國飼料益生菌銷售額己超過3000萬美元,主要菌種為嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌。但是益生菌的作用效果,并不如預(yù)期的那樣理想,這主要是對益生菌的作用機理還不太清楚,從而在選擇菌種方面存在一定的盲目性。

因為決定腸道優(yōu)勢菌的因素,不僅取決于菌種的產(chǎn)酸能力,而且還與菌種是否產(chǎn)生細菌素等因素有關(guān),尤其與菌種的宿主專一性有很大關(guān)系。研究腸道微生物類群與細菌素的關(guān)系,可以更有效地選擇益生菌菌種,使它們能更好地定植于腸道系統(tǒng)中,發(fā)揮出更多的功效。我國于1994年批準使用的益生菌有6種:芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸桿菌和糞鏈球菌為腸道正常微生物,芽孢仟菌具有較高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,可明顯提高動物生長速度和飼料利用率,于是許多生產(chǎn)廠家將這些菌配合起來進行使用,但是配合以后菌體活性是否受影響卻并沒有作深入研究。據(jù)報道(Rogers,1928),乳酸桿菌產(chǎn)生的細菌素Nisin的抗菌譜中,就包括糞鏈球菌和芽孢桿菌中的一些種,特別是它抑制芽孢的形成,在乳酸桿菌與一些糞鏈球菌和芽抱桿菌聯(lián)合使用時,極有可能產(chǎn)生頡抗作用。因此研究細菌素的作用機理,對研究益生菌之間的關(guān)系也很有幫助。細菌素不僅具有與抗生素飼料添加劑相似的有益作用,而且無毒、無副作用、無殘留、無抗藥性,同時也不污染環(huán)境,所以細菌素將會在飼料中得到廣泛應(yīng)用。

參考資料

篇4

關(guān)鍵詞：固定化微生物 發(fā)酵 果醋

中圖分類號：TS26 文獻標識碼：A 文章編號：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

果醋是利用現(xiàn)代生物技術(shù)釀制成的一種營養(yǎng)豐富、風(fēng)味別致的酸味調(diào)味品，口感呈酸性，在人體代謝后呈堿性，可以中和呈酸性食品，并有利于它保存各種營養(yǎng)素和促進鈣的吸收。蘋果可以調(diào)節(jié)腸胃功能，降低膽固醇，降血壓、防癌、減肥、還可以增強兒童的記憶力，存在有利于兒童生長發(fā)育的細纖維，能增強兒童記憶力的鋅。開發(fā)果醋可以提高水果的使用效率，促進水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，很好地利用了我國的水果資源，同時可以減少糧食的消耗，也豐富了蘋果的加工產(chǎn)品，還能給人們提供集營養(yǎng)、保健、食療為一體的新型飲品。

現(xiàn)在國內(nèi)主要生產(chǎn)果醋的方法是選用試管菌種進行擴培發(fā)酵，進入發(fā)酵期需經(jīng)過前期活化、分離純化、種子培養(yǎng)等步驟，這使得發(fā)酵時間變長[1]。固定化微生物技術(shù)近年來成為了研究的熱點，使得各國學(xué)者競相研究。其產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，易于實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化。固定化微生物技術(shù)對于果醋生產(chǎn)中的應(yīng)用、工業(yè)技術(shù)改造和標準化等有著積極的推動作用。

1 果醋及蘋果醋飲料

果醋的主要原料是果實，其通過醋酸菌發(fā)酵而成，因具有獨特的保健功效，變成近年來發(fā)展較為迅速的產(chǎn)品。果醋含有豐富的營養(yǎng)，能清除自由基，從而平衡人體內(nèi)的酸堿度。蘋果醋具有蘋果的典型風(fēng)味與口感，成本較低，營養(yǎng)價值高，兼有水果和食醋的營養(yǎng)保健功能，是蘋果深加工的一個重要方向。它比食醋的營養(yǎng)更高，風(fēng)味更好，能夠直接飲用。果醋能降低人體內(nèi)多余的膽固醇，因此能達到抗氧化、降低血壓、減輕糖尿病影響、促進人體新陳代謝等作用。

1.1 果醋的功能性

1.1.1 保健作用

維生素C可以促使亞硝胺的分解，避免人體受到侵害。食物中維生素C因果醋的保護而不被破壞，從而降低體內(nèi)的膽固醇含量，具有降血壓、軟化血管、幫助消化、降血糖、減肥、抑菌等功能。

1.1.2 美容作用

導(dǎo)致皮膚細胞衰老的主要因素是因為過氧化脂質(zhì)的含量增加，果醋可以抑制和降低人體衰老過程中過氧化脂質(zhì)的形成[2-3]。

1.1.3 減肥作用

果醋中含有豐富的氨基酸，不但可以加速糖類和蛋白質(zhì)的新陳代謝，同時使人體內(nèi)過多的脂肪轉(zhuǎn)移為體能而被消耗，長期飲用果醋具有減肥療效。

1.1.4 對兒童的營養(yǎng)作用

果醋含有蛋白質(zhì)、氨基酸等人體所需要的其他酸性成分，其中維生素C的含量更是蘋果10倍之多。它可更加有效地提供兒童身體每天所需的大量維生素，促進新陳代謝，促進兒童的正常發(fā)育。同時果醋中的揮發(fā)性物質(zhì)具有刺激大腦神經(jīng)中樞的作用，具有開發(fā)智力的功效。

1.1.5 消除疲勞作用

果醋中含有豐富的有機酸，這些有機酸，促進人體內(nèi)糖代謝，使肌肉中的疲勞物質(zhì)乳酸和丙酮等被分解，能有效維持體內(nèi)的酸堿平衡，從而使得氧代謝順暢，阻止乳酸的沉積，更好地消除疲勞[4]。

1.2 果醋的國內(nèi)外市場分析

研究表明除了其家喻戶曉的抗菌活性作用外，果醋被賦予了眾多涉及健康的優(yōu)點。消費者逐漸認識到果醋對人體的益處，人們將更多關(guān)注放到作為保健品的果醋上。早在20世紀90年代果醋已風(fēng)靡歐美、日本等發(fā)達國家，其果醋產(chǎn)品種類繁多，得到了廣泛的使用。人們對果醋已認識到了它的價值、產(chǎn)品開發(fā)早已很深入，人們已習(xí)慣將果醋作為調(diào)味品[5]。

2 果醋的釀造

果醋的發(fā)酵技術(shù)研究如下所述。

在生理學(xué)上發(fā)酵是指微生物的無氧呼吸和有氧呼吸以外的另一種生物氧化作用。固態(tài)發(fā)酵法[6]、液態(tài)發(fā)酵法[7]以及固定化發(fā)酵法[8]等是現(xiàn)在果醋廣泛采用的發(fā)酵技術(shù)。固態(tài)發(fā)酵法發(fā)酵速度慢，對營養(yǎng)物的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌存在不均勻，發(fā)酵不均勻，且過程控制較困難，但產(chǎn)品風(fēng)味好；液態(tài)發(fā)酵法發(fā)酵成本低，生產(chǎn)周期短，但口感一般。固定化技術(shù)利用微生物的生物轉(zhuǎn)化作用，使底物原料變成所需產(chǎn)品，效率高、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化快，大大縮短了發(fā)酵食品的生長周期，且原料利用率高，生產(chǎn)成本低，保持高效菌種，菌體可重復(fù)使用，抗污染能力強，穩(wěn)定性強，有利于產(chǎn)物分離，易于實現(xiàn)連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，在食品工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景[9]。

3 固定化微生物技術(shù)

固定化微生物技術(shù)是通過將微生物高度密集地固定在選證的載體上，在生物活性適宜保存的條件下使微生物能夠快速、大量增殖的生物技術(shù)。其具有效率高、穩(wěn)定性強、能純化和保持高效菌種的特性，與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比較，避免了生物細胞太小、難與水溶液分離、存在二次污染的問題。因此，固定化微生物技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

3.1 常用的微生物固定化方法

固定化微生物技術(shù)的制備方法有吸附法、包埋法、結(jié)合法和交聯(lián)法。其中，包埋法是最常用的的固定化生物催化劑技術(shù)，因其具有較好的綜合性能、催化活性的保留和存活力高的特性，且在反應(yīng)工程中應(yīng)用廣泛，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日用化工等產(chǎn)品[9-12]。

固定化微生物技術(shù)制備果醋的研究現(xiàn)狀如下。

吳茂玉等[13]對多菌種共固定化活細胞混合發(fā)酵的效果進行了研究，實臉表明，固定化發(fā)酵技術(shù)和傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，口感較好、周期短。黨亞麗等[14]對海藻酸鈉固定化乳酸菌促熟干酪的效果進行了研究。固定化乳酸菌使得比對照組干酪成熟期縮短30 d左右。李西騰[15]采用固定化醋酸菌細胞的方法制備草莓醋，研究表明，在同樣接種量的情況下，由于固定化工藝具有很高的產(chǎn)酸速率，其反應(yīng)速度比傳統(tǒng)工藝快了1.7倍。林海等[16]為了改進海藻酸鈣微珠的性能，采取了3種不同的方法，固定化細胞使得最后木糖醇平均質(zhì)量濃度為43.2 g/L，平均得率為53.8%。固定化微生物較游離微生物的優(yōu)勢之一就是其單位體積內(nèi)菌體濃度更大，因而其發(fā)酵速率更快[19-22]。孫菲菲等[17]采用凝膠包埋法對固定化醋桿菌發(fā)酵芒果醋進行了研究。研究表明固定化方法發(fā)酵芒果醋的產(chǎn)酸率比傳統(tǒng)方法提高83%，說明固定化技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。賀江等[18]采用固定化技術(shù)釀造蘋果醋具有很好的穩(wěn)定性，該研究結(jié)果表明，采用釀酒酵母、產(chǎn)酯酵母和乳酸菌共固定顆粒和醋酸菌釀造蘋果醋共需要7 d時間，產(chǎn)酸速率比李燕等[23]、王云陽等[24]報道的有較大提高。

3.2 固定化微生物技術(shù)在果醋制備中的應(yīng)用前景及展望

采用包埋法將原生質(zhì)體固定可大大提高其穩(wěn)定性。但固定原生質(zhì)體還處于研究之中，未用于生產(chǎn)。隨著固定化微生物技術(shù)的不斷完善和固定化生物反應(yīng)器的不斷研制開發(fā)，在不久的將來，此項技術(shù)將會擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。我國水果資源非常豐富，但是目前主要的經(jīng)濟價值還是依賴于水果本身的價值，深加工技術(shù)落后，因此，解決深加工的問題是當(dāng)務(wù)之急。以水果為原料進行果醋的研制，創(chuàng)新生產(chǎn)加工工藝，利用固定化微生物技術(shù)發(fā)酵制備優(yōu)質(zhì)果醋，不僅提高了水果的營養(yǎng)價值，也為水果的開發(fā)利用提供了新的途徑，未來營養(yǎng)保健的果醋飲品需求量也會隨著人們生活水平的提高與日俱增，具有十分廣闊的市場前景。

參考文獻

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篇5

關(guān)鍵詞：鯉魚；植物乳桿菌；參數(shù)優(yōu)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

中圖分類號：TS251.51 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）01-0012-05

魚類制品具有豐富的營養(yǎng)和良好的風(fēng)味，可為人體提供所需的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素A、B，為大多數(shù)人所喜愛 [1]。然而魚肉干生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生魚腥味，本實驗采用干發(fā)酵法改善真空包裝魚肉干風(fēng)味。發(fā)酵魚制品是指在微生物酶或者微生物代謝產(chǎn)物的作用下，經(jīng)過一系列的反應(yīng)，形成具有風(fēng)味獨特的魚肉制品，并且此方法能延長保藏時間[2]。目前，國內(nèi)外學(xué)者研究臘魚[3]、鹽干帶魚[4]、風(fēng)干武昌魚[5]、Plaa-som[6]、Enam Ne-Setaakye[7]等魚制品的菌相，分析發(fā)現(xiàn)在肉類發(fā)酵和保藏過程中關(guān)鍵菌種是乳酸菌[8]。用乳酸菌發(fā)酵魚制品不僅可以降低pH值、減少腐敗菌和改善魚制品的組織結(jié)構(gòu)[9]，而且有助于發(fā)色，降低亞硝酸鹽殘留量[10]，提高魚制品的營養(yǎng)價值，延長產(chǎn)品貨架期，促進良好風(fēng)味的形成[11]。發(fā)酵肉制品中可以應(yīng)用的乳酸菌有植物乳桿菌、干酪乳桿菌、戊糖片球菌和彎曲乳桿菌等[12-14]。植物乳桿菌是典型的兼性厭氧菌，最佳生長溫度30～35 ℃，耐鹽性能好，能水解各種碳水化合物[15]，因此本實驗采用植物乳桿菌為發(fā)酵菌種，研究真空包裝鯉魚肉干發(fā)酵最優(yōu)工藝參數(shù)，以期為風(fēng)干魚制品生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

植物乳桿菌 哈爾濱商業(yè)大學(xué)實驗室保存；MRS液體培養(yǎng)基、MRS固體培養(yǎng)基[16] 哈爾濱商業(yè)大學(xué)實驗室自配；鯉魚 市售；食鹽 中鹽黑龍江鹽業(yè)集團有限公司；白砂糖 青島惠方糖業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ZHWY-2102C型恒溫培養(yǎng)箱 上海智城分析儀器制造有限公司；SCOUT型電子天平 梅特勒-托利多常州衡器有限公司；721E型紫外可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司；TDL-S-A型臺式離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠；HHS-12型電熱恒溫水浴鍋 上海東星建材試驗設(shè)備有限公司；SYQ-DSX-280B型高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 方法

1.3.1 菌種活化

將斜面上的植物乳桿菌接種于MRS液體培養(yǎng)基中，35 ℃靜置培養(yǎng)24 h，連續(xù)傳代2～3次，使菌種完全活化，然后擴大培養(yǎng)，4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 菌種生長曲線及產(chǎn)酸曲線的測定

將活化好的植物乳桿菌按質(zhì)量分數(shù)2%接種于MRS液體培養(yǎng)基中，35 ℃靜置培養(yǎng)，每隔3 h取樣測定OD600 nm值和pH值。

1.3.3 菌種耐熱性

將10mL活化并且培養(yǎng)到對數(shù)期的植物乳桿菌分別在40、60、80、100 ℃水浴條件下靜置30min，用平板計數(shù)法測定其活菌數(shù)進行對比。

1.3.4 菌種耐鹽性

將活化好的植物乳桿菌按質(zhì)量分數(shù)2%接種于含0%、2%、4%和6% NaCl的MRS液體培養(yǎng)基中，35℃靜置培養(yǎng)48 h，以MRS液體培養(yǎng)基進行空白對照，測定接種的MRS液體培養(yǎng)基的OD600 nm值，以判斷菌種的存活情況。

1.3.5 菌懸液制備

將活化好的植物乳桿菌按質(zhì)量分數(shù)3%接種于100mL MRS液體培養(yǎng)基中，35 ℃靜置培養(yǎng)18 h。將此培養(yǎng)液常溫4000r/min離心10min收集菌體，將收集的菌泥用生理鹽水洗滌2次，再分散于100mL無菌水中制成菌懸液，放在4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆茫闷桨逵嫈?shù)法測定其活菌數(shù)。

1.3.6 平板菌落計數(shù)法

菌落總數(shù)測定，一般將被檢樣品制成幾個不同的10倍遞增稀釋液，然后從每個稀釋液中分別取出1mL置于滅菌平皿中與MRS固體培養(yǎng)基混合，在一定溫度下，培養(yǎng)一定時間后（一般為48 h），記錄每個平皿中形成的菌落數(shù)量，依據(jù)稀釋倍數(shù)，計算出每克（或每毫升）原始樣品中所含細菌菌落總數(shù)[17]。

1.3.7 發(fā)酵工藝

原料魚肉選擇切片去骨、皮加白砂糖、食鹽和接種菌種密封發(fā)酵風(fēng)干真空包裝滅菌冷卻成品

原料魚肉選擇：選擇新鮮鯉魚，將魚鱗、魚內(nèi)臟、血污等去除后，用清水清洗。

去骨：將魚刺及魚骨剔除后，將魚肉切成大約11g左右的薄魚片。盡量確保魚片大小一致、薄厚均勻。

加白砂糖、食鹽和接種菌種：加入白砂糖、食鹽和接種菌種時，要將其均勻涂抹于薄魚片上，以保證發(fā)酵后魚片口感一致，再將薄魚片放入密閉容器中。由于植物乳桿菌為兼性厭氧菌，所以盡量排凈空氣。

滅菌：將包裝及密封好的精魚片放入高壓滅菌鍋中，121 ℃滅菌30min，滅菌時間不宜過短，否則會導(dǎo)致產(chǎn)品不熟及殺菌不徹底；滅菌時間也不宜過長，否則會導(dǎo)致產(chǎn)品變軟和開裂，影響產(chǎn)品風(fēng)味和口感。取出冷卻后，即可食用。

1.3.8 感官評分標準[18]

由10名經(jīng)培訓(xùn)的人員對樣品魚進行感官評分，滿分為100分（表1）。

表 1 感官評分標準

Table 1 Criteria for sense evaluation of fermented fish

項目 偏好 得分 評分標準

口感 好 17～25 酸味適中

一般 8～16 酸味稍重

差 0～7 酸味過重

組織狀態(tài) 好 17～25 質(zhì)地柔軟、有彈性

一般 8～16 質(zhì)地適中、有一定的嚼勁

差 0～7 質(zhì)地堅硬、嚼勁較差

色澤 好 17～25 色澤鮮亮

一般 8～16 有光澤、顏色較暗

差 0～7 無光澤、顏色灰暗

氣味 好 17～25 無任何腥味、有香氣、咸味適中

一般 8～16 稍有腥味、香氣不明顯、偏咸

差 0～7 腥味較中、無香氣、很咸

1.3.9 水分測定 [19]：

參照GB 5009.3―2008《食品中水分的測定》。

1.3.10 pH值測定[20]：

參照GB/T 9695.5―2008《肉與肉制品pH測定》。

1.3.11 植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品單因素試驗

以感官評分和pH值為指標，采用干發(fā)酵方式進行發(fā)酵。將稱取好的去骨、皮的薄魚片放入燒杯中，基礎(chǔ)發(fā)酵條件為發(fā)酵時間20h、菌種接種質(zhì)量分數(shù)3%、發(fā)酵溫度35 ℃、白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)3%、食鹽添加質(zhì)量分數(shù)4%，然后裝袋、真空包裝和滅菌，待其冷卻即可食用。每次取一個變量，控制其他因素不變，分別考察發(fā)酵時間、菌種接種質(zhì)量分數(shù)、發(fā)酵溫度、白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)和食鹽添加質(zhì)量分數(shù)對發(fā)酵魚制品感官評分和pH值的影響，以確定最佳發(fā)酵條件。各因素水平取值見表2。

表 2 單因素試驗設(shè)計

Table 2 Single factor experimental design

水平 因素

發(fā)酵時間/h 菌種接種質(zhì)量分數(shù)/% 發(fā)酵溫度/℃ 白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)/% 食鹽添加質(zhì)量分數(shù)/%

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 植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取4個因素，以感官評價為指標，對其進行L9（34）正交試驗，確定最佳工藝配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物乳桿菌生長曲線和產(chǎn)酸曲線

圖 1 植物乳桿菌的生長曲線及產(chǎn)酸曲線

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

由圖1可知，植物乳桿菌在35 ℃條件下培養(yǎng)，0～6 h為菌種的延滯期，該期菌體增大，代謝活躍；6～18 h為菌種的對數(shù)期，該期生長迅速，達到頂峰狀態(tài)；18～45 h為菌種的穩(wěn)定期，該期菌種繁殖速度漸減，死亡數(shù)逐漸增加；45～48 h菌種進入衰亡期，該期細菌形態(tài)顯著改變，出現(xiàn)衰退型或菌體自溶，難以辨認，生理代謝活動也趨于停滯。

由產(chǎn)酸曲線表明，植物乳桿菌在35 ℃條件下培養(yǎng)，0～9 h pH值迅速下降，菌體產(chǎn)酸速度較快；而9 h后，pH值下降比較緩慢，菌體產(chǎn)酸能力逐漸下降，最終pH值基本達到3.44不變。這是因為隨著時間的延長，發(fā)酵產(chǎn)物的積聚，菌種生長收到抑制，下降趨勢逐漸變緩最終基本趨于不變。

2.2 菌種耐熱性

表 3 菌種耐熱性的測定結(jié)果表

Table 3 Heat resistance of Lactobacillus plantarum

溫度/℃ 時間/min 活菌數(shù)/（CFU/mL）

對照組 ― 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，隨著溫度增加，菌種的活菌數(shù)逐漸下降；在100 ℃時，隨著加熱時間的延長，菌種的活菌數(shù)逐漸下降，直至30min時，活菌數(shù)為0。植物乳桿菌在60 ℃以上時，菌種大量死亡，說明植物乳桿菌適合做肉制品發(fā)酵劑。

2.3 菌種耐鹽性

圖 2 不同NaCl質(zhì)量分數(shù)植物乳桿菌的OD600值

Fig.2 Salt resistance of Lactobacillus plantarum

由圖2可知，隨著NaCl質(zhì)量分數(shù)逐漸增加，OD600值逐漸下降；當(dāng)NaCl質(zhì)量分數(shù)達到8%時，OD600值基本接近于0。說明植物乳桿菌能夠耐受質(zhì)量分數(shù)為6% NaCl溶液，植物乳桿菌可以作為肉制品發(fā)酵劑。

2.4 菌懸液的制備

用平板計數(shù)法測定出制備的菌懸液中的活菌數(shù)為1.7×108 CFU/mL，要想使植物乳桿菌成為發(fā)酵魚制品中的主要菌種，其活菌數(shù)必須大于106 CFU/mL，才能使植物乳桿菌競爭過其他雜菌，發(fā)揮出主要菌群的優(yōu)勢。

2.5 植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品單因素試驗結(jié)果

2.5.1 發(fā)酵時間對植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品的影響

圖 3 發(fā)酵時間對發(fā)酵魚制品的感官評分和pH值結(jié)果

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

由圖3可知，隨著發(fā)酵時間的延長，pH值迅速下降，由最初5.21降至最終4.42，也就是說菌種在逐漸產(chǎn)酸。當(dāng)發(fā)酵時間過短時，魚肉變化不大，發(fā)酵魚制品口味不佳；當(dāng)發(fā)酵時間過長時，由于其過度發(fā)酵，產(chǎn)生異味，發(fā)酵魚制品風(fēng)味會受到影響。當(dāng)發(fā)酵時間20h時，發(fā)酵魚制品的感官評分最高，因此選擇發(fā)酵時間為20 h，此時pH 4.62。

2.5.2 菌種接種質(zhì)量分數(shù)對植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品的影響

圖 4 菌種接種質(zhì)量分數(shù)對發(fā)酵魚制品的感官評分和pH值結(jié)果

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

由圖4可知，隨著菌種接種質(zhì)量分數(shù)的增加，pH值呈先迅速后緩慢的下降趨勢。當(dāng)菌種接種質(zhì)量分數(shù)過少時，發(fā)酵不完全，發(fā)酵魚制品口味不佳；當(dāng)菌種接種質(zhì)量分數(shù)過多時，由于其過度發(fā)酵，產(chǎn)生異味，發(fā)酵魚制品風(fēng)味會受到影響，且魚表面顏色變暗。當(dāng)菌種接種質(zhì)量分數(shù)為3%時，發(fā)酵魚制品的感官評分最高，所以選擇菌種接種質(zhì)量分數(shù)為3%，此時pH4.55。韓姣姣[15]研究泡菜中植物乳桿菌發(fā)酵草魚的最佳發(fā)酵工藝條件是接種質(zhì)量分數(shù)6%，所以相對于草魚來說鯉魚的接種質(zhì)量分數(shù)較少，因此發(fā)酵鯉魚發(fā)酵草魚更適合工業(yè)生產(chǎn)，發(fā)酵鯉魚要優(yōu)于發(fā)酵草魚。

2.5.3 發(fā)酵溫度對植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品的影響

圖 5 發(fā)酵溫度對發(fā)酵魚制品的感官評分和pH值結(jié)果

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

由圖5可知，隨著溫度的升高，pH值的下降也在不斷加快。當(dāng)發(fā)酵溫度過低時，發(fā)酵魚制品酸味較弱，魚肉彈性較差，色澤暗淡，發(fā)酵不完全，發(fā)酵魚制品口味不佳；當(dāng)發(fā)酵溫度過高時，發(fā)酵魚制品酸味過重，魚肉韌性較差，色澤灰暗，由于其過度發(fā)酵，產(chǎn)生異味，發(fā)酵魚制品風(fēng)味會受到影響。當(dāng)發(fā)酵溫度為35 ℃時，發(fā)酵魚制品的感官評分最高，所以選擇發(fā)酵溫度為35 ℃，此時pH 4.51。

2.5.4 白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)對植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品的影響

圖 6 白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)對發(fā)酵魚制品的感官評分和pH值結(jié)果

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

由圖6可知，在白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)為1%～4%時，pH值下降比較迅速，而當(dāng)白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)為4%～5%時，pH值下降比較緩慢。當(dāng)白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)過低時，發(fā)酵魚制品酸味較弱，魚肉彈性較差，有點光澤，發(fā)酵魚制品口味不佳；當(dāng)白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)過高時，發(fā)酵魚制品酸味較濃，魚肉韌性過大，色澤良好，發(fā)酵魚制品風(fēng)味會受到影響。當(dāng)白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)為3%時，發(fā)酵魚制品的感官評分最高，所以選擇白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)為3%，此時pH 4.49。

2.5.5 食鹽添加質(zhì)量分數(shù)對植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品的影響

圖 7 食鹽添加質(zhì)量分數(shù)對發(fā)酵魚制品的感官評分和pH值結(jié)果

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

由圖7可知，隨著食鹽添加質(zhì)量分數(shù)的增加，pH值下降速度逐漸減慢，最終pH值增高。由于食鹽能降低肉的水分活度，影響微生物的滲透壓，抑制其生長繁殖[21]。當(dāng)食鹽添加質(zhì)量分數(shù)過低時，發(fā)酵魚制品酸味過重、魚肉彈性較好、有光澤、發(fā)酵魚制品口味不佳；當(dāng)食鹽添加質(zhì)量分數(shù)過高時，發(fā)酵魚制品酸味較弱、魚肉韌性較好、有光澤、發(fā)酵魚制品風(fēng)味會受到影響。當(dāng)食鹽添加質(zhì)量分數(shù)為4%時，發(fā)酵魚制品的感官評分最高，所以選擇食鹽添加質(zhì)量分數(shù)為4%，此時pH值為4.54。

2.6 植物乳桿菌發(fā)酵魚肉制品正交試驗結(jié)果

表 4 正交試驗設(shè)計及結(jié)果

Table 4 The testing program and results

試驗號 A白砂糖添加

質(zhì)量分數(shù)/% B食鹽添加

質(zhì)量分數(shù)/% C菌種接種

質(zhì)量分數(shù)/% D發(fā)酵

時間/h 感官

評分

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

優(yōu)水平 A1 B2 C2 D3

由表4可知，各因素對感官評分影響的大小順序為：C＞D＞B＞A，即菌種接種質(zhì)量分數(shù)影響最大，其次為發(fā)酵時間、然后是食鹽添加質(zhì)量分數(shù)、白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)影響最小。最佳組合為A1B2C2D3，即白砂糖添加質(zhì)量分數(shù)2%、食鹽添加質(zhì)量分數(shù)4%、菌種接種質(zhì)量分數(shù)3%、發(fā)酵時間24 h為最佳組合。這個組合并不在9次試驗中，所以對其進行驗證，結(jié)果顯示，在最佳組合條件下，感官評分為95分，得分最高。

2.7 成品測定指標

測定用最佳工藝參數(shù)制作而成的成品，水分含量57.35%，pH4.60。得出的發(fā)酵魚產(chǎn)品指標符合食品安全地方標準發(fā)酵肉制品的要求，無致病菌檢出，口味獨特。

3 結(jié) 論

植物乳桿菌具有很好的產(chǎn)酸能力，最適生長溫度為35 ℃，18 h進入穩(wěn)定期。通過單因素試驗和正交試驗得出最優(yōu)工藝參數(shù)為白沙糖添加質(zhì)量分數(shù)2%、鹽添加質(zhì)量分數(shù)4%、菌種接種質(zhì)量分數(shù)3%、發(fā)酵時間24 h，將它們放入100mL魚湯中，進行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后，將魚湯倒出，再裝袋、密封，121 ℃滅菌30min，冷卻至室溫即可食用。在此條件下制成的發(fā)酵魚制品表面有光澤、酸味適中、肉質(zhì)彈性好、韌性好。

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篇6

關(guān)鍵詞固定化酶;食品工業(yè);應(yīng)用

AbstractImmobilized enzyme is the core of the enzyme engineering，it benefits the reuse of enzyme and separation of the production and enzyme，advances the enzyme technology level. The technology of immobilized enzyme promotes the research and application of enzyme enginearing.And now immobilized enzyme has been widely used. The immobilized method was introduced，then the application of immobilized enzyme in food industry was summarized，and the future prospect of this technology was expounded in the end.

Key wordsimmobilized enzyme;food industry;application

固定化酶技術(shù)是20世紀60年展起來的一項生物工程技術(shù)。酶的固定化(immobilization of enzymes)是用固體材料將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi)，進行特有的催化反應(yīng)，并可回收及重復(fù)利用的技術(shù)[1]。固定化酶的研究不僅在化學(xué)生物學(xué)、生物工程醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域異?；钴S，而且因為其節(jié)省能源與資源、減少污染的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)而符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求[2]。

1固定化酶的定義與特點

固定化酶技術(shù)是將酶用人工方法固定在特定載體上，進行催化、生產(chǎn)，因而固定化酶一般可以被認為是不溶性酶。與水溶性酶相比，其優(yōu)點如下:易于將固定化酶與底物、產(chǎn)物分高，便于后續(xù)的分離和純化;可以在較長時間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn);酶的穩(wěn)定性和最適溫度提高;酶反應(yīng)條件容易控制;可以增加產(chǎn)物的收率，提高產(chǎn)物質(zhì)量;酶的使用效率高，使用成本低;適于產(chǎn)業(yè)化、連續(xù)化、自動化生產(chǎn)。與此同時，由于酶的分離、固定化處理等原因，固定化酶也具有一些難以避免的缺點:在固定化過程中，酶活力會損失;生產(chǎn)成本提高，工廠初期投資大;只能用于水溶性底物，適合于小分子;不適宜于多酶反應(yīng)，還需要需要輔助因子的協(xié)助才可以有效反應(yīng)[3-4]。

2固定化酶的方法

酶的固定方法主要有吸附法、包埋法、共價鍵合法和一些其他方法，針對不同的酶、不同的載體，需要采用不同的方法，有時還需要將幾種方法聯(lián)合使用。

2.1吸附法

吸附法是通過非特異性物理吸附法或生物物質(zhì)的特異吸附作用將酶吸附在炭、有機聚合物、玻璃、無機鹽、金屬氧化物或硅膠等材料上。該方法又分為物理吸附法和離子吸附法。此法簡便，且酶變性的可能性較小。但是在酶和載體結(jié)合具有弱鍵的本質(zhì)，在使用過程中易解吸，又由于載體具有非特異性吸附劑的本質(zhì)，因此可能同時吸附除酶以外的其他物質(zhì)[4]。

2.2包埋法

包埋法是指酶或細胞包埋在各種多種載體(如聚丙烯酰胺凝膠、矽酸鹽凝膠、藻酸鹽、角叉菜聚糖等)中發(fā)生聚合、沉淀或凝膠化使之固定的方法。主要分為凝膠包埋法和微膠囊包埋法，該方法操作簡單，酶活回收率較高，但發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，酶易失活，適用于小分子底物和產(chǎn)物的酶。

2.3結(jié)合法

結(jié)合法指選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結(jié)合在一起的固定方法。包括離子鍵結(jié)合法和共價鍵結(jié)合法。離子鍵結(jié)合法操作簡單，條件溫和，酶活性損失少，但酶與載體結(jié)合力弱，酶易脫落，這也是最常用的方法之一。共價鍵結(jié)合法研究較為成熟，酶與載體結(jié)合牢固，一般不輕易脫落，但反應(yīng)條件較劇烈，會引起酶蛋白空間構(gòu)象的變化，破壞酶的活性部位。

2.4交聯(lián)法

交聯(lián)法是用雙功能試劑或多功能試劑進行酶分子之間的交聯(lián)，是酶分子和雙功能試劑或多功能試劑之間形成共價鍵，得到三向德交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，除了酶分子之間發(fā)生交聯(lián)外，還存在一定的分子內(nèi)交聯(lián)。根據(jù)使用條件和添加材料的不同，還能夠產(chǎn)生不同物理性質(zhì)的固定化酶。此法反應(yīng)條件較劇烈，酶活回收率很低，故不常用。一般將吸附法和交聯(lián)法2種方法結(jié)合起來使用。

3固定化酶在食品工業(yè)上的應(yīng)用

3.1固定化酶在柑橘汁加工中的應(yīng)用

柑桔加工產(chǎn)品出現(xiàn)過度苦味是柑桔加工業(yè)中較重要的問題，苦味物質(zhì)主要由2類物質(zhì)組成:一類為檸檬苦素的二萜烯二內(nèi)酯化合物(A和D環(huán));另一類為果實中多種黃酮苷，其中柚皮苷為葡萄柚和苦橙等柑桔類果汁中的主要黃酮苷，柚皮苷的苦味與鼠李糖和葡萄糖連接鍵的分子構(gòu)象有關(guān)[5]。主要是利用不同的酶分別作用于檸檬苦素和柚皮苷生成不含苦味的物質(zhì)。Manjon等使用空心玻璃床作為載體，分別使DEAE-Sephadex和單寧-氨基乙基纖維(tanninamino ethy1 cellulose)作為載體;Puri等使用海藻糖;Soures等使用醋酸纖維和三醋酸纖維制成膜固定酶，其試驗結(jié)果都表明用固定化酶處理后的果汁苦味明顯降低。

3.2固定化果膠酶在果汁加工中澄清的應(yīng)用

在果汁加工中，果膠的存在會使壓榨與澄清困難，而果膠酶是指分解果膠物質(zhì)的多種酶的總稱。Lozano等[6]將尼龍膜進行O-烷基化活化后與果膠酶共價偶聯(lián)，然后置于微濾反應(yīng)器中，被降解的小分子果膠隨濾膜流出，貯液粘度降低88.14 %，從而破壞果汁的膠體狀態(tài)。張來群等[7]將尼龍網(wǎng)經(jīng)3-二甲氨基丙胺活化后，用戊二醛共價偶聯(lián)果膠酶，所得固定化酶Km值與自然酶接近，在較寬的pH值范圍內(nèi)保持正?；盍Γ瑢囟鹊姆€(wěn)定性有較大提高。Vaillant等[8]以蝦殼幾丁質(zhì)為載體，以戊二醛為偶聯(lián)劑共同固定PL和內(nèi)切纖維素酶，發(fā)現(xiàn)其半衰期為407 h。

3.3固定化酶在啤酒澄清中的應(yīng)用

啤酒以其清晰度高、泡沫適中、營養(yǎng)豐富和口感好成為人們的最佳選擇。但是，由于啤酒中含有一定量的蛋白質(zhì)，它與游離于啤酒中的多酚、單寧等結(jié)合產(chǎn)生不溶性膠體或沉淀，造成啤酒混濁，從而嚴重影響了啤酒的質(zhì)量。溫燕梅等[9]采用吸附—交聯(lián)法，使胰蛋白酶先吸附于磁性膠體粒子表面，后用戊二醛雙功能試劑交聯(lián)，形成“酶網(wǎng)”裹著載體形成固定化酶，該磁性酶對啤酒澄清防止冷渾濁有明顯效果。趙炳超等[10]在戊二醛做交聯(lián)劑的條件下，以介孔分子篩MCm248作載體固定化木瓜蛋白酶，所得固定化酶的熱穩(wěn)定性有了顯著提高，固定化酶的pH值穩(wěn)定性和儲藏穩(wěn)定性也有了明顯改善。

3.4固定化酶在乳制品中的應(yīng)用

乳糖酶亦稱為β-半乳糖苷酶，是工業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的一種酶，較多地應(yīng)用于乳制品加工中。很多人小腸黏膜內(nèi)的乳糖酶活性嚴重降低，導(dǎo)致乳糖不耐受癥。用乳糖酶處理部分乳糖，分解為葡萄糖和半乳糖，可以減少這種癥狀。

楊君等[11]應(yīng)用海藻酸鈉—殼聚糖固定化乳酸菌進行發(fā)酵乳清飲料研究。結(jié)果表明，固定化乳酸菌產(chǎn)酸和耐酸能力強，菌種活力持久并可多次重復(fù)利用。孫玉梅等[12]埋酵母乳糖酶間歇處理預(yù)先超高溫消毒的牛奶，用戊二醛處理環(huán)狀芽孢桿菌的乳糖酶，或把該菌用戊二醛交聯(lián)固定于多孔硅膠，經(jīng)處理或固定化后的乳糖酶，其生產(chǎn)活性從原來的21%提高至40%。李燕[13]用聚丙烯酰胺凝膠包埋米曲酶的乳糖酶，酶活力與機械強度都比較理想。固定化酶的穩(wěn)定性范圍擴大，熱穩(wěn)定性提高，同時底物乳糖在凝膠中擴散不影響固定酶的反應(yīng)速度。使用該固定化酶處理脫脂牛奶，可以在保持原有風(fēng)味的條件下，增加甜度，飲用時可減少蔗糖用量。

3.5固定化酶在制糖中的應(yīng)用

在制備低聚果糖中，Hayashi等[14]用多孔硅石吸附Aureo-basidium sp.的果糖基轉(zhuǎn)移酶，并用戊二醛交聯(lián)后裝柱可保留較高的酶活力。Hayashi等[15]用DEAE-纖維素固定果糖基轉(zhuǎn)移酶，酶活力可保留95%。Yun等將果糖基轉(zhuǎn)移酶固定在苯乙烯衍生的多孔離子交換劑上填入玻璃柱內(nèi)，初始固定化酶的活性僅喪失8%。Chiang等[16]將Aspergillus niger和Aspergillus japoicus的果糖基轉(zhuǎn)移酶純化后共價結(jié)合在甲基丙烯酰胺高分子顆粒上，可保留酶活力達100%。

固定化葡萄糖異構(gòu)酶可以用來催化玉米糖漿和淀粉生產(chǎn)高甜度的高果糖糖漿。用淀粉生產(chǎn)高果糖漿包含3步:一是用淀粉酶液化淀粉;二是用糖化酶將其轉(zhuǎn)化為葡萄糖，即糖化;三是用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖異構(gòu)為果糖。由此可得到含高果糖漿與蔗糖同等甜度時，其價格低10%~20%，具有經(jīng)濟推動力。該固定化酶常用的制備技術(shù)是熱處理法，將含葡萄糖異構(gòu)酶的放線菌、芽孢桿菌或鏈霉菌等細胞用60~65 ℃熱處理15 min，該酶就固定在菌體上制成固定化酶[17]。

3.6固定化酶在茶葉加工中的應(yīng)用

在茶葉中含有種類繁多的酶，如多酚氧化酶、過氧化酶、單寧酶、果膠酶等，其對茶葉的加工或深加工有重要的意義。對重要酶類的固定化研究，可有效地改善茶葉的品質(zhì)、拓展茶葉深加工的領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。

多酚氧化酶是作為茶葉尤其是紅茶必不可少的一種酶，李榮林[18]等人利用海藻酸鈉包埋交聯(lián)后其活力保持不變，而且熱穩(wěn)定性和對酸堿的適應(yīng)性增強。單寧酶可以水解沒食子酸單寧中的酯鍵和縮酚酸鍵，將單寧酶應(yīng)用于茶飲料中可改善茶飲料的品質(zhì)。Lauren[19]報道用固定化的單寧酶處理紅茶，提高茶湯中可溶性鐵和鈣的含量。若在綠茶加工中使用單寧酶，可以部分消除夏秋茶的苦澀味道，提高茶飲料品質(zhì)。茶葉中的水溶性果膠物質(zhì)，對于促進紅茶的品質(zhì)具有積極作用。尹軍鋒等[20]用果膠酶對茶汁酶解作用進行研究，得出了果膠酶能提高茶汁膜分離性能的結(jié)論。

3.7 固定化酶在煙葉中的應(yīng)用

在烤煙初烤和復(fù)烤后尚殘留淀粉，淀粉在燃吸時影響燃燒速度和燃燒完全性，并產(chǎn)生糊焦氣味，影響吸食品質(zhì)。在一定條件下淀粉能水解為水溶性糖，使煙質(zhì)改善。但這些反應(yīng)并不充分，處理后的煙葉中淀粉含量仍很高，特別是低次煙葉中較高的淀粉含量影響了該類煙葉的可用性。加酶處理能加速淀粉水解，能將直鏈淀粉迅速降解為糊精和麥芽糖等，糖化酶能將直鏈淀粉和支鏈淀粉降解為葡萄糖。劉謀盛等[21]將固定化α-2淀粉酶和糖化酶制成乳狀液，用以降低低檔次煙葉中淀粉的含量。由于酶被水溶性載體所形成的保護層包膜，避免了與空氣直接接觸，其活力得以提高，即強化了發(fā)酵條件，從而提高了卷煙的抽吸品質(zhì)。同時，對固定化酶乳狀液添加劑與水溶液酶添加劑降低低檔次煙葉中淀粉的質(zhì)量分數(shù)進行了研究，結(jié)果表明，固定化酶處理煙葉淀粉降解率為25%~30%，優(yōu)于水溶液酶的25%，特別在抽吸品質(zhì)方面，前者處理明顯優(yōu)于后者處理。

3.8固定化酶在食品檢測以及傳感器中的應(yīng)用

生物傳感器被認為是一種由受體、抗體或酶構(gòu)成的生物感應(yīng)層于換能器緊密連接而能提供環(huán)境組成信息的感應(yīng)器。如:測量電流以及電位的酶電極，酶熱敏電阻裝置，以場效應(yīng)管為基礎(chǔ)的生物傳感器，以及生物發(fā)光及化學(xué)發(fā)光為基礎(chǔ)的纖維—光學(xué)傳感器等，不同的傳感器都應(yīng)用不同類型的固定化酶。

固定化葡萄糖氧化酶傳感器是其中應(yīng)用最為廣泛的一種。1967年，Clark等[22]采用固定化酶技術(shù)，把葡萄糖氧化酶固定在疏水膜上再和氧電極結(jié)合，組裝成第1個酶電極—葡萄糖電極。唐芳瓊等[23]利用納米顆粒引入到葡萄糖電極研究中，并用易成膜的PVB作輔助膜基質(zhì)，進行GOD的固定化研究。試驗結(jié)果表明，利用納米顆粒的表面效應(yīng)可以顯著提高GOD酶電極響應(yīng)靈敏度。目前，制藥廠將葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶與一種顯色劑一起固定在試紙上，制成檢驗婦女是否妊娠的試紙。這種檢測技術(shù)簡單，操作方便，應(yīng)用極為廣泛。用聚丙烯酰胺包埋葡萄糖氧化酶與氧電極組裝成酶電極也可用來進行臨床的血糖檢測，并且可連續(xù)測定1 000次血糖樣品，低溫存放180 d仍可保持90%的酶活力。

食品中的農(nóng)藥殘留分析越來越受到人們的關(guān)注，蔬菜中有機磷農(nóng)藥殘留的快速檢測已成為目前人們研究的熱點。應(yīng)用有機磷農(nóng)藥對膽堿酯酶特異性抑制的酶化學(xué)比色分析法已被廣泛應(yīng)用于有機磷農(nóng)藥的定性、定量檢測。于基成等[24]將植物酯酶共價結(jié)合到微孔塑料板上，制成農(nóng)藥快速檢測板，用于檢測有機磷類農(nóng)藥。建立的方法方便、快捷、檢測樣本容量大，結(jié)果能滿足蔬菜中有機磷農(nóng)藥殘留檢測的要求。張淑平等[25]利用固定化的乙酰膽堿酯酶(AChE)制作一種可用于農(nóng)藥殘留檢測的快捷靈敏的傳感器，并探討了AChE 的固定化技術(shù)。固定化酶傳感器具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性，該檢測方法可以滿足對甲萘威農(nóng)藥殘留的快速檢測要求。

4固定化技術(shù)在食品工業(yè)中應(yīng)用的前景和發(fā)展

固定化技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用還很多，如固定化氨基?；干a(chǎn)L-谷氨酸;固定淀粉酶和葡萄糖淀粉酶以淀粉為原料生產(chǎn)葡萄糖;固定化酶法釀造調(diào)味品等，但用于食品工業(yè)的酶遠遠大于固定化酶。還有很多固定化酶和固定化細胞處于中試階段，固定化原生質(zhì)克服了固定化細胞的一些缺陷，但固定原生質(zhì)體還處于研究之中，未用于生產(chǎn)。人們清楚地看到了固定化技術(shù)的一些優(yōu)點，雖然很多還處于研究和開發(fā)中，但已經(jīng)給人們指明發(fā)展方向。隨著固定化技術(shù)的發(fā)展，將會有更多的固定化酶、細胞、原生質(zhì)體應(yīng)用于生產(chǎn)中，充分顯示出固定化技術(shù)的優(yōu)越性，開啟固定化技術(shù)的新局面。

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篇7

關(guān)鍵詞：超高壓；肉制品；殺菌機制

Abstract： Ultra-high pressure processing （UHPP） has already been established as an alternative to thermal processing for the inactivation of foodborne microorganisms in different meat products for the extension of shelf-life such as fresh， cured， stewed， smoked and grilled meat products. However， the effects of UHPP on the inhibition of growth of various bacteria in these products vary. In this article， we review mechanisms of microbial inactivation during UHPP， which involve morphological properties of foodborne microorganisms in meat products， and the conformational changes of microbial enzymes that lead to their inactivation. These mechanisms may be regarded as a useful theory to promote the further application of UHPP in meat industries.

Key words： ultra-high pressure processing； meat products； microbial inactivation mechanisms

DOI：10.15922/ki.rlyj.2016.08.008

中圖分類號：TS251.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）08-0039-05

優(yōu)質(zhì)的肉制品，具有風(fēng)味獨特、營養(yǎng)價值高、食用方便等特點，但易受到微生物感染發(fā)生腐敗變質(zhì)，影響其食用安全性。肉制品中的微生物能分泌蛋白酶、肽酶或脂肪酶等分解蛋白質(zhì)和脂肪，產(chǎn)生小分子物質(zhì)，使肉制品中蛋白質(zhì)和脂肪等發(fā)生一系列變化，導(dǎo)致肉制品的感官品質(zhì)下降，直至完全失去商品價值和營養(yǎng)價值[1]。因此，肉制品的生產(chǎn)加工只有不斷創(chuàng)新，才能滿足消費者對不含食品添加劑，如防腐劑和保濕劑的高安全性、高感官性和高品質(zhì)的便捷式肉制品的需求。

肉制品工業(yè)中的保鮮技術(shù)，如化學(xué)保鮮效果良好，但一些化學(xué)保鮮劑本身存在著致畸、致癌性，長期使用會對人體造成危害；高純度天然保鮮劑提取技術(shù)的局限以及單一保鮮劑不盡人意的抑菌效果，都影響天然保鮮劑，如殼聚糖、乳酸鏈球菌素等的廣泛應(yīng)用[2]。物理保鮮，如氣調(diào)保鮮，雖能有效保持肉制品的新鮮度且安全性較高，但氣調(diào)包裝易交叉污染，且在貯藏運輸中，肉制品流失的水分滯留在包裝袋內(nèi)，感官價值降低[3]。為克服這些保鮮技術(shù)的缺陷，新型冷殺菌技術(shù)，如超高壓加工技術(shù)、振蕩磁場（歐姆加熱、介電加熱和微波爐）、X射線和電子束的強光脈沖等技術(shù)被開發(fā)并逐漸投入了商業(yè)化使用。自2000年以來，應(yīng)用超高壓加工技術(shù)處理的肉制品數(shù)量在全球范圍內(nèi)呈指數(shù)增長，表現(xiàn)出巨大的潛能[4]。

食品超高壓技術(shù)（ultra high pressure processing，UHPP），是基于勒夏特列平衡原理的非熱加工處理，即在室溫下將食品置于流體介質(zhì)中施加100～900 MPa的靜高壓（商業(yè)中常用400～600 MPa的高壓），壓力瞬間均勻的傳輸?shù)绞称分?，滅活食品中微生物的同時，又不改變食品固有的感官特性，且保持食品的營養(yǎng)成分不流失[5-6]，

該技術(shù)在食品工業(yè)尤其是乳制品工業(yè)[7-9]、飲料工業(yè)[10-11]和肉制品工業(yè)[12-13]中被廣泛應(yīng)用。超高壓加工的肉制品逐漸被認可，比如美國農(nóng)業(yè)部門的食品安全和檢驗服務(wù)部門在2003年允許美國公司使用超高壓來控制即食肉制品中的單增李斯特菌[14]。然而，由于超高壓對不同肉制品中各種致病性、腐敗性微生物抑菌效果以及關(guān)于這些微生物的抗壓性的報道不多，致使超高壓的應(yīng)用安全性需要更廣泛與深入地研究。本文就目前有關(guān)超高壓滅活不同肉制品中微生物的研究，分析了超高壓對肉制品中微生物的殺菌機制，為超高壓的進一步應(yīng)用提供參考。

1 超高壓對不同肉制品的殺菌效果

1.1 超高壓對生鮮肉制品中微生物的影響

王根才等[15]的研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理對4 ℃冷藏的冷卻豬肉中霉菌、酵母、葡萄球菌與微球菌的抑制效果明顯，而對假單胞菌、乳酸菌、腸桿菌等耐壓性腐敗菌的抑制效果不明顯。超高壓（>250 MPa）處理冰鮮雞肉后冷藏至第8天，菌落總數(shù)和大腸菌群指數(shù)均在國標要求范圍內(nèi)[16]。除了大腸桿菌外，沙門氏菌也是新鮮肉制品中常見的病源性微生物。在低溫（4～6 ℃）環(huán)境下，用550 MPa超高壓處理新鮮雞肉15 min后，無沙門氏菌被檢出[13]，肉制品安全性顯著提高?？梢?，超高壓是生鮮肉貯藏保鮮的一種有效方法。

1.2 超高壓對腌制肉制品中微生物的影響

腌制肉制品是傳統(tǒng)肉制品的代表，具有感官風(fēng)味獨特、耐貯藏等特點。相比于腌制的生牛肉和熟制的火腿，干腌火腿中金黃色葡萄球菌和乳酸菌的存活性最低[17]。陳小娥等[18]發(fā)現(xiàn)散裝腌制泥螺的平均初始菌落總數(shù)為（13 600±2 980）CFU/g，但經(jīng)超高壓（>300 MPa）處理后樣品菌落總數(shù)都低于100 CFU/g?？梢姡瑝毫ξ⑸锞哂袠O其顯著的殺菌效果（P0.05），這為經(jīng)濟型腌制泥螺的超高壓殺菌提供了有效的理論支持。張隱等[19]發(fā)現(xiàn)400 MPa/5 min的加工條件不僅能顯著降低泡椒鳳爪中的菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)和乳酸菌數(shù)，而且超高壓處理的泡椒鳳爪在貯藏過程中亞硝酸鹽含量顯著低于熱處理產(chǎn)品。由此可見，超高壓作為腌制肉制品的二次殺菌處理，能有效降低腌制肉制品中嗜鹽微生物的菌落數(shù)，提高產(chǎn)品的安全性，這為糖漬或糟漬肉制品的超高壓殺菌提供了參考。

1.3 超高壓對熏制肉制品中微生物的影響

超高壓處理對煙熏切片火腿腐敗微生物具有較強的抑制作用，并隨壓力的升高，抑制效應(yīng)增強。韓衍青等[20]的研究發(fā)現(xiàn)400 MPa和600 MPa超高壓能有效滅活煙熏火腿中的腸桿菌、熱殺索絲菌、假單胞菌以及霉菌和酵母，同時可較好地保持樣品原有的游離脂肪酸含量，不會引起煙熏火腿的脂肪氧化酸敗。韓衍青等[21]也報道煙熏切片火腿中乳酸菌中的部分菌屬較為耐壓，是低溫?zé)熝鹜荣A藏后期的優(yōu)勢腐敗菌，未經(jīng)超高壓處理的產(chǎn)品，在2 周后就會發(fā)生腐敗變質(zhì)，而400 MPa和600 MPa超高壓處理后，乳酸菌菌落數(shù)長時間處于低水平（

1.4 超高壓對鹵制肉制品中微生物的影響

超高壓和熱處理2 種加工方式均能顯著降低鹵肉制品中的菌落數(shù)，抑制微生物的快速繁殖，減少貯藏期間的腐敗變質(zhì)。朱曉紅等[22]對真空包裝后的醬牛肉采用超高壓（600 MPa，5、10和15 min） 和加熱（85～90 ℃/10 min）2 種方式進行二次殺菌處理，2 種方式均能夠顯著降低醬牛肉的初始菌數(shù)（P

1.5 超高壓對燒烤類肉制品中微生物的影響

張建等[24]利用超高壓對烤乳豬進行處理，有效控制了烤乳豬中的菌落總數(shù)。在經(jīng)過500 MPa、25 min的超高壓處理后，在常溫下存儲，烤乳豬中菌落總數(shù)10 d后才超標，而在4 ℃條件下進行貯藏，15 d后菌落總數(shù)才超標，這一結(jié)果說明超高壓和低溫保藏具有協(xié)同效應(yīng)。雖然有關(guān)超高壓滅活燒烤類肉制品中微生物的報道較少，但隨著超高壓技術(shù)的不斷成熟，特別是對影響超高壓殺菌效果的動力學(xué)因素[25-26]的不斷探索，超高壓技術(shù)也有望在今后的燒烤類肉制品的生產(chǎn)實踐中得到廣泛應(yīng)用。

2 超高壓對肉制品中微生物的殺菌機制

2.1 超高壓對肉制品微生物細胞結(jié)構(gòu)的影響

超高壓處理使微生物細胞體積和長度、細胞內(nèi)液泡、細胞壁和細胞膜等都產(chǎn)生一定程度的形態(tài)改變。Sheen等[27]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在超高壓處理前雞肉中的沙門氏菌的細胞結(jié)構(gòu)完整，細胞內(nèi)容物均勻排列，然而在超高壓處理后細胞內(nèi)容物排列紊亂，細胞結(jié)構(gòu)雖未完全解離，但細胞膜上出現(xiàn)大小不一的缺口，對細胞造成了不可逆的損傷，這可能的原因細胞膜上類脂和蛋白質(zhì)之間的壓縮率不同而造成的。微生物的細胞膜性質(zhì)不同，對壓力的敏感性也不同。其次，也有研究發(fā)現(xiàn)在超高壓作用后，大腸桿菌在超高壓作用下細胞膜的熒光偏振度和細胞膜微黏度增大，表明大腸桿菌細胞膜流動性明顯下降[28]。超高壓處理也造成單增李斯特菌細胞膜的通透性改變[29]，使細胞內(nèi)大分子物質(zhì)和無機鹽離子如Mg2+等內(nèi)容物外泄，而Mg2+對維持核糖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性發(fā)揮重要作用[30]，可見，超高壓殺菌在一定程度上是通過降低微生物細胞膜的流動性和增加細胞膜的通透性來改變微生物核糖體構(gòu)象而實現(xiàn)的。

再次，微生物細胞膜的結(jié)構(gòu)成分也會影響超高壓殺菌的效果。例如，經(jīng)過超高壓處理后的微生物，其細胞膜的類脂成分會發(fā)生相變，即從液晶態(tài)變?yōu)榫B(tài)，從而影響蛋白質(zhì)的輸送，最終導(dǎo)致細菌的亞致死性[31]。然而，細菌細胞膜中多不飽和脂肪酸含量增加，對壓力的耐受性也會增加[32]，從而降低了超高壓殺菌的效果。

另外，肉制品在超高壓之前進行冷藏處理，也會降低超高壓殺菌的效果，其原因可能是微生物為了適應(yīng)低溫的環(huán)境，通過改變細胞膜脂肪酸的支鏈結(jié)構(gòu)和長度，從而保持細胞膜的流動性，進而在高壓處理時保持較高的存活率[32]。

由此可見，超高壓處理會引起微生物細胞形狀的改變，降低細胞膜的流動性，增加細胞膜的通透性，從而造成細胞內(nèi)容物的外泄、細胞器結(jié)構(gòu)的改變和細胞膜成分狀態(tài)的改變，最終導(dǎo)致微生物細胞的死亡，但細胞膜中多不飽和脂肪酸的含量和低溫預(yù)處理會降低超高壓殺菌的效果。

超高壓殺菌的機制是通過對微生物細胞膜的破壞導(dǎo)致微生物滅活的，盡管大部分專家對這一說法的支持率較高，但微生物細胞膜的流動性和滲透性如何改變至今沒有定論，而且超高壓對微生物細胞膜結(jié)構(gòu)的影響與超高壓的殺菌效果間也還沒有建立良好的聯(lián)系。故，還需要有更多的成果來支持這一觀點。

2.2 超高壓對肉制品中微生物酶活性的影響

微生物進行的能量運輸和代謝、脂類代謝、氨基酸的合成與代謝以及核苷酸的合成與代謝等各種生物化學(xué)反應(yīng)中，都離不開酶的作用。一旦酶失活或變性，微生物的各種代謝將大受影響，甚至死亡。酶失活的主要原因是由于用水作為溶劑，致使構(gòu)成微生物體的蛋白氨基酸殘基之間的非共價鍵（氫鍵、離子鍵、疏水作用等）容易斷裂，而促使蛋白質(zhì)和水分子之間的相互作用，進而破壞了蛋白質(zhì)的二級甚至高級結(jié)構(gòu)[33-34]，從而導(dǎo)致微生物高分子聚合物的分解和酶的失活，最終影響微生物的存活率。例如，Sliva等[35]的研究發(fā)現(xiàn)在140 MPa以上壓力條件下，蛋白質(zhì)解離成的亞基能形成無定形的聚集體，同時也喪失了某些功能性質(zhì)。蛋白質(zhì)從展開到再折疊的過程中，亞基還可以不斷地組裝，最后形成很穩(wěn)定的纖維聚集體。Ohmae等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在超高壓條件下，酶的輔助因子與酶的結(jié)合也會發(fā)生改變，輔助因子容易游離出來，從而導(dǎo)致酶失活。超高壓作用使低聚蛋白不可逆解離成相應(yīng)的亞基，酶活性位點構(gòu)象的改變，蛋白質(zhì)體積減小或者疏水分子的交聯(lián)使蛋白質(zhì)分子聚集或者凝膠化等現(xiàn)象可以利用核磁共振、紅外光譜、拉曼光譜、X射線衍射、動態(tài)光譜掃描、電子自旋共振等高精技術(shù)明顯觀察到或得到證明[37]。

關(guān)于酶的活性變化，可以通過體外實驗加以測定與分析。超高壓對微生物酶活性影響的結(jié)果參見表1。釀酒酵母中部分酶對壓力敏感性強，如脂肪酶、胱氨酸酶和胰凝乳蛋白酶在448 MPa高壓下失活率達100%[38]；埃希氏大腸桿菌中脂肪酶、葡萄糖苷酶、胱氨酸酶、胰蛋白和β-醛酸苷酶等多種酶在相同的條件下完全失活[38]，但是乳酸球桿菌和嗜酸乳桿菌屬于耐壓性微生物，600 MPa超高壓處理后2 種微生物細胞中乳酸脫氫酶仍保持較大活性[39]。由此可見，超高壓處理肉制品起到殺菌抑菌作用是通過對蛋白質(zhì)或酶結(jié)構(gòu)的改變，致使酶活性的降低或完全失活，導(dǎo)致微生物死亡，但由于不同食品基質(zhì)中微生物的分布狀況不同，微生物體內(nèi)酶種類的多樣性，導(dǎo)致微生物間的耐壓性表現(xiàn)出差異，影響超高壓的殺菌效果。埃希氏大腸桿菌和希瓦氏菌中RNA聚合酶在150 MPa條件下也就完全失活[40]，而RNA聚合酶是轉(zhuǎn)錄時最重要的寡聚酶，控制著啟動子基因序列的選擇性。RNA聚合酶的超高壓失活表明超高壓也可能通過影響微生物酶的轉(zhuǎn)錄活性來影響遺傳物質(zhì)的合成與代謝。

表1中也表明了超高壓技術(shù)能使天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶等多種酶的表達量顯著降低[41]。Niven等[42]認為，這可能是超高壓對微生物細胞核糖體的損傷造成的，因為大多數(shù)蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的。

雖然有學(xué)者[44-45]認為超高壓處理也可能有效鈍化食品中的內(nèi)源酶，激活常壓下惰性的食品酶，提高其在食品加工過程中的活性和穩(wěn)定性，但關(guān)于食品中微生物酶的調(diào)節(jié)作用幾乎未見報道。綜上所述，超高壓殺菌的機制涉及到微生物細胞的形態(tài)、細胞膜的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與成分、亞細胞器的結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)與酶的結(jié)構(gòu)以及基因等多種生理、生化指標，是一個多因素而產(chǎn)生的綜合累積的效果，而不是抑制或破壞微生物一個特殊的結(jié)合位點或功能位點，正如Simpson等[46]研究結(jié)果：微生物細胞的失活是因為細胞的累積性損傷所致。

3 結(jié) 語

超高壓處理的肉制品受到越來越多消費者的歡迎，因為這些肉制品保持了原有的新鮮味感和優(yōu)良品質(zhì)，目前超高壓主要用來滅活肉制品中各種微生物，以期延長產(chǎn)品的貨架期和保質(zhì)期，但超高壓技術(shù)對設(shè)備要求較高，經(jīng)濟成本的增加，在一定程度上限制了超高壓的使用，故該技術(shù)的進一步發(fā)展是如何降低成本，這為下一步的研究指明了方向。

作者認為今后的研究需要關(guān)注以下幾個方面：1）需要結(jié)合動力學(xué)模型與選擇性酶的失活來進一步深入而又廣泛地闡述肉制品中微生物高壓失活的機制。當(dāng)前超高壓對肉制品中微生物酶滅活的研究成果不多，需要擴大范圍，通過超高壓對肉制品中微生物酶活性的影響，提高對超高壓在肉制品中殺菌效果的共識。2）進一步改進設(shè)備的構(gòu)造以達到超高壓殺菌過程中對溫度和壓力的均一性要求，徹底殺滅傳染性病原微生物和病毒。雖然在2014年高壓巴氏殺菌產(chǎn)品已達到50 萬t，但是當(dāng)前的超高壓設(shè)備并不能提供均勻的殺菌溫度，大批量處理時殺菌效果欠佳，因此不能在肉制品工業(yè)中大規(guī)模、廣泛地應(yīng)用。3）以消費者對超高壓食品的可接受度和超高壓食品營養(yǎng)價值為指標，改善消費者對超高壓食品存在安全風(fēng)險的認同。超高壓可以改變一些酶的活性和部分蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，為此引發(fā)了一些關(guān)于超高壓有潛在安全風(fēng)險的擔(dān)憂，因此也有必要進一步深入地研究來澄清超高壓食品對消費者的致毒性、致敏性以及消化率和營養(yǎng)質(zhì)量損失方面的影響。4）最后，要促進超高壓在肉制品工業(yè)中的廣泛應(yīng)用還要進一步研究其相關(guān)方面，包括：優(yōu)化超高壓新技術(shù)滅活肉制品中目標微生物的加工條件；研發(fā)新型的包裝系統(tǒng)；并結(jié)合天然抗菌物質(zhì)來最大限度的延長產(chǎn)品的貨架期。

綜上所述，如能解決好以上的問題，超高壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用將指日可待，所帶來的經(jīng)濟效益也不可估量。

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篇8

關(guān)鍵詞：酸奶；超高溫酸奶飲品；發(fā)酵劑

引 言

高保期酸奶飲品以牛奶為主要原料，經(jīng)發(fā)酵、配制、超高溫殺菌而加工成的一種品

質(zhì)均一、清香純正、酸甜可口并集營養(yǎng)與保健于一體的液體飲料。隨著我國人民的消費水平不斷提高，人們消費水平正從嗜好性飲料向營養(yǎng)保健型飲品轉(zhuǎn)變，因而開發(fā)研制超高溫酸奶飲品的市場潛力巨大，社會效益顯著。

在生產(chǎn)過程中，主要存在蛋白質(zhì)沉淀、產(chǎn)品粗造、絮凝和貨架期短等難題。本文就超高酸奶飲品加工工藝及生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題作一探討。

1、材料與方法

1.1試驗材料

原料：牛奶、奶粉、蔗糖、食用香精。

穩(wěn)定劑：海藻酸丙二醇酯、羧甲基纖維素鈉、果膠、黃原膠、瓜爾豆膠。

酸味劑：乳酸、檸檬酸、蘋果酸。

乳化劑：單甘酯、蔗糖酯

品質(zhì)改良劑：磷酸鹽、檸檬酸鹽

1.2試驗設(shè)備及儀器

電熱恒溫焙烤箱、721型分光光度計、超高溫瞬時殺菌機、離心沉淀器、均質(zhì)機、膠體磨、酸度計、顯微鏡、凈乳機。

1.3超高溫酸奶飲品的加工工藝

工藝流程

超高溫酸奶飲品可采用鮮奶，也可采用奶粉為原料。兩種不同工藝流程為：

鮮奶接收加奶粉提干均質(zhì)和巴氏殺菌冷卻至發(fā)酵溫度接種發(fā)酵冷卻配料超高溫殺菌無菌灌裝

全脂奶粉熱水溶解水合均質(zhì)和巴氏殺菌冷卻至發(fā)酵溫度接種發(fā)酵冷卻配料超高溫殺菌無菌灌裝

工藝要點

奶粉的還原 應(yīng)選用高質(zhì)量的奶粉，細菌總數(shù)低且奶粉中不含有抗生素。奶粉溶解時，最好選用奶粉混料系統(tǒng)。溶解時通常選用50℃～60℃的熱水，且奶粉溶解后，應(yīng)停止攪拌并在50℃～55℃下水合20min～30min，以使奶粉中的酪蛋白有充分的時間吸水潤濕，徹底溶解。同時由于調(diào)配料中的蛋白質(zhì)含量會影響到酸奶的粘度、組織狀態(tài)及穩(wěn)定性，故建議發(fā)酵前將調(diào)配料中的非脂乳固體的含量調(diào)整到10%～12%，這可以通過添加脫脂奶粉（或蒸發(fā)原料奶、添加酪蛋白粉以及乳清粉）來實現(xiàn)。

脫氣、均質(zhì)和巴氏殺菌 如果原料奶中的空氣含量高或使用奶粉，均質(zhì)前最好脫氣。均質(zhì)的主要目的是防止脂肪上浮，改進酸奶的粘度，防止乳清分離。均質(zhì)機通常包含在巴氏殺菌系統(tǒng)中，均質(zhì)溫度為60℃～70℃，均質(zhì)壓力為18Mp。巴氏殺菌可殺死奶中的致病菌和腐敗菌，保證了產(chǎn)品的安全性，最大限度地保留了鮮奶的營養(yǎng)成分和獨特天然的口感。

1.4復(fù)合磷酸鹽對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

在正常弱酸條件下，乳中鈣等鹽類，其離子型和結(jié)合型呈平衡狀態(tài) ，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，發(fā)酵乳中鈣離子呈完全游離狀態(tài)，這種濃度鈣離子可使羧甲基纖維素從溶液中沉淀出來。添加磷酸鹽可與溶液中鈣離子作用生成螯合物，使得乳酸菌飲品酪蛋白穩(wěn)定。同時還要考慮到品質(zhì)改良劑用量不能過大，因為鈣是該飲料具有營養(yǎng)和保健功能不可少的元素；螯合劑的添加量太大，鈣越難被人體吸收。實驗時選用六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉為研究對象進行試驗，當(dāng)總量為0.04%時，二者不同配比對產(chǎn)品的影響結(jié)果如表3所示。

1.5糖酸比例的確定

糖酸比例是決定酸性乳飲料口感的關(guān)鍵因素，也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。一般來說，添加蔗糖不僅能賦予飲料適宜的風(fēng)味，而且能提高溶液的密度，縮小溶液與蛋白質(zhì)粒子之間的密度差，還可提高粘度，防止蛋白質(zhì)分子沉淀。而果汁和有機酸的添加是為了增強飲料的水果風(fēng)味，并且使飲料的PH遠離酪蛋白的等電點（PH=4.6）提高酪蛋白在飲料中的溶解度。因此在殺菌前應(yīng)將酸奶飲料的PH值調(diào)整到3.8～4.2，滴定酸度在50。T左右。在實際生產(chǎn)中要先將酸稀釋，然后慢慢加入料液中，并且加酸時，不斷高速攪拌。加酸溫度應(yīng)低于60℃。經(jīng)反復(fù)試驗，確定白砂糖用量為10% 。

1.6水處理對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

水中一般有懸浮物、膠體以及鈣、酶等鹽離子，若不經(jīng)過處理則會使水中的鈣離子與CMC等增稠劑反應(yīng)生成螯合物，發(fā)生沉淀。所以對水的處理較為重要，一般對水的凈化方法有：凝聚、過濾、軟化。水的軟化方法有多種，生產(chǎn)中一般采用離子交換樹脂法，其設(shè)備簡單，操作方便。

1.7調(diào)香

產(chǎn)品有了好的穩(wěn)定性，若有好的香精點綴，才堪稱得上好的產(chǎn)品，這樣更能贏得消費者的青睞。

香精、香料的選擇目前在食品新產(chǎn)品的開發(fā)中，起了重要的作用。要掌握此技術(shù)，必須首先了解有關(guān)香氣、香味方面的概念及評香的基本要點。

1.7.1香氣、香味

（1）香氣是指某種揮發(fā)性物質(zhì)刺激位于鼻腔內(nèi)的神經(jīng)時所產(chǎn)生的感覺，關(guān)于嗅香機理目前有兩種觀點，即微粒子學(xué)說和波動學(xué)說。

（2）香味是指食品在加工中，通過嗅覺和味覺同時感受到的感覺。

（3）香型是比較具體地描寫一種香精的整體香氣。

1.7.2評香的基本要點

（1）頭香要鮮明，拿起來一聞就知道是什么香精，清清楚楚，十分逼真。

（2）體香要穩(wěn)定，在一定時間內(nèi)香韻基本一致，留香長短視產(chǎn)品而定。所謂香韻是香氣的韻調(diào)，即人的主觀意識對客觀香氣現(xiàn)象的反應(yīng)和測度，也就是把香氣作為藝術(shù)的形象而對之領(lǐng)略和評價，香韻是比較抽象的，有時難以用語言或文字表達。

1.7.3香精、香料的搭配

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，擴大了食品用香精、香料的應(yīng)用范圍，同時，由于消費者口味在不斷變化，使得香精、香料品種不斷增加，而且在加香的濃度及其香精、香料的搭配上也有創(chuàng)新。

客觀地說，香精搭配是一個取長補短、不增加香精品種而使香氣更加完善的非常意義的技藝，香精的搭配可以產(chǎn)生新的口味，開發(fā)食品新品種，但是搭配技術(shù)沒有既定的規(guī)則，必須通過實驗復(fù)配比例，達到理想的效果。

由于近年來乳飲料的迅猛發(fā)展，香精、香料在乳飲料中的應(yīng)用也日趨廣泛。乳飲料生產(chǎn)廠商對決定產(chǎn)品口味的香精要求越來越高。為使產(chǎn)品在市場上更具競爭力，除了選擇好的香精外，香精搭配也就成了乳飲料開發(fā)的關(guān)鍵，為此下面重點介紹在乳飲料中的應(yīng)用及搭配。

用于乳飲料的香精型基本分三類：

（1）果蔬類包括甜橙、橘子、檸檬、白檸檬、蘋果、梨、杏子、梅、香蕉、菠蘿、荔枝、龍眼、草莓、楊梅、西瓜、哈密瓜、西蕃蓮等。

（2）干果類①堅果類：咖啡、可可、花生、芝麻、核桃、紅棗、板栗等；②豆類：紅豆、綠豆等；③糧食類：玉米、紅薯、香芋等。

（3）奶香類：包括牛奶、奶油、白脫、乳酪、干酪等香型。

1.7.4香精使用注意事項：

（1）選擇合適的加香時機，盡可能減少香精香料的損失，在生產(chǎn)條件允許的條件下，低溫或加工后期添加。

（2）掌握合適的添加量，稱量準確，并注意香精之間的搭配。

（3）要有正確的添加順序，香精混合使用時要先加淡的后加濃的。

（4）要有正確的添加方法，在加香過程中切忌把幾種香精混合后添加，防止香精之間因發(fā)生各種反應(yīng)而損失香氣。

2.結(jié)論

（1）為了得到穩(wěn)定的產(chǎn)品，防止產(chǎn)品的分層、沉淀等不良現(xiàn)象，添加單甘酯0.02%、蔗糖酯0.04%、果膠0.3%、海藻酸丙二醇酯0.2%、羧甲基纖維素鈉0.1%、六偏磷酸鈉0.02%、三聚磷酸鈉0.02%，能使產(chǎn)品穩(wěn)定180天以上。

（2）通過反復(fù)試驗，確定高保質(zhì)期酸奶飲品中的牛奶含量為35%，乳固體含量≥4.0%蛋白質(zhì)含量≥1.0%時，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制。

（3）由實驗數(shù)據(jù)可得：白砂糖的用量為10%，酸奶飲品的最終酸度在50。T左右。

（4）通過最終品質(zhì)評定，確定草莓香精、菠蘿香精、香蕉香精、香瓜香精等果蔬類香精分別與牛奶香精、乳酪香精進行復(fù)配使用，口感較好。■

參考文獻

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篇9

[關(guān)鍵詞]發(fā)酵工程；食品工業(yè)；應(yīng)用

[中圖分類號]TS210 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）34-0062-02

1 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的發(fā)展

自20世紀70年代以來，不僅以細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程為核心內(nèi)容的現(xiàn)代生物技術(shù)，廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)與開發(fā)，而且現(xiàn)代生物技術(shù)也成為了解決食品工業(yè)生產(chǎn)所帶來的環(huán)保和健康等問題的有效途徑。作為一門利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)，發(fā)酵工程是生物工程技術(shù)的重要組成部分。它包括培育優(yōu)良菌種、發(fā)酵生產(chǎn)某些代謝產(chǎn)物、生產(chǎn)微生物菌體、改造某些天然物質(zhì)等?，F(xiàn)酵工程對食品工業(yè)的影響主要表現(xiàn)在利用現(xiàn)酵技術(shù)改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品以及加速開發(fā)高附加值的現(xiàn)酵產(chǎn)品。它的足跡涉及新食品配料、飲料穩(wěn)定劑、D-氨基酸及其衍生物制造等諸多食品工業(yè)領(lǐng)域。

2 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)的食品加工工藝的改造

在現(xiàn)酵技術(shù)改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品中，最典型的是使用雙酶法糖化工藝取代傳統(tǒng)的酸法水解工藝。例如在國外的啤酒生產(chǎn)中，大多數(shù)采用了固定化酵母的連續(xù)發(fā)酵工藝，它可將啤酒的發(fā)酵時間縮短至1d，甚至更低的90rain。在我國的傳統(tǒng)釀造制品黃酒、醬類、豆腐乳等，均利用優(yōu)選的菌種發(fā)酵，不僅提高了原料的利用率，縮短了發(fā)酵周期，而且改良了風(fēng)味品質(zhì)。與此同時，利用發(fā)酵工程生產(chǎn)天然色素、天然新型香味劑等食品添加劑，并逐步取代人工合成的色素和香精，這也是當(dāng)前食品添加劑研究和前進的方向。

2.2 單細胞蛋白的生產(chǎn)

單細胞蛋白（Sole Cell Protein，SCP）主要指酵母、細菌、真菌等微生物蛋白質(zhì)資源。人們已公認SCP是最具應(yīng)用前景的蛋白質(zhì)新資源之一，是因為微生物菌體的蛋白質(zhì)含量高，同時還含有多種維生素。這對于解決世界蛋白質(zhì)資源不足問題方面將發(fā)揮重要作用。同時也有一些是采用細菌、絲狀真菌和放線菌等菌種?，F(xiàn)在許多國家都在積極進行球藻及螺旋藻SCP的開發(fā)，走在前列的是美國、日本、墨西哥等國，他們所生產(chǎn)的螺旋藻食品既是高級營養(yǎng)品，又是減肥品，在國際市場上很受歡迎。我國螺旋藻的開發(fā)研究始于20世紀70年代，到目前為止，已建立了大規(guī)模的養(yǎng)殖生產(chǎn)基地。

2.3 功能性食品的開發(fā)

功能性食品是指在特定食品中含有某些有效成分，它們具有對人體生理作用產(chǎn)生功能性影響及調(diào)節(jié)之功效，以實現(xiàn)“醫(yī)食同源”的目的。不僅能夠調(diào)節(jié)膳食結(jié)構(gòu)，而且能夠益壽延年。因此，這類功能性食品在保健食品產(chǎn)業(yè)中形成了一個新的主流。

2.3.1 大型真菌的開發(fā)

功能性食品的有效成分主要來自名貴中藥材如靈芝、冬蟲夏草、茯苓、香菇、蜜環(huán)菌等藥用真菌，原因在于這些真核微生物含調(diào)節(jié)機體免疫機能、抗癌或抗腫瘤、防衰老的有效成分。功能性食品的主要原料來源一方面是直接取自天然源的藥用真菌，用于功能性食品的開發(fā)；另一方面是通過發(fā)酵途徑實行工業(yè)化生產(chǎn)，從而大量索取。在應(yīng)用中，人工發(fā)酵培養(yǎng)蟲草菌已在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所實現(xiàn)，成果卓著。在分析產(chǎn)品的化學(xué)成分和藥理等方面發(fā)現(xiàn)，它與天然冬蟲夏草類同，臨床上應(yīng)用對高脂血癥、障礙、慢性支氣管炎等均有療效，而治療障礙優(yōu)于天然冬蟲夏草。

2.3.2 γ-亞麻酸的制備

γ-亞麻酸是人體必需的一種不飽和脂肪酸，對人體許多組織特別是腦組織的生長發(fā)育至關(guān)重要。γ-亞麻酸具有明顯的降血壓、降低血清甘油三酯和膽固醇水平的功效。目前以月見草為其主要來源，但是月見草有明顯的缺陷，如種子的產(chǎn)量和含油量很不穩(wěn)定、受氣候和產(chǎn)地等條件影響較大、生產(chǎn)周期較長、精煉成本高等。所以開始利用經(jīng)篩選高含油的魯氏毛霉、少根根霉等蓄積油脂較高的菌株為發(fā)酵劑，以豆粕、玉米粉、麩皮等作培養(yǎng)基，經(jīng)液體深層發(fā)酵法制備γ-亞麻酸。采用的發(fā)酵溫度為30℃，時間為2d，干燥菌體中油脂含量25%～35%，其中γ-亞麻酸含量為12%～15%，它與植物源相比具有產(chǎn)量穩(wěn)定、周期短、成本低、工藝簡單等優(yōu)越性，便于大規(guī)模使用。

2.3.3 微生態(tài)制劑的制備

許多微生物菌體本身可作為保健食品的功能性配料或添加劑，例如乳酸菌（乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬等）和醋酸菌等，其中雙歧桿菌作為微生態(tài)調(diào)節(jié)劑在保健食品中的應(yīng)用最為廣泛，主要的生理功能：第一，抑制和殺死腸道病原菌，從而改善腸道的微生態(tài)環(huán)境；第二，阻斷腸道內(nèi)致癌物質(zhì)的生成，產(chǎn)生具有抗腫瘤特性的胞外多糖，同時分泌雙歧桿菌素和類溶菌物質(zhì)，提高巨噬細胞的吞噬能力，增強機體免疫力和抗病能力，在腸道內(nèi)自然合成多種維生素。雙歧型微態(tài)制劑一般多用于嬰兒雙歧桿菌，制備工藝一般采用將雙歧桿菌純培養(yǎng)物進行反復(fù)接種培養(yǎng)以恢復(fù)其活力，并將活化后的菌種接種到以脫脂乳為主的菌種繼代培養(yǎng)基中，依次進行三角瓶和種子罐培養(yǎng)，利用冷凍干燥機進行冷凍干燥即制成雙歧桿菌微生態(tài)制劑。

2.3.4 有機形式的微量元素的制備

人體必需的微量元素包括硒、鉻、鍺、碘、鋅、鐵等，其中硒、鍺、鉻3種元素與目前嚴重危害人類健康的腫瘤、心血管疾病和糖尿病等關(guān)系較大，因此也成為保健食品研究的熱點之一。由于無機形式的硒、鍺、鉻活性很低，同時具有不同程度的毒性，所以其應(yīng)用于保健品首先要通過生物方法將無機形式的這些元素轉(zhuǎn)化成有機形式微量元素。轉(zhuǎn)化方法主要有植物轉(zhuǎn)化法（富硒蘋果、富硒水稻、富硒茶葉等）、植物種子發(fā)芽轉(zhuǎn)化法（如富硒麥芽或富硒豆芽等）和微生物轉(zhuǎn)化法（如富硒酵母或富硒食用菌等）等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，酵母細胞對硒具有富集作用（吸收率約75%）。利用這一特點，可以在特定培養(yǎng)環(huán)境下及不同階段在培養(yǎng)基中加入硒，使它被酵母吸收利用而轉(zhuǎn)化為酵母細胞內(nèi)的有機硒，然后由酵母自溶制得產(chǎn)品。富硒酵母95%以上的硒是以有機硒形式存在的，其抗衰老及抑制腫瘤功能較亞硒酸鈉顯著，而其毒性卻大大低于亞硒酸鈉。

2.3.5 超氧化物歧化酶（SOD）的制備

SOD廣泛存在于動植物和微生物細胞中，目前國內(nèi)SOD的生化制品主要是從動物血液的紅細胞中提取的。SOD不僅能清除人體內(nèi)過多的氧自由基，起到延緩衰老，提高人體免疫能力并增強對各種疾病的抵抗力的作用，而且作為一種臨床藥物，在治療由于自由基的損害而引發(fā)的多種疾病時效果顯著，可與放化療結(jié)合治療癌癥、治療骨髓損傷、炎癥及消除肌肉疲勞等。并且臨床應(yīng)用證明SOD作為人體組織細胞的正常成分是安全的、有效的，可以廣泛應(yīng)用于化妝品、牙膏和保健食品中。

2.3.6 L-肉堿的制備

L-肉堿（Candtme）的化學(xué)名稱是L-3-羥基4-三甲銨丁酸，普遍存在于機體組織內(nèi)，是我國新批準的營養(yǎng)強化劑。因為它能促進脂肪酸的運輸和氧化，所以可以應(yīng)用在運動員食品中，以提高其耗氧量和氧化代謝能力，從而增強機體耐受力；同時可用在特殊群體中如嬰幼兒食品、老年食品和減肥健美食品中?，F(xiàn)如今發(fā)酵法和酶法已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的化學(xué)生產(chǎn)法，利用根霉、毛霉、青霉進行固態(tài)發(fā)酵，在可溶性淀粉、硝酸鈉、磷酸二氫鉀和小麥麩皮組成的固體培養(yǎng)基中，25℃培養(yǎng)4d-7d，L-肉堿的產(chǎn)量為12%～48%，優(yōu)于過去。

2.4 微生物油脂的生產(chǎn)

人們?nèi)粘Ｊ秤玫挠椭蟛糠质怯芍ヂ?、花生、油菜子、大豆等油料作物榨取的植物油脂，還有一部分是由豬、牛及羊等動物熬制的動物油脂，很少考慮到微生物油脂。其實，在許多微生物中都含有油脂，含油率從最低的2%～3%到60%～70%，且大多數(shù)微生物油脂富含多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated Fat Acids，PUFA），有益于人體健康。目前，富含AA和DHA的微生物油脂已在美國、日本、英國、法國等國上市，微生物油脂的應(yīng)用已形成趨勢。

2.5 新糖源的開發(fā)

微生物發(fā)酵生產(chǎn)的新型強力甜味劑有甜度高、熱量低的特點，能夠滿足肥胖癥、肝腎病以及糖尿病人對低糖食品的要求。其產(chǎn)生的真菌中所含多糖如金針菇多糖、銀耳多糖、香菇多糖、靈芝多糖、猴頭菇多糖、茯苓多糖、蟲草多糖等，具有免疫激活、抗腫瘤、抗衰老、降血糖、降血脂、保肝、防血栓等多種功能。以上真菌的菌絲體可采取深層發(fā)酵培養(yǎng)制取，然后提取真菌多糖，并且淀粉經(jīng)酶解成葡萄糖后，由嗜高滲酵母發(fā)酵后經(jīng)過濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等過程制得赤蘚糖醇。

3 食品工業(yè)的展望

放眼未來，食品工業(yè)將成為現(xiàn)代生物技術(shù)中應(yīng)用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。隨著現(xiàn)酵工程技術(shù)在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，食品工業(yè)將不再被認為是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)食品，它將在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)重要的地位?，F(xiàn)代食品工業(yè)的蓬勃發(fā)展，已顯示出發(fā)酵工程技術(shù)的巨大生命力，我們不僅要充分利用世界生物技術(shù)迅猛發(fā)展的契機，重視發(fā)酵工程技術(shù)的研究，而且要促進我國食品工業(yè)的改革，實現(xiàn)我國食品工業(yè)健康有序的發(fā)展。

參考文獻：

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篇10

關(guān)鍵詞：膜，食品，工程，醫(yī)學(xué)

 

1. 在食品工業(yè)中的應(yīng)用

蛋白質(zhì)是生物體最重要的基本組成成分之一，氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。γ-氨基丁酸即氨酪酸，是天然存在的、由非蛋白組成的氨基酸。它廣泛存在自然界，由于其含量都很低，早期化學(xué)合成方式率較低、成本較高，而且在生產(chǎn)中使用了危險溶劑而無法應(yīng)用于食品工業(yè)。利用生物合成法生產(chǎn)氨絡(luò)酸，使其具有成本較低，使用較為安全等的優(yōu)點等，在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。氨絡(luò)酸發(fā)酵液的分離純化是實現(xiàn)氨絡(luò)酸工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。膜分離具有以下特性：操作條件溫和、低耗能、無相變、分離選擇性好等優(yōu)點。因此利用生物合成法獲得高產(chǎn)量氨絡(luò)酸產(chǎn)品具有十分廣闊的前景。江南大學(xué)食品科學(xué)與安全教育部重點實驗室通過對乳酸菌的篩選和優(yōu)化，使發(fā)酵液中氨絡(luò)酸的含量最多可達540mg/100ml，為較高的水平。論文大全。盡管如此，發(fā)酵液中氨絡(luò)酸的濃度仍很低，通過分離純化提高氨絡(luò)酸的純度仍十分必要。經(jīng)過研究表明，采用超濾、稀釋過濾和納濾相結(jié)合的方法，能將發(fā)酵液中氨絡(luò)酸的純度提高至最初的3.75倍，總的回收率接近75%。若用殼聚糖絮凝加活性炭吸附預(yù)處理，再經(jīng)離子交換樹脂分離，可使發(fā)酵液中氨絡(luò)酸純度提高到最初的4倍以上，總的回收率可達64.2%。

2 .工程中的應(yīng)用

丙烯腈為生ABS/SAN、產(chǎn)腈綸、已二腈的主要原料，腈綸占我國丙烯腈消費產(chǎn)品總量的50%以上，其次是ABS/SAN約占25%左右。丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的工藝是1959年發(fā)明的。在丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的工藝中，產(chǎn)生的環(huán)境污染主要有以下幾種：一是廢氣污染，二是廢渣污染，三是廢水污染。由于丙烯氨氧化反應(yīng)是在流化床中進行的，因此在反應(yīng)過程中不可避免造成催化劑的流失，而這些催化劑都是由一些重金屬組成的；另外，在生產(chǎn)丙烯腈過程中會產(chǎn)生含氰的大量廢水，還有反應(yīng)器急冷過程中產(chǎn)生的大量含氰廢水，其中應(yīng)器急冷過程中產(chǎn)生的含氰廢水比本文研究處理的這股廢水含氰量更高，COD含量高達40000mg/L以上，最高含量可達80000mg/L，處理起來也相當(dāng)困難，現(xiàn)在也只能焚燒處理。

制藥行業(yè)是最早使用膜分離技術(shù)處理含氰廢水的，在制藥行業(yè)一般產(chǎn)生的廢水相對來說都比較“干凈”，機械雜質(zhì)較少，氰根含量也比化工行業(yè)低，處理起來相對比較容易。因此從20世紀70年代，國外就有利用膜分離技術(shù)處理制藥行業(yè)含氰廢水，處理后廢水中氰根含量都小于1ppm，完全符合排放的標準。此方面最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的是德國一家制藥公司，在20世紀80年代創(chuàng)立了膜分離裝置。在過程中發(fā)現(xiàn)，原水中氰根含量大約為120～180ppm，經(jīng)過反滲透處理，排水中的氰根含量只有大概0.2ppm（歐共體標準外排廢水中CN-的濃度必須小于0.2ppm）?；竟に嚵鞒淌遣捎脙杉壋瑸V，然后經(jīng)過4級反滲透，裝置運行最長周期超濾為18個月，反滲透為36個月。

3 .醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

高分子分離膜在醫(yī)療衛(wèi)生上的應(yīng)用非常廣泛，從醫(yī)藥用純水的制備和蛋白質(zhì)、酶、疫苗的分離、精制及濃縮，到人工肝、人工肺、人工腎等人工臟器，都是­­以高分子膜作為分離過程的核心組件。

高分子分離膜在人工臟器上的應(yīng)用以人工腎的研究和開發(fā)最為廣泛，是人工臟器臨床應(yīng)用最成功的例子之一。由于它的主要功能就是排除血液中對人體有害的物質(zhì)，因而必須特別強調(diào)膜具有良好的血液相容性、透過性及適合臨床應(yīng)用的機械強度。

纖維素類膜對水有良好的透過性，能有效去除血液中對人體有害的小分子物質(zhì)如肌酐、尿素等，并具有一定的機械強度。又由于纖維素是天然的高分子材料，對人體基本上是安全的。論文大全。因而纖維素是研究開發(fā)最早、應(yīng)用最廣泛的重要血液透析膜。實際上纖維素類膜的商業(yè)化在很大程度上促成了血液透析成為常規(guī)的臨床治療方法。

聚丙烯腈是少數(shù)已臨床使用的合成高分子膜之一，同再生纖維素膜相比，聚丙烯腈膜對中等分子量物質(zhì)的去除能力強，超濾速率是前者的數(shù)倍，同時又具有優(yōu)良的耐菌、耐有機溶劑等特性。論文大全。應(yīng)用實例一：日本的Asahi醫(yī)學(xué)公司，首先將聚丙烯腈膜中空纖維化，并用于血液透析和血液透析過濾。該膜為不對稱膜，內(nèi)徑為200μm、壁厚50μm；應(yīng)用實例二：中國紡織大學(xué)用聚丙烯腈紡制出中空纖維，組裝成血液透析器，通過了臨床應(yīng)用。

隨著膜科學(xué)的發(fā)展和醫(yī)學(xué)的日益進步，人們對血液凈化用膜材料的要求越來越高。預(yù)計到下個世紀初，可能研制出埋入式的高功能人工腎。這勢必將對現(xiàn)有的血液凈化用膜的性能提出新的挑戰(zhàn)。提高和擴大高分子膜在血液凈化領(lǐng)域里的作用有兩種途徑：開發(fā)新的膜體系和對現(xiàn)有膜體系進行改性，力求接近或達到生物膜的性能。