傳統發酵的微生物?傳承數千年的傳統發酵食品是中華飲食文化的重要載體世界上絕大多數人每天都在享用着發酵食品，或許是你正在吃着的包子，或許是手裡端着的咖啡——包子從面團發酵而成，咖啡豆的處理過程也離不開發酵近年來，傳統發酵食品産業在食品工業中的占比逐漸提高，2021年，我國傳統發酵食品産業總産值超過1.9萬億元而微生物則是發酵食品中的核心角色近日，在中國微生物學會主辦的微生物與食品安全講座上，專家們探讨了發酵菌種的發展與應用，下面我們就來說一說關于傳統發酵的微生物?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

傳統發酵的微生物

傳承數千年的傳統發酵食品是中華飲食文化的重要載體。世界上絕大多數人每天都在享用着發酵食品，或許是你正在吃着的包子，或許是手裡端着的咖啡——包子從面團發酵而成，咖啡豆的處理過程也離不開發酵。近年來，傳統發酵食品産業在食品工業中的占比逐漸提高，2021年，我國傳統發酵食品産業總産值超過1.9萬億元。而微生物則是發酵食品中的核心角色。近日，在中國微生物學會主辦的微生物與食品安全講座上，專家們探讨了發酵菌種的發展與應用。

微生物菌種是發酵食品産業的重要資源

在冰箱和現代滅菌技術發明之前，人類主要依靠風幹、腌制和發酵3種方式用于延長食物的保存時間，但是風幹易使食物因脫水而變硬；腌制因大量使用鹽分易使食物變得過鹹。發酵則是通過微生物的生長和食品成分的酶轉化，微生物進行繁殖并形成絕對數量優勢，進而抑制其他有害菌的生長。“較之前兩者，發酵食品具有更美味、更營養、更安全、更長期保存的特點。”中國食品發酵工業研究院教授級高級工程師姚粟如是說。

食品用微生物菌種是傳統發酵食品産業的重要資源。發酵食品中的微生物包括兩類：一類是具有工藝作用的微生物菌種，即發酵菌種；另一類是具有功能作用給予宿主健康益處的微生物菌種。

姚粟表示，傳統發酵食品用菌種有以下幾個認定原則：有明确的分類學地位和科學的名稱；有确切的安全使用曆史；無臨床緻病性風險和機會性感染風險，無有毒代謝物、毒力因子和抗生素抗性等；有明确的應用領域；在食品生産中發揮有益于發酵的功能作用。

2017年，姚粟團隊首次發布《中國傳統發酵食品用微生物菌種名單》（以下簡稱《名單》）；2021年，《名單》更新，共覆蓋白酒、啤酒、乳制品、醬油、醋、腐乳、泡菜、豆瓣、發酵茶、面包、饅頭、納豆、肉制品13個食品領域，微生物菌種共56個屬124種，包括細菌74種、酵母22種、絲狀真菌28種。

《名單》分析闡述了菌種在關鍵發酵工藝中發揮的主要功能：一、産生物酶，包括澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、酯化酶、纖維素酶、果膠酶、單甯酶、多酚氧化酶等，如布朗克假絲酵母（Candida blankii）等在普洱茶渥堆發酵階段産多酚氧化酶。二、産風味物質，包括醇、醛、酸、酯、酚、芳香族、高級醇、萜類等，如酵母菌可利用葡萄糖産乙醇、甘油、十八醛和4-乙基愈創木酚等。三、産健康因子，包括低聚糖、活性肽、短鍊脂肪酸、活性酶類、維生素、共轭亞油酸等，如紅曲菌（Monascus spp.）将食品中的谷氨酸脫羧形成γ-氨基丁酸（GABA）。腸道中的GABA能夠激活人體内調節休息與消化功能的迷走神經，迷走神經對身體和頭腦起到鎮靜作用，從而影響身心健康。四、改善食品質構，包括塑形、改變食品結構，如毛酶菌（Mucor spp.）發達的菌絲體在豆腐白坯表面形成堅韌的毛皮，保持外觀形狀，使面包、饅頭結構疏松多孔。五、産色素，比如紅曲菌産的紅色素、酪氨酸在多酚氧化酶催化下氧化生成棕色或黑色色素。六、生物抑菌，微生物代謝産生有機酸（乳酸、乙醋酸等）、細菌素（乳鍊球菌素、維他黴素等）可以抑制雜菌生物膜形成（内酯酶、酰基轉移酶降解群體感應信号分子）。“《名單》為完善我國傳統發酵食品用微生物菌種的使用及管理提供了參考和依據。”姚粟說。

内蒙古農業大學教授張和平表示，食物發酵不僅制造美味，還能帶來許多健康效益。如從内蒙古錫林郭勒大草原酸馬奶樣品中分離得到的益生菌菌株Lactobacillus casei Zhang（LCZ），可迅速激活獲得性免疫，增強了對流感病毒的免疫應答。腸道菌群分析發現，LCZ使老年人腸道年輕化，有助于維持腸道菌群的穩定。分離自内蒙古傳統發酵乳制品的Lactobacillus plantarum P-8，可增加腸道内有益菌數量，降低緻病菌數量，維持宿主腸道穩态，使腸道菌群健康化，尤其對改善老年人腸道菌群效果更加顯著。通過調節腸道菌群，該菌種可促進腸内關鍵神經遞質和神經活化物的産生和分泌，經迷走神經、細胞因子和微生物源代謝物直接或間接調控腸腦軸，進而緩解成人壓力和焦慮。

優良菌種确保食品質量

“季節和環境的變化對發酵食品影響較大，而菌群的穩定能保證發酵生态系統的穩定，從而保證生産過程的穩定，最終保證産品風味的穩定，所以選育具有優良性能的菌種很重要。”天津科技大學教授王敏表示。

比如醋酸菌，在自然界廣泛存在于各種植物（水果、谷物、草藥等）中，是食品工業中的重要微生物，能夠在發酵過程中将多種糖類和醇類氧化成有機酸，包括乙酸、酒石酸、乳酸、蘋果酸和檸檬酸，常用于醋酸發酵。醋酸菌還用于生産其他代謝産品，例如葡萄糖酸、山梨糖和細菌纖維素，在食品和生物醫藥工業中具有重要應用價值。目前，醋酸菌被分類為19個屬，包括醋杆菌、酸單胞菌、阿米亞馬亞等。其中，用于食醋生産的主要屬于醋杆菌、葡萄糖酸杆菌和駒形杆菌屬。

優良的醋酸發酵菌種不僅要具有較高的乙醇氧化能力，還要求具有較好的醋酸耐受性。“研究團隊通過大量技術研究，選育出優良醋酸發酵菌種，并控制環境因素，最終達到優化發酵參數。”據王敏介紹，實驗發現，發酵初期加入10克/升蔗糖，可以提高發酵效率和原料利用率；再建立分階段通氣量控制發酵，可減少能耗及乙醇和乙酸的揮發，産酸速率達到1.9g/克/升/小時，乙醇轉化率為94%，終酸約90克/升。研究發現，40克/升的初始酸度合理平衡了菌體的生長及産酸，獲得了最高的産酸速率；進行90克/升果醋半連續發酵，産酸速率為2.1克/升/小時，乙醇轉酸率94%。“選育出性能更加良好的菌種後，可用來強化和改造菌群，有助于調節發酵性能并增強原位共現網絡的穩健性，并且能在維持生态功能和促進代謝産物積累等方面發揮重要作用。”

四川大學副教授遲原龍同樣認為微生物的選育很重要。傳統發酵泡菜的高鹽環境能抑制泡菜環境中的腐敗和緻病微生物，對泡菜發酵和貯存過程中的微生物安全具有積極作用。而減鹽環境下食鹽對微生物生長的抑制作用大幅降低，将可能對泡菜生産和貯藏過程中質量特性産生影響。“基于消費健康、便捷的發展趨勢，我認為減鹽生産将是傳統泡菜産業發展的重要方向之一，所以需要選育能夠适應低鹽環境的菌株。”遲原龍說。

據遲原龍介紹，其團隊從30個省市取樣，采集2000餘種泡菜樣品，分析了100餘個産品配方和工藝參數，分離鑒定出4000餘菌株，篩選良種396株，包含36屬89種，構建了泡菜源乳酸菌種資源庫，最終篩選獲得了具備優良發酵特性和益生功能的乳酸菌菌株，可适應減鹽環境。該菌株配合低鹽環境下的發酵技術，相較傳統發酵泡菜，可實現減鹽30%—50%。（編輯 李闖）

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