乳酸菌及其乳酸菌发酵食品
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乳酸菌及其乳酸菌发酵食品
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发酵是一种古老、传统的食品储存与加工的方法，凡利用微生物的作用而制得的食品都可以称为发酵食品。发酵食品是人类巧妙地利用有益微生物加工制造的一类食品，具有独特的风味和营养价值，丰富了我们的饮食生活。发酵食品因在食品加工过程中有微生物参与作用，进而可以形成一些特异性风味物质和营养因子，如乳酸菌参与牛乳发酵，产生乙醛、丁二酮、丙酮、3-羟基丁酮、挥发性酸等芳香物质，以及胞外多糖、乳酸菌素、γ-氨基丁酸等营养因子。
乳酸菌是发酵食品最主要的有益微生物之一，人类对于乳酸菌的应用历史非常久远，在远古人类就在酿造食品方面不自觉地利用了乳酸菌。但是，人类能主动地去研究和掌握乳酸菌的生活规律，并加以应用，还是近百年的事。
1.1 乳酸菌的分类
乳酸菌是一类以糖为原料产乳酸为主的细菌的总称，乳酸菌不是分类学上的名词，属于真细菌纲(Eubacteriac)真细菌目(Eabacteriales)中的乳酸细菌科(lactobacillaceae)。在伯杰氏系统细菌分类学上，目前已发现的乳酸菌，至少分布于乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Strptococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)，乳球菌属(Lactococcus)等19个属的微生物中。其中，在食品、医药等领域应用较多的乳酸菌主要分布在乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、肠球菌属、乳球菌属、片球菌属和明串珠菌属等七个属种。
1.2 乳酸菌的基本特性
乳酸菌是革兰氏阳性，不形成芽孢(个别属除外)，不运动或少运动，不耐高温，但耐酸的球菌或杆菌，乳酸菌是一种兼性厌氧菌，适合于在氧含量低或无氧的环境中生长。与其它细菌相比，乳酸菌对营养的要求比较严格，除了要供给适量的水分、充足的碳源、氮源和无机盐类外，还需要加入维生素、氨基酸等生长因子。乳酸菌都能发酵一定的糖类产生乳酸，但分解蛋白质和脂肪能力微弱，过氧化氢酶反应呈阴性，适宜在偏酸的环境中生长，可使培养基pH值降到5.0以下，产酸及耐酸能力都较强。
1.3 乳酸菌的发酵类型
乳酸菌的发酵根据产物的不同，分为三种类型：同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧发酵。同型乳酸发酵是指发酵终产物中90%以上为乳酸的乳酸发酵过程，以乳酸链球菌和多数乳酸杆菌为主。异型乳酸发酵是指发酵终产物中除乳酸外,还有乙醇、二氧化碳等成分的乳酸发酵过程，以明串珠菌属的乳酸菌以及某些乳酸杆菌,如肠膜明串珠菌、短乳杆菌、甘露醇乳杆菌等。双歧发酵是双歧杆菌的产能模式，双歧杆菌是一类特殊的严格厌氧菌,对营养要求较高,它们对葡萄糖的代谢也可归入异型乳酸发酵,但与其他乳酸菌的异型发酵不同。
1.4 乳酸菌的代谢产物
乳酸菌发酵的代谢产物主要有有机酸类、细菌素类、乙醛等芳香物质、胞外多糖、γ-氨基丁酸等。有机酸类主要有乳酸、乙酸，及少量的甲酸、丙酸等，具有抗菌防腐的作用，并带给食品酸性的口感；细菌素又称乳酸菌素，具有固定抗菌谱，对病原菌和腐败菌具有很强的抑制能力；乙醛等芳香物质给乳酸菌发酵食品带来独特的发酵风味；胞外多糖作为生命物质的重要组成部分，广泛参与细胞的各种生命现象及生理过程的调节；γ-氨基丁酸是神经系统中重要的抑制性神经递质，具有改善脑机能，调节情绪抗焦虑，降低血压等方面具有重要作用。
2 乳酸菌发酵食品
乳酸菌的应用历史非常悠久，但真正科学的研究和利用是始于19世纪中叶。近年来食品级乳酸菌的优良特性已引起食品微生物界的关注，它在食品方面的应用也越来越广泛。目前乳酸菌广泛应用于乳制品、肉制品、酱腌菜制品、酱类制品等各类发酵食品中。随着现代生物技术的发展，乳酸菌与人们的生活与健康越来越密切。
2.1 乳酸菌发酵乳制品
乳制品是乳酸菌发酵应用最多，也是最为成熟的领域。主要产品有发酵乳、乳酸菌饮料、奶油、干酪等。
2.1.1 发酵乳
发酵乳是以鲜奶或奶粉为主要原料，经乳酸菌发酵而制得的产品。原料乳添加或不添加白砂糖、稳定剂等配料，溶解搅拌均匀,经均质和加热杀菌(一般采用95℃，5min)后，降低到适宜的发酵温度，接种乳酸菌种，在适宜的温度下发酵，发酵完毕后，置于2-6℃左右的冷库内冷却后熟即可制得。应用于发酵乳生产的乳酸菌主要属于乳杆菌属、链球菌属,此外还有双歧杆菌属等。生产中常用的有保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸乳球菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌等。可单菌种发酵，但一般两种或两种以上菌种搭配使用。其中发酵菌种仅含有嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌两种菌的产品称为酸奶，含有更多种菌或仅有一种菌的产品称为发酵乳。
2.1.2 乳酸菌饮料
乳酸菌饮料是以鲜牛奶或奶粉为主要原料，经乳酸菌发酵，并辅以水、白砂糖、稳定剂、乳酸等配料，调配而成的产品。原料乳按照发酵乳工艺进行发酵，水、白砂糖、稳定剂等配料溶解均匀（一般化料温度70-80℃），然后进行混合、调酸、调香、杀菌等工艺制成。
应用于乳酸菌饮料发酵的菌种主要有干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、植物乳杆菌、双歧杆菌等。产品根据原料乳杀菌工艺分为褐变产品和非褐变产品，根据发酵后是否进行灭菌分为活菌型产品和灭菌型（非活菌型）产品。
2.1.3 酸奶油
酸奶油是以乳经离心分离后所得的稀奶油为主要原料，经杀菌、乳酸菌发酵等工艺而制成的乳制品。酸奶油按发酵方法不同，分为天然发酵酸奶油和人工发酵酸奶油两类。天然发酵酸奶油以乳中原有的微生物为发酵剂，让其自然发酵而成。人工发酵酸奶油，系将稀奶油杀菌后，再添加纯培养的乳酸菌种，使其发酵而制成。应用于酸奶油生产的乳酸菌主要有以下几种：乳酸乳球菌（乳脂亚种、乳酸亚种、双乙酰亚种）、肠膜明串珠菌、发酵乳杆菌等。
2.1.4 干酪
干酪是指原料乳经杀菌、冷却后，加入适量的乳酸菌种和凝乳酶，使蛋白质(主要是酪蛋白)在菌种发酵和凝乳酶的作用下凝固，排除乳清，将凝块压成块状而制成的产品。用于生产干酪的乳酸菌种，随干酪种类而异。常用的菌种有乳酸乳球菌（乳脂亚种、乳酸亚种、双乙酰亚种）、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌以及肠膜明串珠菌等。生产中通常选取其中两种以上的乳酸菌搭配使用。个别具有地方特色的干酪还会用到青霉、白霉等霉菌，如蓝纹干酪、白霉干酪等。
2.1.5 其它
在历史的发展中，不同的地区，不同的生活方式，还形成了具有不同地方特色的发酵乳制品，如高加索地区的开菲尔，采用含有数十种菌的开菲尔粒发酵而成；蒙古地区的奶酒，通过自然发酵，分离乳脂制得；大理地区的乳扇，通过酸水凝固，在经发酵制得；俄罗斯地区的格瓦斯，利用乳酸菌和酵母发酵酿制而成。
随着科技的进步和技术人员的研究，还有不同类型的发酵乳制品不断被开发出来，如酸奶粉是通过喷雾干燥等方法，去除了酸奶中的水分，再经调配等工艺而制成的一种便于运输和保存，与水按适当的比例进行还原即可食用的酸奶制品，能保持原有的营养成分及酸奶风味。
2.2 乳酸菌发酵植物蛋白制品
乳酸菌在植物蛋白加工中的应用主要是生产酸豆奶和花生发酵酸奶。酸豆奶和花生发酵酸奶可以作为酸奶的替代品为人们提供大量的优质蛋白。用于酸豆奶和花生发酵酸奶生产的乳酸菌主要有乳杆菌属、链球菌属、明串株菌属等。生产中常用保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸乳球菌、肠膜明串株菌等,常用两种或两种以上菌株搭配发酵。乳酸菌在豆乳发酵过程中,不仅可以将蛋白质分解为小分子物质,而且可以脱除豆腥味,分解棉籽糖、水苏糖等胀气因子,使产品具有良好的风味和营养价值。
2.3 乳酸菌发酵果蔬制品
发酵果蔬是利用有益微生物的活动及控制其一定的生长条件对果蔬进行深加工的一种方式。
2.3.1 乳酸菌发酵果蔬饮料
乳酸菌发酵果蔬饮料是利用微生物来发酵单一或复合果蔬汁，发酵后调味而成，提高了营养价值去除了生涩味增加了发酵香味口感怡人。用于乳酸菌发酵的果蔬主要有苹果、梨、芒果、葡萄、胡萝卜、番茄、芹菜、红薯、马铃薯、南瓜、山芋等，大多用保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌等中的几种进行搭配发酵。乳酸菌发酵果蔬饮料改善了产品口味，提高了营养价值，开辟了果蔬深加工的新途径。
2.3.2 泡菜（酸菜）
自然发酵泡菜是利用低浓度食盐水溶液进行腌制，通过附生在植物表面上乳酸菌的发酵作用而得到的蔬菜加工品。发酵前期除乳酸菌外的其他微生物还有一定的活动能力，微生物种类多且有少量空气存在以异型乳酸菌的发酵为主。这类异型乳酸发酵菌一般不耐酸，随乳酸量的增加，到发酵中后期，以耐酸的同型发酵乳酸菌进行活动，将单糖和双糖发酵生成乳酸而不产生气体。泡菜中常见的乳酸菌主要有植物乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、双歧杆菌等。
2.3.3 酵素
酵素的叫法源于日本，又称为酶，然后从日本传入我国台湾地区，再传至大陆，现在已泛指发酵果蔬制品。酵素是通过微生物对水果蔬菜进行深层发酵（一般1个月以上），然后提取的一种含生物活性成分的产品。上述生物活性成分包括酶、来自发酵参与菌和用于发酵的食材。酵素中含有的生物活性成分，可影响服用者体内的活性酶，从细胞层面调节机体的生命活动。
2.4 乳酸菌发酵肉制品
发酵肉制品是指采用生物发酵技术，在自然或人工控制的条件下将原料肉进行微生物发酵而产生酸或醇，使肉的pH值降低而得到的具有特殊风味、色泽和质地的肉制品。肉的发酵本身是一种原始的贮藏手段，随着人们对其独特风味和良好贮藏性能的认识，逐步演化为一种肉制品的加工方法，在国内外都具有悠久的历史。发酵肉制品的种类较多，传统的中式肉制品中的腊肠、腊肉和火腿都伴随着自身微生物的自然发酵，这些产品通常被称为腌腊制品，具有悠久的生产历史。
2.5 乳酸菌发酵酒精制品
乳酸菌广泛应用在白酒、黄酒、葡糖酒、啤酒的酿造中，发挥不同的作用，乳酸菌的存在，为发酵微生物提供生长繁殖可利用的必需氨基酸和各种维生素，促进酿酒微生物的生长与繁殖，乳酸菌本身所产生的酸性代谢产物，维持了酿酒发酵环境的偏酸性，能促进酿酒酶系的糖化与发酵能力；乳酸菌产生的乳酸使酒酷酸度大幅快速上升，有效地抑制了其他部分杂菌的代谢活动，其产生的一些抗菌物质也有利于保持、改善酿酒生产的微生态环境；乳酸菌的代谢产物乳酸、乙酸可以在发酵过程中与乙醇形成乙酸乙酯、乳酸乙酯等多种重要的特征香味物质，同时乳酸和双乙酰本身也是酒中的特征香味物质。
2.6 乳酸菌发酵调味品
在酱油的制作过程中，加入乳酸菌，有很好的抑制杂菌作用，并为酱油提供特殊的风味，主要有四联球菌、嗜盐片球菌及植物乳杆菌等。在食醋的制作过程中，乳酸菌代谢产生的有机酸、双乙酰及其衍生物是食醋中主要的风味物质。
2.7 乳酸菌发酵豆制品
乳酸菌发酵豆制品种类繁多，主要有豆瓣酱、豆豉、纳豆、腐乳等。发酵大豆食品一般含质量分数6%～18%的NaCl，其中的乳酸菌分嗜盐(halophilic)和耐盐(halotolerant)两大类群：嗜盐乳酸菌可以在含15g/100mL NaCl的培养液中生长，一定的NaCl是其生长的必要条件；而耐盐类群也称非嗜盐类群(non-halophilic)，不能在含15g/100mL NaCl的培养液中生长，NaCl不是其生长的必要条件。在嗜盐类群中嗜盐四联球菌(Tetragenococcushalophilus)是日本、韩国、中国及东南亚各国传统发酵豆制品中的优势种；而非嗜盐类群中肠球菌属(Enterococcus sp.)、乳杆菌属(Lactobacillus sp.)和片球菌属(Pediococcus sp.)的某些种分布较为广泛。
2.8其它乳酸菌发酵制品
2.8.1 乳酸菌发酵面包
以面包专用粉为主要原料，添加乳酸菌、酵母等辅料。采用二次发酵工艺生产面包。面包内部组织柔软、细腻，纹理结构好，发酵香味浓郁且有柔和的乳酸味，且具有良好的抗老化的特性，其品质优于普通面包具有较大的开发前景。
2.8.2 红茶菌饮料
红茶菌又名“海宝”、“胃宝”，是一种生物薄膜，是用糖、茶、水加菌种经发酵后生成的对人体有益的物质，其菌体根据分析，是酵母菌、乳酸菌和醋酸菌的共生物，其本身的酸度又抑制了有害细菌的生长，尤其对萎缩性胃炎、胃溃疡疑难病有很好的治疗作用，而且还有调节血压、改善睡眠、预防治疗各种疾病的效果。
3 乳酸菌的应用前景
乳酸菌是最早为人类所认识的微生物之一，经乳酸菌发酵的食品集营养与保健于一身，越来越受到国内外人们的重视。乳酸菌的生物学特性和保健功能，决定了它不仅在食品工业中有广泛的用途，在今后的保健食品中也将占有重要地位。近年来的研究表明，乳酸菌有很多特殊医疗保健作用，国内外对乳酸菌的研究也越来越深入。
未来，如何利用微生物技术，检测、分析技术，分子生物技术等先进技术，在新的优秀菌株筛选，菌株代谢产物分析，菌株特异功效研究，菌株在人体内的作用机制，菌株安全性研究，及菌株活力保护等方面，将成为今后乳酸菌菌株研究领域的主攻方向。同时新型乳酸菌发酵食品，乳酸菌保健食品，及乳酸菌医药制品的开发，将成为相关企业、院校、及研究机构的开发重点。
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下列食品中，都是利用乳酸菌发酵加工成的是（　　）A．面包、米酒B．泡菜、酸奶C．泡菜、米酒D．腐乳、酸奶
绿茶腊氖71
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由分析可知，微生物的发酵在食品的制作中具有重要的意义，如制馒头、做面包、酿酒等要用到酵母菌，制醋要用到醋酸杆菌，制酸奶和泡菜要用到乳酸菌，乳酸菌发酵产生乳酸，使得菜和奶有一种特殊的酸味，可见B正确．故选：B
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微生物的发酵在食品的制作中具有重要的意义，如泡菜和酸奶的制作都要用到乳酸菌，据此作答．
本题考点：
发酵技术在食品制作中的作用．
考点点评：
了解微生物的发酵在食品制作中的应用，掌握常见的微生物与食品制作的例子，结合题意，灵活答题．
扫描下载二维码利用乳酸菌发酵猕猴桃汁
猕猴桃(Actinidia.chinensis)是一种落叶性藤本植物。其果实中含有17种氨基酸,并含有葡萄糖、果糖、柠檬酸、苹果酸和酒石酸。另外果实中富含K、Ca、Mg、Fe等微量元素以及肌醇、谷胱甘肽和VA、VB1、VC,VB2等维生素类物质[1]。乳酸菌饮料是最近发展起来的一种新型饮料,它以牛乳或乳制品为原料,加入特定的微生物发酵剂制成。食用酸奶可提高机体对磷、钙、铁的吸收,防止婴儿佝偻病,防治老人骨质疏松病。同时,酸奶还具有缓解乳糖不耐症、整肠、抗菌、抗衰老等作用,另外,由于乳酸菌的发酵作用,使该饮料具有调整人体胃肠的功能,酸甜适口,风味独特。本实验以猕猴桃为原料,选用优良菌种进行乳酸发酵,以期制出既有猕猴桃原品风味,又有发酵香味的果汁饮料[2,3]。1材料与方法1.1试验材料菌种:保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌(菌种配比1∶1)、新鲜猕猴桃汁(市售)蔗糖。1.2实验仪器与设备高压灭菌锅、LRH-150生化培养箱(上海益恒实验...&
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乳酸(Lactic acid),化学名2-羟基丙酸(2-hydroxypropanoic acid),广泛应用于化学工业,如:食品、日用品、制药、皮革、油漆、烟草及纺织印染业等领域[1],近年来尤其表现在聚乳酸可降解材料及医用生物材料的应用。1乳酸的生产方法1.1发酵法发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下,调节pH值5左右,保持大约50℃发酵三到五天得粗乳酸。其流程如下图:发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料,也有文献报道以苜蓿[2]、纤维素等作原料,近年有研究提出厨房垃圾及鱼体废料循环利用生产乳酸的。乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多,但产酸质量较高的却不多,主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系。不同菌系其发酵途径不同,可分同型发酵和异型发酵,实际由于存在微生物其它生理活动,可能不是单纯某一种发酵途径。1.1.1同型发酵微生物通过EMP代谢途径发酵,乳酸是代谢的唯一产物,l mol葡萄糖转化生成2 mol乳酸,理论转换率为100...&
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乳酸是一种重要的有机酸。乳酸、乳酸盐及其衍生物,广泛应用于食品、医药、轻工、化工等领域,尤其作为生产可生物降解聚乳酸的原料,显示了更广阔的应用前景[1-2]。乳酸分子按其构型及旋光性可分为l-乳酸、d-乳酸,等量的l-乳酸、d-乳酸构成dl外消旋乳酸。由于人体只具有l-乳酸脱氢酶,因此只有l-乳酸能被人体完全代谢,且不产生任何有毒、副作用的代谢产物,d-乳酸过量摄入则有可能引起代谢紊乱甚至导致中毒,从健康角度考虑,l-乳酸的制备及应用研究,正引起世界各国的广泛重视[3]。传统乳酸制备主要以粮食为原料,为了节约粮食,降低乳酸发酵的成本,结合环境保护,近年来,国内外开展了利用食品及农业加工有机废弃物为原料制备乳酸的研究[4-7]。大豆是我国的主要粮食作物之一,每年的产量约1 500万吨,同时产大豆秸秆2 500万吨,大豆秸秆是一种应用价值很高的可再生纤维素资源,但长期没有得到合理的开发,约2/3秸秆被焚烧掉,造成资源浪费和新的大气污...&
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1乳酸的用途乳酸是一种多用途的精细化学品，可广泛用于食品、制药、制革、纺织、环保和农业中。其产品主要表现形式为酸味剂、调味剂、防腐剂、辣制剂、植物生长调节剂、生物可降解材料和手性药物等[lq。1.1食品饮料一般食品工业用含量为50%的乳酸作酸味剂、防腐剂(代替苯甲酸钠)、pH值调节剂和食品强化剂。在饮料、果汁、奶制品中用作酸味剂;在调味品如酱油、醋、咸菜、色拉中用作防腐保鲜和调味剂，使酸味自然;乳酸可使食品具有微酸性，而又不影响水果和蔬菜天然味和芳香，因此，也广泛用于水果和蔬菜等罐头食品中。人食人含有乳酸的食物，可解除疲劳、松驰肌肉。1.2医药和化妆品乳酸作为消毒剂用在病房、手术室、实验室等场所。在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、pH调节剂等。可直接制成药或制成盐类，用作含漱剂、涂布剂、膀胧注人剂等，还可内服用于肠内消毒。乳酸本身含有天然润肤成分，刺激皮肤细胞再生效果明显，在皮肤、头皮的护理中起到保湿滋润，替代...&
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南瓜在我国南北方种植十分普遍,它富含胡萝卜素、抗坏血酸、瓜氨酸、精氨酸、天冬氨酸、蔗糖、戊聚糖、甘露糖、可溶性多糖、葫芦巴碱、南瓜子碱、腺嘌呤等营养成分[1]。南瓜不仅具有较高的食用价值,而且有不可忽视的食疗作用。《滇南本草》记载:南瓜性温,味甘无毒,入脾、胃二经,能润肺气、化痰排脓、驱虫解毒,治咳嗽、哮喘、肺痈、便秘等病症。现代医学的研究也表明,南瓜能有效地防治高血压、肝肾脏的一些病变,对糖尿病也有一定的食疗效果。随着对乳酸菌保健功效研究的不断深入,利用乳酸菌开发和加工新型食品也逐渐成为食品行业研究的重点。本实验以南瓜为原材料,研究其乳酸发酵过程中营养成分的变化情况,为开发具有保健功效的乳酸发酵南瓜汁饮料提供理论依据。1材料与方法1·1原料黄鼠狼南瓜,湖南常德产。1·2菌种保加利亚乳杆菌(Lactobacillus.bulgaricus)、嗜热链球菌(Streptococcus.thermophilus),均由湖南农业大学食品...&
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乳酸是一种重要的多用途有机酸,广泛用于食品、医药、化工、制革、纺织、环保和农业生产等领域[1,2]。原位产物分离(in situ product removal,ISPR)是指将生产细胞的代谢产物快速移走的方法,它和发酵有机结合则为原位产物分离发酵。乳酸发酵时,乳酸在发酵液中的积累对发酵有明显的反馈抑制作用。乳酸发酵最适pH值为5.5～6.0,pH值小于5.0时发酵被抑制,乳酸产率仅约为1.6%。乳酸发酵过程中随着乳酸的不断产生,发酵液的pH值不断降低,使乳酸菌的生长和产酸受到抑制,乳酸产率降低。为了提高乳酸的产率,需要控制发酵液的pH值。传统的发酵方法是添加碳酸钙、氢氧化钠、氨水中和产生的乳酸,以维持最适pH值。由于乳酸钙溶解度大,约有30%乳酸钙残留在结晶母液中,不能析出。此外过高的乳酸盐对乳酸菌的代谢也有抑制作用,在发酵液中造成乳酸菌活性下降,而使发酵周期延长。近十几年来采用溶剂提取法(以油酸、叔胺等为提取剂[)3]、吸附...&
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