生物防腐技術(shù)在傳統(tǒng)釀造食品中的應(yīng)用研究

何運(yùn) 周文川

摘 要：傳統(tǒng)釀造食品是人們生活中不可缺少的一類食品，一般是通過微生物發(fā)酵作用采用釀造工藝加工而成。傳統(tǒng)釀造食品在生產(chǎn)中需采取必要的防腐技術(shù)保證食品的安全性，生物防腐技術(shù)是近年來比較安全的一種防腐技術(shù)。本文對(duì)傳統(tǒng)釀造食品和生物防腐技術(shù)進(jìn)行概述，并對(duì)生物防腐技術(shù)在傳統(tǒng)釀造食品中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究，從而為傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)的安全性提供有力保障。

關(guān)鍵詞：生物防腐技術(shù);傳統(tǒng)釀造食品;食品安全;應(yīng)用

Research on the Application of Biological Preservative Technology in Traditional Brewed Food

HE Yun， ZHOU Wenchuan

（Luzhou Vocational and Technical College， Luzhou 646000， China）

Abstract： Traditional brewed food is an indispensable food in peoples life， which are generally processed by microbial fermentation and brewing technology. In the production of traditional brewed food， it is necessary to adopt necessary preservative technology to ensure the safety of food. Bio-preservation technology is a relatively safe anti-corrosion technology in recent years. This paper summarizes the brewed food and biological preservation technology， and studies the specific application of biological preservation technology in traditional brewed food， so as to provide a strong guarantee for the safety of traditional brewed food production.

Keywords： biological preservation technology; traditional brewed food; food safety; application

傳統(tǒng)釀造食品具有易消化、易吸收、營養(yǎng)豐富和口味獨(dú)特等突出優(yōu)點(diǎn)，因此一直受消費(fèi)者青睞，傳統(tǒng)釀造技術(shù)也是我國傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品加工的一種重要技術(shù)。隨著我國對(duì)“三農(nóng)”問題的重視度日漸提升，傳統(tǒng)釀造食品的發(fā)展已成為“三農(nóng)”問題解決的方向之一。現(xiàn)階段，除了醬油制品達(dá)到了質(zhì)量安全強(qiáng)制性管理要求外，其他類型的傳統(tǒng)釀造食品仍未實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全強(qiáng)制性管理，且這些傳統(tǒng)釀造食品尚未形成安全保障技術(shù)體系以及統(tǒng)一管理規(guī)范，在實(shí)際生產(chǎn)中，衛(wèi)生管理較粗放，且傳統(tǒng)釀造食品鹽度偏高，在管理標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定方面也不夠規(guī)范，造成我國當(dāng)前傳統(tǒng)釀造食品的衛(wèi)生安全仍存在較大問題，不僅阻礙傳統(tǒng)釀造食品走向國際市場(chǎng)，而且影響消費(fèi)者的健康[1]。生物防腐技術(shù)可為傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)安全提供支持，因此研究生物防腐技術(shù)在傳統(tǒng)釀造食品中的應(yīng)用具有一定的意義。

1 生物防腐技術(shù)及傳統(tǒng)釀造食品概述

1.1 生物防腐技術(shù)概述

生物防腐是指將雙歧桿菌、乳酸菌等各類益生菌添加至某種體系中，從而對(duì)食品中出現(xiàn)的致病菌和腐敗菌發(fā)揮抑制作用。生物防腐技術(shù)與化學(xué)防腐劑有著本質(zhì)區(qū)別，但同樣能為食品提供保護(hù)屏障，提升產(chǎn)品的安全性。在采用生物防腐技術(shù)前，必須選擇安全的生物防腐菌種，通過添加這些菌種能對(duì)有害菌和致病菌的存活和生長發(fā)揮有效的抑制作用[2]。在釀造食品中加入濃縮、精選的菌種，無需再使用化學(xué)防腐劑，也無需對(duì)食品過度加熱滅菌，既能保證食品的安全性，又能鎖住食品中的營養(yǎng)物質(zhì)，在當(dāng)前傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。

1.2 傳統(tǒng)釀造食品概述

我國古代就已出現(xiàn)了傳統(tǒng)釀造食品，其主要是通過微生物發(fā)酵的方法，加上獨(dú)特的釀造工藝，加工制作成人們喜愛的食品。傳統(tǒng)釀造食品的種類非常豐富，主要包括釀酒、醬油及醬制品的釀制、釀醋等，同時(shí)也包括腐乳、腌醬菜、乳酪等一系列發(fā)酵食品。傳統(tǒng)釀造食品的生產(chǎn)成果在我國古代生物以及化學(xué)領(lǐng)域均有所反映，這些傳統(tǒng)釀造技術(shù)為現(xiàn)代微生物學(xué)的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我國發(fā)酵科學(xué)的產(chǎn)生、興起和發(fā)展提供支持。當(dāng)前人們已將生物防腐技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)釀造食品中，如新型生物防腐劑——苯乳酸，該物質(zhì)是從乳酸菌等一些微生物中提取的一種小分子抗菌物質(zhì)，可抑制食源性致病菌[3]。此外，乳酸鏈球菌素、納他霉素、聚賴氨酸等均屬于生物防腐技術(shù)范疇，這些物質(zhì)可應(yīng)用于肉制品、干酪、糕點(diǎn)等食品防腐方面，與化學(xué)防腐劑相比，生物防腐技術(shù)在傳統(tǒng)釀造食品中的應(yīng)用更具安全性。

2 生物防腐技術(shù)在傳統(tǒng)釀造食品中的具體應(yīng)用

2.1 生物防腐技術(shù)可降低產(chǎn)品的pH值

益生菌是生物防腐技術(shù)應(yīng)用中常用的一類微生物，該類微生物的主要特性是能對(duì)食品致病菌發(fā)揮強(qiáng)有力的抗菌效用，這種抗菌效用的形成主要依靠在傳統(tǒng)釀造食品釀造過程中形成的乳酸，乳酸的形成會(huì)導(dǎo)致食品的pH值降低，消耗體系氧會(huì)降低氧化還原電位或形成抗菌素，從而有效抑制傳統(tǒng)釀造食品中出現(xiàn)的致病菌和腐敗菌，進(jìn)而有效延長產(chǎn)品的貨架期。同時(shí)，當(dāng)食品的pH值降低后，會(huì)導(dǎo)致消耗體系中的持水力降低，從而使食品中的水分含量和活度均同時(shí)降低，對(duì)于防腐保質(zhì)也具有一定的作用。此外，采用益生菌進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，能創(chuàng)造出一種酸性環(huán)境，使亞硝酸鹽有效分解，從而降低亞硝酸鹽在傳統(tǒng)釀造食品中的殘留量。因此，在傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)中，生物防腐技術(shù)可有效提升食品的安全性。

2.2 生物防腐技術(shù)中有機(jī)酸的應(yīng)用

研究表明，生物防腐技術(shù)在酸性環(huán)境中產(chǎn)生的抗菌效果更突出，這不僅與pH值的降低有關(guān)，還與酸的類別有密切聯(lián)系。研究人員發(fā)現(xiàn)酸的抑制作用表現(xiàn)在介質(zhì)pH值、酸解離程度以及酸分子致毒效果3個(gè)方面[4]。細(xì)菌生長要求的pH值最佳范圍為6～7，若pH值降低，同時(shí)與正常值發(fā)生偏離，會(huì)降低細(xì)菌生長率。當(dāng)pH值比這一限度低時(shí)，細(xì)菌會(huì)死亡，且死亡率隨溫度的升高而升高。當(dāng)pH值處于較低水平時(shí)，其與弱有機(jī)酸能對(duì)病原菌一同發(fā)揮抑制作用，以Henderson-Hasselbalch方程式為依據(jù)，未發(fā)生解離的酸受該酸pH值以及pKa值影響而增加。一旦未解離的酸穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部后，會(huì)因pH值過高而造成酸解離，從而導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)發(fā)生酸化，同時(shí)釋放陰離子。這時(shí)微生物會(huì)受到兩種影響：①弱細(xì)胞盡力維持內(nèi)部的pH值不變，則必須要利用質(zhì)子泵將質(zhì)子清除，從而增加細(xì)胞負(fù)擔(dān)，細(xì)胞生長過程中所耗用的能量就會(huì)因此減少;②細(xì)胞會(huì)累積破壞其代謝的陰離子，導(dǎo)致弱酸發(fā)揮的抑菌作用受制于pKa值，其能反映弱酸解離水平，所產(chǎn)生的抑菌效果也受弱酸陰離子影響，這是造成弱酸pKa值相同、但抑菌效果不同的主要原因。在傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)時(shí)，通過對(duì)有機(jī)酸的應(yīng)用，能發(fā)揮良好的抗菌效果，抑制致病菌的主動(dòng)運(yùn)輸，從而有利于防止傳統(tǒng)釀造食品腐敗變質(zhì)。

2.3 生物防腐技術(shù)中細(xì)菌素的應(yīng)用

細(xì)菌素是生物防腐技術(shù)在傳統(tǒng)釀造食品中發(fā)揮防腐保質(zhì)作用的重要成分，其發(fā)揮抑菌作用的機(jī)制為細(xì)菌素一般能吸附在敏感細(xì)胞的表層，因細(xì)菌素是附帶正電荷且疏水的小肽，當(dāng)細(xì)菌素對(duì)細(xì)菌細(xì)胞產(chǎn)生吸附時(shí)，其吸附的點(diǎn)位不專一，從而對(duì)細(xì)胞壁陰離子成分產(chǎn)生作用，如糖醛酸磷壁酸、酸性多糖、磷壁酸等，會(huì)與細(xì)胞膜相結(jié)合產(chǎn)生管狀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜出現(xiàn)滲漏，造成氨基酸、鉀離子以及核苷酸等小分子量細(xì)胞質(zhì)流出，從而造成膜內(nèi)與膜外間出現(xiàn)的能差減小或消失，同時(shí)會(huì)抑制RNA、DNA、多糖以及蛋白質(zhì)等物質(zhì)的合成。例如，在對(duì)大豆食品發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的乳鏈菌肽所包含的乳酸球菌會(huì)對(duì)芽孢桿菌產(chǎn)生明顯的抑制作用，在烹煮大豆時(shí)形成高活力的乳鏈菌肽，其活力值可達(dá)到1.28×105 U/g，使芽孢桿菌的生長受到抑制。

2.4 生物防腐技術(shù)中過氧化氫發(fā)揮的作用

過氧化氫能對(duì)細(xì)胞蛋白以及細(xì)胞膜磷脂產(chǎn)生較為突出的氧化作用。在傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)過程中使用乳酸菌進(jìn)行防腐，乳酸菌會(huì)通過自身的過氧化物酶以及黃素蛋白氧化酶形成過氧化氫，從而對(duì)金黃色葡萄球菌等微生物產(chǎn)生明顯的抑制效果。當(dāng)生產(chǎn)發(fā)酵肉類食品時(shí)，過氧化氫的積累能力比較低，這時(shí)過氧化氫的抑菌作用不明顯，在流質(zhì)的靜態(tài)牛奶中也是如此。因此，若要使過氧化氫的作用得以有效發(fā)揮，需將其應(yīng)用于半固體傳統(tǒng)釀造食品的生產(chǎn)中。

2.5 生物防腐技術(shù)中雙乙酰發(fā)揮的作用

雙乙酰的產(chǎn)生是若干乳酸菌種對(duì)丙酮酸鹽進(jìn)行利用的結(jié)果，但丙酮酸鹽的利用量較少，主要是由于大部分丙酮酸鹽應(yīng)用于黃素蛋白氧化酶的轉(zhuǎn)化工作。但當(dāng)細(xì)胞處于靜止形態(tài)下，或當(dāng)丙酮酸鹽的來源可選擇、可利用的情況下，雙乙酰才能得到積累，且可在發(fā)酵乳制品中產(chǎn)生調(diào)味和防腐作用。目前已有研究表示酸奶中出現(xiàn)的雙乙?？蓪?duì)葡萄球菌、李斯特菌屬產(chǎn)生有效的抑制作用，因雙乙酰的氣味比較強(qiáng)烈，若要有效發(fā)揮其抑菌作用，還需確保雙乙酰的濃度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)[5]。例如，抑制革蘭氏陽性菌的濃度必須達(dá)到200 mg/kg以上，而在乳制品生產(chǎn)中，其濃度達(dá)到2～7 mg/kg時(shí)即能發(fā)揮有效的抑菌作用。

2.6 生物防腐技術(shù)中維他霉素的應(yīng)用

維他霉素屬于多烯烴抗真菌劑的一種，其幾乎能對(duì)全部霉菌以及酵母菌具備抗菌活性，既可抑制真菌，又能預(yù)防真菌霉素。維他霉素具有一定的活性，微溶于水，但難溶于有機(jī)溶劑，當(dāng)pH值在9以上或3以下時(shí)，維他霉素分子的溶解度將會(huì)提升，因此在大部分傳統(tǒng)釀造食品中的pH值范圍內(nèi)均表現(xiàn)較為穩(wěn)定。維他霉素的抗熱處理能量較高，能在干燥環(huán)境中表現(xiàn)出穩(wěn)定的狀態(tài)，但該物質(zhì)對(duì)紫外線較敏感，因此不宜接觸陽光。在傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)中，維他霉素的應(yīng)用可對(duì)霉菌、酵母菌等絲狀真菌發(fā)揮有效的抑制作用，且對(duì)人體無害，但進(jìn)入人體后，人體對(duì)其消化吸收較困難，由于其溶解度較低，因此一般應(yīng)用于釀造食品的表面防腐，它在食品中的適用范圍、最大用量、殘留量等相關(guān)信息見表1。

3 結(jié)語

綜上所述，生物防腐技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)釀造食品中可有效發(fā)揮抑菌作用，且生物防腐技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人體產(chǎn)生的影響較小，更能保證傳統(tǒng)釀造食品的安全性。由于生物防腐技術(shù)使用的生物防腐劑種類較多，因此傳統(tǒng)釀造食品生產(chǎn)廠家在使用生物防腐技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)生物防腐劑的用途范圍和特性合理使用。

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作者簡介：何運(yùn)（1990—），男，四川瀘州人，碩士，助教。研究方向：發(fā)酵食品工藝、食品安全與質(zhì)量控制技術(shù)、糧油食品貯藏及防腐技術(shù)。

周文川（1996—），女，重慶人，碩士，助教。研究方向：烹飪營養(yǎng)、飲食文化、鄉(xiāng)村旅游。