乳酸菌在酿造中应用的研究现状与前景

乳酸菌在酿造中应用的研究现状与前景摘要：乳酸菌是一类可以使食物（包括植物和动物来源）变酸的细菌，它能将乳变酸，故称为乳酸菌。

它极其微小，肉眼看不见，直径约0.1～1μm长度约为0.5～40μm。

乳酸菌无处不在，广泛分布在人体、动物、植物和整个自然界。

乳酸菌用途广泛，它令食物更美味，并延长保质期；它作为保健食品和药品，可以改善和提高人的健康水平，延年益寿，还可以作为微生物学和微生态学领域研究的模式生物。

关键词：乳酸菌、酿造工业、研究、应用1.乳酸菌的概述：乳酸菌是一类以糖为原料发酵产生乳酸的细菌，革兰氏染色阳性，它在自然界和人畜的消化系统中广泛存在，无毒、无副作用，担负着人畜机体多种重要的生理功能，可使体内菌群的协调性增强，它可以产生特殊的功能因子，作为生活中的防腐剂。

基于乳酸菌特殊的生理特性，在各领域得到广泛应用，引起了人们广泛的研究兴趣。

1.1研究历史：早在20世纪初，俄国著名的生物学家（Mechnikoff,1845-1916），在他获得诺贝尔奖的“长寿学说”里已明确指出，保加利亚的巴尔干岛地区居民，日常生活中经常饮用的酸奶中含有大量的乳酸菌，这是保加利亚地区居民长寿的重要原因。

乳酸菌能够帮助消化，有助人体肠脏的健康。

在人体肠道内栖息着数百种的细菌，其数量超过百万亿个。

其中对人体健康有益的叫益生菌，以乳酸菌、双歧杆菌等为代表，对人体健康有害的叫有害菌，以大肠杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌等为代表。

益生菌是一个庞大的菌群，有害菌也是一个不小的菌群，当益生菌占优势时（占总数的80%以上），人体则保持健康状态，否则处于亚健康或非健康状态。

长期科学研究结果表明，以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响到人的健康与否，直接影响到人的寿命长短，科学家长期研究的结果证明，乳酸菌对人的健康与长寿非常重要[1]。

而人体肠道内乳酸菌拥有的数量，随着人的年龄增长会逐渐减少，当人到老年或生病时，乳酸菌数量可能下降100至1000倍，直到老年人临终完全消失。

在平时，健康人比病人多50倍，长寿在平时，健康人比病人多50倍，长寿老人比普通老人多60倍。

因此，人体内乳酸菌数量的实际状况，已经成为检验人们是否健康长寿的重要指标。

现在，由于广谱和强力的抗菌素的广泛应用，使人体肠道内以乳酸菌为主的益生菌遭受到严重破坏，抵抗力逐步下降，导致疾病越治越多，健康受到极大的威胁。

所以，有意增加人体肠道内乳酸菌的数量就显得非常重要。

目前国际上公认的乳酸菌，被认为是最安全的菌种，也是最具代表性的肠内益生菌，人体肠道内以乳酸菌为代表的益生菌数量越多越好。

也完全符合诺贝尔得奖者生物学家梅契尼柯夫“长寿学说”里所得出的结论，乳酸菌=益生菌=长寿菌。

这个具有划时代意义的“长寿学说”，为人类利用乳酸菌生产健康食品开创了新纪元。

人类面对抗生素的日渐无能为力的现状，正在不断寻求新的更加有效的生物抗菌产品，世界发达国家首先认识并开创了以使用乳酸菌为代表的免疫疗法革命。

瑞典科学家研究发布的结果是，治疗胃和大肠炎症时直接喝乳酸菌比用抗生素更好，危险性几乎为零。

而在日本，乳酸菌制品已占日本乳制品市场的85%以上，二十年来日本青年平均身高增加15厘米，人口平均寿命达85岁，居世界第一位。

乳酸菌是一种存在于人类体内的益生菌。

乳酸菌能够将碳水化合物发酵成乳酸，因而得名。

目前，乳酸菌已广泛应用于乳制品、肉制品、蔬菜制品、软饮料等食品中。

随着浓缩、冷冻干燥等相应技术的发展。

乳酸菌与人们的生活的关系将越来越密切。

1.2乳酸菌的分类乳酸菌从大体上可分为两大类。

一类是动物源乳酸菌，一类是植物源乳酸菌。

因为动物源取自动物，因菌种常处于相对不稳定状态，其生物功效也较不稳定，且在大量食用时，很容易导致人体动物蛋白过敏，即排斥反应。

而植物源乳酸菌，因为取自植物易被人体认可，不论摄取多大的量，人体不会产生异体蛋白排斥反应，且植物源乳酸菌比动物源者更具有活力，能比动物源多8倍的数量到达人体小肠内定植，从而发挥其强大而稳定的生物功效。

乳酸菌为原核生物细菌其代谢类型为异养厌氧型本族中以乳酸杆菌属（Lactobacillus）最为重要，大多是工业上尤其是食品工业上的常用菌种。

存在于乳制品，发酵植物食品如泡菜、酸菜，青贮饲料，及人的肠道、尤其是乳儿肠道中。

工业生产乳酸常用高温发酵菌。

例如德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii），最适生长温度为45℃，此菌在乳酸制造和乳酸钙制造工业上广泛应用。

1.3乳酸菌的理化性质乳酸菌都能发酵糖类产生乳酸：凡发酵产物中只有乳酸者，称为同型发酵；凡发酵产物中除乳酸外还有乙酸、乙醇、CO等成分者，称为异型发酵、乳酸曲与其他细菌柑比，刘营养的要求比较严格比较复杂。

在培养的过程中除了要供给适量的水分、碳源、氮源和元机盐类外，还需要加入维生素、氨基酸和胎等。

2.乳酸菌在酿造工业上的应用现状2.1乳酸菌在酒类中的应用2.1.1乳酸菌在黄酒发酵中的作用我国有着悠久的酿酒历史，现存最古老的酒出自商代的墓穴，酒可谓为我国古代最重要的饮品。

而酒类的酿制都离不开乳酸菌的参与反应,乳酸菌具有促进酿酒的发酵，维持与保持酿酒微生态环境的作用；乳酸菌代谢产物具有多样性，其主要代谢产物乳酸与其他有机酸具有调整发酵醪PH值、抑制杂菌生产、维护正常发酵，提高出酒率的作用。

同时，乳酸菌是形成乳酸乙酯及其他香味成分的重要基础物质，具有矫正香气和口味、增加浓厚感、稳定香气、柔和酒体的作用。

因此，要酿制名优黄酒就必需先了解米浆水和发酵中的乳酸菌体系，掌握乳酸菌的体系和作用有助于控制工艺条件，促进酿酒有益菌生长，提高黄酒产品质量。

2.1.2乳酸菌在黄酒发酵中的产生途径乳酸在黄酒中产生途径主要是米饭搭窝培养制淋饭酒母时，酒药、毛霉作用生成乳酸为主和其他琥珀酸、反丁烯二酸，其余在清浆水和黄酒酒醪中由于乳酸杆菌、链球菌的作用生成乳酸等有机酸。

2.2乳酸菌在酱油发酵中的应用酱油是中国传统调味品,营养丰富，几千年来一直深受国人喜爱。

天然发酵酱醪中存在大量乳酸菌,其对酱油风味和品质起重要作用。

2.2.1乳酸菌在酱油发酵中的作用在酱油自然发酵过程中,乳酸菌是促进其风味物质形成的重要微生物,它可以生成乳酸等小分子有机酸,进而与酵母菌产生的醇类生成酯类呈香物质,增加酱油香气，控制ph值 ,抑制有害微生物如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等的生长，同时还能提升酱油的风味，保持酱油色泽鲜艳。

2.2.2 生产酱油过程中重要的乳酸菌和添加途径酱油生产中最主要的乳酸菌是嗜盐四联球菌,这种菌最早分离于日本地区一种传统的发酵鱼沙司中。

在生产过程中适当适量地添加乳酸菌,与酵母菌等一起进行多菌种发酵,能够改善和提高酱油风味法。

乳酸菌添加的途径, 可以利用糖液培养耐盐产酯酵母和乳酸菌,最后配入低盐固态发酵的酱油内,以提高其香味;或者在发酵后期温度降到35 ℃左右,把耐盐酵母和乳酸菌均匀地接入酱醅中,继续发酵。

2.3乳酸菌在食醋发酵中的应用食醋是人们日常生活所必需的调味品，也是最古老的利用微生物生产的食品之一。

乳酸是食醋的重要呈味物质,而乳酸菌发酵的主要产物是乳酸,另外乳酸菌还能蛋白质分解酶,把蛋白质解为肽和氨基酸,从而使生产的食醋香味醇和，由此可见,乳酸菌在食醋生产中有重要的应用价值。

2.4乳酸菌在腐乳生产中的应用腐乳是具有中国特色的调味品,在全世界的发酵食品中独树一帜,深受老一辈的喜爱。

而在实验中，通过对不同盐度的腐乳在后发酵期间的主要微生物的菌群变化的研究表明，一定数量的乳酸菌在后发酵过程中队腐乳风味物质的形成具有积极意义，使腐乳的感官性状和口味得到一定的改善。

2.5乳酸菌在泡菜生产中的应用泡菜是一种通过乳酸菌发酵得到的蔬菜加工品。

在蔬菜腌制过程中，适当的接入一些优良的乳酸菌菌株，以其代谢产物和低氧分的环境可以抑制食品腐败菌的生长，从而保障了食品的品质和风味。

乳酸菌的种类和特性与泡菜的风味和品质有着密切的关系，首先乳酸菌在发酵过程中产生的醋酸、丙酸等有机酸，不仅赋予泡菜酸味，还可与发酵过程中产生的醇、醛、酮等物质作用，形成多种新的呈味物质。

其次乳酸菌分泌的肽酶可产生多种氨基酸，这些氨基酸既可以提高泡菜的鲜味也具有一定的营养价值。

而且乳酸菌因不能分解纤维素，所以可以保持植物细胞组织的完整性，使制备的泡菜食品外观良好。

更为重要的是乳酸菌细胞还能产生许多抗菌的活性物质,如乳链球菌肽、乳杆菌素、嗜酸菌素、细菌素,可防止成产中食品的腐败菌生长达到延长保质期的目的。

3.乳酸菌应用中存在的问题及解决方法3.1乳酸菌的保藏乳酸菌容易退化、失活，如何解决乳酸菌的保藏是生产中面临的首要问题。

目前，日本把培养的乳酸菌制成悬浮液密封在包装材料里(包装材料可用合成树脂薄膜制或用铝箔制)，其装量可根据具体情况而定．最少可为5 mL，最多可为1000 rruL。

封好的乳酸菌悬液，一定要保存在30℃以下，最好在0—10℃保存。

乳酸菌的长期保藏方法，多采用冷冻干燥法或喷雾干燥法，将乳酸菌制成片剞或粉剂，用以延长保存时间。

3.2乳酸菌的计数乳酸菌菌体体积较小，数量较多，通过光学显微镜计数比较吃力，不便于车间工人掌握操作。

目前研究成果比较突出的是用阻抗法快速检测。

4.乳酸菌应用研究的前景4.1利用育种新技术对菌种进行诱变改良微生物诱变的方法很多, 常用的方法有物理诱变和化学诱变。

物理诱变如利用紫外线、γ- 射线、x- 射线、α- 射线、快中子、激光、超声波等, 其中使用比较多的是紫外线和γ- 射线诱变。

化学方法主要是利用一些化学诱变剂对微生物的DNA发生作用引起突变, 常用的化学诱变剂如五氯苯酚、4- 亚硝基喹啉、N- 硝基吡啶- N- 氧化物、吖啶黄等。

此外, 也可以将物理和化学方法结合起来对微生物进行复合诱变, 效果更加明显。

4.2从菌株中筛选和分离优秀菌种通过对原有菌株进行物理化学复合诱变, 筛选得到高产菌株, 每代实验过程: 高产菌株自然分离→单菌落→斜面→种瓶→摇瓶发酵,得到一定量的优秀菌株，该菌株通过工艺优化有着较高的工业化生产应用价值。

利用乳酸菌提高酿造和发酵食品的风味,是一个既古老而又新兴的微生物应用领域,也引起了国内外人们越来越多的重视。

我国是最早利用乳酸菌发酵食品的国家之一,在制作和开发乳酸菌发酵食品方面有着丰富的经验,积极开展乳酸菌在中国传统酿造工业中的应用研究，相信不久的将来我国的有关科技工作者，一定会利用乳酸菌等有益微生物研制出品种更全面、风味更上佳、营养更丰富的食品，这对于我国传统酿造食品的革新和发展具有重要意义。

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