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

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它研究的范疇是，大規模的研究蛋白質的一些特征，比如蛋白質的表達水平、轉譯后的修改、蛋白之間的相互作用等，從而得到在蛋白質度量上得到關于疾病的產生、細胞新陳代謝等發生過程的整體認識。

乳酸菌屬于革蘭氏陽性桿菌或球菌可以產生乳酸、現如今乳酸菌可以應用于乳制品、蔬菜及肉類制品的生產中，而且在工業及醫藥產業中也發揮著重要的作用。

研究數據表明，來自外界的不同環境會誘使乳酸菌產生不同的應激反應，比方說在生產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量的蛋白質表達產生變化。

而通過蛋白質組學研究乳酸菌在不同誘因的條件下蛋白質表達的連續性變化，可以弄清楚乳酸菌應激反應調節的運作機制，從而對選種培育和改造菌種提供幫助，產生經濟效益。

乳酸菌蛋白質組學研究現狀

乳酸菌（LAB），其產生乳酸作為其發酵代謝的主要終產物。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行業的有益貢獻是相當大的。

由于乳酸菌具有很大經濟價值，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注。與基因組研究相比，蛋白質表達水平的研究提供了詳細的信息，如蛋白質豐度和翻譯后修飾的信息。蛋白質組學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補體的分析。乳酸菌蛋白質組學技術是研究細菌對各種環境脅迫條件的生理反應的強大工具。更好地了解應力抵抗的機制及適應性反應和交叉保護的基礎的了解，并使其開發合理化，以便為工業過程制備乳酸菌。現如今，

乳酸菌蛋白質組的獲取主要通過二維電泳（2-DE）分析技術，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在凝膠上分離出來，進過一定的技術，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，進而知道微生物基因組功能機制，故而蛋白質組學對基因組學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的功能表現起到了很良好的作用。

乳酸菌蛋白質組學在食品營養學中的應用

在過去的幾十年中，蛋白質組學方法的持續快速演變為食物衍生蛋白質的表征提供了有效的平臺。食品營養學中營養一般是指膳食營養，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因子、過敏因子（如轉基因食品過敏原）和有毒物質也是不利健康。

食品營養學是觀察食品中的營養因子在人體內通過攝取而后消化、吸收，并轉運，最后代謝和排泄規律及對其過程進行控制，達到改善目的的科學。

因此，目前中國對于食物的膳食營養問題非常的關注，技術及市場的前景廣闊。所以蛋白質組學技術的普遍應用使得營養學得到了良好的發展，比如食物的蛋白質的組成及其生物活性成分的觀察和食品安全的監督，食物體液蛋白質的特征和相關信息的鑒定，還有蛋白質在營養素的吸收代謝之中的調節作用，還有在營養物質在成長、生育、抗病及維持身體平衡之中蛋白質所起的作用，和相關營養物質的單位需要的研究等等。

食品營養中乳酸菌蛋白質組學的應用，主要是對食物中蛋白質的組成及其生物活性成分的分析、安全檢測、膳食營養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組學研究主要集中在菌株的定位和特別是各種環境條件或脅迫誘導的蛋白質合成測定中。這些方法相互補充，為食品工業，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。

通過蛋白質組學相關技術進行的對不同環境中誘使乳酸菌進行差異化表達蛋白質的研究，顯示了乳酸菌反應不同環境下的應激特點，及不同蛋白質對于相關代謝方式的調控，提升了在脅迫環境時的生存力也保存了它的生物活性。

篇2

關鍵詞 蘋果汁 梨汁 固定化 乳酸菌 發酵

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。新型的乳酸菌發酵復合飲料，即突出了復合果汁的風味和口感，又增加其營養價值，在一定程度上亦增加了果汁的保質期。固定化乳酸菌發酵可以節約菌種，縮短發酵周期，降低分離成本。

本文旨在初步研究固定化乳酸菌發酵蘋果汁梨汁復合飲料的工藝條件。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酵工藝條件。

1材料與方法

1.1材料與儀器

蘋果（產地：煙臺棲霞）、梨（產地：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。

生化培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）、電子天平（上海越平科學儀器有限公司）、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

綜合預實驗結果，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結果與討論

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

通過對正交實驗結果的極差分析，對發酵結果影響最大的是蘋果汁與梨汁的比例，其次是發酵時間和接種量，發酵溫度對飲料的影響相對較小；正交實驗結果表明，制備發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、發酵時間為11h、發酵溫度為40℃。

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

參考文獻

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

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關鍵詞:細菌素;抑菌機理;食品工業

1細菌素與抗生素的區別

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學,可以將其稱為“生物學食品防腐劑”。

細菌素通常是通過核糖體來合成,是真正的蛋白質類物質;而抗生素是通過酶促反應將初級代謝物轉變為結構性的二級代謝物,諸如短桿菌肽S等,通過酶促反應把氨基酸轉變為結構復雜的化合物。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;嗜酸乳桿菌和發酵乳桿菌產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細菌素的應用

3.1細菌素在食品業的應用

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,具有一定的熱穩定性,易被人體消化道的部分蛋白酶降解,因此不會在體內積蓄引起不良反應,也不會影響抗生素的活性,在食品中易擴散,使用較方便,同時也不污染環境因而受到食品業的青睞。作為乳酸菌的產物,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、奶制品工業、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。Nisin在酒精飲料中應用也比較廣泛,由于Nisin對酵母菌沒有抑制作用,所以對發酵沒有任何影響,并可以很好地抑制革蘭氏陽性菌,保證產品質量。目前Nisin在全世界范圍內的各種食品中得到了應用。現在許多研究證明,產生細菌素的發酵劑在發酵過程中可以防止或抑制不良菌的污染,因而將產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,可將幾種細菌素或將其與其它來自于動植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐劑配合使用,利用它們的協同作用,增強抑菌范圍及強度,或與部分化學防腐劑絡合使用,既可增加抑菌范圍又可減少化學防腐劑的使用。

3.2細菌素在飼料中的應用及展望

細菌素目前廣泛使用于食品中,飼料中應用較少。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,在免疫研究時發現,PediocinAcH沒有產生任何不良反應和致死作用。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,因此選擇恰當的細菌素既可以防止動物受某些腸道致病菌的危害,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勢菌,這些益生菌產生的細菌素可以對宿主動物胃腸道進行生態調節。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。

因為決定腸道優勢菌的因素,不僅取決于菌種的產酸能力,而且還與菌種是否產生細菌素等因素有關,尤其與菌種的宿主專一性有很大關系。研究腸道微生物類群與細菌素的關系,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中,發揮出更多的功效。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。據報道(Rogers,1928),乳酸桿菌產生的細菌素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合使用時,極有可能產生頡抗作用。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,同時也不污染環境,所以細菌素將會在飼料中得到廣泛應用。

參考資料

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關鍵詞：固定化微生物 發酵 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

果醋是利用現代生物技術釀制成的一種營養豐富、風味別致的酸味調味品，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素和促進鈣的吸收。蘋果可以調節腸胃功能，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育的細纖維，能增強兒童記憶力的鋅。開發果醋可以提高水果的使用效率，促進水果產業的發展，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品，還能給人們提供集營養、保健、食療為一體的新型飲品。

現在國內主要生產果醋的方法是選用試管菌種進行擴培發酵，進入發酵期需經過前期活化、分離純化、種子培養等步驟，這使得發酵時間變長[1]。固定化微生物技術近年來成為了研究的熱點，使得各國學者競相研究。其產品的質量穩定，易于實現生產的連續化。固定化微生物技術對于果醋生產中的應用、工業技術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，其通過醋酸菌發酵而成，因具有獨特的保健功效，變成近年來發展較為迅速的產品。果醋含有豐富的營養，能清除自由基，從而平衡人體內的酸堿度。蘋果醋具有蘋果的典型風味與口感，成本較低，營養價值高，兼有水果和食醋的營養保健功能，是蘋果深加工的一個重要方向。它比食醋的營養更高，風味更好，能夠直接飲用。果醋能降低人體內多余的膽固醇，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

導致皮膚細胞衰老的主要因素是因為過氧化脂質的含量增加，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的新陳代謝，同時使人體內過多的脂肪轉移為體能而被消耗，長期飲用果醋具有減肥療效。

1.1.4 對兒童的營養作用

果醋含有蛋白質、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，促進兒童的正常發育。同時果醋中的揮發性物質具有刺激大腦神經中樞的作用，具有開發智力的功效。

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，促進人體內糖代謝，使肌肉中的疲勞物質乳酸和丙酮等被分解，能有效維持體內的酸堿平衡，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點。消費者逐漸認識到果醋對人體的益處，人們將更多關注放到作為保健品的果醋上。早在20世紀90年代果醋已風靡歐美、日本等發達國家，其果醋產品種類繁多，得到了廣泛的使用。人們對果醋已認識到了它的價值、產品開發早已很深入，人們已習慣將果醋作為調味品[5]。

2 果醋的釀造

果醋的發酵技術研究如下所述。

在生理學上發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。固態發酵法[6]、液態發酵法[7]以及固定化發酵法[8]等是現在果醋廣泛采用的發酵技術。固態發酵法發酵速度慢，對營養物的吸收和代謝產物的分泌存在不均勻，發酵不均勻，且過程控制較困難，但產品風味好；液態發酵法發酵成本低，生產周期短，但口感一般。固定化技術利用微生物的生物轉化作用，使底物原料變成所需產品，效率高、產品轉化快，大大縮短了發酵食品的生長周期，且原料利用率高，生產成本低，保持高效菌種，菌體可重復使用，抗污染能力強，穩定性強，有利于產物分離，易于實現連續化、自動化生產，在食品工業領域有廣闊的應用前景[9]。

3 固定化微生物技術

固定化微生物技術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。其具有效率高、穩定性強、能純化和保持高效菌種的特性，與傳統發酵技術相比較，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，固定化微生物技術在食品工業領域有廣闊的應用前景。

3.1 常用的微生物固定化方法

固定化微生物技術的制備方法有吸附法、包埋法、結合法和交聯法。其中，包埋法是最常用的的固定化生物催化劑技術，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，且在反應工程中應用廣泛，廣泛應用于食品、醫藥、日用化工等產品[9-12]。

固定化微生物技術制備果醋的研究現狀如下。

吳茂玉等[13]對多菌種共固定化活細胞混合發酵的效果進行了研究，實臉表明，固定化發酵技術和傳統發酵技術相比，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酸速率，其反應速度比傳統工藝快了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勢之一就是其單位體積內菌體濃度更大，因而其發酵速率更快[19-22]。孫菲菲等[17]采用凝膠包埋法對固定化醋桿菌發酵芒果醋進行了研究。研究表明固定化方法發酵芒果醋的產酸率比傳統方法提高83%，說明固定化技術具有明顯優勢。賀江等[18]采用固定化技術釀造蘋果醋具有很好的穩定性，該研究結果表明，采用釀酒酵母、產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 固定化微生物技術在果醋制備中的應用前景及展望

采用包埋法將原生質體固定可大大提高其穩定性。但固定原生質體還處于研究之中，未用于生產。隨著固定化微生物技術的不斷完善和固定化生物反應器的不斷研制開發，在不久的將來，此項技術將會擁有更加廣闊的應用前景。我國水果資源非常豐富，但是目前主要的經濟價值還是依賴于水果本身的價值，深加工技術落后，因此，解決深加工的問題是當務之急。以水果為原料進行果醋的研制，創新生產加工工藝，利用固定化微生物技術發酵制備優質果醋，不僅提高了水果的營養價值，也為水果的開發利用提供了新的途徑，未來營養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

關鍵詞：鯉魚；植物乳桿菌；參數優化

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和良好的風味，可為人體提供所需的蛋白質、礦物質、維生素A、B，為大多數人所喜愛 [1]。然而魚肉干生產過程中極易產生魚腥味，本實驗采用干發酵法改善真空包裝魚肉干風味。發酵魚制品是指在微生物酶或者微生物代謝產物的作用下，經過一系列的反應，形成具有風味獨特的魚肉制品，并且此方法能延長保藏時間[2]。目前，國內外學者研究臘魚[3]、鹽干帶魚[4]、風干武昌魚[5]、Plaa-som[6]、Enam Ne-Setaakye[7]等魚制品的菌相，分析發現在肉類發酵和保藏過程中關鍵菌種是乳酸菌[8]。用乳酸菌發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構[9]，而且有助于發色，降低亞硝酸鹽殘留量[10]，提高魚制品的營養價值，延長產品貨架期，促進良好風味的形成[11]。發酵肉制品中可以應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酵菌種，研究真空包裝鯉魚肉干發酵最優工藝參數，以期為風干魚制品生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

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

1.2 儀器與設備

ZHWY-2102C型恒溫培養箱 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 上海安亭科學儀器廠；HHS-12型電熱恒溫水浴鍋 上海東星建材試驗設備有限公司；SYQ-DSX-280B型高壓滅菌鍋 上海申安醫療器械廠。

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液體培養基中，35 ℃靜置培養24 h，連續傳代2～3次，使菌種完全活化，然后擴大培養，4 ℃冰箱中保存備用。

1.3.2 菌種生長曲線及產酸曲線的測定

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

1.3.3 菌種耐熱性

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

1.3.4 菌種耐鹽性

將活化好的植物乳桿菌按質量分數2%接種于含0%、2%、4%和6% NaCl的MRS液體培養基中，35℃靜置培養48 h，以MRS液體培養基進行空白對照，測定接種的MRS液體培養基的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量分數3%接種于100mL MRS液體培養基中，35 ℃靜置培養18 h。將此培養液常溫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 ℃冰箱中保存備用，用平板計數法測定其活菌數。

1.3.6 平板菌落計數法

菌落總數測定，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固體培養基混合，在一定溫度下，培養一定時間后（一般為48 h），記錄每個平皿中形成的菌落數量，依據稀釋倍數，計算出每克（或每毫升）原始樣品中所含細菌菌落總數[17]。

1.3.7 發酵工藝

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酵風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，否則會導致產品不熟及殺菌不徹底；滅菌時間也不宜過長，否則會導致產品變軟和開裂，影響產品風味和口感。取出冷卻后，即可食用。

1.3.8 感官評分標準[18]

由10名經培訓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 好 17～25 質地柔軟、有彈性

一般 8～16 質地適中、有一定的嚼勁

差 0～7 質地堅硬、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，采用干發酵方式進行發酵。將稱取好的去骨、皮的薄魚片放入燒杯中，基礎發酵條件為發酵時間20h、菌種接種質量分數3%、發酵溫度35 ℃、白砂糖添加質量分數3%、食鹽添加質量分數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，分別考察發酵時間、菌種接種質量分數、發酵溫度、白砂糖添加質量分數和食鹽添加質量分數對發酵魚制品感官評分和pH值的影響，以確定最佳發酵條件。各因素水平取值見表2。

表 2 單因素試驗設計

Table 2 Single factor experimental design

水平 因素

發酵時間/h 菌種接種質量分數/% 發酵溫度/℃ 白砂糖添加質量分數/% 食鹽添加質量分數/%

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 植物乳桿菌發酵魚肉制品正交試驗

在單因素試驗的基礎上，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 結果與分析

2.1 植物乳桿菌生長曲線和產酸曲線

圖 1 植物乳桿菌的生長曲線及產酸曲線

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，0～6 h為菌種的延滯期，該期菌體增大，代謝活躍；6～18 h為菌種的對數期，該期生長迅速，達到頂峰狀態；18～45 h為菌種的穩定期，該期菌種繁殖速度漸減，死亡數逐漸增加；45～48 h菌種進入衰亡期，該期細菌形態顯著改變，出現衰退型或菌體自溶，難以辨認，生理代謝活動也趨于停滯。

由產酸曲線表明，植物乳桿菌在35 ℃條件下培養，0～9 h pH值迅速下降，菌體產酸速度較快；而9 h后，pH值下降比較緩慢，菌體產酸能力逐漸下降，最終pH值基本達到3.44不變。這是因為隨著時間的延長，發酵產物的積聚，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果表

Table 3 Heat resistance of Lactobacillus plantarum

溫度/℃ 時間/min 活菌數/（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，菌種的活菌數逐漸下降；在100 ℃時，隨著加熱時間的延長，菌種的活菌數逐漸下降，直至30min時，活菌數為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酵劑。

2.3 菌種耐鹽性

圖 2 不同NaCl質量分數植物乳桿菌的OD600值

Fig.2 Salt resistance of Lactobacillus plantarum

由圖2可知，隨著NaCl質量分數逐漸增加，OD600值逐漸下降；當NaCl質量分數達到8%時，OD600值基本接近于0。說明植物乳桿菌能夠耐受質量分數為6% NaCl溶液，植物乳桿菌可以作為肉制品發酵劑。

2.4 菌懸液的制備

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

2.5 植物乳桿菌發酵魚肉制品單因素試驗結果

2.5.1 發酵時間對植物乳桿菌發酵魚肉制品的影響

圖 3 發酵時間對發酵魚制品的感官評分和pH值結果

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酸。當發酵時間過短時，魚肉變化不大，發酵魚制品口味不佳；當發酵時間過長時，由于其過度發酵，產生異味，發酵魚制品風味會受到影響。當發酵時間20h時，發酵魚制品的感官評分最高，因此選擇發酵時間為20 h，此時pH 4.62。

2.5.2 菌種接種質量分數對植物乳桿菌發酵魚肉制品的影響

圖 4 菌種接種質量分數對發酵魚制品的感官評分和pH值結果

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

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

2.5.3 發酵溫度對植物乳桿菌發酵魚肉制品的影響

圖 5 發酵溫度對發酵魚制品的感官評分和pH值結果

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。當發酵溫度過低時，發酵魚制品酸味較弱，魚肉彈性較差，色澤暗淡，發酵不完全，發酵魚制品口味不佳；當發酵溫度過高時，發酵魚制品酸味過重，魚肉韌性較差，色澤灰暗，由于其過度發酵，產生異味，發酵魚制品風味會受到影響。當發酵溫度為35 ℃時，發酵魚制品的感官評分最高，所以選擇發酵溫度為35 ℃，此時pH 4.51。

2.5.4 白砂糖添加質量分數對植物乳桿菌發酵魚肉制品的影響

圖 6 白砂糖添加質量分數對發酵魚制品的感官評分和pH值結果

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

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

2.5.5 食鹽添加質量分數對植物乳桿菌發酵魚肉制品的影響

圖 7 食鹽添加質量分數對發酵魚制品的感官評分和pH值結果

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

由圖7可知，隨著食鹽添加質量分數的增加，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]。當食鹽添加質量分數過低時，發酵魚制品酸味過重、魚肉彈性較好、有光澤、發酵魚制品口味不佳；當食鹽添加質量分數過高時，發酵魚制品酸味較弱、魚肉韌性較好、有光澤、發酵魚制品風味會受到影響。當食鹽添加質量分數為4%時，發酵魚制品的感官評分最高，所以選擇食鹽添加質量分數為4%，此時pH值為4.54。

2.6 植物乳桿菌發酵魚肉制品正交試驗結果

表 4 正交試驗設計及結果

Table 4 The testing program and results

試驗號 A白砂糖添加

質量分數/% B食鹽添加

質量分數/% C菌種接種

質量分數/% D發酵

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，即菌種接種質量分數影響最大，其次為發酵時間、然后是食鹽添加質量分數、白砂糖添加質量分數影響最小。最佳組合為A1B2C2D3，即白砂糖添加質量分數2%、食鹽添加質量分數4%、菌種接種質量分數3%、發酵時間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制作而成的成品，水分含量57.35%，pH4.60。得出的發酵魚產品指標符合食品安全地方標準發酵肉制品的要求，無致病菌檢出，口味獨特。

3 結 論

植物乳桿菌具有很好的產酸能力，最適生長溫度為35 ℃，18 h進入穩定期。通過單因素試驗和正交試驗得出最優工藝參數為白沙糖添加質量分數2%、鹽添加質量分數4%、菌種接種質量分數3%、發酵時間24 h，將它們放入100mL魚湯中，進行發酵，發酵結束后，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酵魚制品表面有光澤、酸味適中、肉質彈性好、韌性好。

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篇6

關鍵詞固定化酶;食品工業;應用

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

固定化酶技術是20世紀60年展起來的一項生物工程技術。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域內，進行特有的催化反應，并可回收及重復利用的技術[1]。固定化酶的研究不僅在化學生物學、生物工程醫學及生命科學等領域異常活躍，而且因為其節省能源與資源、減少污染的生態環境效應而符合可持續發展的戰略要求[2]。

1固定化酶的定義與特點

固定化酶技術是將酶用人工方法固定在特定載體上，進行催化、生產，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，其優點如下:易于將固定化酶與底物、產物分高，便于后續的分離和純化;可以在較長時間內連續生產;酶的穩定性和最適溫度提高;酶反應條件容易控制;可以增加產物的收率，提高產物質量;酶的使用效率高，使用成本低;適于產業化、連續化、自動化生產。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，還需要需要輔助因子的協助才可以有效反應[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。但是在酶和載體結合具有弱鍵的本質，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，因此可能同時吸附除酶以外的其他物質[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，但發生化學反應時，酶易失活，適用于小分子底物和產物的酶。

2.3結合法

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

2.4交聯法

交聯法是用雙功能試劑或多功能試劑進行酶分子之間的交聯，是酶分子和雙功能試劑或多功能試劑之間形成共價鍵，得到三向德交聯網狀結構，除了酶分子之間發生交聯外，還存在一定的分子內交聯。根據使用條件和添加材料的不同，還能夠產生不同物理性質的固定化酶。此法反應條件較劇烈，酶活回收率很低，故不常用。一般將吸附法和交聯法2種方法結合起來使用。

3固定化酶在食品工業上的應用

3.1固定化酶在柑橘汁加工中的應用

柑桔加工產品出現過度苦味是柑桔加工業中較重要的問題，苦味物質主要由2類物質組成:一類為檸檬苦素的二萜烯二內酯化合物(A和D環);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象有關[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。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，然后置于微濾反應器中，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。張來群等[7]將尼龍網經3-二甲氨基丙胺活化后，用戊二醛共價偶聯果膠酶，所得固定化酶Km值與自然酶接近，在較寬的pH值范圍內保持正常活力，對溫度的穩定性有較大提高。Vaillant等[8]以蝦殼幾丁質為載體，以戊二醛為偶聯劑共同固定PL和內切纖維素酶，發現其半衰期為407 h。

3.3固定化酶在啤酒澄清中的應用

啤酒以其清晰度高、泡沫適中、營養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，它與游離于啤酒中的多酚、單寧等結合產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量。溫燕梅等[9]采用吸附—交聯法，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，形成“酶網”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定性有了顯著提高，固定化酶的pH值穩定性和儲藏穩定性也有了明顯改善。

3.4固定化酶在乳制品中的應用

乳糖酶亦稱為β-半乳糖苷酶，是工業中應用相當廣泛的一種酶，較多地應用于乳制品加工中。很多人小腸黏膜內的乳糖酶活性嚴重降低，導致乳糖不耐受癥。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]應用海藻酸鈉—殼聚糖固定化乳酸菌進行發酵乳清飲料研究。結果表明，固定化乳酸菌產酸和耐酸能力強，菌種活力持久并可多次重復利用。孫玉梅等[12]埋酵母乳糖酶間歇處理預先超高溫消毒的牛奶，用戊二醛處理環狀芽孢桿菌的乳糖酶，或把該菌用戊二醛交聯固定于多孔硅膠，經處理或固定化后的乳糖酶，其生產活性從原來的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。固定化酶的穩定性范圍擴大，熱穩定性提高，同時底物乳糖在凝膠中擴散不影響固定酶的反應速度。使用該固定化酶處理脫脂牛奶，可以在保持原有風味的條件下，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.的果糖基轉移酶，并用戊二醛交聯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移酶，酶活力可保留95%。Yun等將果糖基轉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，初始固定化酶的活性僅喪失8%。Chiang等[16]將Aspergillus niger和Aspergillus japoicus的果糖基轉移酶純化后共價結合在甲基丙烯酰胺高分子顆粒上，可保留酶活力達100%。

固定化葡萄糖異構酶可以用來催化玉米糖漿和淀粉生產高甜度的高果糖糖漿。用淀粉生產高果糖漿包含3步:一是用淀粉酶液化淀粉;二是用糖化酶將其轉化為葡萄糖，即糖化;三是用葡萄糖異構酶將葡萄糖異構為果糖。由此可得到含高果糖漿與蔗糖同等甜度時，其價格低10%~20%，具有經濟推動力。該固定化酶常用的制備技術是熱處理法，將含葡萄糖異構酶的放線菌、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、拓展茶葉深加工的領域和應用范圍。

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后其活力保持不變，而且熱穩定性和對酸堿的適應性增強。單寧酶可以水解沒食子酸單寧中的酯鍵和縮酚酸鍵，將單寧酶應用于茶飲料中可改善茶飲料的品質。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。茶葉中的水溶性果膠物質，對于促進紅茶的品質具有積極作用。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論。

3.7 固定化酶在煙葉中的應用

在烤煙初烤和復烤后尚殘留淀粉，淀粉在燃吸時影響燃燒速度和燃燒完全性，并產生糊焦氣味，影響吸食品質。在一定條件下淀粉能水解為水溶性糖，使煙質改善。但這些反應并不充分，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，即強化了發酵條件，從而提高了卷煙的抽吸品質。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量分數進行了研究，結果表明，固定化酶處理煙葉淀粉降解率為25%~30%，優于水溶液酶的25%，特別在抽吸品質方面，前者處理明顯優于后者處理。

3.8固定化酶在食品檢測以及傳感器中的應用

生物傳感器被認為是一種由受體、抗體或酶構成的生物感應層于換能器緊密連接而能提供環境組成信息的感應器。如:測量電流以及電位的酶電極，酶熱敏電阻裝置，以場效應管為基礎的生物傳感器，以及生物發光及化學發光為基礎的纖維—光學傳感器等，不同的傳感器都應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用最為廣泛的一種。1967年，Clark等[22]采用固定化酶技術，把葡萄糖氧化酶固定在疏水膜上再和氧電極結合，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，進行GOD的固定化研究。試驗結果表明，利用納米顆粒的表面效應可以顯著提高GOD酶電極響應靈敏度。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。這種檢測技術簡單，操作方便，應用極為廣泛。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。

食品中的農藥殘留分析越來越受到人們的關注，蔬菜中有機磷農藥殘留的快速檢測已成為目前人們研究的熱點。應用有機磷農藥對膽堿酯酶特異性抑制的酶化學比色分析法已被廣泛應用于有機磷農藥的定性、定量檢測。于基成等[24]將植物酯酶共價結合到微孔塑料板上，制成農藥快速檢測板，用于檢測有機磷類農藥。建立的方法方便、快捷、檢測樣本容量大，結果能滿足蔬菜中有機磷農藥殘留檢測的要求。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。固定化酶傳感器具有較高的靈敏度和穩定性，該檢測方法可以滿足對甲萘威農藥殘留的快速檢測要求。

4固定化技術在食品工業中應用的前景和發展

固定化技術在食品工業中的應用還很多，如固定化氨基酰化酶生產L-谷氨酸;固定淀粉酶和葡萄糖淀粉酶以淀粉為原料生產葡萄糖;固定化酶法釀造調味品等，但用于食品工業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，固定化原生質克服了固定化細胞的一些缺陷，但固定原生質體還處于研究之中，未用于生產。人們清楚地看到了固定化技術的一些優點，雖然很多還處于研究和開發中，但已經給人們指明發展方向。隨著固定化技術的發展，將會有更多的固定化酶、細胞、原生質體應用于生產中，充分顯示出固定化技術的優越性，開啟固定化技術的新局面。

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篇7

關鍵詞：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

優質的肉制品，具有風味獨特、營養價值高、食用方便等特點，但易受到微生物感染發生腐敗變質，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和脂肪，產生小分子物質，使肉制品中蛋白質和脂肪等發生一系列變化，導致肉制品的感官品質下降，直至完全失去商品價值和營養價值[1]。因此，肉制品的生產加工只有不斷創新，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、高感官性和高品質的便捷式肉制品的需求。

肉制品工業中的保鮮技術，如化學保鮮效果良好，但一些化學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用[2]。物理保鮮，如氣調保鮮，雖能有效保持肉制品的新鮮度且安全性較高，但氣調包裝易交叉污染，且在貯藏運輸中，肉制品流失的水分滯留在包裝袋內，感官價值降低[3]。為克服這些保鮮技術的缺陷，新型冷殺菌技術，如超高壓加工技術、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被開發并逐漸投入了商業化使用。自2000年以來，應用超高壓加工技術處理的肉制品數量在全球范圍內呈指數增長，表現出巨大的潛能[4]。

食品超高壓技術（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中施加100～900 MPa的靜高壓（商業中常用400～600 MPa的高壓），壓力瞬間均勻的傳輸到食品中，滅活食品中微生物的同時，又不改變食品固有的感官特性，且保持食品的營養成分不流失[5-6]，

該技術在食品工業尤其是乳制品工業[7-9]、飲料工業[10-11]和肉制品工業[12-13]中被廣泛應用。超高壓加工的肉制品逐漸被認可，比如美國農業部門的食品安全和檢驗服務部門在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于這些微生物的抗壓性的報道不多，致使超高壓的應用安全性需要更廣泛與深入地研究。本文就目前有關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]的研究發現超高壓處理對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，菌落總數和大腸菌群指數均在國標要求范圍內[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。可見，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

腌制肉制品是傳統肉制品的代表，具有感官風味獨特、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]發現散裝腌制泥螺的平均初始菌落總數為（13 600±2 980）CFU/g，但經超高壓（>300 MPa）處理后樣品菌落總數都低于100 CFU/g。可見，壓力對微生物具有極其顯著的殺菌效果（P0.05），這為經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]發現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、大腸菌群數和乳酸菌數，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，提高產品的安全性，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，抑制效應增強。韓衍青等[20]的研究發現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，是低溫煙熏火腿貯藏后期的優勢腐敗菌，未經超高壓處理的產品，在2 周后就會發生腐敗變質，而400 MPa和600 MPa超高壓處理后，乳酸菌菌落數長時間處于低水平（

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，抑制微生物的快速繁殖，減少貯藏期間的腐敗變質。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（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。在經過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10 d后才超標，而在4 ℃條件下進行貯藏，15 d后菌落總數才超標，這一結果說明超高壓和低溫保藏具有協同效應。雖然有關超高壓滅活燒烤類肉制品中微生物的報道較少，但隨著超高壓技術的不斷成熟，特別是對影響超高壓殺菌效果的動力學因素[25-26]的不斷探索，超高壓技術也有望在今后的燒烤類肉制品的生產實踐中得到廣泛應用。

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構的影響

超高壓處理使微生物細胞體積和長度、細胞內液泡、細胞壁和細胞膜等都產生一定程度的形態改變。Sheen等[27]的研究結果發現在超高壓處理前雞肉中的沙門氏菌的細胞結構完整，細胞內容物均勻排列，然而在超高壓處理后細胞內容物排列紊亂，細胞結構雖未完全解離，但細胞膜上出現大小不一的缺口，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之間的壓縮率不同而造成的。微生物的細胞膜性質不同，對壓力的敏感性也不同。其次，也有研究發現在超高壓作用后，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]，使細胞內大分子物質和無機鹽離子如Mg2+等內容物外泄，而Mg2+對維持核糖體結構的穩定性發揮重要作用[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象而實現的。

再次，微生物細胞膜的結構成分也會影響超高壓殺菌的效果。例如，經過超高壓處理后的微生物，其細胞膜的類脂成分會發生相變，即從液晶態變為晶態，從而影響蛋白質的輸送，最終導致細菌的亞致死性[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低溫的環境，通過改變細胞膜脂肪酸的支鏈結構和長度，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，從而造成細胞內容物的外泄、細胞器結構的改變和細胞膜成分狀態的改變，最終導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構的影響與超高壓的殺菌效果間也還沒有建立良好的聯系。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反應中，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，而促使蛋白質和水分子之間的相互作用，進而破壞了蛋白質的二級甚至高級結構[33-34]，從而導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]的研究發現在140 MPa以上壓力條件下，蛋白質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。蛋白質從展開到再折疊的過程中，亞基還可以不斷地組裝，最后形成很穩定的纖維聚集體。Ohmae等[36]研究發現，在超高壓條件下，酶的輔助因子與酶的結合也會發生改變，輔助因子容易游離出來，從而導致酶失活。超高壓作用使低聚蛋白不可逆解離成相應的亞基，酶活性位點構象的改變，蛋白質體積減小或者疏水分子的交聯使蛋白質分子聚集或者凝膠化等現象可以利用核磁共振、紅外光譜、拉曼光譜、X射線衍射、動態光譜掃描、電子自旋共振等高精技術明顯觀察到或得到證明[37]。

關于酶的活性變化，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或酶結構的改變，致使酶活性的降低或完全失活，導致微生物死亡，但由于不同食品基質中微生物的分布狀況不同，微生物體內酶種類的多樣性，導致微生物間的耐壓性表現出差異，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錄活性來影響遺傳物質的合成與代謝。

表1中也表明了超高壓技術能使天冬氨酸氨基轉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，因為大多數蛋白質是在核糖體上合成的。

雖然有學者[44-45]認為超高壓處理也可能有效鈍化食品中的內源酶，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定性，但關于食品中微生物酶的調節作用幾乎未見報道。綜上所述，超高壓殺菌的機制涉及到微生物細胞的形態、細胞膜的性質、結構與成分、亞細胞器的結構、蛋白質與酶的結構以及基因等多種生理、生化指標，是一個多因素而產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合位點或功能位點，正如Simpson等[46]研究結果：微生物細胞的失活是因為細胞的累積性損傷所致。

3 結 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良品質，目前超高壓主要用來滅活肉制品中各種微生物，以期延長產品的貨架期和保質期，但超高壓技術對設備要求較高，經濟成本的增加，在一定程度上限制了超高壓的使用，故該技術的進一步發展是如何降低成本，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注以下幾個方面：1）需要結合動力學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）進一步改進設備的構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年高壓巴氏殺菌產品已達到50 萬t，但是當前的超高壓設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中大規模、廣泛地應用。3）以消費者對超高壓食品的可接受度和超高壓食品營養價值為指標，改善消費者對超高壓食品存在安全風險的認同。超高壓可以改變一些酶的活性和部分蛋白質的結構，為此引發了一些關于超高壓有潛在安全風險的擔憂，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質量損失方面的影響。4）最后，要促進超高壓在肉制品工業中的廣泛應用還要進一步研究其相關方面，包括：優化超高壓新技術滅活肉制品中目標微生物的加工條件；研發新型的包裝系統；并結合天然抗菌物質來最大限度的延長產品的貨架期。

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

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篇8

關鍵詞：酸奶；超高溫酸奶飲品；發酵劑

引 言

高保期酸奶飲品以牛奶為主要原料，經發酵、配制、超高溫殺菌而加工成的一種品

質均一、清香純正、酸甜可口并集營養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保健型飲品轉變，因而開發研制超高溫酸奶飲品的市場潛力巨大，社會效益顯著。

在生產過程中，主要存在蛋白質沉淀、產品粗造、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中應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

品質改良劑：磷酸鹽、檸檬酸鹽

1.2試驗設備及儀器

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和巴氏殺菌冷卻至發酵溫度接種發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和巴氏殺菌冷卻至發酵溫度接種發酵冷卻配料超高溫殺菌無菌灌裝

工藝要點

奶粉的還原 應選用高質量的奶粉，細菌總數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。溶解時通常選用50℃～60℃的熱水，且奶粉溶解后，應停止攪拌并在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。同時由于調配料中的蛋白質含量會影響到酸奶的粘度、組織狀態及穩定性，故建議發酵前將調配料中的非脂乳固體的含量調整到10%～12%，這可以通過添加脫脂奶粉（或蒸發原料奶、添加酪蛋白粉以及乳清粉）來實現。

脫氣、均質和巴氏殺菌 如果原料奶中的空氣含量高或使用奶粉，均質前最好脫氣。均質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。均質機通常包含在巴氏殺菌系統中，均質溫度為60℃～70℃，均質壓力為18Mp。巴氏殺菌可殺死奶中的致病菌和腐敗菌，保證了產品的安全性，最大限度地保留了鮮奶的營養成分和獨特天然的口感。

1.4復合磷酸鹽對產品穩定性的影響

在正常弱酸條件下，乳中鈣等鹽類，其離子型和結合型呈平衡狀態 ，經乳酸菌發酵后，發酵乳中鈣離子呈完全游離狀態，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定。同時還要考慮到品質改良劑用量不能過大，因為鈣是該飲料具有營養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，當總量為0.04%時，二者不同配比對產品的影響結果如表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鍵因素，也是影響產品質量的主要因素之一。一般來說，添加蔗糖不僅能賦予飲料適宜的風味，而且能提高溶液的密度，縮小溶液與蛋白質粒子之間的密度差，還可提高粘度，防止蛋白質分子沉淀。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。因此在殺菌前應將酸奶飲料的PH值調整到3.8～4.2，滴定酸度在50。T左右。在實際生產中要先將酸稀釋，然后慢慢加入料液中，并且加酸時，不斷高速攪拌。加酸溫度應低于60℃。經反復試驗，確定白砂糖用量為10% 。

1.6水處理對產品穩定性的影響

水中一般有懸浮物、膠體以及鈣、酶等鹽離子，若不經過處理則會使水中的鈣離子與CMC等增稠劑反應生成螯合物，發生沉淀。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，生產中一般采用離子交換樹脂法，其設備簡單，操作方便。

1.7調香

產品有了好的穩定性，若有好的香精點綴，才堪稱得上好的產品，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品的開發中，起了重要的作用。要掌握此技術，必須首先了解有關香氣、香味方面的概念及評香的基本要點。

1.7.1香氣、香味

（1）香氣是指某種揮發性物質刺激位于鼻腔內的神經時所產生的感覺，關于嗅香機理目前有兩種觀點，即微粒子學說和波動學說。

（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）體香要穩定，在一定時間內香韻基本一致，留香長短視產品而定。所謂香韻是香氣的韻調，即人的主觀意識對客觀香氣現象的反應和測度，也就是把香氣作為藝術的形象而對之領略和評價，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

隨著食品工業的發展，擴大了食品用香精、香料的應用范圍，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，香精的搭配可以產生新的口味，開發食品新品種，但是搭配技術沒有既定的規則，必須通過實驗復配比例，達到理想的效果。

由于近年來乳飲料的迅猛發展，香精、香料在乳飲料中的應用也日趨廣泛。乳飲料生產廠商對決定產品口味的香精要求越來越高。為使產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的關鍵，為此下面重點介紹在乳飲料中的應用及搭配。

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，防止香精之間因發生各種反應而損失香氣。

2.結論

（1）為了得到穩定的產品，防止產品的分層、沉淀等不良現象，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%，能使產品穩定180天以上。

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

（3）由實驗數據可得：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、乳酪香精進行復配使用，口感較好。■

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篇9

[關鍵詞]發酵工程；食品工業；應用

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

1 發酵工程在食品工業中的發展

自20世紀70年代以來，不僅以細胞工程、酶工程和發酵工程為核心內容的現代生物技術，廣泛應用于食品生產與開發，而且現代生物技術也成為了解決食品工業生產所帶來的環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各種有用物質的工程技術，發酵工程是生物工程技術的重要組成部分。它包括培育優良菌種、發酵生產某些代謝產物、生產微生物菌體、改造某些天然物質等。現酵工程對食品工業的影響主要表現在利用現酵技術改造傳統發酵食品以及加速開發高附加值的現酵產品。它的足跡涉及新食品配料、飲料穩定劑、D-氨基酸及其衍生物制造等諸多食品工業領域。

2 發酵工程在食品工業中的應用

2.1 傳統的食品加工工藝的改造

在現酵技術改造傳統發酵食品中，最典型的是使用雙酶法糖化工藝取代傳統的酸法水解工藝。例如在國外的啤酒生產中，大多數采用了固定化酵母的連續發酵工藝，它可將啤酒的發酵時間縮短至1d，甚至更低的90rain。在我國的傳統釀造制品黃酒、醬類、豆腐乳等，均利用優選的菌種發酵，不僅提高了原料的利用率，縮短了發酵周期，而且改良了風味品質。與此同時，利用發酵工程生產天然色素、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，這也是當前食品添加劑研究和前進的方向。

2.2 單細胞蛋白的生產

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

2.3 功能性食品的開發

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生功能性影響及調節之功效，以實現“醫食同源”的目的。不僅能夠調節膳食結構，而且能夠益壽延年。因此，這類功能性食品在保健食品產業中形成了一個新的主流。

2.3.1 大型真菌的開發

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、蜜環菌等藥用真菌，原因在于這些真核微生物含調節機體免疫機能、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；另一方面是通過發酵途徑實行工業化生產，從而大量索取。在應用中，人工發酵培養蟲草菌已在中國醫學科學院藥物研究所實現，成果卓著。在分析產品的化學成分和藥理等方面發現，它與天然冬蟲夏草類同，臨床上應用對高脂血癥、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育至關重要。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，如種子的產量和含油量很不穩定、受氣候和產地等條件影響較大、生產周期較長、精煉成本高等。所以開始利用經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酵劑，以豆粕、玉米粉、麩皮等作培養基，經液體深層發酵法制備γ-亞麻酸。采用的發酵溫度為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量穩定、周期短、成本低、工藝簡單等優越性，便于大規模使用。

2.3.3 微生態制劑的制備

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調節劑在保健食品中的應用最為廣泛，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環境；第二，阻斷腸道內致癌物質的生成，產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，提高巨噬細胞的吞噬能力，增強機體免疫力和抗病能力，在腸道內自然合成多種維生素。雙歧型微態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物進行反復接種培養以恢復其活力，并將活化后的菌種接種到以脫脂乳為主的菌種繼代培養基中，依次進行三角瓶和種子罐培養，利用冷凍干燥機進行冷凍干燥即制成雙歧桿菌微生態制劑。

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化成有機形式微量元素。轉化方法主要有植物轉化法（富硒蘋果、富硒水稻、富硒茶葉等）、植物種子發芽轉化法（如富硒麥芽或富硒豆芽等）和微生物轉化法（如富硒酵母或富硒食用菌等）等。經研究發現，酵母細胞對硒具有富集作用（吸收率約75%）。利用這一特點，可以在特定培養環境下及不同階段在培養基中加入硒，使它被酵母吸收利用而轉化為酵母細胞內的有機硒，然后由酵母自溶制得產品。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的多種疾病時效果顯著，可與放化療結合治療癌癥、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）的化學名稱是L-3-羥基4-三甲銨丁酸，普遍存在于機體組織內，是我國新批準的營養強化劑。因為它能促進脂肪酸的運輸和氧化，所以可以應用在運動員食品中，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。現如今發酵法和酶法已經取代了傳統的化學生產法，利用根霉、毛霉、青霉進行固態發酵，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基中，25℃培養4d-7d，L-肉堿的產量為12%～48%，優于過去。

2.4 微生物油脂的生產

人們日常食用的油脂大部分是由芝麻、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，微生物油脂的應用已形成趨勢。

2.5 新糖源的開發

微生物發酵生產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酵培養制取，然后提取真菌多糖，并且淀粉經酶解成葡萄糖后，由嗜高滲酵母發酵后經過濃縮、結晶、分離、干燥等過程制得赤蘚糖醇。

3 食品工業的展望

放眼未來，食品工業將成為現代生物技術中應用最廣闊、最活躍、最富有挑戰性的領域。隨著現酵工程技術在食品領域的廣泛應用，食品工業將不再被認為是傳統農業食品，它將在人們日常生活中占據重要的地位。現代食品工業的蓬勃發展，已顯示出發酵工程技術的巨大生命力，我們不僅要充分利用世界生物技術迅猛發展的契機，重視發酵工程技術的研究，而且要促進我國食品工業的改革，實現我國食品工業健康有序的發展。

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篇10

關鍵詞：膜，食品，工程，醫學

 

1. 在食品工業中的應用

蛋白質是生物體最重要的基本組成成分之一，氨基酸是構成蛋白質的基礎。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，早期化學合成方式率較低、成本較高，而且在生產中使用了危險溶劑而無法應用于食品工業。利用生物合成法生產氨絡酸，使其具有成本較低，使用較為安全等的優點等，在食品工業中的應用日益廣泛。氨絡酸發酵液的分離純化是實現氨絡酸工業化生產的關鍵環節。膜分離具有以下特性：操作條件溫和、低耗能、無相變、分離選擇性好等優點。因此利用生物合成法獲得高產量氨絡酸產品具有十分廣闊的前景。江南大學食品科學與安全教育部重點實驗室通過對乳酸菌的篩選和優化，使發酵液中氨絡酸的含量最多可達540mg/100ml，為較高的水平。論文大全。盡管如此，發酵液中氨絡酸的濃度仍很低，通過分離純化提高氨絡酸的純度仍十分必要。經過研究表明，采用超濾、稀釋過濾和納濾相結合的方法，能將發酵液中氨絡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處理，再經離子交換樹脂分離，可使發酵液中氨絡酸純度提高到最初的4倍以上，總的回收率可達64.2%。

2 .工程中的應用

丙烯腈為生ABS/SAN、產腈綸、已二腈的主要原料，腈綸占我國丙烯腈消費產品總量的50%以上，其次是ABS/SAN約占25%左右。丙烯氨氧化生產丙烯腈的工藝是1959年發明的。在丙烯氨氧化法生產丙烯腈的工藝中，產生的環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是在流化床中進行的，因此在反應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，在生產丙烯腈過程中會產生含氰的大量廢水，還有反應器急冷過程中產生的大量含氰廢水，其中應器急冷過程中產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，處理起來也相當困難，現在也只能焚燒處理。

制藥行業是最早使用膜分離技術處理含氰廢水的，在制藥行業一般產生的廢水相對來說都比較“干凈”，機械雜質較少，氰根含量也比化工行業低，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處理制藥行業含氰廢水，處理后廢水中氰根含量都小于1ppm，完全符合排放的標準。此方面最早實現工業化生產的是德國一家制藥公司，在20世紀80年代創立了膜分離裝置。在過程中發現，原水中氰根含量大約為120～180ppm，經過反滲透處理，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）。基本工藝流程是采用兩級超濾，然后經過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 .醫學中的應用

高分子分離膜在醫療衛生上的應用非常廣泛，從醫藥用純水的制備和蛋白質、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用以人工腎的研究和開發最為廣泛，是人工臟器臨床應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，因而必須特別強調膜具有良好的血液相容性、透過性及適合臨床應用的機械強度。

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最早、應用最廣泛的重要血液透析膜。實際上纖維素類膜的商業化在很大程度上促成了血液透析成為常規的臨床治療方法。

聚丙烯腈是少數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的去除能力強，超濾速率是前者的數倍，同時又具有優良的耐菌、耐有機溶劑等特性。論文大全。應用實例一：日本的Asahi醫學公司，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，內徑為200μm、壁厚50μm；應用實例二：中國紡織大學用聚丙烯腈紡制出中空纖維，組裝成血液透析器，通過了臨床應用。

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