發(fā)酵是一種古老、傳統(tǒng)的食品儲存與加工的方法，凡利用微生物的作用而制得的食品都可以稱為發(fā)酵食品。發(fā)酵食品是人類巧妙地利用有益微生物加工制造的一類食品，具有獨(dú)特的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，豐富了我們的飲食生活。發(fā)酵食品因在食品加工過程中有微生物參與作用，進(jìn)而可以形成一些特異性風(fēng)味物質(zhì)和營養(yǎng)因子，如乳酸菌參與牛乳發(fā)酵，產(chǎn)生乙醛、丁二酮、丙酮、3-羥基丁酮、揮發(fā)性酸等芳香物質(zhì)，以及胞外多糖、乳酸菌素、γ-氨基丁酸等營養(yǎng)因子。

    乳酸菌是發(fā)酵食品最主要的有益微生物之一，人類對于乳酸菌的應(yīng)用歷史非常久遠(yuǎn)，在遠(yuǎn)古人類就在釀造食品方面不自覺地利用了乳酸菌。但是，人類能主動(dòng)地去研究和掌握乳酸菌的生活規(guī)律，并加以應(yīng)用，還是近百年的事。

1 乳酸菌

1.1 乳酸菌的分類

    乳酸菌是一類以糖為原料產(chǎn)乳酸為主的細(xì)菌的總稱，乳酸菌不是分類學(xué)上的名詞，屬于真細(xì)菌綱(Eubacteriac)真細(xì)菌目(Eabacteriales)中的乳酸細(xì)菌科(lactobacillaceae)。在伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌分類學(xué)上，目前已發(fā)現(xiàn)的乳酸菌，至少分布于乳桿菌屬(Lactobacillus)、鏈球菌屬(Strptococcus)、明串珠菌屬(Leuconostoc)，乳球菌屬(Lactococcus)等19個(gè)屬的微生物中。其中，在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用較多的乳酸菌主要分布在乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、乳球菌屬、片球菌屬和明串珠菌屬等七個(gè)屬種。

1.2 乳酸菌的基本特性

    乳酸菌是革蘭氏陽性，不形成芽孢(個(gè)別屬除外)，不運(yùn)動(dòng)或少運(yùn)動(dòng)，不耐高溫，但耐酸的球菌或桿菌，乳酸菌是一種兼性厭氧菌，適合于在氧含量低或無氧的環(huán)境中生長。與其它細(xì)菌相比，乳酸菌對營養(yǎng)的要求比較嚴(yán)格，除了要供給適量的水分、充足的碳源、氮源和無機(jī)鹽類外，還需要加入維生素、氨基酸等生長因子。乳酸菌都能發(fā)酵一定的糖類產(chǎn)生乳酸，但分解蛋白質(zhì)和脂肪能力微弱，過氧化氫酶反應(yīng)呈陰性，適宜在偏酸的環(huán)境中生長，可使培養(yǎng)基pH值降到5.0以下，產(chǎn)酸及耐酸能力都較強(qiáng)。

1.3 乳酸菌的發(fā)酵類型

    乳酸菌的發(fā)酵根據(jù)產(chǎn)物的不同，分為三種類型：同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵。同型乳酸發(fā)酵是指發(fā)酵終產(chǎn)物中90%以上為乳酸的乳酸發(fā)酵過程，以乳酸鏈球菌和多數(shù)乳酸桿菌為主。異型乳酸發(fā)酵是指發(fā)酵終產(chǎn)物中除乳酸外,還有乙醇、二氧化碳等成分的乳酸發(fā)酵過程，以明串珠菌屬的乳酸菌以及某些乳酸桿菌,如腸膜明串珠菌、短乳桿菌、甘露醇乳桿菌等。雙歧發(fā)酵是雙歧桿菌的產(chǎn)能模式，雙歧桿菌是一類特殊的嚴(yán)格厭氧菌,對營養(yǎng)要求較高,它們對葡萄糖的代謝也可歸入異型乳酸發(fā)酵,但與其他乳酸菌的異型發(fā)酵不同。

1.4 乳酸菌的代謝產(chǎn)物

    乳酸菌發(fā)酵的代謝產(chǎn)物主要有有機(jī)酸類、細(xì)菌素類、乙醛等芳香物質(zhì)、胞外多糖、γ-氨基丁酸等。有機(jī)酸類主要有乳酸、乙酸，及少量的甲酸、丙酸等，具有抗菌防腐的作用，并帶給食品酸性的口感；細(xì)菌素又稱乳酸菌素，具有固定抗菌譜，對病原菌和腐敗菌具有很強(qiáng)的抑制能力；乙醛等芳香物質(zhì)給乳酸菌發(fā)酵食品帶來獨(dú)特的發(fā)酵風(fēng)味；胞外多糖作為生命物質(zhì)的重要組成部分，廣泛參與細(xì)胞的各種生命現(xiàn)象及生理過程的調(diào)節(jié)；γ-氨基丁酸是神經(jīng)系統(tǒng)中重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有改善腦機(jī)能，調(diào)節(jié)情緒抗焦慮，降低血壓等方面具有重要作用。

2 乳酸菌發(fā)酵食品

    乳酸菌的應(yīng)用歷史非常悠久，但真正科學(xué)的研究和利用是始于19世紀(jì)中葉。近年來食品級乳酸菌的優(yōu)良特性已引起食品微生物界的關(guān)注，它在食品方面的應(yīng)用也越來越廣泛。目前乳酸菌廣泛應(yīng)用于乳制品、肉制品、醬腌菜制品、醬類制品等各類發(fā)酵食品中。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，乳酸菌與人們的生活與健康越來越密切。

2.1 乳酸菌發(fā)酵乳制品

    乳制品是乳酸菌發(fā)酵應(yīng)用最多，也是最為成熟的領(lǐng)域。主要產(chǎn)品有發(fā)酵乳、乳酸菌飲料、奶油、干酪等。

2.1.1 發(fā)酵乳

    發(fā)酵乳是以鮮奶或奶粉為主要原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而制得的產(chǎn)品。原料乳添加或不添加白砂糖、穩(wěn)定劑等配料，溶解攪拌均勻,經(jīng)均質(zhì)和加熱殺菌(一般采用95℃，5min)后，降低到適宜的發(fā)酵溫度，接種乳酸菌種，在適宜的溫度下發(fā)酵，發(fā)酵完畢后，置于2-6℃左右的冷庫內(nèi)冷卻后熟即可制得。

    應(yīng)用于發(fā)酵乳生產(chǎn)的乳酸菌主要屬于乳桿菌屬、鏈球菌屬,此外還有雙歧桿菌屬等。生產(chǎn)中常用的有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、乳酸乳球菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌等�？蓡尉�種發(fā)酵，但一般兩種或兩種以上菌種搭配使用。其中發(fā)酵菌種僅含有嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌兩種菌的產(chǎn)品稱為酸奶，含有更多種菌或僅有一種菌的產(chǎn)品稱為發(fā)酵乳。

2.1.2 乳酸菌飲料

    乳酸菌飲料是以鮮牛奶或奶粉為主要原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵，并輔以水、白砂糖、穩(wěn)定劑、乳酸等配料，調(diào)配而成的產(chǎn)品。原料乳按照發(fā)酵乳工藝進(jìn)行發(fā)酵，水、白砂糖、穩(wěn)定劑等配料溶解均勻（一般化料溫度70-80℃），然后進(jìn)行混合、調(diào)酸、調(diào)香、殺菌等工藝制成。

    應(yīng)用于乳酸菌飲料發(fā)酵的菌種主要有干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、乳酸乳球菌、植物乳桿菌、雙歧桿菌等。產(chǎn)品根據(jù)原料乳殺菌工藝分為褐變產(chǎn)品和非褐變產(chǎn)品，根據(jù)發(fā)酵后是否進(jìn)行滅菌分為活菌型產(chǎn)品和滅菌型（非活菌型）產(chǎn)品。

2.1.3 酸奶油

    酸奶油是以乳經(jīng)離心分離后所得的稀奶油為主要原料，經(jīng)殺菌、乳酸菌發(fā)酵等工藝而制成的乳制品。酸奶油按發(fā)酵方法不同，分為天然發(fā)酵酸奶油和人工發(fā)酵酸奶油兩類。天然發(fā)酵酸奶油以乳中原有的微生物為發(fā)酵劑，讓其自然發(fā)酵而成。人工發(fā)酵酸奶油，系將稀奶油殺菌后，再添加純培養(yǎng)的乳酸菌種，使其發(fā)酵而制成。應(yīng)用于酸奶油生產(chǎn)的乳酸菌主要有以下幾種：乳酸乳球菌（乳脂亞種、乳酸亞種、雙乙酰亞種）、腸膜明串珠菌、發(fā)酵乳桿菌等。

2.1.4 干酪

    干酪是指原料乳經(jīng)殺菌、冷卻后，加入適量的乳酸菌種和凝乳酶，使蛋白質(zhì)(主要是酪蛋白)在菌種發(fā)酵和凝乳酶的作用下凝固，排除乳清，將凝塊壓成塊狀而制成的產(chǎn)品。用于生產(chǎn)干酪的乳酸菌種，隨干酪種類而異。常用的菌種有乳酸乳球菌（乳脂亞種、乳酸亞種、雙乙酰亞種）、干酪乳桿菌、瑞士乳桿菌、嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌以及腸膜明串珠菌等。生產(chǎn)中通常選取其中兩種以上的乳酸菌搭配使用。個(gè)別具有地方特色的干酪還會用到青霉、白霉等霉菌，如藍(lán)紋干酪、白霉干酪等。

2.1.5 其它

    在歷史的發(fā)展中，不同的地區(qū)，不同的生活方式，還形成了具有不同地方特色的發(fā)酵乳制品，如高加索地區(qū)的開菲爾，采用含有數(shù)十種菌的開菲爾粒發(fā)酵而成；蒙古地區(qū)的奶酒，通過自然發(fā)酵，分離乳脂制得；大理地區(qū)的乳扇，通過酸水凝固，在經(jīng)發(fā)酵制得；俄羅斯地區(qū)的格瓦斯，利用乳酸菌和酵母發(fā)酵釀制而成。

    隨著科技的進(jìn)步和技術(shù)人員的研究，還有不同類型的發(fā)酵乳制品不斷被開發(fā)出來，如酸奶粉是通過噴霧干燥等方法，去除了酸奶中的水分，再經(jīng)調(diào)配等工藝而制成的一種便于運(yùn)輸和保存，與水按適當(dāng)?shù)谋壤�進(jìn)行還原即可食用的酸奶制品，能保持原有的營養(yǎng)成分及酸奶風(fēng)味。

2.2 乳酸菌發(fā)酵植物蛋白制品

    乳酸菌在植物蛋白加工中的應(yīng)用主要是生產(chǎn)酸豆奶和花生發(fā)酵酸奶。酸豆奶和花生發(fā)酵酸奶可以作為酸奶的替代品為人們提供大量的優(yōu)質(zhì)蛋白。用于酸豆奶和花生發(fā)酵酸奶生產(chǎn)的乳酸菌主要有乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串株菌屬等。生產(chǎn)中常用保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、乳酸乳球菌、腸膜明串株菌等,常用兩種或兩種以上菌株搭配發(fā)酵。乳酸菌在豆乳發(fā)酵過程中,不僅可以將蛋白質(zhì)分解為小分子物質(zhì),而且可以脫除豆腥味,分解棉籽糖、水蘇糖等脹氣因子,使產(chǎn)品具有良好的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值。

2.3 乳酸菌發(fā)酵果蔬制品

    發(fā)酵果蔬是利用有益微生物的活動(dòng)及控制其一定的生長條件對果蔬進(jìn)行深加工的一種方式。

2.3.1 乳酸菌發(fā)酵果蔬飲料

    乳酸菌發(fā)酵果蔬飲料是利用微生物來發(fā)酵單一或復(fù)合果蔬汁，發(fā)酵后調(diào)味而成，提高了營養(yǎng)價(jià)值去除了生澀味增加了發(fā)酵香味口感怡人。用于乳酸菌發(fā)酵的果蔬主要有蘋果、梨、芒果、葡萄、胡蘿卜、番茄、芹菜、紅薯、馬鈴薯、南瓜、山芋等，大多用保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌等中的幾種進(jìn)行搭配發(fā)酵。乳酸菌發(fā)酵果蔬飲料改善了產(chǎn)品口味，提高了營養(yǎng)價(jià)值，開辟了果蔬深加工的新途徑。

2.3.2 泡菜（酸菜）

    自然發(fā)酵泡菜是利用低濃度食鹽水溶液進(jìn)行腌制，通過附生在植物表面上乳酸菌的發(fā)酵作用而得到的蔬菜加工品。發(fā)酵前期除乳酸菌外的其他微生物還有一定的活動(dòng)能力，微生物種類多且有少量空氣存在以異型乳酸菌的發(fā)酵為主。這類異型乳酸發(fā)酵菌一般不耐酸，隨乳酸量的增加，到發(fā)酵中后期，以耐酸的同型發(fā)酵乳酸菌進(jìn)行活動(dòng)，將單糖和雙糖發(fā)酵生成乳酸而不產(chǎn)生氣體。泡菜中常見的乳酸菌主要有植物乳桿菌、短乳桿菌、腸膜明串珠菌、雙歧桿菌等。

2.3.3 酵素

    酵素的叫法源于日本，又稱為酶，然后從日本傳入我國臺灣地區(qū)，再傳至大陸，現(xiàn)在已泛指發(fā)酵果蔬制品。酵素是通過微生物對水果蔬菜進(jìn)行深層發(fā)酵（一般1個(gè)月以上），然后提取的一種含生物活性成分的產(chǎn)品。上述生物活性成分包括酶、來自發(fā)酵參與菌和用于發(fā)酵的食材。酵素中含有的生物活性成分，可影響服用者體內(nèi)的活性酶，從細(xì)胞層面調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)。

2.4 乳酸菌發(fā)酵肉制品

    發(fā)酵肉制品是指采用生物發(fā)酵技術(shù)，在自然或人工控制的條件下將原料肉進(jìn)行微生物發(fā)酵而產(chǎn)生酸或醇，使肉的pH值降低而得到的具有特殊風(fēng)味、色澤和質(zhì)地的肉制品。肉的發(fā)酵本身是一種原始的貯藏手段，隨著人們對其獨(dú)特風(fēng)味和良好貯藏性能的認(rèn)識，逐步演化為一種肉制品的加工方法，在國內(nèi)外都具有悠久的歷史。發(fā)酵肉制品的種類較多，傳統(tǒng)的中式肉制品中的臘腸、臘肉和火腿都伴隨著自身微生物的自然發(fā)酵，這些產(chǎn)品通常被稱為腌臘制品，具有悠久的生產(chǎn)歷史。

2.5 乳酸菌發(fā)酵酒精制品

    乳酸菌廣泛應(yīng)用在白酒、黃酒、葡糖酒、啤酒的釀造中，發(fā)揮不同的作用，乳酸菌的存在，為發(fā)酵微生物提供生長繁殖可利用的必需氨基酸和各種維生素，促進(jìn)釀酒微生物的生長與繁殖，乳酸菌本身所產(chǎn)生的酸性代謝產(chǎn)物，維持了釀酒發(fā)酵環(huán)境的偏酸性，能促進(jìn)釀酒酶系的糖化與發(fā)酵能力；乳酸菌產(chǎn)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雜菌的代謝活動(dòng)，其產(chǎn)生的一些抗菌物質(zhì)也有利于保持、改善釀酒生產(chǎn)的微生態(tài)環(huán)境；乳酸菌的代謝產(chǎn)物乳酸、乙酸可以在發(fā)酵過程中與乙醇形成乙酸乙酯、乳酸乙酯等多種重要的特征香味物質(zhì)，同時(shí)乳酸和雙乙酰本身也是酒中的特征香味物質(zhì)。

2.6 乳酸菌發(fā)酵調(diào)味品

    在醬油的制作過程中，加入乳酸菌，有很好的抑制雜菌作用，并為醬油提供特殊的風(fēng)味，主要有四聯(lián)球菌、嗜鹽片球菌及植物乳桿菌等。在食醋的制作過程中，乳酸菌代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸、雙乙酰及其衍生物是食醋中主要的風(fēng)味物質(zhì)。

2.7 乳酸菌發(fā)酵豆制品

    乳酸菌發(fā)酵豆制品種類繁多，主要有豆瓣醬、豆豉、納豆、腐乳等。發(fā)酵大豆食品一般含質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%～18%的NaCl，其中的乳酸菌分嗜鹽(halophilic)和耐鹽(halotolerant)兩大類群：嗜鹽乳酸菌可以在含15g/100mL NaCl的培養(yǎng)液中生長，一定的NaCl是其生長的必要條件；而耐鹽類群也稱非嗜鹽類群(non-halophilic)，不能在含15g/100mL NaCl的培養(yǎng)液中生長，NaCl不是其生長的必要條件。在嗜鹽類群中嗜鹽四聯(lián)球菌(Tetragenococcushalophilus)是日本、韓國、中國及東南亞各國傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品中的優(yōu)勢種；而非嗜鹽類群中腸球菌屬(Enterococcus sp.)、乳桿菌屬(Lactobacillus sp.)和片球菌屬(Pediococcus sp.)的某些種分布較為廣泛。

2.8其它乳酸菌發(fā)酵制品

2.8.1 乳酸菌發(fā)酵面包

    以面包專用粉為主要原料，添加乳酸菌、酵母等輔料。采用二次發(fā)酵工藝生產(chǎn)面包。面包內(nèi)部組織柔軟、細(xì)膩，紋理結(jié)構(gòu)好，發(fā)酵香味濃郁且有柔和的乳酸味，且具有良好的抗老化的特性，其品質(zhì)優(yōu)于普通面包具有較大的開發(fā)前景。

2.8.2 紅茶菌飲料

    紅茶菌又名“海寶”、“胃寶”，是一種生物薄膜，是用糖、茶、水加菌種經(jīng)發(fā)酵后生成的對人體有益的物質(zhì)，其菌體根據(jù)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細(xì)菌的生長，尤其對萎縮性胃炎、胃潰瘍疑難病有很好的治療作用，而且還有調(diào)節(jié)血壓、改善睡眠、預(yù)防治療各種疾病的效果。

3 乳酸菌的應(yīng)用前景

    乳酸菌是最早為人類所認(rèn)識的微生物之一，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵的食品集營養(yǎng)與保健于一身，越來越受到國內(nèi)外人們的重視。乳酸菌的生物學(xué)特性和保健功能，決定了它不僅在食品工業(yè)中有廣泛的用途，在今后的保健食品中也將占有重要地位。近年來的研究表明，乳酸菌有很多特殊醫(yī)療保健作用，國內(nèi)外對乳酸菌的研究也越來越深入。

    未來，如何利用微生物技術(shù)，檢測、分析技術(shù)，分子生物技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，在新的優(yōu)秀菌株篩選，菌株代謝產(chǎn)物分析，菌株特異功效研究，菌株在人體內(nèi)的作用機(jī)制，菌株安全性研究，及菌株活力保護(hù)等方面，將成為今后乳酸菌菌株研究領(lǐng)域的主攻方向。同時(shí)新型乳酸菌發(fā)酵食品，乳酸菌保健食品，及乳酸菌醫(yī)藥制品的開發(fā)，將成為相關(guān)企業(yè)、院校、及研究機(jī)構(gòu)的開發(fā)重點(diǎn)。

作者單位：江蘇微康生物科技有限公司