王麗麗

摘 要 幾個世紀以來，微生物的生物潛能一直被用于生產(chǎn)面包、葡萄酒、醋和其他常見產(chǎn)品，而人們卻不了解其組成的生化基礎。微生物酶在工業(yè)和醫(yī)藥上得到了廣泛的應用，其穩(wěn)定性、催化活性和生產(chǎn)優(yōu)化等方面都優(yōu)于植物和動物酶。酶由于加工時間短、能量投入低、成本效益高、無毒環(huán)保等優(yōu)點，被廣泛應用于食品、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。本文就微生物在酶生產(chǎn)中的技術和科學參與以及它們在全球乳品市場的現(xiàn)狀進行了綜述。

關鍵詞 乳品工業(yè)；現(xiàn)代微生物；酶工程

微生物中的細菌、霉菌和酵母能導致食品的腐敗，但也能讓食品和食品生產(chǎn)得到最大開發(fā)與利用。不同的細菌和真菌菌株被用于乳制品的發(fā)酵，以生產(chǎn)各種各樣的培養(yǎng)乳制品。細菌和真菌都被用在這些奶酪生產(chǎn)過程中。事實證明，牛奶從動物腺體中出來時不含任何細菌，但是在收集之后，牛奶中發(fā)生的所有變化，都是因為細菌。細菌在酸奶的制作中發(fā)揮作用。當牛奶和酸奶一起保存幾個小時，它會轉化成酸奶，正是細菌引領了整個過程，并把牛奶變成酸奶。

1 現(xiàn)代微生物技術應用的意義

現(xiàn)代微生物技術的發(fā)展會對人們的身體健康產(chǎn)生極大的影響，越來越多的國家為微生物技術投入了無數(shù)的人才與資金，促進了現(xiàn)代微生物技術的發(fā)展。

微生物是微小的單細胞結構。細菌、病毒和真菌屬于這一類。他們有能力在簡單的細胞分裂的幫助下繁衍后代。微生物的單細胞包含完整的遺傳物質，這種遺傳物質被轉移到下一代細胞。他們可以增加數(shù)量，但不能增加大小。它們對人類生活產(chǎn)生巨大影響，因為各種目的被用于生物技術。

1.1 蛋白質工程學

蛋白質工程學也可以說是酶工程，是利用分子生物學技術，將氨基酸進行突變，改變蛋白質的化學技術和功能。

1.2 核酸探針技術

核酸探針多用于待測核酸樣品的特定基因序列檢測，探針可以用亞磷酰胺法合成，也可以通過PCR擴增或克隆來產(chǎn)生和標記（這兩種方法都是較老的方法）。為了增加探針RNA的體內(nèi)穩(wěn)定性，不使用RNA，而是可以使用RNA類似物，特別是嗎啉衍生物。

1.3 納米孔測序

納米孔測序已經(jīng)走向商業(yè)化，而由DNA-蛋白質相互作用引起的分析物結構的（相對）更大的局部變化卻沒有得到廣泛的研究。商業(yè)因素和個性化醫(yī)療的目標幾乎肯定在這種差異中起著很大的作用，然而DNA-蛋白質相互作用的科學含義對于理解細胞功能和DNA序列一樣重要（可以說不太為人所知）。納米孔作為一種工具，對于揭示蛋白質結合的位置、條件和緊密程度，具有巨大的潛力。

然而，這些廣泛的影響也可能體現(xiàn)了這項技術實施的挑戰(zhàn)：與納米孔測序相比， DNA-蛋白質相互作用的研究需要在非常廣泛的分析物范圍內(nèi)進行優(yōu)化，納米孔測序需要提高時間和空間分辨率，以解決僅一種分析物的局部結構中非常細微的差異。我們預計蛋白質-DNA相互作用的研究將會因納米孔制造和修飾的未來進展而大大促進，因為這些進展將允許優(yōu)化核酸-蛋白質分析物的技術范圍。

2 現(xiàn)代微生物技術在乳品工業(yè)中的應用

微生物酶因其在食品、農(nóng)業(yè)、化學、醫(yī)藥和能源等行業(yè)的廣泛應用而獲得全球認可。酶在食品工業(yè)中的應用被分成不同的部門，如烘焙、乳制品、果汁生產(chǎn)和釀造。由于縮短了加工時間、吸收了低能量投入、成本有效、無毒和生態(tài)友好的特點，酶介導的過程正迅速引起人們的興趣。此外，隨著重組DNA技術和蛋白質工程的出現(xiàn)，可以大量操縱和培養(yǎng)微生物以滿足日益增長的需求。微生物對人類非常有用。

酶催化一種化合物與另一種化合物之間反應的這種特異性為其分類和命名提供了基礎。在乳品行業(yè)，一些酶是需要生產(chǎn)奶酪，酸奶，和其他乳制品，而另一些是用在更專門的方式，以改善質地或風味。下面介紹了幾種更常見的酶類及其在乳制品行業(yè)中的作用。

凝乳酶牛奶含有蛋白質，尤其是酪，保持其液體形態(tài)。蛋白酶是在奶酪生產(chǎn)過程中添加到牛奶中的酶，用來水解酪，特別是酪蛋白，穩(wěn)定膠束形成防止凝固。凝乳酶和腎是用于凝聚牛奶的任何酶的一般術語。

從凝乳酶中分離出來的最常見的酶是凝乳。凝乳也可以從其他一些動物，微生物或蔬菜來源，但本地微生物凝乳（真菌或細菌）是無效的，使切達干酪和其他硬干酪。

由于小牛凝乳酶的供應有限，通過將小?；蚩寺〕杉毦?，促使微生物凝乳基因工程。雖然使用生物工程酶可以使小牛的生命枯竭，但它給那些反對食用寶石的食物的人帶來了倫理問題。

乳白蛋白和球蛋白牛奶含有多種不同類型的蛋白質，除了酪。牛奶也含有乳清蛋白，如乳白蛋白和球蛋白。這些乳清蛋白的變性，使用蛋白酶，導致油膩酸奶產(chǎn)品。乳清蛋白的破壞也是酪生產(chǎn)的關鍵。在軟干酪生產(chǎn)過程中，乳清在凝結后與牛奶分離，可作為健美、減肥和降低血壓等營養(yǎng)補充物出售。

蛋白酶用于生產(chǎn)水解乳清蛋白，即乳清蛋白分解成較短的多肽序列。水解乳清不太可能引起過敏反應，是用來為嬰兒配方和醫(yī)療用途準備補充劑。

乳糖酶是一種用于將乳糖分解成其組成的糖、半乳糖和葡萄糖的糖苷酵素。如果沒有充分生產(chǎn)乳糖酶在小腸，人變得乳糖不耐受，導致不適（抽筋，氣體和腹瀉）在消化道在攝取奶制品之后。

脂肪酶脂肪酶是用來分解牛奶脂肪，并給奶酪的特色風味。更強的風味干酪，例如意大利干酪， 羅馬， 是用脂肪酶制備的。這種風味來源于牛奶脂肪水解時產(chǎn)生的游離脂肪酸。動物脂肪酶是從兒童、小牛和羊肉中獲得的， 而微生物脂肪酶則是由真菌霉發(fā)酵而成。

過氧化氫酶在奶酪生產(chǎn)的某一特定區(qū)域中有很有限的應用。過氧化氫是一種強有力的氧化劑， 對細胞有毒。它被使用， 而不是巴氏殺菌， 當做某些乳酪例如瑞士人， 為了保存有益于乳酪的末端產(chǎn)品和口味發(fā)展的天然牛奶酵素。這些酶會被高熱量的巴氏殺菌破壞。然而， 在牛奶中過氧化氫的殘留物會抑制實際奶酪生產(chǎn)所需的細菌培養(yǎng)， 因此必須除去它的所有痕跡。過氧化氫酶通常從牛肝或微生物源獲得， 并添加到過氧化氫轉化為水和分子氧。

3 結束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，群眾經(jīng)濟提高，群眾對乳制品的需求越來越大，追求也越來越高端，多樣化起來。乳制品的競爭更加激烈起來，企業(yè)要更加注意對產(chǎn)品質量的注重以及創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]趙麗紅，陳威，高艷嬌，肖靜.基因組重排技術在微生物育種中的應用研究進展[J/OL].江蘇農(nóng)業(yè)科學：1-5[2018-10-13].https：//doi.org/10.15889/ j.issn.1002-1302.2018.18.001.

[2]聶清華.我國乳品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素與應對[J].經(jīng)濟論壇，2018（09）：135-139.

[3]劉曉瑜.食品微生物檢驗的質量控制[J].食品安全導刊，2018（24）：106.