陳玉婷，烏日娜*

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

發(fā)酵制品從字面上講即為經(jīng)過發(fā)酵加工而成的產(chǎn)品。而發(fā)酵通常指復(fù)雜的有機物質(zhì)被生物體分解的過程，這種生物體通常為微生物。因為人類較早的接觸到了這種生化反應(yīng)，因此“發(fā)酵”被廣泛應(yīng)用于食品、生物、化工等產(chǎn)業(yè)[1]。而發(fā)酵制品也成為了應(yīng)用于食品行業(yè)中最成功的存在。傳統(tǒng)發(fā)酵食品中接觸最為廣泛的有發(fā)酵豆制品、發(fā)酵肉制品、發(fā)酵乳制品等。這些發(fā)酵產(chǎn)品通常由環(huán)境或通過人工接種的微生物而引起食物內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些微生物可能包括霉菌、酵母、細菌。而在發(fā)酵前期，霉菌做出的貢獻在整個反應(yīng)體系起著不可或缺的作用。

霉菌屬于真菌的一部分，其生長繁殖迅速，肉眼可見菌落形態(tài)呈絨毛狀或蜘蛛網(wǎng)狀等形態(tài)。霉菌中的一些有益菌種現(xiàn)已在發(fā)酵制品中被廣泛使用。一般來說，發(fā)酵制品中絕大部分霉菌主要將原料中的糖類、淀粉、碳水化合物、蛋白質(zhì)等化合物進行轉(zhuǎn)化[2]。在發(fā)酵制品中常用的霉菌菌種主要為具有優(yōu)良特性的曲霉屬、毛霉屬、青霉屬等。由于霉菌能產(chǎn)生霉菌毒素如黃曲霉毒素等，能污染食品使其腐敗變質(zhì)，甚至?xí)l(fā)生致畸、致癌、致突變作用，因此人們越發(fā)重視霉菌的使用以免發(fā)生霉菌污染的嚴重后果。

1 傳統(tǒng)發(fā)酵制品的分類

1.1 發(fā)酵豆制品

我國作為大豆的故鄉(xiāng)，也是最早制作豆制品的國家。在我國具有代表性的發(fā)酵豆制品有豆醬、醬油等[3]。與普通豆制品相比，發(fā)酵豆制品經(jīng)過微生物發(fā)酵被賦予了更加濃郁的滋氣味。其中原料中的一些大分子組分經(jīng)過發(fā)酵過程被分解成小分子組分被人體吸收，因此發(fā)酵豆制品也有著對人體健康良好的功效[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆制品有抗癌、抗氧化活性、抗誘變性方面的功效[6]。如研究發(fā)現(xiàn)青方腐乳中含有豐富的丁酸，而高濃度的丁酸可以預(yù)防控制多種疾病等[7-8]。

發(fā)酵豆制品根據(jù)其制作方法、發(fā)酵菌株等各方面的不同有著不同的分類[9]。如醬油根據(jù)工藝不同可分為釀造醬油與配制醬油。根據(jù)發(fā)酵菌株的不同，可分為細菌型發(fā)酵及霉菌型發(fā)酵。豆醬、腐乳為較傳統(tǒng)的霉菌型發(fā)酵豆制品，日本納豆則是細菌型發(fā)酵豆制品的代表。根據(jù)地區(qū)的不同又可將豆制品進行分類，如添加了辣椒使得豆醬具有辛辣味道的郫縣豆瓣醬、口味鮮中帶甘具有廣東特色的普寧豆醬、主要通過自然發(fā)酵而受到北方人民喜愛的黃醬等。

1.2 發(fā)酵肉制品

發(fā)酵肉制品以發(fā)酵香腸及發(fā)酵火腿為主，指在自然條件或人工控制條件下，利用微生物發(fā)酵使原料肉發(fā)生一系列化學(xué)及物理變化而形成的制品。在發(fā)酵過程中pH值會降低，低溫條件下脫水后會降低水分活度值，從而限制有害微生物及雜菌的生長，具有貨架期長、風(fēng)味獨特、質(zhì)地良好的特點。在我國廣東、四川等南方地區(qū)及一些西方國家，發(fā)酵肉制品被廣泛制作與使用。由于制作經(jīng)驗與條件的不同，各個地區(qū)的發(fā)酵肉制品有著不同的風(fēng)味與口感。

1.3 發(fā)酵乳制品

發(fā)酵乳制品是以乳為原料經(jīng)過微生物發(fā)酵的產(chǎn)品。這些乳經(jīng)過微生物發(fā)酵后風(fēng)味獨特，其在此過程中生成的乳酸等營養(yǎng)物質(zhì)不但可以改變?nèi)榈睦砘再|(zhì)，還有一定的功效。有研究表明發(fā)酵乳制品中一些活性短肽對血管緊張素轉(zhuǎn)換酶有一定的抑制作用，起到降壓作用[10]。發(fā)酵乳中的乳酸可以有效緩解乳糖不耐受現(xiàn)象。同時發(fā)酵乳制品還有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、降膽固醇、防止動脈硬化等多種益生作用[11]。

2 發(fā)酵制品中的霉菌

2.1 發(fā)酵制品中的米曲霉

作為一株產(chǎn)復(fù)合酶的菌株，米曲霉（Aspergillusoryzae）可以產(chǎn)蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等多種酶類，將大分子物質(zhì)降解為小分子氨基酸，提高原料利用率。目前米曲霉在發(fā)酵豆制品的運用上已經(jīng)非常廣泛。如滬釀3.042，其安全性也已經(jīng)得到驗證。

陳方博等[12]利用傳統(tǒng)分離培養(yǎng)法發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)豆醬中的霉菌主要為米曲霉、曲霉屬、犁頭霉屬，其中米曲霉作為優(yōu)勢菌屬大量存在。在豆醬固態(tài)發(fā)酵階段霉菌數(shù)量最高，在發(fā)酵中期發(fā)酵趨于平穩(wěn)，液態(tài)發(fā)酵階段數(shù)量減少，其中米曲霉一直為霉菌菌群中的優(yōu)勢菌。LEE S等[13]在分析工廠及改良工廠生產(chǎn)的醬時，從兩種不同生產(chǎn)工藝的醬中篩選出了12株霉菌，其中在兩種醬中都存在的霉菌為米曲霉。在研究氣味及其他組成成分時認為曲霉可能與糖代謝有關(guān)?？导t霞等[14]對慶陽市傳統(tǒng)發(fā)酵豆醬中的優(yōu)勢霉菌進行了分離篩選，篩選出一株產(chǎn)蛋白酶活力達4 351.68 U/g的菌株，經(jīng)鑒定為米曲霉，并提出誘變育種及混合接種方法提高產(chǎn)酶能力的設(shè)想。MACHIDA M等[15]成功破譯了米曲霉的基因組，研究發(fā)現(xiàn)米曲霉基因有3 800萬堿基對，并首次從微觀角度對米曲霉進行了深入研究，這對米曲霉的實際應(yīng)用起到了幫助。趙瑩等[16]通過測定蛋白酶活力、非產(chǎn)硫化氫及非產(chǎn)生物胺等試驗，對醬油豆豉中的霉菌進行分離篩選，并對其耐鹽、亞硝酸鹽及氨基態(tài)氮等方面測定，選出兩株性質(zhì)均較好的霉菌，經(jīng)判斷均為米曲霉，認為應(yīng)用于醬油生產(chǎn)中能得到更多的氨基酸態(tài)氮含量。

研究表明，我國在發(fā)酵豆制品的釀造方面做出了很大的努力。誘變育種、雙菌種及多菌種混合發(fā)酵帶來的結(jié)果也有所成效[17]。一般主要使用米曲霉，并補充其他優(yōu)良菌株用于發(fā)酵。李保英[18]將滬釀米曲霉與滬釀黑曲霉等3株霉菌進行單獨及混合發(fā)酵對醬油制曲，結(jié)果表明米曲霉與黑曲霉混合制曲的蛋白酶及糖化酶比單獨要高，且先單獨制曲再混合成曲的酶活更高。對混合曲制得醬油的理化指標(biāo)結(jié)論中得到其能夠有效提高原料利用率并提高醬油的風(fēng)味及風(fēng)味物質(zhì)含量。通過米曲霉雙菌株組合制曲發(fā)現(xiàn)中性蛋白酶及氨肽酶活力較單一菌種相比都得到有效提升，可以提高醬油的風(fēng)味且能縮短制曲的時間，對改善醬油品質(zhì)具有重大意義[19]。梁亮等[20]通過對耐鹽米曲霉滬釀3.042菌株經(jīng)復(fù)合誘變?yōu)橥蛔兙闔N01，發(fā)現(xiàn)中性蛋白酶活力約是出發(fā)菌株的1.9倍且食品安全性能穩(wěn)定。在制曲過程中添加食鹽誘導(dǎo)，提高了突變菌株HN01的中性蛋白酶的耐鹽性，經(jīng)該菌種釀造出的天然醬油氨基酸態(tài)氮增加了8.6%，并將該菌用于醬油制作中。

2.2 發(fā)酵制品中的毛霉菌

毛霉（Mucor）屬濕性真菌，具有良好的發(fā)酵酒精及分解脂肪的能力。晏麗等[21]在豆醬的發(fā)酵前期中發(fā)現(xiàn)毛霉大量存在，其主要原因是因為此階段生長環(huán)境水分活度大，毛霉適宜在此環(huán)境下生長。劉思佳等[22]用三丁酸甘油酯平板法對豆醬中產(chǎn)脂肪酶的霉菌進行篩選，最后得到毛霉屬中的卷支毛霉（Mucor circinelloides）酶活最高，可作為分解大豆脂肪的優(yōu)良菌株。我國釀造腐乳主要應(yīng)用的霉菌為毛霉及少量根霉。其中毛霉在我國大部分地區(qū)普遍使用。謝小本[23]在發(fā)酵房內(nèi)進行總狀毛霉XH-22的培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，XH-22發(fā)酵30 h是菌體產(chǎn)蛋白酶的高峰期。在發(fā)酵18～30 h內(nèi)粗蛋白含量迅速下降，菌絲生物量在30 h達到高峰值?？梢哉J為通過對總狀毛霉的深層培養(yǎng)可以取代現(xiàn)有的腐乳生產(chǎn)方式，進而達到發(fā)酵周期短、菌種純度高、生產(chǎn)效率提高的效果。莊洋等[24]對接種不同毛霉菌種的腐乳風(fēng)味進行研究，共檢測出76種揮發(fā)性化合物，發(fā)現(xiàn)不同菌種對腐乳的風(fēng)味影響顯著，其中以總狀毛霉發(fā)酵的腐乳風(fēng)味最佳。對于不同菌種發(fā)酵腐乳的研究，有文獻表明，在后期發(fā)酵過程中，毛霉發(fā)酵腐乳的氨基酸態(tài)氮和水溶性蛋白的含量較高。而毛霉和根霉混菌發(fā)酵腐乳的指標(biāo)均達到一個相對較高的水平，使腐乳品質(zhì)更好[25]。

2.3 發(fā)酵制品中的紅曲霉

紅曲霉（Monascus）又稱紅大米，廣泛存在于樹木、土壤、河川沉淀物中。屬真菌門、子囊菌綱、散囊菌目、紅曲科。由紅曲霉發(fā)酵而成的紅曲米，早在千年以前便已經(jīng)被使用，在《本草綱目》中便可查到被使用的記載。隨著科學(xué)的發(fā)展，關(guān)于藥用價值及次級代謝產(chǎn)物的研究也逐漸深入。紅曲色素作為一種天然色素，其毒副作用遠小于合成色素，有著色力強、安全、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，現(xiàn)被應(yīng)用于食品藥品等產(chǎn)業(yè)中[26]。不僅如此，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)它所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物有降脂降壓、抑菌、延緩衰老、防癌等諸多保健功能。

發(fā)酵食品雖然有一定營養(yǎng)價值，但是一些發(fā)酵制品由于添加劑及高鹽等環(huán)境影響，對人體有著一定的危害，其中亞硝酸鹽就是發(fā)酵食品中最受重視的因素。發(fā)酵肉制品為了延長其貨架期而添加了高濃度的鹽分等添加劑，這往往會引起亞硝酸鹽含量過高而對人體造成傷害。因此人們尋找一種可以替代亞硝酸鹽的應(yīng)用菌株，既可以維持肉制品貨架期又能促進風(fēng)味。研究表明紅曲菌可作為亞硝酸鹽的安全替代物[27]。MAMUCOD H F等[28]便應(yīng)用紅曲色素及紅曲霉加入菲律賓香腸中，發(fā)現(xiàn)其對細菌及酵母菌顯現(xiàn)出一定的抑制作用，在添加量為1%的水平上可作為亞硝酸鈉的替代物。

紅曲霉具有較好的穩(wěn)定性、酯化力和糖化力等優(yōu)點[29]，因此在釀造腐乳等具有獨特顏色產(chǎn)品的企業(yè)也選用紅曲霉與其他菌株進行混菌制曲。其增色力可以提升產(chǎn)品的成色，賦予制品更好的外觀。

2.4 發(fā)酵制品中的青霉菌

青霉屬（Penicillium）作為一個有著多達220多種屬的龐大菌屬，廣泛存在于各個地方，在空氣及土壤中極易被分離。青霉菌不僅包括可以對細菌有著強烈作用的青霉素等抗生素，還包括可能產(chǎn)生毒素和引起霉變的有害青霉。在食品中，青霉雖然可能會造成蔬菜水果的腐爛，糧食的霉變等，但一些優(yōu)良青霉具有高產(chǎn)酶能力，因此也作為酶制劑被使用。如西方人喜食的奶酪干酪就是由青霉發(fā)酵而成。Camembert干酪上便使用專用青霉發(fā)酵干酪，卡地青霉組的白酪青霉（Penicillium caseicolum）可作干酪發(fā)酵劑。發(fā)酵肉制品中也常使用青霉菌作為發(fā)酵劑，由于有些青霉菌產(chǎn)毒素，因此會篩選不產(chǎn)毒素的青霉作為發(fā)酵菌株，最為常用的有納地青霉（Penicillium nalgiovense）及產(chǎn)黃青霉[30]（Penicillium chrysogenum）。

劉功明等[31]使用納地青霉為發(fā)酵劑接種在發(fā)酵鴨肉中，發(fā)現(xiàn)前發(fā)酵3 d肉質(zhì)硬度最大，后熟5 d硬度降低；后熟1 d黏著性增加，彈性降低；7 d時黏著性達到最大，彈性達到最低。認為是納地青霉在表面成長時吸收水分使肉的硬度變大，后由于其分解了蛋白質(zhì)使得肉質(zhì)松軟，硬度下降。游離氨基酸與必需氨基酸總和均顯著上升。從揮發(fā)性物質(zhì)來看，發(fā)酵鴨肉中醇、酯、芳香族物質(zhì)增多，說明納地青霉有助于良好風(fēng)味的形成。楊勇等[32]從四川發(fā)酵香腸中篩選優(yōu)良霉菌與其他菌種進行混合發(fā)酵，最后從中篩選出一株產(chǎn)蛋白酶與脂肪酶活性強的霉菌為產(chǎn)黃青霉，對其進行毒理學(xué)評價為無毒物質(zhì)。

3 發(fā)酵制品蛋白質(zhì)分解與霉菌的關(guān)系

發(fā)酵制品之所以受到大眾喜愛，不僅因為其與原料相比有著更高的營養(yǎng)，大多是因為發(fā)酵制品在經(jīng)過發(fā)酵后有著更加豐富的口感，讓大眾在主觀上更容易接受及喜愛發(fā)酵食物。在這個過程中主要是微生物尤以霉菌產(chǎn)生的各種酶類分解原料中的蛋白質(zhì)[33]，其不僅對食物的風(fēng)味有重要影響，而且為其他微生物的生長提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

楊伊磊[34]探究了毛霉型豆豉在發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)總酸、還原糖等因素與蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物生成在一定范圍內(nèi)呈相關(guān)性。同時這株毛霉產(chǎn)生7種胞外酶，對蛋白質(zhì)的合成水解有著重要聯(lián)系。其中將亮氨酸氨肽酶進行粗提取后添加到豆豉中，不僅酶活力提高，加酶豆豉的游離氨基酸總量提高了13.29%，說明毛霉產(chǎn)生的亮氨酸氨肽酶促進了蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的形成。謝芳等[35]使用雅致放射毛霉（Actinomucor elegans）發(fā)酵水牛乳豆乳混合干酪并對其成熟特性進行分析，發(fā)現(xiàn)在成熟過程中由于毛霉產(chǎn)生的蛋白酶水解蛋白質(zhì)及脂肪，產(chǎn)生的水溶性物質(zhì)破壞酪蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予了干酪更均勻松軟的組織結(jié)構(gòu)且有良好的感官特性。金二慶等[36]利用紅曲菌對廣式臘腸進行發(fā)酵，在最佳工藝基礎(chǔ)上對其分解蛋白質(zhì)能力進行分析，結(jié)果表明廣式臘腸在發(fā)酵6 h時紅曲霉發(fā)酵可加速分解大分子蛋白為小分子多肽及游離氨基酸，使發(fā)酵臘腸有更濃郁的滋味及更高的營養(yǎng)價值，且感官呈現(xiàn)更好的狀態(tài)。ALAPONT C等[37]對干腌火腿中的74株霉菌用作發(fā)酵劑，對酪蛋白及肌球蛋白水解活性進行研究。得到一半以上菌株對酪蛋白有蛋白水解活性，其中6株對豬肉肌球蛋白水解活性最高，大多都為產(chǎn)黃青霉、納地青霉等青霉菌屬，認為其適宜作為干腌火腿的發(fā)酵菌株且可與蛋白水解菌株聯(lián)合使用。4結(jié)論與展望

傳統(tǒng)發(fā)酵制品的保健功效及營養(yǎng)價值已經(jīng)得到大眾充分認可及肯定。若想打開發(fā)酵制品更大市場，就須充分了解利用發(fā)酵菌株的特性。各國研究學(xué)者為了使發(fā)酵制品的品質(zhì)得到提升，在利用霉菌發(fā)酵上做出了很多的研究。由于霉菌所屬范圍較廣、性質(zhì)大不一樣，研究大多集中在單一蛋白酶能力、蛋白水解力、生產(chǎn)周期的縮短上，因此在霉菌的研究方面還有很大空間。在對于雜菌及有害菌的抑制方面，研究者們?nèi)栽趯ふ也煌姆椒ㄈソ鉀Q。相信在以后的研究中，在對發(fā)酵制品中的霉菌的研究利用上會取得更大的發(fā)展進步。