藺雯雯，楊帆，李亦非，李沅依，田裕加

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院，山東煙臺(tái) 264670）

發(fā)酵是指借助微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體或者直接產(chǎn)物以及次級(jí)代謝產(chǎn)物的過(guò)程。我國(guó)在殷商時(shí)期開(kāi)始釀酒，周朝開(kāi)始釀造醬油，漢代開(kāi)始制曲，北魏開(kāi)始利用醋酸菌酶液釀醋。隨著科技的發(fā)展，發(fā)酵的“潛在應(yīng)用范圍”逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并不再局限于簡(jiǎn)單的釀造，如今的發(fā)酵技術(shù)在食品、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。

1 發(fā)酵技術(shù)在食品方面的應(yīng)用

1.1 發(fā)酵釀酒

北魏賈思勰所著的《齊民要術(shù)》中總結(jié)了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的釀酒發(fā)酵經(jīng)驗(yàn)，表明我國(guó)在大約1 500年前就已經(jīng)形成了較為完備的制曲釀酒體系。該體系從制曲季節(jié)、制曲原料的處理到控制制曲水分的標(biāo)準(zhǔn)和方法等多個(gè)方面均有一定的要求，以確保釀出優(yōu)質(zhì)的酒。我國(guó)從曲蘗釀酒發(fā)展而成的制曲釀酒法，既不同于地中海歐洲葡萄酒釀造技術(shù)，又區(qū)別于起源于古埃及的麥芽啤酒生產(chǎn)方法，所釀得的酒別有一番風(fēng)味[1]。時(shí)至今日，我國(guó)的制曲釀酒方法仍在世界釀酒技術(shù)上占有一席之地。

但是，啤酒、白酒等酒精度較高的酒精飲品并不適合多數(shù)人，為擴(kuò)大受眾人群，低度數(shù)酒精飲料應(yīng)運(yùn)而生。以面包渣浸泡提取的面包液為原料，加入保加利亞乳酸菌、酵母菌等菌種混合發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中控制發(fā)酵產(chǎn)生的酒精在千分之五左右，可以實(shí)現(xiàn)酒精含量只有1%左右，通過(guò)這種工藝制得的軟飲料適合兒童等高度數(shù)酒精不耐受人群飲用。

1.2 新型發(fā)酵飲品

1.2.1 奶啤

發(fā)酵技術(shù)在飲品方面的應(yīng)用發(fā)展迅猛，新型產(chǎn)品大量涌現(xiàn)。奶啤是二次發(fā)酵技術(shù)釀制的一種含適度二氧化碳、低酒精度、酸甜可口、營(yíng)養(yǎng)豐富的新型健康乳制飲品，創(chuàng)新性地將啤酒和酸奶的香氣有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了“奶香檳”獨(dú)特的香氣和口感[2]，因其能夠保持人體腸道內(nèi)益生菌群的多樣性，從而促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，改善便秘癥狀。

1.2.2 無(wú)糖蘇打水

“無(wú)糖專(zhuān)家”元?dú)馍种鞔虻?糖、0脂肪、0卡路里蘇打氣泡水，其碳水化合物主要來(lái)自赤蘚糖醇，是通過(guò)微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的糖醇，能量系數(shù)為0，深受減肥人士喜愛(ài)。

1.3 復(fù)合發(fā)酵果酒

果酒發(fā)酵不再選用單一原料，為追求更豐富的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，復(fù)合果酒逐漸發(fā)展起來(lái)。劉飛等[3]以紅棗和新疆甘草為原料通過(guò)發(fā)酵工藝制得低酒精度的健康飲品，宋照軍等[4]將高糖無(wú)花果和高酸山楂復(fù)配釀得果香馥郁、酸甜協(xié)調(diào)的果酒，申國(guó)霞等[5]將沙棘和冰白葡萄按照一定的比例搭配構(gòu)成發(fā)酵基質(zhì)釀造復(fù)合果酒。

1.4 新型發(fā)酵添加劑

肉制品加工中普遍使用的一種食品添加劑——亞硝酸鹽可以抑制微生物尤其是肉毒梭狀芽孢桿菌的生長(zhǎng)，同時(shí)起著抑制氧化[6]、成色、呈味的作用，能夠提高肉制品的感官品質(zhì)。但是，亞硝酸鹽會(huì)與食物中的氨基酸反應(yīng)生成具有強(qiáng)致癌性的亞硝酸胺，過(guò)量食用亞硝酸鹽會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，甚至引起急性中毒。隨著生活水平的提高，人們對(duì)食品品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，綠色食品更受消費(fèi)者青睞。發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)物作為新型添加劑替代化學(xué)合成型亞硝酸鹽生產(chǎn)綠色腌肉制品已成為研究熱點(diǎn)。王吉等[7]將發(fā)酵芹菜汁添加到調(diào)理豬肉餅中，測(cè)定貯藏過(guò)程中肉餅的亞硝酸鹽殘留量、生物胺、感官品質(zhì)等多項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵芹菜汁在一定程度上可替代化學(xué)合成型亞硝酸鹽并且能夠使調(diào)理肉餅表現(xiàn)出較低的亞硝酸鹽殘留和較好的感官品質(zhì)。

1.5 發(fā)酵醬、發(fā)酵醋

醬和醋是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡恼{(diào)味品。傳統(tǒng)的發(fā)酵醬多指以谷類(lèi)、豆類(lèi)為原材料，在適當(dāng)?shù)臏囟认陆?jīng)微生物發(fā)酵作用而成的半固態(tài)發(fā)酵食品。按照原料將發(fā)酵醬分為動(dòng)物性原料醬（包括肉醬、魚(yú)醬、蝦膏等）和植物性原料醬（包括豆豉、豆醬、甜面醬、蔬菜醬、果醬等）[8]。醋作為中國(guó)各大菜系中最為傳統(tǒng)的調(diào)味品之一，已有3 000年以上的歷史。我國(guó)古代勞動(dòng)人民以酒作為發(fā)酵劑來(lái)發(fā)酵釀制食醋。隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，制醋的原料也逐漸多樣化。熊亞等[9]建立了桑葚-草莓復(fù)合果醋發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型，李巧鳳等[10]優(yōu)化了甜柿果醋發(fā)酵工藝。

2 發(fā)酵技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

目前，“禁抗”“減抗”已成為養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨，尋找可替代抗生素的新型添加劑或新型飼料已成為當(dāng)前研究的主要課題。

2.1 發(fā)酵飼料

發(fā)酵飼料被認(rèn)為是飼料“禁抗”后的最佳替代物，是利用微生物、復(fù)合酶為生物飼料發(fā)酵劑菌種，能夠降低或消除飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子并產(chǎn)生一些酶類(lèi)活性物質(zhì)[11]，活菌含量較高，可以維持動(dòng)物腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡，提高飼料轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)免疫力的同時(shí)將大分子蛋白質(zhì)分解為小分子肽類(lèi)，是一種有利于動(dòng)物吸收和利用的新型環(huán)保飼料[12]。王勝等[13]將生物發(fā)酵飼料添加到白羽肉雞基礎(chǔ)日糧中，發(fā)現(xiàn)生物發(fā)酵飼料可以明顯改善白羽肉雞的生長(zhǎng)性能，提升其平均日增重，從而提升養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 發(fā)酵技術(shù)在秸稈中的應(yīng)用

我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有50%以上存在于秸稈中，但秸稈中粗纖維含量較高、粗蛋白含量較低且質(zhì)地較粗硬，難以被動(dòng)物吸收利用。大部分秸稈采用焚燒處理，不僅造成了生物資源的浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致污染環(huán)境。發(fā)酵技術(shù)能夠降低秸稈中的纖維含量，提高蛋白含量，從而提升其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和飼用價(jià)值。桂蘊(yùn)等[14]經(jīng)試驗(yàn)分析得出發(fā)酵玉米秸稈可以提升肉牛的生長(zhǎng)性能及肝、腎的代謝水平，從而提高養(yǎng)分消化率。

2.3 發(fā)酵技術(shù)將畜禽糞便“變廢為寶”

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；潭戎饾u提高，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)的畜禽糞年排放量達(dá)到近40億噸，已成為生態(tài)環(huán)境的重要污染源之一。相關(guān)研究表明，發(fā)酵技術(shù)可以對(duì)畜禽糞便進(jìn)行加工再利用，提升其利用率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。崔文正[15]設(shè)計(jì)了一種秸稈和糞便發(fā)酵及制作有機(jī)肥的一體化裝置發(fā)酵技術(shù)，將多種功能集為一體，提高了制作效率。李奕等[16]發(fā)明了一種畜糞秸稈混合發(fā)酵沼氣發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)畜禽糞便的環(huán)保利用。

3 結(jié)語(yǔ)

發(fā)酵技術(shù)能夠更環(huán)保、更充分地利用一些資源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。隨著科技的發(fā)展，發(fā)酵技術(shù)的潛在應(yīng)用范圍將逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并更廣泛地應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。