張嚴(yán)

摘要：從傳統(tǒng)發(fā)酵食品到未來(lái)食品，從食品的組分到食品的品質(zhì)安全，從食品添加劑到酶制劑和益生菌，傳統(tǒng)食品技術(shù)向新一代食品發(fā)酵技術(shù)的變革使得發(fā)酵食品的營(yíng)養(yǎng)性、安全性、多樣性、功能性和便捷性等都得到了提升，滿足了現(xiàn)代社會(huì)人們多元化、高品質(zhì)的健康飲食需求;生物工程在未來(lái)食品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的探索也將緩解由世界人口增長(zhǎng)導(dǎo)致的食品資源緊張和環(huán)保壓力劇增等問(wèn)題，與現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展理念相融合。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)發(fā)酵食品;安全性;微生物純種分離技術(shù);應(yīng)用;

引言

傳統(tǒng)發(fā)酵食品中擁有大量的微生物類群，其中最主要的類群是乳酸菌。乳酸菌（lacticacidbacteria，LAB）是一類無(wú)芽孢、厭氧或兼性需氧的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌，并且是屬于基因多樣性的細(xì)菌，包括桿狀細(xì)菌、球菌等。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物有機(jī)酸、細(xì)菌素及其他抑菌物質(zhì)對(duì)腐敗菌和致病菌擁有較強(qiáng)的抑制作用，從而能夠防止食品腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，可作為新型生物抑菌劑.

1傳統(tǒng)發(fā)酵食品安全性問(wèn)題概述

1.1發(fā)酵菌株品質(zhì)

傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制備必須使用發(fā)酵菌株進(jìn)行，其質(zhì)量和安全性直接影響到發(fā)酵食品的安全性，例如，如果選定的菌株對(duì)人體具有致病性，或者在發(fā)酵過(guò)程中可能產(chǎn)生有害副產(chǎn)品。隨著新發(fā)酵食品的出現(xiàn)，新的菌株開(kāi)始出現(xiàn)并得到廣泛使用，它們的安全得不到保障，一些安全菌株可能在傳統(tǒng)發(fā)酵過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)變或退化，從而對(duì)菌株的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。為了獲得具有某些特征的菌株，目前正在利用基因工程或DNA重組技術(shù)來(lái)改進(jìn)菌株，這就需要注意由基因重組技術(shù)制備的發(fā)酵食品的安全性。

1.2大豆發(fā)酵食品

傳統(tǒng)的大豆發(fā)酵食品在我國(guó)和東南亞國(guó)家都有著非常悠久的歷史，其中腐乳、醬油、豆醬、豆豉是我國(guó)傳統(tǒng)的四大發(fā)酵食品。近些年來(lái)，針對(duì)傳統(tǒng)大豆發(fā)酵的食品在安全衛(wèi)生隱患、營(yíng)養(yǎng)生理功能、微生物分布、生產(chǎn)工藝等些方面都開(kāi)展了非常廣泛的研究。以大豆發(fā)酵食品的真菌污染情況為例，從菌相的分布情況來(lái)看，青霉、毛霉檢測(cè)出來(lái)的最多，其次是芽枝孢霉。從檢測(cè)出來(lái)的霉菌毒性來(lái)看，雜色曲霉在毒性方面有遺傳的特征;沙門氏菌微粒體的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、枯草桿菌重組的實(shí)驗(yàn)都呈現(xiàn)出了陽(yáng)性，其代謝出來(lái)的產(chǎn)物具備肝毒性，并且在實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物當(dāng)中引起了肝癌。青霉的分布范圍最廣，其中軟毛的青霉會(huì)產(chǎn)生有毒的代謝產(chǎn)物，如黃曲霉素、展青霉素，前者已經(jīng)被證實(shí)是強(qiáng)致癌物，后者也具備遺傳的毒性，可能會(huì)引發(fā)大鼠肉瘤。其他的青霉比如島青霉、擴(kuò)展青霉、桔青霉等都會(huì)有毒素產(chǎn)生，有著不同程度的致癌性質(zhì)、遺傳性質(zhì)。

1.3其他發(fā)酵制品

傳統(tǒng)的發(fā)酵食品在種類方面非常繁多，涉及到的原料包括魚貝蝦、肉蛋奶、蔬菜、糧油等。很多國(guó)家都有自己獨(dú)特的發(fā)酵食品，比如泰國(guó)的KanomJeen、貝南的Mave、迦納的Kenkey、南非的Mageu、肯尼亞的Uji、尼日利亞的Ogi、印尼的Tenmpe等，并且都有可能會(huì)存在微生物的產(chǎn)毒、病原微生物污染等安全問(wèn)題。

2安全控制

2.1開(kāi)發(fā)新型益生食品

很多傳統(tǒng)發(fā)酵食品，如酸奶、泡菜中包含多種益生菌和益生元成分，因此，發(fā)酵食品是益生菌進(jìn)入人體的優(yōu)良載體。近年來(lái)，傳統(tǒng)的益生食品也向著規(guī)?；⒍嘣?、定制化的方向發(fā)展。以發(fā)酵乳制品為例，2018年，我國(guó)乳制品市場(chǎng)中發(fā)酵乳銷售額首次超過(guò)牛乳，消費(fèi)規(guī)模占國(guó)內(nèi)益生菌整體市場(chǎng)的78.4%，益生菌發(fā)酵乳產(chǎn)品已形成千億元的龐大市場(chǎng)。除了被廣泛認(rèn)可和應(yīng)用的傳統(tǒng)益生菌，如雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、乳球菌屬等外，阿克曼菌、解木聚糖擬桿菌、脆弱擬桿菌、多形擬桿菌等具有大劑量使用時(shí)增進(jìn)健康、緩解疾病的功能，被稱為“下一代益生菌”。不同的益生菌本身和其生物活性代謝物具有多種生理功能，除了改善腸道環(huán)境外，還對(duì)血壓、血糖、過(guò)敏、視力等方面發(fā)揮作用。我國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)致力于開(kāi)發(fā)適用于中國(guó)腸道環(huán)境的新型益生菌種及益生食品。除發(fā)酵乳制品外，充分利用果蔬資源中多糖、果膠、花青素、多酚類化合物、膳食纖維、黃酮類化合物等益生元，制備含有活性益生菌的果蔬汁及其發(fā)酵飲品等技術(shù)逐漸得到了推廣和應(yīng)用。

2.2生產(chǎn)食品添加劑和酶制劑

氨基酸、淀粉糖、有機(jī)酸、糖醇、酶制劑等發(fā)酵產(chǎn)品都是重要的食品添加劑。目前，我國(guó)大部分的氨基酸產(chǎn)品都已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并逐步使用生物合成替代化學(xué)合成，并實(shí)現(xiàn)了水解提取法。我國(guó)的有機(jī)酸行業(yè)通過(guò)使用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)、連續(xù)色譜分離等高新技術(shù)，各項(xiàng)生產(chǎn)工藝參數(shù)得到優(yōu)化，以檸檬酸為例，我國(guó)檸檬酸行業(yè)的平均產(chǎn)酸率由2015年的15.86%提高到了2020年的17.58%，產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的80%以上。糖和糖醇產(chǎn)品方面，通過(guò)開(kāi)展技術(shù)改造，提升工藝水平，赤蘚糖醇、抗性糊精、聚葡萄糖等具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)內(nèi)涵，且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品在我國(guó)陸續(xù)研發(fā)投產(chǎn)。同時(shí)，食品酶制劑已經(jīng)普遍應(yīng)用于提高食品原料利用效率、改進(jìn)食品風(fēng)味和安全性等。

3微生物純種分離技術(shù)

純微生物物種的分離技術(shù)是在不育技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，為了充分了解微生物的形態(tài)和生理特征及其對(duì)人體的影響，有必要對(duì)其進(jìn)行分離和單獨(dú)研究。一般來(lái)說(shuō)，微生物種類很多，很難分開(kāi)，世界上第一個(gè)純細(xì)菌是萊斯特，他用稀釋法從酸奶的分泌物中獲得了乳酸鏈球菌。在此基礎(chǔ)上，德國(guó)科學(xué)家Koch發(fā)明了指甲板，以實(shí)現(xiàn)純血分離技術(shù)的真正突破，并為純血微生物分離提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，在不同的領(lǐng)域，特別是在微生物發(fā)酵過(guò)程中，應(yīng)用了分離純微生物物種的技術(shù)，需要利用純微生物物種的培養(yǎng)技術(shù)，以確保微生物物種的良好生長(zhǎng)或積累一定數(shù)量的代謝物。目前，這種純培養(yǎng)技術(shù)已從固體培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w培養(yǎng)，從使用自然培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯客蛔兎N，隨著大型混合發(fā)酵劑的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，為生物工程研究開(kāi)辟了新的發(fā)展前景.

4展望

食品發(fā)酵工程的未來(lái)發(fā)展方向?qū)⒁允称泛铣缮飳W(xué)為科學(xué)基礎(chǔ)，各類組學(xué)作為關(guān)鍵技術(shù)，智能化裝備作為生產(chǎn)載體，對(duì)資源進(jìn)行綠色利用，提升發(fā)酵加工效率，提高食品品質(zhì)和安全性，并最終實(shí)現(xiàn)食品營(yíng)養(yǎng)的精準(zhǔn)化和個(gè)性化供給。重點(diǎn)發(fā)展基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)的新模式、新裝備，用于傳統(tǒng)食品生產(chǎn)過(guò)程的多尺度優(yōu)化，打造綠色食品發(fā)酵新流程。未來(lái)將通過(guò)挖掘、篩選和改造傳統(tǒng)發(fā)酵菌種或靶向性地打造新型細(xì)胞工廠來(lái)優(yōu)化工程菌株。通過(guò)融合借鑒傳統(tǒng)發(fā)酵工藝，設(shè)計(jì)并構(gòu)建能夠感知食品發(fā)酵過(guò)程中目標(biāo)分子且適用于固體或半固體狀態(tài)食品發(fā)酵過(guò)程的高性能傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物積累和發(fā)酵菌株代謝特性參數(shù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè);并通過(guò)整合智能化過(guò)程控制技術(shù)和下游的智能分離純化技術(shù)，形成集成了智能傳感、發(fā)酵過(guò)程數(shù)據(jù)智能分析與診斷、精準(zhǔn)控制與分離的生物反應(yīng)器。構(gòu)建高效節(jié)能、綠色環(huán)保、柔性精準(zhǔn)的智慧工廠，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)食品發(fā)酵工程的現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化和智能化革新。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為確保發(fā)酵食品質(zhì)量安全穩(wěn)定，必須找到有效的微生物分離方法，將致病力較強(qiáng)的微生物分離出來(lái)，減少或去除發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，發(fā)酵食品安全?，F(xiàn)階段，對(duì)于發(fā)酵食品的安全問(wèn)題以及有害物質(zhì)的快速檢測(cè)與分離技術(shù)的研究成為當(dāng)前傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]喬沈.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的安全性研究進(jìn)展探索[J].中國(guó)食品，2021（09）：130-131.

[2]陳堅(jiān)，汪超，朱琪，張娟.中國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究現(xiàn)狀及前沿應(yīng)用技術(shù)展望[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2021，39（02）：1-7.

[3]夏傲喃，李建華，林祥娜，湯曉娟，劉云國(guó).發(fā)酵食品微生物多樣性分析方法研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2021，42（04）：220-224.

[4]胡穎.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的安全性以及微生物純種分離技術(shù)在傳統(tǒng)食品中的應(yīng)用[J].食品安全導(dǎo)刊，2021（03）：43-44.

[5]王雨潔.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的安全性以及微生物純種分離技術(shù)在傳統(tǒng)食品中的應(yīng)用前景[J].現(xiàn)代食品，2020（20）：82-84.