乳酸菌是一群形態、代謝性能和生理特征不完全相同的革蘭氏陽性菌的統稱,目前發現的乳酸菌約有40余種。它們以碳水化合物為食物,分解產生乳酸。許多乳酸菌被公認為安全的食品級微生物,具有多種益生功能,能維持人體微生態系統平衡,降低血脂、血壓,抑癌,控制機體內毒素,增強免疫力,抑制腸道內雜菌的生長繁殖,調節機體胃腸道正常菌群。
由于乳酸菌的多種生物學功能,乳酸菌的應用領域不斷被開拓,如食品工業、工業、農業、醫藥衛生等領域。乳酸菌在食品工業的應用主要體現在2個方面:一方面是乳酸菌發酵食品,乳酸菌發酵食品是目前世界公認的功能性保健食品,賦予食品柔和的酸味和香氣,具有生物活性及良好的保健功能,提高了食品的營養價值;另一方面,也是主要方面,乳酸菌及其代謝產物還是天然的無毒副作用的防腐劑,能抑制或殺死食品中致病菌的生長或繁殖,極大程度上延長了食品的保藏期,增加了產品附加值。本文主要闡述乳酸菌在食品工業中的應用,旨在說明乳酸菌在食品工業中的應用有很好的發展前景。
一、乳酸菌在乳制品加工中的應用
乳制品產品包括酸奶、奶油、干酪、活性乳酸菌飲料、乳酸菌奶粉、乳酸菌發酵蛋奶、酒精性發酵乳飲料等。已達1000種以上。用乳酸菌發酵生產乳制品的技術非常成熟,不僅能提高營養價值,還能產生乳酸、分解蛋白質、形成風味物質、產生抑菌物質。目前,乳制品已成為重要的食品組成。
二、乳酸菌在植物蛋白發酵乳生產中的應用
將大豆、花生、核桃、杏仁或瓜子經浸泡、殺菌處理后磨漿,與牛奶混合,經乳酸菌發酵制得凝固狀態良好、色香味俱佳、不含任何防腐劑的純天然植物蛋白發酵乳。這些發酵乳蛋白質含量高、容易吸收,是極具潛在開發能力的發酵制品。生產上常用嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌、植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、豆乳鏈球菌等,一般常用2種或2種以上菌株進行混菌發酵。
三、乳酸菌在果蔬制品及谷物制品加工中的應用
1、發酵果蔬制品
果蔬發酵是利用有益微生物的活動,并控制一定的生長條件對果蔬進行深加工的一種方式。乳酸菌發酵果蔬完全符合上述人們的需求,應用最普遍的是乳酸菌生產泡菜、酸菜。果蔬經乳酸菌發酵后,其制品的營養價值被提高,風味得到改善,保質期被延長,同時增加了醫療保健作用。
1)發酵蔬菜
泡菜、酸菜在中國歷史悠久,深受廣大群眾喜愛。傳統的方法是依靠蔬菜自身攜帶的乳酸菌自然發酵。其過程如下:將蔬菜洗凈放入特定容器,加入各種配料,在特殊的環境中發生復雜的生物化學反應,乳酸使成品具有酸味,酯類使成品具有香味,氨基酸使成品具有鮮味。盡管泡菜、酸菜原料有所不同.但常見的乳酸菌為短乳桿菌、植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、黃瓜乳桿菌及雙歧桿菌等。現代工業化生產中常采用人工接種乳酸菌。現代工業化生產與傳統自然發酵相比更有優勢,發酵周期更短,產品的質量和安全更有保證。
2)果蔬乳酸菌飲料
果蔬乳酸菌飲料是利用乳酸菌來發酵單一或復合鮮果蔬汁,添加少量乳粉和乳酸菌所利用的乳糖制成發酵蔬果汁飲料,既有酸奶的乳香,又有豐富的維生素和無機鹽等蔬菜特有的營養成分,口感怡人。
2、谷物制品
小麥、大米、大麥、小米、黑米、玉米等谷物經乳酸發酵后,各種氨基酸尤其是賴氨酸、色氨酸和微量元素鈣和鐵等的含量增加,營養更豐富。經乳酸菌發酵的谷物制品目前主要有酸面包、乳酸發酵糕點、谷物乳酸發酵飲料等。谷物乳酸發酵飲料具有特殊的風味,是一種新型的營養保健飲料。
四、乳酸菌在肉制品加工中的應用
乳酸菌在肉制品加工中主要作為肉制品腌制劑和添加劑。其中發酵香腸應用較廣泛,傳統發酵方法是自然發酵,完全靠由肉、香辛料及環境中乳酸菌與雜菌的競爭作用,使乳酸菌成為優勢菌是生產的關鍵環節,如果某一環節出現問題使其他菌變為優勢菌,則產品的安全和質量無法保證。現代的發酵生產工藝是在原料中添加微生物純培養的乳酸菌發酵劑,乳酸菌始終占絕對優勢,并保持著較高水平,其他雜菌和有害微生物的生長被抑制。與傳統的發酵方法相比,后者生產周期大大縮短,合理的工藝條件使產品的品質更加安全可靠、感官性良好,被譽為“綠色食品”。同時時效性較突出、出品率被提高,且營養豐富、耐貯性較長。
五、乳酸菌在釀造工業中的應用
1、釀酒工業
在固態白酒的釀造過程中,乳酸菌利用糖類生成乳酸。乳酸與乙醇酯化形成乳酸乙酯。使白酒風味更豐富,從而提高白酒品質。在液態白酒的釀造過程中添加適量乳酸菌來提高白酒質量。乳酸也可用來生產酸化麥芽,因而乳酸菌在啤酒釀造中也有所應用。經生物酸化處理的啤酒含有適量多酚及較多的還原物質,使啤酒的抗氧化性能提高,增強口味柔和性。生物酸化技術可提高最終啤酒發酵度,改善麥汁過濾性能,提高啤酒的生物穩定性,降低啤酒色度。乳酸菌能產生各種抑菌物質,從而保持啤酒的新鮮度。
在葡萄酒的貯存過程中,由于明串珠菌、桿菌等乳酸菌的生長繁殖,使葡萄酒中的蘋果酸發生脫羧基作用,生成酸味比較柔和的乳酸,從而降低葡萄酒的酸度,pH值上升0.3-0.5,增加了葡萄酒的香氣,使葡萄酒風味更優。米酒口感醇和。富含多種氨基酸。米酒發酵以乳酸菌為主,并且乳酸與乙醇反應生成酯類,賦予米酒特殊的風味。通過控制乳酸菌的數量可以調控米酒的發酵周期和質量的穩定性。
2、調味品
乳酸菌是釀制醬油過程中促進其風味物質形成的重要微生物。人工接種乳酸菌能使醬油濃郁、鮮美淳厚、風味佳、質地好。它能促進醬醪成熟,能分解葡萄糖生成乳酸,并與酵母菌產生的乙醇反應生成乳酸乙酯,提高醬油的風味。液體深層發酵制醋時,乳酸菌代謝產生有機酸、雙乙酰等是食醋中主要的風味物質。