【关键词】微生物；防腐；食品加工
防腐剂是用于保持食品原有品质和营养价值为目的食品添加剂，它能抑制微生物的生长繁殖，防止食品腐败变质而延长保质期。目前世界上食品工业中常用的防腐剂以化学合成防腐剂居多，而化学合成防腐剂的诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题使开发广谱、高效、安全、稳定的天然防腐剂已成为食品科学研究的热点之一。天然防腐剂不但对人体健康无害，而且还具有一定的营养价值，随着研究的深入，被揭示的天然抗菌物质越来越多。根据天然防腐剂的来源，将其分为三类，天然植物中提取，来源于动物的天然防腐剂，来源于微生物类的天然防腐剂。
1 微生物防腐剂概述
随着生物技术的不断发展，利用动植物或微生物的代谢产物等为原料。经提取、酶法转化或发酵等技术生产生物型的食品防腐剂逐渐受到人们的重视。新型生物防腐剂是指从生物体通过生物培养、提取和分离获得的具有抑制和杀死微生物的生物活性物质。微生物防腐剂是近年来开发的一个热点，具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等合成防腐剂无法比拟的优点。
2 微生物防腐剂的种类及应用
2.1 乳酸链球菌素（Nisin）
由细菌产生的抑菌物质称为细菌素（bacterloom）。它是一种多肽或多肽与糖和脂的复合物。目前，国内外对乳酸菌（包括乳球菌、片球菌、乳杆菌和明串球菌）所产细菌素的研究较深入，已经发现了几十种细菌素。细菌素是由某些细菌在代谢过程中产生，其中有些作为发酵菌种的细菌素，它对动物无毒副作用，无抗原性，其抑菌范围广，可以杀死或抑制食物中一些腐烂菌和病原菌.井有一定的热稳定性，既能延长食品的保质期，又不会破坏食品的风味与组织特态。
部分细菌素已广泛地应用于肉类工业、奶制工业、酿酒和粮食加工等领域。目前，在食品应用中研究得最透彻、已被广泛应用的是乳酸链球菌素Nisin，也称尼生素，是由属于N血清型的某些乳酸乳球菌（Lactococcus Lactis）在代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的小肽。乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸收利用。1969年，联合国粮食及农业组织/世界卫生组织（FAL/WHO）食品添加剂联合专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。它能有效抑杀革兰氏阳性细菌，尤其对细菌的芽孢有很好抑制效果。能有效抑制肉毒梭状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、利斯特氏菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等引起的食品腐败。乳酸链球菌素对微生物的作用机理是由于乳球菌肽对细胞膜的吸附，然后在细胞膜上形成孔洞，从而引起胞内物质泄漏，胞外水分子进入等，引起细胞自溶，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响。现己广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。
Nisin不抑制革兰氏阴性菌、酵母和霉菌，专抑制革兰氏阳性菌，特别是细菌芽孢。Nisin能抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种，抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的芽孢，这一特性使它被广泛地应用在经热处理的包装食品中作为防腐剂。乳酸链球菌素最适活性PH值为3，在碱性条件下溶解度很小，稳定性也差，因此对碱性食品的防腐保鲜效果不显著。
乳酸链球菌素对植物蛋白食品中有如下应用：①在豆奶中添加乳酸链球菌素0.1g/kg―0.15g/kg，保质期延长3倍以上。②内酯豆腐中添加0.1g/kg的乳酸链球菌素，能使保质期延长5倍以上。③豆干中添加0.1g/kg的乳酸链球菌素、复合少量其它防腐剂，经合适的灭菌，保质期可达6个月。④在花生奶（经预处理使菌落总数少于40个/ml）中，加入0.1g/kg的乳酸链球菌素，常温下保质期达一个月以上。
2.2 纳他霉素（Natamycin）
纳他霉素（Natamycin）是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，也称游链霉素（Pimaricin），是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末，通常以烯醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡。
纳他霉素是一种由链霉菌发酵产生的天然、广谱、高效安全的酵母菌及霉菌等丝状真菌抑制剂，它不仅能够抑制真菌，还能防止真菌毒素的产生。纳他霉素对哺乳动物细胞的毒性极低，对人体无害，很难被人体消化道吸收，而且微生物很难对其产生抗性，是一种高效、安全的新型生物防腐剂。纳他霉素是目前国际上唯一的抗真菌微生物防腐剂，1997年我国卫生部正式批准纳他霉素作为食品防腐剂。
由于纳他霉素的溶解度低，可用其对食品的表面进行处理以增加食品保质期却不影响食品的风味和口感，主要应用于乳制品、肉制品、发酵酒、果汁饮料等食品的生产和保藏。在焙烤食品中，用纳他霉素对生面团进行表面处理，防止酵母和霉菌在食品表面生长。此外，在干酪、香肠、饮料、果酱等生产中，添加一定量的纳他霉素，既可防止发霉，又不会干扰其他营养组分。
2.3 ε-聚赖氨酸
ε-聚赖氨酸是链霉菌属的一种放线菌好气培养的产物，是一种天然的生物代谢产品，安全性高，抗菌性强、适应pH广，能有效抑制革兰氏阳性、阴性细菌、真菌、枯草杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、产膜酵母、绿脓杆菌、厌氧细菌等病菌增殖。它具有很好的杀菌能力，热稳定性高，添加微量即能奏效，不影响风味，是具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物防腐剂，其广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐中。
2.4 红曲霉
红腐乳表面的红色物质――红曲霉，俗称红曲，是用红曲霉菌在大米中培养发酵而成的，是一种天然色素，对蛋白质有很强的着色力。同时，红曲具有很强的杀菌作用，是一种很好的食物防腐剂，在鱼和肉上薄薄地敷上一层，对保持食物风味非常有用，即使在盛暑蛆蝇也不敢接近。
2.5 溶菌酶
溶菌酶是一种无毒蛋白质，能选择性地分解微生物的细胞壁，在细胞内对吞噬后的病原菌起破坏作用从而抑制微生物的繁殖。特别对革兰氏阳性细菌有较强的溶菌作用，可作为清酒、干酪、香肠、奶油、生面条、水产品和冰淇淋等食品的防腐保鲜剂。
3 微生物防腐剂的发展前景
目前天然食品防腐剂的研究与应用在国外已日趋广泛，在我国尚属初级阶段，随着人们生活水平的提高和对身体健康的关注，伴随着食品工程技术的向前发展，食品行业在市场的推动下积极地向着“绿色”、“天然”的方向发展。天然、安全、高效的功能型食品防腐剂的开发和应用将成为未来开发的热点。微生物防腐剂以其安全性，无毒副作用的特点越来越受到食品工业的广泛应用，必将给人类带来更廉价、更健康、更营养的食品，它将为食品工业的发展开拓更广阔的前景。
【参考文献】
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乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称，广泛存在于人、畜、禽肠道、许多食品、物料及少数临床样品中。乳酸菌不仅可以提高食品的营养价值，改善食品风味，提高食品保藏性和附加值，而且乳酸菌的特殊生理活性和营养功能，正日益引起人们的重视。
乳酸菌因能够将碳水化合物发酵成乳酸而得名。益生菌能够帮助消化，有助人体肠脏的健康，因此常被视为健康食品，添加在酸奶之内。
在人体肠道内栖息着数百种的细菌，其数量超过百万亿个。其中对人体健康有益的叫益生菌，以双歧杆菌、屎肠球菌等为代表，对人体健康有害的叫有害菌，以大肠杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌等为代表。益生菌是一个庞大的菌群，有害菌也是一个不小的菌群，当益生菌占优势时（占总数的80%以上），人体则保持健康状态，否则处于亚健康或非健康状态。长期科学研究结果表明，以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响到人的健康与否，直接影响到人的寿命长短。科学家长期研究的结果证明，乳酸菌对人的健康与长寿非常重要。
而人体肠道内乳酸菌拥有的数量，随着人的年龄增长会逐渐减少，当人到老年或生病时，乳酸菌数量可能下降100至1000倍，直到老年人临终完全消失。在平时，健康人肠道内的乳酸菌比病人多50倍，长寿老人比普通老人多60倍。因此，人体内乳酸菌数量的实际状况，已经成为检验人们是否健康长寿的重要指标。由于广谱和强力的抗菌素的广泛应用，使人体肠道内以乳酸菌为主的益生菌遭受到严重破坏，抵抗力逐步下降，导致疾病越治越多，健康受到极大的威胁。所以，有意增加人体肠道内乳酸菌的数量就显得非常重要。国际上公认的乳酸菌，被认为是最安全的菌种，也是最具代表性的肠内益生菌，人体肠道内以乳酸菌为代表的益生菌数量越多越好。也完全符合诺贝尔奖获得者生物学家梅契尼柯夫“长寿学说”里所得出的结论，乳酸菌=益生菌=长寿菌。
面对抗生素对人体健康的威胁，人类正在不断寻求新的更加有效的生物抗菌产品，世界发达国家首先认识并开创了以使用乳酸菌为代表的免疫疗法革命。瑞典科学家研究的结果是，治疗胃和大肠炎症时直接喝乳酸菌比用抗生素更好，危险性几乎为零。而在日本，乳酸菌制品已占日本乳制品市场的85%以上，20年来日本青年平均身高增加15厘米，人口平均寿命达85岁，居世界第一位。这都是乳酸菌制品所带来的直接健康功效。
乳酸菌的研究历史
早在20世纪初，著名的生物学家梅契尼柯夫在他获得诺贝尔奖的“长寿学说”里已明确指出，保加利亚的巴尔干岛地区居民，日常生活中经常饮用的酸奶中含有大量的乳酸菌。这些乳酸菌能够定植在人体内，有效地抑制有害菌的生长，减少由于肠道内有害菌产生的毒素对整个机体的毒害，这是保加利亚地区居民长寿的重要原因。5000年前人类就已经在使用乳酸菌。到目前为止，人类日常食用的泡菜、酸奶、酱油、豆豉等，都是应用乳酸菌这种原始而简单的随机天然发酵的代谢产物。
乳酸菌的类型
动物源乳酸菌 因菌种常处于相对不稳定状态，其生物功效也较不稳定，且在大量食用时，很容易导致人体动物蛋白过敏，即排斥反应。
植物源乳酸菌 因为取自植物易被人体吸收，不论摄取多大的量，人体不会产生异体蛋白排斥反应，且植物源乳酸菌比动物源者更具有活力，能比动物源多8倍的数量到达人体小肠内定植，从而发挥其强大而稳定的生物功效。
乳酸菌的生理功能
1.防治有些人种普遍患有的乳糖不耐症（喝鲜奶时出现的腹胀、腹泻等症状）。
2.促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收，产生维生素B族等大量有益物质。
3.增加肠道有益菌群，改善人体胃肠道功能，恢复人体肠道内菌群平衡，形成抗菌生物屏障，维护人体健康。
4.抑制腐败菌的繁殖，消解腐败菌产生的毒素，清除肠道垃圾。
5.抑制胆固醇吸收，有降血脂、降血压作用。
6.具有免疫调节作用，增强人体免疫力和抵抗力。
7.有抗肿瘤、预防癌症作用。
8.提高SOD酶活力，消除人体自由基，具抗衰老、延年益寿作用。
9.有效预防女性泌尿生殖系统细菌感染。
10.控制人体内毒素水平，保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能。
乳酸菌的工业用途
乳酸菌常用于制造酸奶、乳酪、德国酸菜、啤酒、葡萄酒、泡菜、腌渍食品和其他发酵食品。在牛奶中加入乳酸菌可提高牛奶保健作用。
经乳酸菌发酵的乳酸菌奶酪蛋白及乳脂被转化为短肽、氨基酸和小分子的游离脂类等更易被人体吸收的小分子，奶中丰富的乳糖已被分解成乳酸，乳酸与钙结合形成乳酸钙，极易被人体吸收，也可被乳糖不耐症人群选用。乳酸菌奶能促进胃液分泌，促进消化，对胃具有保养功能，并能抑制肠道内腐败菌的生长，其生物保健价值远远高于牛奶。
淀粉类食品含有较多的天冬酰胺（一种氨基酸）以及还原性糖，在高温120℃油炸下容易产生致癌物质丙烯酰胺。挪威研究人员发现，利用乳酸菌来清除油炸马铃薯产品原料表面的还原糖成分，从而可以阻止丙烯酰胺的形成。
不同的研究或者接种不同类型的乳酸菌有不同的结果。一般接种同型乳酸菌（如乳酸片球菌、植物胚芽乳杆菌、酪蛋白乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌）可降低青贮饲料pH值，增加乳酸含量，降低丁酸含量；接种异型乳酸菌（如布氏乳杆菌；发酵乳杆菌）则提高青贮饲料pH值，增加乙酸的生成。
饲料中添加乳酸菌，能提高蛋雏鸡成活率和日增重，可使断乳后仔犬体重显著增加，因此显著提高饲料利用率。
乳酸菌常用于生物防腐，研究表明，用乳酸菌发酵液保鲜肉品，可以抑制肉品中的致病菌和腐败菌的生长，保存风味物质，不改变食品组织状态，而且在正常冷却储存条件下，也不影响食品的感官特性。
关键词 肉制品加工 防腐剂 研究
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A
Research on Preservative Effect of Different
Preservatives in Meat Processing
LIU Cunde[1]， LU Yuanling[2]， WEI Ying[2]， WEI Dong[2]
（[1] Linyi Product Quality Supervision and Inspection Institute， Linyi， Shandong 276004；
[2] College of Life Science， Linyi University， Linyi， Shandong 276005）
Abstract In this paper， potassium sorbate， sodium diacetate， nisin three most commonly used preservative properties and applications as well as the effect of their combined use in meat made some relevant elaboration.
Key words meat processing； preservative； research
0 前言
经数据分析，全世界每年中因为肉类不新鲜变质而致使全球经济下滑，亏损数十亿美元；与此同时，变质的肉制品同样不利于消费者的健康，食品安全生产同样受到极大的创击。所以对于如何延迟肉制品变质，延长保鲜期是目前食品工作者急需解决的问题。
1 山梨酸及其盐类
（1）山梨酸及其盐的性质和安全性：是世界公认的安全防腐剂，它不会直接改变食品的特色味道，它是直接在体内进行新陈代谢，最后被分解为二氧化碳跟水，毒性几乎没有。其中的化学成分上极接近食物，这种防腐剂不仅使用便捷、经济实用，而且能够抵挡住许多的微生物。这种防腐剂及其中的钾盐跟钙盐已经被认证且已经大量使用在食品当中。
（2）山梨酸及其盐的抗菌作用：抑菌效果与微生物的污染程度有密切关系，严重污染时其存在会加速食品的腐败。属于广谱抗菌剂：能压制好氧性细菌，霉菌，酵母菌，除此之外像厌气性微生物和嗜酸乳杆菌就没有什么作用。
Tompkin等人曾研究指出，山梨酸盐能够压制沙门氏菌、金色葡萄球菌的滋长，减缓缓肉毒梭菌的生长和产生毒素；李琛、王光华等人经研究得出把0.025% 的Nisin 山梨酸钾0.025% 双乙酸钠0.15 % EDTA 二钠0.01 % ，使得红肠样品的菌落总数下降了10倍，并且经过一系列的探究思考可以看出，增加符合防腐剂对于红肠亮度值及红度值没有大的影响；当山梨酸钾添加量为1.5g/ kg 时，胀袋率可控制在0.01%左右，而且口感、风味无明显改变。
（3）山梨酸及其盐在肉制品中的应用：通过相关实验论证，经用过山梨酸防腐剂的新鲜猪肉跟鸡肉，能够延缓肉制品变质，并且从煮熟后的外观来看也没有什么大的影响。同样加入该防腐剂在腌熏肉制品中，能够降低亚硝酸钠的含量，进而大大降低了亚硝胺这种致癌物其隐藏的危险性。对于肉制品的色泽和香味都无不利影响。
2 双乙酸钠
（1）双乙酸钠的性质和安全性：是高效霉菌和细菌的抑制剂，这种防腐剂不会影响食品的特质，也不会因为食品当中的PH值的不同有所影响，双乙酸钠还能介入人体的新陈代谢，分解产生成二氧化碳跟水，可雷同于食品，保留原有食物的色泽跟营养。使用量小，成本低，使用方便。属于广谱防腐剂：特别是抗霉菌效果很强，也可以抑制革兰氏阴性菌。尤其对黄曲霉菌黑曲霉菌等10多种霉菌有较强的抑菌作用。（2）双乙酸钠在肉类保鲜中的应用：未包装鲜肉进行抑菌预处理，多位专家学者对双乙酸钠在肉制品中的应用，做了大量实验，验证它是绿色安全又环保，不会致癌，作为国际组织开发的食品防霉保鲜剂。此防腐剂在我国作为一种新型的多功能绿色食品添加剂，在肉制品加工中广泛应用，但防腐效果一般。
3 乳酸链球菌素
（1）乳酸链球菌素的安全性：是通过乳酸链球菌发酵液中研制的一种多肽物质，作为血清学N群中的一些乳酸菌产生的抑菌物质，被命名为Nisin（取自Ninhibitory substance）。截止到1990年，乳酸链球菌素已被中国、美国、英国在内的50多个国家和地区公认为一种天然食品防腐剂而得以应用。
乳酸链球菌素是一种多肽物质，可被人体内的酶消化裂解安全性能好，是一种绿色安全防腐剂，保持食品原有的色香味，是肉制品中主要污染菌G+的抑制剂。改变杀菌温度，降低了热处理过程，改善了一定的营养价值。带有一定的酸性、热稳定性以及低温储藏稳定性。不改变肠道的主要菌种。缺点：作用范围较窄，只适用于革兰氏阳性菌为污染的肉制品，需要和其他防腐剂复配适用，且成本较高。
（2）乳酸链球菌素在肉制品中的应用：研究学者对乳酸链球菌素在肉制品中的应用做过相关研究，孙宝华等把Nisin放入红肠中能够明显减少细菌总数，延长食品保鲜期；袁秋萍等把0.3g/ kg的Nisin放入香肠中，能够抑制大部分的革兰氏阳性菌，不会影响其色泽及味道，还可以提高相关产品质量；罗欣等人第一次Nisin当做牛肉冷却肉的保鲜；还连栋等人则用Nisin制作扒鸡，从研究结果得知，加入Nisin后能够降低杀菌的温度，延长保质期将近半年，同样能够改善扒鸡的口感；刘丽莉等研究了以Nisin为主防腐剂，其他防腐剂进行复配，应用到低温灌肠肉制品中以延长其保质期，且Nisin复配使用时比单独使用的效果要好。
食品安全问题中的肉食品保鲜防腐问题一直是食品工程科学领域的热门话题跟难点，作为一项系统工程，只运用防腐剂这一种办法是不可行的，也并不能完全解决其他的问题。所以确保肉食品保鲜问题，就需要全方位抓起，从原材料的采购、生产加工到产品检测、市场销售等系类过程严格把关，严格按照生产加工卫生质量的要求执行，加之正确合理的添加防腐剂才能够确保肉食品保鲜安全问题。
通讯作者：魏东
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1 乳酸菌的分类
乳酸菌从形态上主要分为球状和杆状两大类。按照Bersy细菌学手册中的生化分类法，乳酸菌可分为乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和片球菌属5个属[3]。
1.1乳杆菌属
乳杆菌个体形态为细长的杆状，常呈链状排列。目前已实际应用的主要有：德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌及其亚种等，短乳杆菌和发酵乳杆菌。
1.2链球菌属
乳酸链球菌呈球形或卵圆形，多数呈链状排列，短者4～8个细菌组成，长者有20～30个细菌组成。有些是发酵乳制品生产上常用的菌种，如乳酸链球菌、丁二酮乳酸链球菌、乳酪链球菌和嗜热乳链球菌等。有些属于人或动物的病原菌，如能引起牛炎的无乳链球菌和人咽喉炎的溶血链球菌;有些能引起食物变质而常用于特种干酪（罗马诺干酪）制造上，如粪链球菌和液化链球菌。
1.3明串珠菌属
明串珠菌呈圆形或卵圆形，菌体排列成链状。经常存在于水果、蔬菜中，能在高浓度的含糖食品中生长。该属乳酸菌可利用葡萄糖产生CO2、乙酸和乳酸。依据此特性可将明串珠菌从链球菌中区别开（链球菌不产生CO2，而且生成L-乳酸）。常见的菌种有肠膜明串珠菌及其乳脂亚种和葡聚糖亚种、蚀橙明串珠菌、乳酸明串珠茵等。它们均可用在发酵乳制品生产上。其中，肠膜明串珠菌乳脂亚种（又称乳脂明串珠菌）最为常见，它能发酵柠檬酸产生特殊风味物质，故又称风味菌、香气菌或产香菌。
1.4双歧杆菌
双歧杆菌因菌体尖端呈分支枝状（如Y或V字形）而得名，是无芽孢G（+）菌，专性厌氧，不运动。双歧杆菌能利用葡萄糖发酵产生醋酸和乳酸（3：2），但不产生CO2。目前已知的双歧杆菌有24种，其中9种存在于人的肠道中。它们是两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、角双歧杆菌、链状双歧杆菌、假链状双歧杆菌和牙双歧杆菌。在发酵乳制品生产中应用的仅前面5种。
1.5片球菌属
细胞排列呈四联状。常见的有小片球菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌和嗜盐片球菌等，但只有乳酸片球菌和戊糖片球茵用于生产乳酸制品。
2 乳酸菌的功能与作用
2.1提供营养物质
活体乳酸菌在体内正常发挥代谢活性，乳酸菌能分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素，对脂肪也有一定的分解能力。在乳酸菌蛋白酶的作用下，将食物中的大分子蛋白质，部分降解为宿主可以直接利用的小分子肽和必需氨基酸，显著提高了食物的消化率和生物价，促进了胃肠吸收。同时乳酸菌菌体蛋白质还能增加发酵产品的蛋白质含量，从而提高其营养价值。牛奶中所含的糖分大部分是乳糖，但由于部分人群的消化液中缺乏β-半乳糖苷酶造成乳糖消化不充分，进入大肠的乳糖被细菌降解，导致肠管内气体增多，造成这些人喝牛奶后胃部不适甚至腹泻，称为“乳糖不耐受症”。但牛奶经乳酸菌发酵后其中的乳糖可被乳酸杆菌发酵转化成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖经发酵作用转变为乳酸等小分子化合物乳酸，乳糖不耐受者饮用酸奶不会再出现腹泻症状，解决了这一部分人喝牛奶可能产生的问题。乳酸菌发酵可以使部分脂肪少量降解，易于消化并能增加乳中游离脂肪酸、挥发性脂肪酸含量。乳酸菌在代谢过程中消耗部分维生素，同时也合成叶酸等B族维生素和维生素K等。还可提高矿物元素的生物活性，进而达到为宿主提供必需营养物质、增强动物的营养代谢、直接促其生长的作用。此外，乳酸菌产生的酸性代谢产物使肠道环境偏酸性，而一般消化酶的最适PH值为偏酸性（淀粉酶6.5、糖化酶4.4），这样就有利于营养素的消化吸收。
2.2乳酸菌对肠道功能影响
1899年，法国巴黎儿童医院的蒂赛（Henry Tissier）从健康母乳喂养的婴儿粪便中分离了第一株菌种双歧杆菌（当时称为分叉杆菌），他发现双岐杆菌与婴儿患腹泻的频率及营养都有关系。
朱翠、师子彪等在“乳酸杆菌在调节肠道屏障功能中的作用”一文中曾指出肠黏膜屏障、肠道免疫系统构成的免疫屏障及肠道菌群构成的生物屏障是肠道屏障的3大重要组成部分。乳酸菌可以改善肠道通透性，维持细胞完整性，抑制由内毒素引起的TNF-α释放，减轻肠炎症状;可以促进肠道黏蛋白的分泌，从兔的结肠黏膜中分离得到的黏蛋白可以抑制病原性大肠杆菌RDEC-1黏附于体外培养的结肠上皮细胞上;卷曲乳杆菌KT-11显著提高了小鼠肠道总IgA和先天免疫反应水平[4]。
腹泻和便秘是两种常见的肠道疾病，婴幼儿腹泻更是导致儿童发病率和死亡率居高不下的主要原因，而导致腹泻的主要原因之一就是肠道菌群失调。研究显示，各种腹泻和菌群失调状态下的婴幼儿肠道菌群中双歧杆菌绝大部分消失或明显减少，但当人体处于健康状态时，双歧杆菌则成为优势菌，可以占到正常菌群的82%～95%。因此，因为肠功能紊乱而导致腹泻的婴幼儿和成人如果服用双歧杆菌活菌制剂，就可以使肠道内双歧杆菌数量达到正常水平，从而恢复肠道的正常功能，发挥其抗感染作用[5]。另外，还有研究表明，嗜酸乳杆菌可以抑制有害微生物生长，与病原菌在肠道中形成竞争关系，减弱有害菌的定植与增殖，抑制细菌在小肠内过度生长，达到调节肠道菌群的目的[6-7]。
近年来由于广谱、强力抗菌素的广泛应用，使人体肠道内以乳酸菌为主的益生菌遭受到严重破坏，抵抗力逐步下降，导致疾病越治越多，健康受到极大的威胁。所以，有意增加人体肠道内乳酸菌的数量就显得非常重要。国际上公认的乳酸菌，被认为是最安全的菌种，也是最具代表性的肠内益生菌，人体肠道内以乳酸菌为代表的益生菌数量越多越好。
2.3改善人体免疫能力及抗肿瘤作用
乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面由于它能在肠道定植，相当于天然自动免疫。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等，所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高机体的抗病能力。当异物侵入机体时，免疫细胞被乳酸菌激活，增强了机体对异物产生抗体的作用。Chndra（1984）认为，乳酸菌之所以具有刺激机体产生抗体的作用，是由于菌体通过淋巴结、粘膜刺激淋巴细胞，接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结循环到血流中，并分布全身，从而调节机体的免疫应答。
乳酸菌制剂能够增强免疫力表现在两方面：一是影响非特异性免疫应答，增强单核吞噬细胞、多形核白细胞的活力，刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌;二是刺激特异性免疫应答，如加强粘膜表面和血清中IgA、IgM、IgG水平，加强体液免疫，促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖，加强细胞免疫[8-9]。
2.4抗菌作用
乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。其抗菌机制主要表现在以下几个方面：
（1）产生的乳酸等有机酸能显著降低环境pH值和氧化还原电位值，使肠内处于酸性环境，对于致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用。
（2）产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类（抗菌肽），如各种乳酸杆菌素和双歧菌素，对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。另外，双歧杆菌等还可将结合的胆酸分解为游离的肌酸，后者对细菌的抑制作用比前者更强。
另外，近年来一些研究表明，乳酸菌可以抑制霉菌生长并可以有效地清除霉菌毒素。乳酸菌具有清除霉菌毒素的作用主要有3种作用方式：一是抑制霉菌的生长或直接抑制霉菌毒素的生成;二是对霉菌毒素的降解作用;三是乳酸菌具有吸附霉菌毒素的能力从而起到脱毒的效果。
但乳酸菌种类繁多，各种乳酸菌对霉菌毒素的脱毒能力不同，有的乳酸菌可以对多种霉菌毒素起到脱毒作用，而有的乳酸菌还未见有脱毒能力，这就需要选择对各种霉菌毒素具有高效脱毒的乳酸菌菌株，进而详细研究其脱毒机理。这样才能将其运用到生产实际中，减少霉菌毒素对人类和动物健康的危害[10]。
2.5其他功能
大量研究显示，乳酸菌分泌的胆酸水解酶将肠内的胆盐水解后，能与食品中的胆固醇发生共沉淀作用而随粪便排出，从而减少肠道对胆固醇的吸收。另外，乳酸菌还可以通过直接吸收胆固醇以及对胆固醇合成限速酶的抑制来降低机体内胆固醇的含量[11]。乳酸菌发酵产物中有降低血浆胆固醇的物质，在降低血浆胆固醇和甘油三酚的同时，可使高密度脂蛋白胆固醇（HDL）升高从而达到改善血脂的目的[12]。
另据报道，乳酸菌还具有抗肿瘤、预防癌症、改善肝功能、预防阴道和泌尿生殖道感染等作用。乳酸菌是人体必不可少且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响人的健康，从而影响人的寿命。
3 乳酸菌在工业生产中的应用
3.1酸奶
酸奶是以新鲜的牛奶为原料，经过巴氏杀菌后再向牛奶中添加有益菌（发酵剂），经发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。目前，市场上酸奶制品多以凝固型、搅拌型和添加各种果汁果酱等辅料的果味型为多，应用于发酵乳生产的乳酸菌主要有乳杆菌属、链球菌属、双歧杆菌属、乳球菌属、明串珠菌属、片球菌属的种及其亚种。
从1988年底丹麦的汉森中心实验室生产出超浓缩的直投式酸奶发酵剂，经过上百年的发展，发酵型乳酸菌奶饮品已经风靡全球。在欧美国家，发酵型乳酸菌奶饮料在乳制品市场的比例高达80%;在我国，由于人们对乳酸菌保健功能的认识加强，市场消费量迅猛增加，目前，我国乳酸菌奶饮品的年总产量已突破100万吨。
3.2酸菜
酸菜是以白菜或甘蓝为原料的微生物发酵制品，是反映东北地域饮食文化特征的代表食品。传统的腌制酸菜是采用天然发酵方式，即利用白菜表面的微生物菌群自然发酵制得酸菜，其中起主要作用的是乳酸菌，在自然发酵中由于蔬菜表面的多种微生物共同生长繁殖、产酸、发酵周期长，易使酸菜腐烂变质，并产生大量亚硝酸盐。近年来，由于市场需求量大，酸菜加工行业随之兴起，酸菜生产由原来自作自食发展到手工作坊再到工厂化生产，采用真空包装技术延长了酸菜的保质期，使酸菜由原来只能冬季食用发展到四季都可食用。
3.3泡菜
泡菜主要分为两大类：泡渍类、调味类。两种泡菜均以蔬菜为主要原料，做法却大不相同。泡渍类泡菜是将蔬菜洗净晾干后装入密闭容器，加淡盐水及其他配料如红糖、辣椒、花椒、白酒（或黄酒）等，密封浸泡一段时间后，经乳酸菌发酵而制成。质地鲜嫩、清脆爽口，以四川泡菜最为有名。调味类泡菜是将蔬菜洗净晾干后添加辣椒、盐、蒜、姜、糖等调料调制拌匀后密封一段时间经乳酸发酵而成。其中以辣白菜最为有名。
泡菜是我国传统的乳酸菌发酵食品。在我国历史悠久，据史料记载：泡菜早已从3000年前开始在中国以“菹”为名出现，三国时代传至朝鲜，唐朝时唐高僧鉴真和尚第六次东渡日本成功，把我国的泡渍菜制作方法传入日本。
3.4微生态制剂
微生态制剂是指运用微生态学原理，利用对宿主有益无害的益生菌或益生菌的促生长物质，经特殊工艺制成的制剂，可以快速构建肠道微生态平衡，无论在婴儿、老人，还是新生畜禽均可以防止和治疗腹泻，便秘。微生态制剂已被广泛应用于饲料、农业、医药保健和食品等各领域中。在食品中广泛应用的有乳酸菌、双歧杆菌、肠球菌和酵母菌等，在饲料工业中广泛应用的有植物乳杆菌、枯草芽抱杆菌等，近几年来，家禽家畜养殖业中微生态制剂已经在逐步地取代传统的添加剂。人常用的微生态制剂有：生态活菌素、妈咪爱、整肠生、米雅等。
微生态制剂在刚兴起时被认为只有活的微生物才能起到微生态的平衡作用，但随着科学研究的深入，微生态制剂的不断发展，大量资料证明，死菌体、菌体成份、代谢产物也具有调整微生态失调的功效。
关键词乳酸菌；发酵；蔬菜汁
1.乳酸菌概况
1.1.乳酸菌的定义与分类
乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称，广泛存在于人、畜、禽肠道、许多食品、物料及少数临床样品中。对于“典型”的乳酸菌比较贴切的定义是“革兰氏阳性、不形成芽孢，触酶阴性，细胞色素缺失、生长在厌氧环境中、但对氧有一定的耐受性；营养需求苛刻、耐酸、在糖发酵时行严格的发酵方式，其终产物以乳酸为主的细菌”。
乳酸菌属于真细菌纲(Eubacteriac)真细菌目(Eubacteriales)中的乳酸细菌科(Lactobacillaceae)。按照生化分类法，乳酸菌分为乳杆菌属（Lactobacillus)、链球菌属(Streptococeus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、双歧杆菌属(Bifi dobacterium)和片球菌属（Pediococcus) 5个属，每个属又有很多菌种，某些菌种还包括数个亚种。与蔬菜发酵有关的有乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属等。其中乳杆菌中的植物乳杆菌产酸量最高，对蔬菜汁发酵起主导作用。
1.2乳酸菌的生理功能
人类从长期的生产劳动实践中认识到乳酸菌是一种有益的微生物。人类利用乳酸菌已有几千年的历史，主要用于保存食品和加工食品。在强化营养和调节人体的生理机能方面乳酸菌起着重要作用。乳酸菌对人体的生理功能包括以下几个方面：
1.2.1 产生特殊酶系
乳酸菌不仅具有一般微生物所产生的有关酶系，而且还可以产生一些特殊的酶系，赋予它特殊的生理功能。如产生有机酸的酶系、合成多糖的酶系、分解乳酸菌生长因子的酶系、分解亚硝胺的酶系、降低胆固醇的酶系、控制内毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各种维生素的酶系和分解胆酸的酶系等。这些酶不仅能加速乳酸菌的生长，维持肠道微生态平衡，促进机体健康，而且还可以改善产品的风味，促进乳制品、发酵香肠等食品的成熟。
1.2.2 改善胃肠道功能
乳酸菌在人体内是肠道常在菌。可以改变肠道内环境，抑制有害菌繁殖(大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌群)，调整胃肠道菌群平衡。乳酸菌通过粘附素与肠粘膜细胞紧密结合，在肠粘膜表面定植占位，成为生理屏障的主要组成部分，从而达到恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障、治愈肠道疾病的作用。如果这个屏障遭到抗生素或其它因素的破坏，宿主将丧失了外来的抵抗力，会使具有药性的肠内菌异常增殖而取代优势的位置，造成肠道内生态平衡的失调。
1.2.3 改善营养健康状况
生物活性菌(乳酸菌)在降低机体胆固醇的同时，可降低甘油三脂，使HDL升高，从而达到改善血脂的目的。肠道菌中的乳酸菌(包括补充到肠道中的生物活性菌(乳酸菌))可通过调整肠道菌群抑制这些细菌酶的活性，达到降低肿瘤发生的危险，起到抗肿瘤的作用。
1.2.4 改善免疫能力
乳酸菌+双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面由于它能在肠道定植，相当于天然自动免疫。
1.2.5 抗菌作用
研究表明，生物活性菌(乳酸菌)对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。
1.2.6 抗衰老作用
现代医学认为，人体衰老是因为体内自由基积累而引起的。如果能够降低机体内的自由基水平，就可以延缓衰老过程。乳酸菌能够清除体内产生的自由基，从而具有延缓细胞衰老延年益寿的作用。
乳酸菌的保健作用机理一般认为与乳酸菌所产生的有机酸、特殊的酶系、细菌素、菌体表面的活性成分以及乳酸菌能在肠道中粘附定植有关。乳酸菌及其制剂对人体的重要保健功效还有待于进一步研究。
2.乳酸菌在发酵蔬菜汁加工中的作用
利用乳酸菌进行发酵、加工、贮存蔬菜的方式已有几千年的历史，现代微生物学的发展，揭示了乳酸菌对人体健康有益的作用机理，人们对乳酸菌在发酵蔬菜加工中的意义有了更深入的认识，新的蔬菜发酵制品―乳酸菌发酵蔬菜汁也应运而生。
2.1 改善蔬菜汁的风味
乳酸菌通过同型和异型乳酸发酵，产生乳酸、甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸等有机酸，它们赋予发酵蔬菜汁柔和的酸味；同时乳酸菌发酵蔬菜过程中产生的2―庚酮和2―壬酮可赋予产品爽口、清香的口感；产生微量的双乙酰赋予制品奶油香味；另外，还有低级饱和脂肪酸与脂肪醇所形成的酯类具有水果香味。乳酸发酵蔬菜汁既具有乳酸发酵的风味，又不失蔬菜原料的自然风味，从而构成了发酵蔬菜汁的独特风味。
2.2 增加蔬菜汁的医疗保健作用
乳酸菌是参与调节人体肠道微生态平衡的主要菌系。食用乳酸菌发酵蔬菜汁，人体除吸收蔬菜汁的营养成分外，摄入的乳酸菌菌体及其代谢产生的有机酸，可促进胃肠蠕动，帮助消化，防止便秘，同时刺激肠道免疫细胞产生抗体，防止疾病。具体的生理功能已在上文阐述。
2.3 防止蔬菜汁败坏，且减少了亚硝酸盐的形成
乳酸菌的厌氧发酵条件及在发酵过程中产酸造成的酸性环境可抑制食品环境中一些腐败菌和病原菌的生长；乳酸菌细胞还能产生许多具有抗菌活性的物质如细菌素、乙醇、和过氧化氢等，近年来，国内外食品行业热衷于把细菌素作为天然防腐剂加到食品中去，代替一些人工合成的防腐剂，如乳酸链球菌素（Nisin）作为天然防腐剂已获得许多国家和地区的许可，它对革兰氏阳性细菌具有广谱抑菌作用。此外，乳酸菌发酵产生低pH环境降低了硝酸盐还原酶的活性，进而减少了亚硝酸盐的形成。
2.4 强化蔬菜汁的营养
乳酸菌利用原料的可溶性物质代谢产生多种氨基酸、维生素和酶；产生的酸性环境有利于矿物质钙、磷的吸收利用。食物中的营养成分的质量、可生物利用和消化性都会提高[。
3.发酵工艺
主要工艺流程：
果胶酶和纤维素酶
番茄、胡萝卜清洗去皮修整、切分烫漂打浆酶解取汁离心调配杀菌冷却接种发酵冷藏调味、加稳定剂等均质无菌罐装冷藏
种子液扩大培养 80℃、30′灭菌罐装
发酵剂活化
关键词:生物技术;基因工程;细胞工程
现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。
一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用
基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。
发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。
(一)改良面包酵母菌的性能
面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。
(二)改良酿酒酵母菌的性能
利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。
(三)改良乳酸菌发酵剂的性能
乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。
二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用
细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。
三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用
酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。
四、小结
在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。
参考文献
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[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.
[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.
酸奶打出“菌”招牌
消费者一头雾水
记者在大型超市里看到，有的酸奶主打“活悦LGG益生菌”，有的酸奶则主推“LABS活性益生菌和BB――12益生菌”，不少酸奶的包装上还标明含有“活性乳酸菌”“双效菌”“益生菌4种”，或者标注“含益生菌150亿个”等字样。在货架上一品牌酸奶打出广告横幅，声称“富含100亿个B＋100TM活性益生菌”，同一品牌的另一款酸奶则在包装上写明“含AB100益生菌”。
正在选购酸奶的顾客刘芳说：“现在酸奶的广告宣传上都说益生菌对人体有好处，所以买酸奶我专门挑包装带益生菌字样的酸奶。”至于益生菌具体有什么好处，她却表示不清楚。
超市售货员对益生菌概念同样模糊，一国内较大品牌酸奶的促销员含糊地说：“加了菌的肯定比不加菌的有营养。”至于此品牌的加了益生菌的酸奶营养到底有多大暂无考证，但是显而易见的是带菌的酸奶“身价倍增”，且销量远高于普通酸奶。如这个品牌100克益生菌酸奶8杯的售价为10元，而同一品牌同样规格的普通酸奶8杯（并赠送2杯）的售价仅为8．5元。
在一家媒体工作的李东海说，随着人们生活水平的提高，多数人的饮食观念发生了巨大改变，不再仅仅满足于吃饱，而更讲究营养、卫生、健康。因此，消费者更倾向于选购那些宣称有营养的食品。“只不过到处都是带菌的酸奶，也不知道哪个品牌的更有营养。”李东海无奈地说。
记者向内蒙古几家有影响力的乳业集团了解益生菌酸奶生产情况，主要负责人表示这个问题比较敏感，不便回答。而记者向内蒙古质量技术监督部门求证益生菌检验等问题，一位主管领导只是告之：大厂家生产的酸奶产品应该都是合格的，否则也不能上市。
“菌”概念混乱
一些商家涉嫌炒作
自从1908年俄国科学家梅契尼科夫提出了酸奶长寿论以来，世界各地开展了对益生菌广泛的科学研究，大量的研究证实了益生菌对人体健康的有益功效。随着生物技术及医学等学科的发展，对益生菌在食品和医学领域的应用研究每年都会发现许多新的功能。
内蒙古农业大学“乳品生物技术与工程”教育部重点实验室博士张和平接受记者采访时说，益生菌作为功能性食品，近年来被推到了预防医学的前沿。近5年来，益生菌产业在我国也有长足的发展。其中90％以上应用于乳品工业，每年的增长速度为25％左右。但是不容乐观的是，我国的益生菌产业目前处于一个无序状态，其中一个表现就是概念混乱。
“现在市场是多把乳酸菌等同于益生菌，他们不是一个概念，不是所有的乳酸菌都可以称为益生菌，或用做益生菌及其产品。”张和平说。
据张和平介绍，乳酸菌是指能发酵碳水化合物产生50％以上乳酸一类细菌的总称。国际营养学界普遍认可的益生菌定义是：一种对人体有益的细菌，它们可直接作为食品添加剂服用，以维持肠道菌群的平衡。
目前世界上常用于益生菌的菌种大多为乳酸菌，如嗜酸乳杆菌、发酵乳杆菌、干酪或副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、双岐杆菌等中的一些菌株。但并不是这些菌种中的每一株菌都可以作为益生菌，只有经过科学验证的菌株才可以作为益生菌。
张和平特别指出，并不是每一株益生菌都是全面手，能够发挥所有的健康功效。而且，国外的益生菌菌株并不一定适合中国人群生理特性。从生物进化、生理学及其人体微生态的角度来看，人与益生菌菌种、菌群，环境与益生菌菌种、菌群都要适应；食物及饮食习惯也与要摄入的益生菌协调。比如筛选自欧洲人体肠道的益生菌菌株并不一定完全适合亚洲人群的肠道，因此在用于开发生产销售于亚洲人群的产品应该具有在销售区域或国家完整科学的人群临床研究数据。
益生菌产品无章可循相关标准亟待制定
中国科学院院士、中国科学院微生物研究所张树政研究员在2008年3月科学出版社出版的《益生乳酸菌――分子生物学及生物技术》一书序言中写到：近20多年，我国对益生乳酸菌的研究有了很大进展，其相关产品也随之进入市场，在人和动物的保健方面取得了较好的效果，但和国外相比还有很大差距。
采访中，一些业内专家指出，益生菌产业发展的一个最大问题是我国尚没有系统地研究和制定益生菌和益生菌发酵乳制品标准，由此导致益生菌名称叫法五花八门，益生功能被夸大宣传等现象。在益生菌发酵乳制品方面，对所含益生菌活菌数以及在货架期益生菌存活数也没有进行严格限定，导致益生菌及制品市场异常混乱，甚至出现在益生菌发酵乳制品中检验不出该益生菌的以假乱真现象。
据了解，在益生菌方面我国只有卫生部2001年出台的“可用于保健食品的益生菌菌种名单”的有关规定；在益生菌发酵乳制品方面没有规章可循，有时不得不套用1992年原轻工部制定的QB1554――92《乳酸菌饮料》和2003年卫生部制定的GB16321――2003《乳酸菌饮料卫生标准》。
“显然现存的这些法规和标准不适合于益生菌和益生菌发酵乳制品的评价和规范。”张和平说，在美国、日本、澳大利亚等国家的关于益生菌及其发酵乳制品的立法、标准都指导着各国益生菌及相关制品的生产，规范益生菌及其制品的市场。尽管关于益生菌及益生菌发酵乳制品的标准不尽相同，但各个国家关于益生菌的立法及相关政策法规正在建立，并逐步趋于统一。
张和平说：“由于没有相关法规，也没有一套完整的体系进行监控，一些酸奶品牌包装上虽然标注着高科技益生菌群，但到底有无添加、添加了多少都是厂家自说自话，实际上可能与普通酸奶并无多大差异，一些商家涉嫌炒作。”
关键词：乳酸菌；生物工程；进展
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.115
1 乳酸菌和生物工程研究新进展
（1）乳酸菌产生的细菌素在病原菌方面发挥非常重要作用，同时还可以阻止病原菌的定植，降低胆固醇，控制内毒素，制造营养物质，刺激组织发育，对于机体也会产一定生理功能，会产生药物效应、毒性反应、肿瘤发生和突然应急反映。乳酸菌的生理功能和机体的生命活动关系紧密，如果乳酸菌停止生长，人和动物就很难生存。随着分子生物学技术发展，很多生物学家和病理学家等通过遗传对于生物工程乳酸菌进行一定良好研究，选出了很多优势的基因，对于基因的生长、消化和吸收都进行一定研究，还带来了更大的经济效益、社会效益和生态效益。
（2）抗生素的不断临床应用为人类保健病虫害防治做出了巨大的贡献，随着抗生素使用，生物抗药性也产生了巨大了变化，也给人类生存带来环境危险，乳酸菌为代表的益生菌和活性菌都是发酵食品使用的基本野生菌类，没有进行一定耐药性检测，是很难对于基因抗药性进行很好结合、转导和转化处理。细菌具有一定耐药性，也是最为常见的表现，耐药性可以在细菌间转移增加细菌数量。乳酸菌可以作为抗生素选择依据，保持能够杀死病原菌同时抑制乳酸菌，还要很好避免耐药性因子出现，使得敏感菌编程耐药株，在治疗过程中要做到最大限度提高对于病原体治疗。除了控制携带的耐药因子，还要对于生物工程技术进行很好选择，去除菌株耐药性，保证食品乳酸菌活性。
（3）乳酸菌和风味有关的物质是乳酸，一般保加利亚乳酸杆菌产生乙醛能力很强，乳酸菌合成丁二酮是有质粒支配的，利用生物工程将这种质粒很好导入，可以获得更好生产用菌。乳酸菌产生的粘性物对于产品的风味和硬度也有一定作用，筛选的多糖物质乳酸菌菌株可以将粘基因克隆到乳酸菌中。
（4）产生特殊酶系的乳酸菌株不仅具有微生物产生的酶系，还可以产生特殊的酶系，具有一定生理功能，产生有机酸酶系，合成多糖酶系，分接脂肪的酶系，合成各种维生素酶系。酶不仅能够加速乳酸菌生长，维持肠道平衡，促进人体健康，促进乳制品发酵食品成熟。通过分子生物工程还可以很好克隆酶系，导入生产干酪和酸奶的呢刚刚，促进这些产品成熟，把胆固醇氧化酶基因很好转移到乳杆菌，达到降低奶食品含量。
2 耐氧性能强的乳酸菌菌株
（1）大多数兼性氧菌，在缺氧情况下生长，如果杆菌是一种专业性很强的菌类，在严格厌氧环境下，不仅给实验和生产带来不方便，还给食品、饲料的包装运输造成了一定额外费用。利用生物技术结合遗传学和生化分析可以很好揭露乳酸菌的机理，提高微生物耐氧能力。
（2）从分子角度上看厌氧菌主要差别是对于氧敏感度分析，还可以很好通过菌在不同氧含量环境生长情况观察，遗传学角度上讲就是氧化物基因和过氧化氢酶基因的活性很小，对于酶活动比较低，在氧气环境下诱导方式对于酶活性。通过对于氧化氢酶的含量测定，发现八种氧菌都含有氧化物酶，有氧的环境下抵抗氧的毒害作用，对于这些氧化氢酶要做到一定合理使用，超氧化物歧化酶活性非常低，有的根本测不出来，同时氧气抵抗能力很差。实验表明生物工程改变是超氧化物歧化酶调控基因，将外源SOD基因和过氧化氢酶基因转入到氧菌中，提高厌氧菌对于氧的抵抗能力。
（3）具有粘附性和定植能力乳酸菌菌株，细菌肌体上上皮上细胞，通过生物化学作用产生的特异性粘连形成，不能粘附在肠上皮细胞表面细菌，要通过路菌粘附增加定植抗力和防治易位重要生理作用。定植抗力是宿主对于病菌潜病菌的微生物阻抗力分析，以乳酸菌为主要待变的专业厌氧菌构成，被称为是定植抗力因子。乳酸菌通过粘附素和细胞紧密结合，形成生物屏障主要组成部分。使用乳酸菌和双歧杆菌制剂可以恢复宿主抵抗力能力，治愈倡导疾病。
3 乳酸菌生物技术应用研究
（1）乳酸菌生物技术是各个国家都不断拓展的尖端技术，可以利用碳水化合物形成乳酸菌，乳酸菌生物技术是一门设计领域非常宽的新型学科，是现代生物学交叉产物。可以很好促进微生物发酵，同时还可以对于发酵乳酸菌在生产过程中进行一定保护。在很大程度上取决于同型乳酸菌，筛选培养适合乳酸菌，调节燃料内部微生物 ，控制多糖纤维转化，有效提高饲料治疗。
（2）乳酸菌在植物种植过程中要不断促进乳酸菌分泌有机酸，直接溶解土壤的磷酸盐，通过土壤磷素，方便植物吸收利用，乳酸菌对于植物病害要进行一定调整处理，研究证实了乳酸菌可以有效防治植物真菌病害，还可以利用乳酸菌研制出防治农作物病害的药品。
4 结论
随着分子生物学发展和现代仪器分析技术，乳酸菌研究方向设计发酵组学和基因组学等多个领域，通过分子生物学对于乳酸菌进行一定遗传修改，可以按照人民意愿建立多个特定的功能的重组基因工程乳酸菌，通过代谢物组分的变化，不断提高对于生物体系的途径。
参考文献：
[1]隋晓峰.保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制[D].中国海洋大学，2010.
[2]石宁.地衣芽孢杆菌和低聚木糖及乳酸对肉鸡肠绒组织及肠道菌群的影响[D].河南工业大学，2010.
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