传统发酵食品的安全性以及微生物纯种分离技术在传统食品中的应用

张严

摘要：从传统发酵食品到未来食品，从食品的组分到食品的品质安全，从食品添加剂到酶制剂和益生菌，传统食品技术向新一代食品发酵技术的变革使得发酵食品的营养性、安全性、多样性、功能性和便捷性等都得到了提升，满足了现代社会人们多元化、高品质的健康饮食需求;生物工程在未来食品开发领域的探索也将缓解由世界人口增长导致的食品资源紧张和环保压力剧增等问题，与现代食品产业的绿色发展理念相融合。

关键词：传统发酵食品;安全性;微生物纯种分离技术;应用;

引言

传统发酵食品中拥有大量的微生物类群，其中最主要的类群是乳酸菌。乳酸菌（lacticacidbacteria，LAB）是一类无芽孢、厌氧或兼性需氧的革兰氏阳性细菌，能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌，并且是属于基因多样性的细菌，包括杆状细菌、球菌等。研究发现，乳酸菌产生的代谢产物有机酸、细菌素及其他抑菌物质对腐败菌和致病菌拥有较强的抑制作用，从而能够防止食品腐败变质、延长食品的保质期，可作为新型生物抑菌剂.

1传统发酵食品安全性问题概述

1.1发酵菌株品质

传统发酵食品的制备必须使用发酵菌株进行，其质量和安全性直接影响到发酵食品的安全性，例如，如果选定的菌株对人体具有致病性，或者在发酵过程中可能产生有害副产品。随着新发酵食品的出现，新的菌株开始出现并得到广泛使用，它们的安全得不到保障，一些安全菌株可能在传统发酵过程中发生转变或退化，从而对菌株的质量产生不利影响。为了获得具有某些特征的菌株，目前正在利用基因工程或DNA重组技术来改进菌株，这就需要注意由基因重组技术制备的发酵食品的安全性。

1.2大豆发酵食品

传统的大豆发酵食品在我国和东南亚国家都有着非常悠久的历史，其中腐乳、酱油、豆酱、豆豉是我国传统的四大发酵食品。近些年来，针对传统大豆发酵的食品在安全卫生隐患、营养生理功能、微生物分布、生产工艺等些方面都开展了非常广泛的研究。以大豆发酵食品的真菌污染情况为例，从菌相的分布情况来看，青霉、毛霉检测出来的最多，其次是芽枝孢霉。从检测出来的霉菌毒性来看，杂色曲霉在毒性方面有遗传的特征;沙门氏菌微粒体的系统实验、枯草杆菌重组的实验都呈现出了阳性，其代谢出来的产物具备肝毒性，并且在实验的动物当中引起了肝癌。青霉的分布范围最广，其中软毛的青霉会产生有毒的代谢产物，如黄曲霉素、展青霉素，前者已经被证实是强致癌物，后者也具备遗传的毒性，可能会引发大鼠肉瘤。其他的青霉比如岛青霉、扩展青霉、桔青霉等都会有毒素产生，有着不同程度的致癌性质、遗传性质。

1.3其他发酵制品

传统的发酵食品在种类方面非常繁多，涉及到的原料包括鱼贝虾、肉蛋奶、蔬菜、粮油等。很多国家都有自己独特的发酵食品，比如泰国的KanomJeen、贝南的Mave、迦纳的Kenkey、南非的Mageu、肯尼亚的Uji、尼日利亚的Ogi、印尼的Tenmpe等，并且都有可能会存在微生物的产毒、病原微生物污染等安全问题。

2安全控制

2.1开发新型益生食品

很多传统发酵食品，如酸奶、泡菜中包含多种益生菌和益生元成分，因此，发酵食品是益生菌进入人体的优良载体。近年来，传统的益生食品也向着规模化、多元化、定制化的方向发展。以发酵乳制品为例，2018年，我国乳制品市场中发酵乳销售额首次超过牛乳，消费规模占国内益生菌整体市场的78.4%，益生菌发酵乳产品已形成千亿元的庞大市场。除了被广泛认可和应用的传统益生菌，如双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属等外，阿克曼菌、解木聚糖拟杆菌、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌等具有大剂量使用时增进健康、缓解疾病的功能，被称为“下一代益生菌”。不同的益生菌本身和其生物活性代谢物具有多种生理功能，除了改善肠道环境外，还对血压、血糖、过敏、视力等方面发挥作用。我国的科研团队致力于开发适用于中国肠道环境的新型益生菌种及益生食品。除发酵乳制品外，充分利用果蔬资源中多糖、果胶、花青素、多酚类化合物、膳食纤维、黄酮类化合物等益生元，制备含有活性益生菌的果蔬汁及其发酵饮品等技术逐渐得到了推广和应用。

2.2生产食品添加剂和酶制剂

氨基酸、淀粉糖、有机酸、糖醇、酶制剂等发酵产品都是重要的食品添加剂。目前，我国大部分的氨基酸产品都已实现国产化，并逐步使用生物合成替代化学合成，并实现了水解提取法。我国的有机酸行业通过使用自动化生产技术、连续色谱分离等高新技术，各项生产工艺参数得到优化，以柠檬酸为例，我国柠檬酸行业的平均产酸率由2015年的15.86%提高到了2020年的17.58%，产量占全球产量的80%以上。糖和糖醇产品方面，通过开展技术改造，提升工艺水平，赤藓糖醇、抗性糊精、聚葡萄糖等具有极高的经济价值和营养内涵，且具有自主知识产权的产品在我国陆续研发投产。同时，食品酶制剂已经普遍应用于提高食品原料利用效率、改进食品风味和安全性等。

3微生物纯种分离技术

纯微生物物种的分离技术是在不育技术的基础上发展起来的，为了充分了解微生物的形态和生理特征及其对人体的影响，有必要对其进行分离和单独研究。一般来说，微生物种类很多，很难分开，世界上第一个纯细菌是莱斯特，他用稀释法从酸奶的分泌物中获得了乳酸链球菌。在此基础上，德国科学家Koch发明了指甲板，以实現纯血分离技术的真正突破，并为纯血微生物分离提供了坚实的基础。与此同时，在不同的领域，特别是在微生物发酵过程中，应用了分离纯微生物物种的技术，需要利用纯微生物物种的培养技术，以确保微生物物种的良好生长或积累一定数量的代谢物。目前，这种纯培养技术已从固体培养转变为液体培养，从使用自然培养转变为研究突变种，随着大型混合发酵剂的出现和广泛应用，为生物工程研究开辟了新的发展前景.

4展望

食品发酵工程的未来发展方向将以食品合成生物学为科学基础，各类组学作为关键技术，智能化装备作为生产载体，对资源进行绿色利用，提升发酵加工效率，提高食品品质和安全性，并最终实现食品营养的精准化和个性化供给。重点发展基于大数据、机器学习、工业机器人等技术的新模式、新装备，用于传统食品生产过程的多尺度优化，打造绿色食品发酵新流程。未来将通过挖掘、筛选和改造传统发酵菌种或靶向性地打造新型细胞工厂来优化工程菌株。通过融合借鉴传统发酵工艺，设计并构建能够感知食品发酵过程中目标分子且适用于固体或半固体状态食品发酵过程的高性能传感器，实现对产物积累和发酵菌株代谢特性参数的实时准确检测;并通过整合智能化过程控制技术和下游的智能分离纯化技术，形成集成了智能传感、发酵过程数据智能分析与诊断、精准控制与分离的生物反应器。构建高效节能、绿色环保、柔性精准的智慧工厂，实现传统食品发酵工程的现代化、标准化、规模化和智能化革新。

结束语

综上所述，为确保发酵食品质量安全稳定，必须找到有效的微生物分离方法，将致病力较强的微生物分离出来，减少或去除发酵过程中产生的有害物质，发酵食品安全。现阶段，对于发酵食品的安全问题以及有害物质的快速检测与分离技术的研究成为当前传统发酵食品研究重点。

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