酵母菌在食品中的应用

酵母菌在食品中的应用摘要：本文对酵母菌的发展史，物理化学性质和生物特性作了简要的介绍，重点介绍了酵母菌在食品中的应用，本文对其在面包，酿酒，制醋行业的应用做了详细介绍。关键词：发酵膨松剂酒精发酵1.酵母菌的发展史早在公元3000年前，人类开始利用酵母来制作发酵产品。从埃及塞倍斯(Thebes)地区出土的面包房和酿酒房的残余模型看，早在公元前2000年人类就已较好地利用酵母制作发酵食品和酿酒。公元前13世纪，面包焙烤的技术从埃及传到地中海和其它地区。1680年列文虎克用显微镜从一滴啤酒中发现酵母细胞，不久，人类就开始有意识地利用酵母（啤酒酵母泥）发面。酵母的重要性逐渐引起工业界的注意。最早在市场上销售的产品酵母泥，发酵速度快，但运输和使用不便，产品的商业化受到了一定的限制。从销售酵母泥算起，把制造酵母作为一种工业来看，酵母工业的发展已有200余年的历史了。酵母已成为世界上研究最多的微生物之一，是当今生物技术产品研究开发的热点和现代生物技术发展、基因组研究的模式系统。2.酵母菌的物理化学性质和生物特性2.1酵母菌的物理化学性质酵母是一种单细胞生物，有着天然丰富的营养体系。酵母细胞中含有大量的有机物、矿物质和水分。有机物占细胞干重的90%-94%，其中蛋白质的含量占细胞干重的35%-60%，碳水化合物的含量在35%-60%，脂类物质的含量在1%-5%。酵母细胞中还富含多种维生素、矿物质和多种酶类，能促进其被消化吸收。此外它还含有多种鲜为人知的活性物质，如麦角固醇、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、辅酶A等。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1-5微米、5-20微米。酵母菌无鞭毛，不能游动。酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等，有的还具有微体。酵母为兼性厌氧性微生物，在有氧及无氧条件下都可以进行发酵。其发酵机理为：将面团中糖类分为二氧解并转变化碳和乙醇，同时放出能量。化学反应方程式为：C6H12O6→2CH3COCOOH+4H→2CH3CH2OH+2CO2+能量2.2酵母菌的生物特性酵母经发酵作用产生二氧化碳和乙醇，提供发酵类烘焙产品特有的组织和风味，但其发酵和产气能力深受面团组成成分、酸度(pH值）、温度、糖的种类、渗透压、水分等因素的影响。因此了解酵母的生物特性，正确的储存和使用是面包制作的关键因素之一。由于酵母受到以上因素的影响，在使用酵母时应注意给予适当的保护。如避免在过热过冷、过酸过碱的环境下发酵，避免与糖、盐、油脂、奶粉等物直接接触。可将鲜酵母或速效干酵母直接与面粉混合，使酵母外层被面粉包裹，起到保护作用，或将酵母先溶于少量的温水中，同样起到保护作用。3.酵母菌在食品中的应用酵母菌与人们的生活有着十分密切的关系，几千年来劳动人民利用酵母菌制作出许多营养丰富、味美的食品和饮料。目前，酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。酵母由于具有很高的营养成分，不仅直接被开发为营养食品，还可进一步制成多种营养活性物质。利用酵母菌生产的食品种类很多，下面仅介绍几种主要产品。3.1面包面包是产小麦国家的主食，几乎世界各国都有生产。它是以面粉为主要原料，以酵母菌、糖、油脂和鸡蛋为辅料生产的发酵食品，其营养丰富，组织蓬松，易于消化吸收，食用方便，深受消费者喜爱。酵母是生产面包必不可少的生物松软剂。酵母发酵是一个非常复杂的生物化学变化过程，除生成二氧化碳和乙醇外，还有少量的副产物如低分子的有机酸、醇类、酯类等。酵母发酵在面包生产中起着关键作用，发酵过程中产生的二氧化碳使面团体积增大、组织疏松，有助于面团面筋的进一步扩展，使二氧化碳能够保留在面团内，提高面团的保气能力。酵母在发酵过程中产生许多与面包风味有关的如乙醇、低分子的有机酸、醇类等挥发性化合物，共同形成面包特有的发酵风味。另外，酵母还可以增加面包产品的营养价值。因此，其他任何膨松剂都不能代替酵母。3.2酿酒我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古国，在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。许多独特的酿酒工艺在世界上独领风骚，深受世界各国赞誉，同时也为我国经济繁荣作出了重要贡献。酿酒具有悠久的历史，产品种类繁多。如：黄酒、白酒、啤酒、果酒等品种。而且形成了各种类型的名酒，如绍兴黄酒、贵州茅台酒、青岛啤酒等。酒的品种不同，酿酒所用的酵母以及酿造工艺也不同，而且同一类型的酒各地也有自己独特的工艺。3.2.1.白酒酿酒基本原理和过程主要包括:酒精发酵、淀粉糖化、制曲、原料处理、蒸馏取酒、老熟陈酿、勾兑调味等。酒精发酵是酿酒的主要阶段,糖质原料如水果、糖蜜等,其本身含有丰富的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等成分,经酵母或细菌等微生物的作用可直接转变为酒精。酒精发酵过程是一个非常复杂的生化过程,有一系列连续反应并随之产生许多中间产物,其中大约有30多种化学反应,需要一系列酶的参加。酒精是发酵过程的主要产物。除酒精之外,被酵母菌等微生物合成的其他物质及糖质原料中的固有成分如芳香化合物、有机酸、单宁、维生素、矿物质、盐、酯类等往往决定了酒的品质和风格。酒精发酵过程中会产生的二氧化碳会增加发酵温度,因此必须合理控制发酵的温度,当发酵温度高于30～34℃,酵母菌就会被杀死而停止发酵。除糖质原料本身含有的酵母之外,还可以使用人工培养的酵母发酵,因此酒的品质因使用酵母等微生物的不同而各具风味和特色。3.2.2啤酒啤酒酿造是以大麦、水为主要原料，以大米或其它未发芽的谷物、酒花为辅助原料；大麦经过发芽产生多种水解酶类制成麦芽；借助麦芽本身多种水解酶类将淀粉和蛋白质等大分子物质分解为可溶性糖类、糊精以及氨基酸、肽、胨等低分子物质制成麦芽汁；麦芽汁通过酵母菌的发酵作用生成酒精和CO2以及多种营养和风味物质；最后经过过滤、包装、杀菌等工艺制成CO2含量丰富、酒精含量仅3%～4%，富含多种营养成份、酒花芳香、苦味爽口的饮料酒即成品啤酒。工艺流程：原料大麦→清选→分级→浸渍→发芽→干燥→麦芽及辅料粉碎→糖化→过滤→麦汁煮沸→麦汁沉淀→麦汁冷却→接种→酵母繁殖→主发酵→后发酵→过滤→包装→杀菌→贴标→成品。其中最主要环节有：①接种与酵母增殖。②主发酵。主发酵也称前发酵，可分为四个时期：起泡期，高泡期，落泡期，泡盖形成期。③后发酵。后发酵的主要作用是使残糖继续发酵，促进CO2在酒液中饱和；同时利用酵母内酶还原双乙酰；④后处理。后发酵结束，酒液经过过滤、装瓶、热杀菌（60℃30min）处理，称为熟啤酒而不经过热杀菌的啤酒称为鲜啤酒。3.2.3果酒酿造工艺果酒酿造的工艺流：水果→分选→洗涤→破碎→压榨→果汁→成分调整→添加SO2、接种酒母→主发酵→后发酵→陈酿→冷、热处理→过滤→调配→灌酒→杀菌→贴标→成品。其技术要点：前发酵。前发酵的目的是进行酒精发酵，产生芳香物质，浸提色素物质。其方法有分离发酵法和混和发酵法两种。分离发酵法是水果经破碎、压榨后，仅有果汁入发酵池进行发酵；而混和发酵法是水果破碎后不经压榨，将果汁、果浆、皮渣一起入发酵池进行发酵。3.3制醋食醋的生产工艺流程：高粱米、大、小麦仁→浸泡→蒸煮→出锅→降温→接种→移入曲罐→保温→制曲→翻曲→通风培养→成曲→入曲→保温糖化→备用大米、小米→浸泡→加水调浆→加入已经糖化好的麦仁曲中→制得糖酪→加入活性干酵母→酒精发酵（90天）酒精发酵醪→加入谷壳、麦麸、高粱壳→醋酸发酵→醋酸成熟→加盐陈酿→浸出→配兑→灭菌→灌装→成品→入库。可见，食醋生产过程中的主要生物化学变化有：一．原料中淀粉的分解，即糖化过程；二．酒精发酵，即酵母菌将可发酵性的糖转化成乙醇；三．醋酸发酵，即醋酸菌将乙醇转化成乙酸。4.酵母菌的应用前景酵母菌与人们的生活有着十分密切的关系，劳动人民可以利用酵母菌制作出营养丰富的食品和饮料。目前，酵母菌在面包，酿酒，制醋等食品制造中占有极其重要的地位。随着科学技术的迅速发展，酵母菌会应用到更多的食品中。【参考文献】1.李国基，《酵母菌在食品工业中的应用》［M］.［J］《中国食品工业》，1997年06期;2.孔庆新;《小麦啤酒酿造工艺的探索》[D];西南农业大学;2004年;3.刘慧，《现代食品微生物学》中国轻工业出版社，2004年4.杨洁彬，等酵母菌----生物学基础和应用.北京:中国轻工业出版社,19965.王景芝主编.酵母菌生产与应用手册.北京市：中国轻工业出版社，2005.07