全 文 ：微生物在食品工业中的热点应用及其进展
张瑞玲，贾英民，祝彦忠，于宏伟，李兴峰!
（河北农业大学 食品科技学院，保定 !"#!!#）
摘 要：微生物在食品工业中得到了越来越广泛的应用。对其主要的研究热点作了综述。主要包括冰核细菌、益
生菌、微生物风味剂、微生物防腐剂、微生物增稠剂、微生物油脂等方面。展现出了微生物在食品工业中的应用前
景。
关键词：微生物；食品工业；食品添加剂
中图分类号：$%&!#’( 文献标识码：) 文章编号：#*"& + (*",（&!!-）!( + !!#! + !-
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微生物用于食品工业在我国已有悠久的历史。
食醋、酱油、啤酒、泡菜、面包等传统发酵食品均已在
人们的生活中占有了重要的地位。随着食品工业的
兴起以及微生物研究技术的飞速发展，微生物在食
品工业中发挥着越来越重要的作用。本文就其在食
品工业中应用的研究热点进行了综述。
6 冰核细菌
冰核细菌（4JC 73J6C>M4A7 >JM4NC P>JMCL4> 简称 :0)
细菌）是一类可以在 + & U + V W的相对较高温度下
使水形成规则细腻的冰晶的微生物。将此微生物应
用到食品保藏中可以避免传统冷冻工艺中由于过冷
形成的较大冰晶损害食品细胞，使食品营养风味下
降。另外，应用到食品冷冻浓缩、冷冻干燥中不仅能
最大限度的保持食品原料中的芳香组分和营养成
分，而且当物料粘度高时，易形成冰晶，提高产品的
得率，大大降低成本。因此应用冰核细菌或其胞外
冰核已成为食品加工领域的研究热点（见表 #）。
表 # 冰核细菌在食品工业中的应用
$>P6C # $@C >SS64J>M4A7 AF 4JC 73J6C>M4A7 >JM4NC P>JMCL4> 47 FAAI
47I3OML4CO
应 用 实 例 参考文献
冷冻保鲜 基围虾 #
冷冻浓缩 蛋清，鲜奶，柠檬汁和草莓汁 &
冷冻干燥 酱油和大豆酱 (
虽然冰核细菌在食品工业冷冻保藏中已取得很
好的效果，但是仍存在很多的食品安全性问题，因此
筛选食品级菌株和提高活性是今后的研究重点。另
外，在对冰核细菌的研究同时发现冰核真菌具有冰
! 收稿日期：&!!(5##5!*
作者简介：张瑞玲（#X"X5），女，硕士，从事食品微生物，酶工程方面的研究。
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生 物 加 工 过 程
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第 &卷第 (期
&!!-年 ,月
万方数据
核细菌所不具备的特性［! " #］。如耐热，耐酸碱，活性
发挥不需要糖类、脂类和巯基基团参与等，这些特性
使冰核真菌更稳定，更有可行性、操作性。但大多冰
核真菌是植物致病菌，所以在食品加工中还须做冰
核的分离纯化及毒理实验的大量工作。随着生物技
术的飞速发展，克隆冰核基因、构建高效表达载体，
将会是该领域研究的热点与关键。
! 益生菌
益生菌（$%&’(&)(*+）是指通过改善肠道菌群微生
态平衡而对宿主动物的健康产生有益作用的活体微
生物。益生菌具有可以控制肠道感染，减缓乳糖不
耐症，抗腹泻，降低血浆胆固醇的含量，增强免疫力，
防癌抑癌等功效。
目前应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、
肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽胞杆菌、地衣芽
胞杆菌、酵母菌等［,］。在这些益生菌当中研究最多
的要属乳酸杆菌属和双岐杆菌属等。对于芽孢杆菌
属的研究相对较少。有研究表明芽孢杆菌属有着很
强的营养特性，并且具有耐高温，耐酸碱的良好稳定
性和优良的产酸、产酶、产维生素等性能，能保持较
高活菌数，并且能够较好地发挥生理生化作用［-］。
.//!年黄丽彬等人对一株蜡状芽孢杆菌 01234的发
酵工艺进行了研究，使其在最佳条件下发酵，活菌数
可达 !/!.512 6 78［9］。今后关于益生菌的研究将主
要集中于对其作用机理、功能效应、安全性以及如何
提高其利用率与有效性等方面。近期引起人们普遍
关注的是对益生菌安全性方面是否携带抗抗生素基
因的研究［:］。在提高其有效性方面的研究则主要集
中于如何与益生协同剂如寡聚糖、酶制剂、中草药等
方面的研究［4］。随着生物技术的发展，人们除采用
基因工程技术对益生菌作用于肠道微生态的情况进
行研究以外［!/］，将益生菌作为基因工程受体菌使其
除发挥原有的益生功能，还能发挥特殊基因的功能，
达到一种制剂多种功能的目的，从而有目的有选择
地研制新一代微生态制剂［!!］。
" 微生物风味剂
酵母抽提物被誉为第三代调味剂，是以新鲜的
酵母为原料，采用生物酶解技术，将酵母细胞内的蛋
白质、核酸等进行生物降解精制而成的复合型天然
调味料。其富含多种氨基酸、肽类物质、维生素等营
养成分，已被广泛地应用于食品工业（见表 .）。
表 . 酵母风味剂在食品中的应用
;<’=> . ;?> <$$=(*<)(&@ &A B><+) >C)%<*) (@ A&&D (@DE+)%(>+
应 用 实 例 效 果
调味品 酱油，醋，各种调
味料
增鲜，增香，使口味自然
柔和
肉制品 火腿，香肠，熟肉，
水产品
提高鲜味，防止脂肪氧化
焙烤食品 饼干，方便面 增强色泽，提高风味
烹饪 菜肴 使鲜味更强
用作生产酵母抽提物的菌种来源主要有酿酒酵
母、假丝酵母和废啤酒酵母等。优良酵母品种的选
育仍然是此方向的研究重点。另外，人们正在选择
合适的自溶酶以解决现存酵母抽提物中呈味核苷酸
含量较低、鲜度不够的问题。陈洁等人利用废啤酒
酵母生产抽提物，并发现麦芽根核酸酶在有效提高
酵母抽提物中 ,F3核苷酸等呈味物质的含量方面起
着有效作用［!.］。
国内在酵母抽提物方面的研究尚处于起步阶
段，由于其口感好，鲜度高，营养丰富等多方面的优
点，将具有广阔的前景。
# 微生物防腐剂
防腐剂是食品工业生产中最重要的添加剂之
一，添加剂的安全性始终是一个亟待解决的问题。
随着对微生物研究的不断深入，各种天然防腐剂相
继发现，这类防腐剂不仅安全无毒甚至对人体有保
健作用。常见的微生物防腐剂见表 G。
首次用于食品防腐剂的是乳酸链球素（@(+(@），
现已在食品工业中得到了广泛的应用（见表 #）。
随着人们健康意识的提高，用微生物防腐剂代替
化学防腐剂已成为食品保藏技术的发展趋势，对各种
微生物防腐剂抑菌物质的鉴定，抗菌谱的确立，食品
毒理学分析等将成为研究的重点。另外，通过生物工
程技术对抑菌物质的遗传调控进行研究，不仅具有理
论意义而且有广泛的应用前景。在应用微生物防腐
剂时可以同时使用几种或与来自动植物的防腐剂配
合使用，利用他们之间的协同效应增强效果。
.//#年 :月 张瑞玲等：微生物在食品工业中的热点应用及其进展 ·!!·
万方数据
! 微生物增稠剂
增稠剂作为一种添加剂在食品工业中广泛应
用，传统的增稠剂多为植物胶和海藻胶。由微生物
发酵生产胞外多糖作为增稠剂因其资源广泛、安全
无毒、理化性质优越等特性越来越代替传统的生产
得到广泛重视与深入研究。常见的微生物增稠
剂［!" # $$］见表 %。
表 & 常见的微生物防腐剂
’()*+ & ,-..-/ .012-)0(* 32+4+25(605+4
种 类 举 例 作 用 参考文献
细菌素 乳酸菌细菌素 能有效抑制革兰氏阳性菌，如肉毒梭状杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯
特氏菌，尤其对产孢子的枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等有很
强的抑制作用。据报道，7040/与 89’:或表面活性剂结合后，其抗
菌谱可以扩展到革兰氏阴性菌。
!&
片球菌素 乳酸片球菌、啤酒片球
菌和戊糖片球菌素
对李斯特氏菌具有强烈的抑制作用。主要通过抑制 :’;的合成，破
坏营养物质运输系统，从而引起细胞死亡。
!<，!%
嗜杀酵母 酿酒酵母的 =!毒素 能够造成细胞质膜的离子泄漏，从而杀死菌体。 !>
链霉菌素 纳他霉素 能够破坏真菌细胞壁导致细胞内容物外溢，造成菌丝不能生长。 !?
食用菌 浓香乳菇 除具有增强免疫力，调解人体机能，抗肿瘤等功效外，也具有抑菌作用。 !@
表 < 乳酸链球菌在食品工业中的应用
’()*+ < ’A+ (33*01(60-/ -B /040/ 0/ B--C 0/CD4620+4
应用领域 参考剂量 作 用
乳制品 ! # !E .F G HF 降低灭菌温度缩短灭菌时间
罐头食品 $ # $I% .F G HF 酱菜罐头中可降低食盐用量
植物蛋白食品 !E .F G HF 延长保质期
肉制品 EI& F G HF 改善肉制品的色泽和风味，降低亚酸盐用量，抑制腐败菌生长
啤酒工业 !EE JK G .L（$I% .F G HF） 提高啤酒的生物稳定性；降低热处理时间和温度，减少或避免巴氏杀菌所带来
的“杀菌味”和“老化味”，增加啤酒的新鲜度；可用于发酵设备的清洗
表 % 常见的微生物增稠剂
’()*+ % ,-..-/ .012-)0(* +M-3-*N4(11A(20C+4
种 类 菌种来源 特 性 生 产 关 键
黄原胶 M(/6A(/ FD. 黄单胞杆菌 具有很好的兼容性，良好的分散作用和
高粘性等各种优良特性
进行优良菌种的选育及提取工艺的研究
结冷胶 F+**(/ FD. 多沼单胞菌 用量低，应用 3O 值范围广，热稳定性
高，透明度高，香气释放能力强等优点
寻找更加廉价的发酵原料，利用现代生物技
术筛选高活性的菌株
茁霉多糖 3D**D*(/ 出芽短梗霉 易溶于水、安全、无毒、粘度低，胶粘性
强、成膜性好
发酵生产茁霉多糖时会同时产蓝色色素，工
艺技术中避免多色素生成的研究
随着生物技术的飞速发展，如果能采用基因工
程的手段将微生物多糖生产菌种中的产胶基因导入
到新的菌株中，增加产胶基因拷贝数，将会使多糖的
产量成倍增长，那将会为微生物增稠剂的生产带来
根本性的革命。
" 微生物油脂
传统的食用油脂主要来源于动植物。微生物油
脂以其独特的优势在当今工业生产高速发展以及世
·!$· 生物加工过程 第 $卷第 &期
万方数据
界人口不断增加，食用油脂呈现出供不应求的情况
下，具有着很大的应用潜力。微生物油脂是微生物
生命活动过程中的代谢产物，将微生物在一定的条
件下培养，便可在其菌体内产生大量的油脂。
!!亚麻酸（"#$）是一种对人体具有重要生理功
能的不饱和脂肪酸，传统上，"#$主要从月见草种子
油中提取，随着发现微生物菌丝体脂肪中含有 "#$
以后，开辟了 "#$生产的新局面。%&&’年黄建中［()］
等人以深黄被孢霉 $*)+)%,%-为出发菌株，经紫外、硫
酸二乙脂、亚硝酸胍复合诱变处理后，进行了 .- #发
酵罐发酵，菌体油脂含量达 /&+(0。(--)年陈波［(,］
等人采用抗性筛选法，经紫外线诱变处理，获得一株
生产性能比出发菌株显著提高的突变株 1’-，其油脂
产率达 %(+)2 3 4 #、"#$产率达//%5’ 63 4 #。
利用微生物发酵方法，把使用价值较低的农副
产品和食品工业的废弃物转化为食用油脂的研究，
开辟了工厂化生产油脂的新途径。如今人们已开展
了多种微生物油脂的研究，并取得了一定进展，但在
菌种选育、提取工艺、实现大规模工业化生产等方面
仍需要作进一步深入研究。
! 结束语
随着生物技术的飞速发展，利用基因工程对微
生物进行菌种改造从根本上解决发酵食品生产工艺
中的问题，已在食品工业中开展试用。中科院微生
物所与青岛啤酒集团正在联合研制构建具有熟化期
短、絮凝性强等优良特性，又保持原有口味的青岛啤
酒酵母工程菌。将生物技术应用到食品工业必将对
中国食品行业的发展产生重要的影响。
功能性食品及食品添加剂等各方面的生产都将
与微生物紧密相连，微生物将为食品工业的发展开
辟更广泛的前景。微生物在食品工业中的应用也远
远不仅如此，今后将会发挥越来越重要的作用。
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