乳酸菌在食品工程中的应用探究

引言：

乳酸菌作为一类重要微生物，在食品工程领域占据关键地位。它能利用碳水化合物发酵产生大量乳酸，这一特性使其在食品发酵、保鲜与品质提升等方面发挥着不可替代的作用。随着人们对食品品质与安全要求的不断提高，乳酸菌凭借其独特优势，如改善食品风味、质地，延长保质期，促进人体健康等，在各类食品生产中得到日益广泛的应用。深入研究乳酸菌在食品工程中的应用，对于推动食品工业发展、满足消费者需求具有重要意义。

一、乳酸菌的特性与分类

1.1 乳酸菌的特性

乳酸菌是革兰氏阳性菌，厌氧或兼性厌氧，在无氧环境下能高效利用糖类发酵产生乳酸，此特性奠定其在食品发酵中的核心地位。乳酸菌生长繁殖对营养要求较高，需要多种氨基酸、维生素、核苷酸等生长因子，适宜生长温度一般在 30-40°C ， pH 值在 5.5--6.5 之间。多数乳酸菌耐酸能力强，能在酸性环境中良好生长，这一特性使其在发酵酸性食品时具有明显优势，能有效抑制有害微生物生长，保障食品的安全性和稳定性。

1.2 乳酸菌的分类

乳酸菌种类繁多，依据细胞形态、代谢途径及生理生化特性等，主要分为乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、乳球菌属等。乳杆菌属是乳酸菌中种类最多的属，细胞形态多样，在发酵食品中应用广泛，像德氏乳杆菌保加利亚亚种常用于酸奶发酵；双歧杆菌属是人体肠道内重要有益菌，具有调节肠道菌群、增强免疫力等保健功能，常添加于功能性乳制品中；链球菌属中的嗜热链球菌也是酸奶发酵常用菌种，与保加利亚乳杆菌共生发酵，赋予酸奶独特风味和质地；乳球菌属在乳制品和发酵肉制品中应用较多，例如乳酸乳球菌能参与奶酪发酵，提升奶酪品质和风味。

二、乳酸菌在食品工程中的具体应用

2.1 在乳制品中的应用

酸奶是乳酸菌发酵乳制品的典型代表。在酸奶制作过程中，常用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合发酵。保加利亚乳杆菌产酸能力强，能快速降低牛奶 pH 值，使蛋白质凝固；嗜热链球菌则产生多种风味物质。研究表明，合理调整两种菌比例，能优化酸奶质地、酸度和风味。乳酸菌在奶酪制作中起着关键作用。在奶酪发酵阶段，乳酸菌发酵乳糖产生乳酸，降低pH 值，促使牛奶中酪蛋白凝固，形成凝乳。不同种类乳酸菌参与奶酪发酵，赋予奶酪不同质地和风味。在奶酪成熟阶段，乳酸菌及其代谢产物继续参与奶酪风味和质地的形成，对提升奶酪品质至关重要。

2.2 在发酵肉制品中的应用

乳酸菌在发酵香肠制作中应用广泛。发酵初期，乳酸菌利用原料肉中的碳水化合物发酵产酸，降低体系 pH 值，抑制有害微生物生长繁殖，保障产品安全性。同时，乳酸菌代谢产生的有机酸、细菌素等物质，能抑制肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌生长，延长香肠保质期。在发酵过程中，乳酸菌还参与风味物质形成。它能分解蛋白质和脂肪，产生氨基酸、脂肪酸等小分子物质，这些物质进一步发生化学反应，生成醛、酮、酯等风味物质，赋予发酵香肠独特风味。在火腿发酵过程中，乳酸菌同样发挥重要作用。乳酸菌发酵产生的酸性环境，有助于火腿中蛋白质水解和脂肪氧化，形成独特风味和质地。乳酸菌代谢产生的酶类，如蛋白酶、脂肪酶等，能分解火腿中的大分子物质，产生小分子氨基酸、脂肪酸等，这些物质不仅是风味前体物质，还能改善火腿质地，使其更加鲜嫩多汁。

2.3 在发酵蔬菜制品中的应用

泡菜是乳酸菌发酵蔬菜制品的常见类型。在泡菜制作时，蔬菜表面天然存在或人工接种的乳酸菌，利用蔬菜中的糖分发酵产生乳酸，使泡菜具有独特酸味和脆爽口感。乳酸菌发酵产生的乳酸能降低泡菜 pH 值，抑制有害微生物生长，保证泡菜安全性。同时，乳酸菌在发酵过程中还会产生多种维生素、氨基酸等营养物质，提高泡菜营养价值。酸菜发酵主要依靠乳酸菌。在酸菜发酵初期，乳酸菌利用蔬菜中的糖类迅速繁殖产酸，随着酸度增加，抑制其他杂菌生长，形成以乳酸菌为主导的发酵体系。乳酸菌发酵产生的乳酸和其他有机酸，赋予酸菜独特风味，同时增强酸菜抗氧化能力，延长保存期。在酸菜发酵过程中，控制好乳酸菌接种量、发酵温度和时间等条件，对保证酸菜品质至关重要。

2.4 在烘焙食品中的应用

酸面团发酵是乳酸菌在烘焙食品中应用的重要方式。酸面团中乳酸菌发酵产生乳酸等有机酸，降低面团 pH 值，改变面团理化性质，增强面团筋力和持气性，使烘焙出的面包具有独特风味和质地。乳酸菌发酵产生的有机酸还能与面粉中的矿物质结合，提高矿物质生物利用率。此外，酸面团中的乳酸菌及其代谢产物能抑制面包中霉菌等有害微生物生长，延长面包保质期。在面包制作中添加乳酸菌制剂，可有效改善面包品质。乳酸菌产生的多糖等黏性物质，能增强面团黏性和弹性，改善面团加工性能，使面包体积增大、质地柔软。乳酸菌代谢产生的挥发性风味物质，如醇类、酯类等，赋予面包独特香气。

三、乳酸菌在食品工程中应用的前景展望

随着食品科学技术不断发展和消费者对健康食品需求日益增长，乳酸菌在食品工程中的应用前景广阔。未来，乳酸菌在食品工程中的应用将呈现多元化趋势。在开发新型功能性食品方面，将进一步挖掘乳酸菌益生功能，开发具有调节血脂、血糖、血压，抗氧化、抗肿瘤等功能的食品。例如，筛选具有特定功能的乳酸菌菌株，添加到乳制品、饮料、烘焙食品等中，满足不同消费群体健康需求。在优化食品发酵工艺方面，利用基因工程、代谢工程等现代生物技术，对乳酸菌进行改造，提高其发酵性能和产酸能力，缩短发酵周期，降低生产成本。同时，开发新型发酵技术和设备，实现乳酸菌发酵过程精准控制，提升食品品质和稳定性。

结语：

乳酸菌在食品工程中应用广泛，对提升食品品质、风味、安全性和营养价值具有重要作用。从乳制品到发酵肉制品、发酵蔬菜制品，再到烘焙食品，乳酸菌在各类食品生产中发挥着不可替代的作用。随着研究不断深入和技术不断进步，乳酸菌在食品工程中的应用将更加深入和广泛，为食品工业发展带来新机遇，也将为消费者提供更多优质、健康、美味的食品。

参考文献：

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