微生物學課程論文

課題：生物保鮮技術在食品方面的應用

姓名：

學號：

所在學院：

生物與食品工程學院

專業班級：

食品科學與工程學院

指導老師：

完成日期：

****年**月**日

生物保鮮技術在食品方面的應用

摘要：微生物多種多樣，從上個世紀起老一代的人對微生物的利用已經十分廣泛，而今人類對它的應用也涉及到各個領域，這次我們主要討論下微生物在食品保鮮技術方面的應用。因為生物保鮮材料無毒、可降解、無副作用等特點已經成為了人們關注的重點。此次文中將簡述微生物保鮮的特點，介紹微生物保鮮的一般機理及在食品保鮮中的應用，以及人們如何利用微生物這個點對食品進行儲存保鮮。

關鍵詞：微生物保鮮技術

食品

安全

應用

前言：目前，微生物保鮮是微生物在食品應用方面的一種重要領域。現在我國大部分食品安全質量的控制，食品貨架期的延長最常用的方法還是停留在機械低溫貯藏和化學藥劑處理。但是在使用中低溫貯藏耗能大、成本高、質量不是很穩定。而且像類似于茄子等這類原產熱帶、亞熱帶的果蔬是不能在低溫下貯藏，只能在亞低溫下貯藏，否則會容易發生冷害凍爛，從而造成重大損失，然而病菌在亞低溫下繁殖速度較快，導致食品在亞低溫貯藏期間通常會發生嚴重腐爛。化學制劑的種類有限，雖可較比較有效的控制食品質量，但大多數化學藥劑會對人體的健康造成危害和對農業生態的嚴重破壞，這使人們深感擔擾。采用生物制劑對食品進行貯藏保鮮，不但沒有化學制劑處理帶來的健康危害和環境污染等問題，而且生物保鮮貯藏環境小，貯藏條件好控制，處理有明確對象，處理費用低。隨著生活水平的提高，人們對食品衛生的要求越來越高。因此，食品微生物保鮮技術的研究和開發顯得更為迫切和重要。

1.現在常用食品保鮮保存方法

1.1

低溫保存

低溫環境下可以抑制微生物的生長繁殖，減緩食物的腐壞速度，但這并不能完全殺死微生物。而且在低溫儲存時要注意對溫度的控制，一般來說，溫度越低，保存的時間就越長久。但是溫度過低會造成生物組織的破壞，致使食物的營養流失。

1.2

高溫滅菌

通過讓食物經過高溫條件下處理，把大部分的細菌和酶類殺滅掉。在這程度上如果以真空、密閉、迅速冷卻處理，可以有效延緩食物的腐壞變質，延長保存時間。但高溫條件下會使蛋白質的性狀發生改變，也就改變了食物原先的營養價值。

1.3

脫水干燥

脫水干燥就是讓食物中所含的水分降到一定限度以下，讓微生物的生長環境中缺少水這一因素，這樣微生物就不容易生長繁殖，酶的活性也會受到抑制從而達到食物保鮮的效果。但是食物中的營養成分也會隨著水的流失而流失，也在一定程度上破壞了食物的營養價值。

2.生物保鮮的一般機理

從上邊介紹的現代常用食品保鮮方法中可以看出，保存方法有很大的弊端和缺陷，而生物保鮮技術則在一定程度上減少了這一方面的缺陷。而

生物保鮮技術的一般機理為隔離食品與空氣的接觸、延緩氧化作用,或是生物保鮮物質本身具有良好的抑菌作用,從而達到保鮮防腐的效果。生物保鮮物質無毒無害,可用于食品防腐保鮮。

如：殼聚糖[1]無味、無毒無害。有比較好的成膜性,對水果蔬菜而言可起到“微氣調”的作用,它可以在一定程度上抑制果蔬的呼吸,并且該膜可將食品與空氣隔離,減緩起氧化速度;

殼聚糖除此之外還具有比較好的抑菌作用,它對致病菌、腐敗菌均有一定的抑制作用;

而在殼聚糖分子中的羥基與氨基可以結合多種重金屬離子形成穩定的鰲合物,例如銅、鐵等金屬離子與其結合可以延緩脂肪的氧化酸敗。

普魯蘭多糖是無色、無味無臭的高分子物質,其可塑性極強,通過在物體表面噴霧涂層或涂抹均可緊貼物體形成薄膜,它能夠有效的阻擋氧、氮、二氧化碳。

木霉發酵液可以對果實表面分泌的抗菌物質和病菌之間的營養競爭產生抗菌作用。

茶多酚[2]可以和蛋白質進行絡合,使蛋白質的性狀相對穩定,使之不易降解;

還可以抑制微生物的生長;茶多酚除此之外還是一種優良的抗氧化劑,它可以使脂肪的氧化速度降到最低,并能夠有效清除自由基。

3.生物保鮮的特點和優點

3.1

生物保鮮的特點

化學防腐劑會對人體起毒副作用和其致癌性，已經讓人們意識到它對人體的危險性。物理保鮮存儲方法要求技術性強、設備維修比較難、成本

較高，平常小資用戶消耗不起。而生物保鮮技術的來源是生物體自身組成成分或其代謝產物,其具有無毒、無味、安全等特點。此外生物保鮮物質一般都是可降解的有機物一般都可被生物降解,不會造成二次污染。

3.2

生物保鮮的優點

(1)

保鮮范圍廣

對水產品類、糧食類、食品類、根莖類、果蔬類、肉制品類、動植物標本類等都有比較理想的保鮮成效。

(2)

成本低

例如在夏季因陰雨連綿的季節，收割含水量大的小麥無法進行晾曬，我們可以通過使用保鮮劑（每噸小麥只需0.5kg

每公斤保鮮劑的成本僅8元），從而對小麥進行儲存。

(3)

保鮮有效期長

例如使用保鮮劑保鮮已破損的薯類可以使其保鮮1年左右，而保鮮動植物標本可達數年，保鮮果蔬可達3個月至1年，根據不同品種其保鮮時間不同。

(4)

保鮮方法簡單

其不需任何電器、儀器和設備，只需將保鮮的產品裝入不透氣的保鮮袋內，將保鮮劑放入袋的下方，然后對其密封，存于干燥的地方即可。

(5)

保鮮方法靈活多變

不同保鮮劑有不同的保鮮效果，可根據不同產品選用不同類型保鮮劑。

(6)

保鮮效果好

保鮮劑不會使食物發生性狀改變，其食物的營養成分等不會流失或變性，經保鮮后的產品品質不變、口感風味不變；

其它優點

(1)

生物保鮮技術符合綠色環保要求，達到“三綠工程”，即開辟綠色通道、培養綠色市場、進行綠色消費。并能夠節約資源，減少能源的消耗，防止環境二次污染；這項技術克服了以往傳統的保鮮方法的各種不利因素和缺陷，它的問世無疑將給社會和人類帶來極大的福音。

(2)

生物保鮮劑采用了許多對人體有益的菌種，并通過以食品類為載體，添加部分天然抗氧化防腐植物和微生物，具有極強的抑菌和殺菌、降低酶活性等功效，從而達到了保鮮的目的。

4.生物保鮮技術的種類

4.1

菌體次生代謝產物保鮮

微生物的發酵受生產周期短、地域、不受季節和病蟲蟲害條件的限制。因此在微生物的次生代謝產物中研制生物保鮮劑具有良好廣闊的發展前景。

4.2

多糖類物質保鮮

細菌、真菌和藍藻類等微生物所產生的微生物多糖,因其特性具有安全無毒、理化性質獨特等而受各領域專家的關注。微生物產生大量的多糖,且容易與其菌體分離,更具這一特性可通過深層發酵實現大規模的工業化生產加工。微生物多糖現在在市面上已經作為保鮮劑、成膜劑廣泛應用于食品、制藥等多個領域。例如普魯蘭多糖是無色、無味無臭的高分子物質,其可塑性極強,通過在物體表面噴霧涂層或涂抹均可緊貼物體形成薄膜,它能夠有效的阻擋氧、氮、二氧化碳。

4.3

生物酶保鮮

生物酶的保鮮主要是通過營造一種有利于食品保鮮的環境。它可以根據不同類型食品中所含的酶的種類不同而選用相應的生物酶,使其食品中所含的不利于食品儲存的酶受到抑制,最后生物酶保鮮的作用。

4.4

利用抗菌肽進行保鮮

乳鏈菌肽的組成是由34個氨基酸殘基組成的小肽，其人們食用后在消化道內可被A-胰凝乳蛋白酶等蛋白酶所酶解,其物質不會對人體安全構成傷害[3]。除此之外乳鏈菌肽還能夠有效的抑制梭菌及芽孢桿菌的繁殖、生長;

可以使產品保存期延長4～6倍,還有利于產品的貯存和運輸。因此乳鏈菌肽在食品儲存中可作為一種無毒、高效的天然食品防腐劑。

5.生物保鮮技術在食品中的應用

5.1

生物保鮮技術在果蔬保鮮中的應用

5.1.1

菌體次生代謝產物保鮮果蔬

微生物的發酵受生產周期短、地域、不受季節和病蟲蟲害條件的限制。因此在微生物的次生代謝產物中研制生物保鮮劑具有良好廣闊的發展前景。

賴健，張渭等專家[5]研究了木霉的發酵液對茄子的保鮮作用效果，通過研究表明經哈茨木霉發酵液處理過的茄子果實，在20-25℃的貯藏溫度

下，貯藏

20天后，茄子果實仍然十分新鮮。

5.1.2

直接利用微生物菌體保鮮果蔬

雖然現在在市場上還沒有這類保鮮產品的出現，但是目前有許許多多的學者專家正在進行直接用微生物菌體對果蔬類食物保鮮的研究，劉紹軍等專家[6]對此進行了啤酒酵母菌對草莓保鮮的研究，研究結果表明，啤酒中啤酒酵母菌對草莓的后熟能夠起到推遲的效果，從而延長了草莓的腐爛周期，達到保鮮效果。

5.2

生物保鮮技術在水產品保鮮中的應用

5.2.1

酶法保鮮

酶法保鮮是近幾年水產品保鮮技術的新方法,是指利用酶的催化作用,防止或消除外界因素對水產品的不良影響,從而保持水產品的新鮮度,延長儲藏期。目前,水產品的酶法保鮮技術已經廣泛引起研究者的興趣,而且國內對這方面的研究較多。應用于水產品保鮮中的酶主要有葡萄糖氧化酶、溶菌酶、谷氨酰胺轉胺酶、脂肪酶等。

5.2.2

微生物保鮮

通常,微生物的抗菌主要是通過其產生細菌素、抗生素、溶菌酶、蛋白酶和過氧化氫以及產生有機酸來改變pH等。而在水產品中作為生物控制劑的微生物主要是乳酸菌(乳酸桿菌、Carnobacterium等)、弧菌(鰻弧菌等)、假單胞菌和芽孢桿菌等。目前，國外研究較多的是乳酸菌和假單胞菌等。

結論

隨著經濟的快速發展，人們生活水平越來越高,人們越來越注重生活質量。食品的保鮮、保存與防腐一直是顧客、商家、廠家、專家十分關注的問題。近年國外食品保鮮技術有微波殺菌,感應電子殺菌、高壓電場殺菌、核輻射殺菌、高壓低溫保藏、磁力殺菌、靜電殺菌、紅外殺菌,X射線殺菌等，其主要集中在物理方法的研究,然而,生物保鮮這一技術的研究在日本、美國正受到重視。生物保鮮技術正逐步被人們所認識，伴隨著基因工程、發酵工程、蛋白質工程和細胞固定化技術等的發展生物保鮮技術在食品的保鮮中將有巨大的發展潛力以及廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]

張志建.殼聚糖對果蔬的保鮮機理及應用[J].商品貯藏與養護,1996,94:

36-38.[2]

屠幼英.茶多酚的食品保鮮機理及應用現狀[J].茶葉科學技術,2001,2:

1-6.[3]

陳秀珠,那淑敏,還連棟.乳鏈菌肽在乳制品防腐保鮮中應用的研究[J].中國乳品工業,1999,27（2):

3-5.[4]

曾名勇,林洪,劉樹青等.海洋生物保鮮OP-Ca抗菌特性的研究[J]中國海洋藥物,2002,4:

691-693.[5]

賴健,張渭.采后茄子的生物保鮮研究[J].農業工程學報,2000,16（5）:138-140.[6]

劉紹軍,林學岷,周麗艷等啤酒酵母菌對草莓保鮮作用研究初報

[J].河北農業大學學報，1996,19（3）:72-75.