食品应用领域的多面手—— 酵母(上)

2019-04-07 11:37:59来源: 中国食品报网

  酵母是人类运用最早的微生物,也是世界上产量最大的微生物。酵母菌的种类繁多,目前已知的文献及报道中,已被描述的酵母就有100多个属,1000多种。随着现代生物技术的进步,酵母菌的应用已拓宽至多个领域,从最早在发酵食品、酿酒等工业中的传统应用,延伸至酒精工业、石油化工、营养健康、微生物营养、动物、植物营养等多个领域。

  常见的重要菌属包括酵母菌属、裂殖酵母属、汉逊酵母属、毕赤酵母属、假丝酵母属、球拟酵母属、红酵母属等。这些酵母菌属在生长、繁殖、代谢、形态学特性上具有较大差异,目前被人类利用最早、与人类关系最为密切的就是酵母属,其中,酿酒酵母菌种应用最为广泛。

  酵母在食品发酵领域的应用

  在食品工业方面,酵母被广泛用作人类主食面包、馒头、包子、饼干糕点等食品的优良发酵剂和营养剂。酵母利用原料中的葡萄糖、果糖、麦芽糖等糖类及淀粉转化后的糖类进行发酵,产生二氧化碳,使面团体积膨大、结构疏松,改善面包和馒头的风味。酵母中的酶催化面团中的各种有机物发生反应,将结构复杂的高分子物质变成结构简单、相对分子量较低且易被人体直接吸收的营养物。酵母本身蛋白质含量高,且含有多种维生素,可增加面包和馒头的营养价值。

  在实际发酵食品的应用过程中,酵母根据含水量的不同可分为干酵母、半干酵母和鲜酵母,也可根据耐糖性能的不同分为耐高糖酵母和低糖酵母,高糖酵母适合于加糖的面团中使用,甚至在30%糖浓度时酵母仍然具有很好的发酵能力;低糖酵母适合做无糖或加糖量很少的馒头、欧式主食面包等发酵食品,在没有糖的面团中具有极佳的发酵能力。高糖酵母和低糖酵母的区分,目的在于使酵母在各自不同的环境中都能充分产气,使面团最大限度地发酵膨胀,做出优质产品。

  酵母在酿酒领域的应用

  酿酒具有悠久的历史酒种繁多,如黄酒、白酒、啤酒、果酒等,均是采用酵母菌利用不同原料在不同酿造工艺条件下生产而成。

  在啤酒酿造工艺中,酵母菌种是影响啤酒质量的关键因素。它决定了啤酒中的酯类、醇类、醛类、双乙酰等风味物质的形成,也决定了发酵时间的长短及酒精产率情况。白酒是我国特有的发酵蒸馏酒,以高粱、小麦、大米、玉米等为原料。首先用酵母、毛霉、曲霉、根霉等的曲种,与经过粉碎、浸泡、蒸煮的原料混合,使其中的淀粉糖化,再由酵母发酵产生酒精,白酒酿造过程中伴着多种微生物之前的相互作用,白酒酿造过程中也会产生多种醇类和酯类物质,因此形成了不同风味和品质的白酒。近些年的研究热点,也集中于不同微生物之前的互作效应及酵母菌的代谢特点。在葡萄酒酿造技术中,为获得优质葡萄酒,充分发挥不同品种葡萄的优良品质,需要不断持续地选育优良性能的葡萄酒酵母,如降酸酵母、高产甘油酵母、耐低温酵母、快速酿造酵母等。

  此外,酵母还广泛应用于工业酒精的生产,酒精是重要的化工原料,因其所用的原料是食品以及食品加工的废弃物,而且生产的酒精又用于微生物的培养、食品工业的消毒、燃料等。生产酒精的原料包括薯类原料、谷物原料、糖类原料、野生植物原料等。把这些原料中的糖类物质经过处理转化成可发酵性的糖,利用纯种酵母(酿酒酵母)进行厌氧发酵,再经蒸馏将酒精分离出来。酒精工业生产使用的酵母必须具备以下品质:繁殖速度快,增殖能力强;能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发酵;耐温性能好,能在较高温度条件下进行繁殖和发酵;有抗杂菌能力;耐酸性强;生产性能稳定,变异性小;发酵时产生泡沫少。

  因为薯类、谷物、糖类等原料发酵酒精成本高,而且这些资源有限,为了利用这些原料生产对人类更有用的食品,国内酒精的生产转向利用秸秆等废弃物发酵。秸秆中主要是木质纤维素,木质纤维素的水解物主要是木糖和葡萄糖,通过筛选或基因改造,得到能同时代谢五碳糖和六碳糖的高效产乙醇菌株,成为提高实际工业生产过程中发酵原料利用率的关键之一。

  酵母在营养健康领域的应用

  食用酵母是一种无活力、干燥的死酵母,含有丰富的蛋白质和各种氨基酸及多种B族维生素,还含有多种矿物元素如钙、磷等,也是铁、锰等微量元素的良好来源。酵母可使微量元素由无机状态转变为有机状态,大大提升微量元素的生物利用率,并降低了毒性,提高了安全性。因此,可针对性地生产富含硒、铬、锰等微量元素的酵母粉。

  乳酸酵母和酵母属中的啤酒酵母是目前食用最为普遍的酵母,啤酒酵母中的维生素B1含量丰富。这种酵母主要用于以下人群:素食者,为他们提供人体必需的蛋白质;用脑过度者,主要是酵母中的氨基酸和B族维生素起作用;运动员,每天食用10克食用酵母,可提高抗疲劳力。老年人体内所需的赖氨酸量高于青壮年,食用酵母中赖氨酸丰富,每天食用可补充赖氨酸。除了直接食用酵母外,还可以从酵母中提取生理活性物质,如辅酶I、辅酶A、辅酶Q、细胞色素丙、卵磷脂、凝血质、谷胱甘肽和核糖核酸等,提取蛋白质和丰富的酶,加工成其他食品或保健食品。

  酵母细胞壁作为一种提升免疫力的酵母深加工产品,备受关注。酵母细胞壁中提高免疫力的物质是一种多糖——β-葡聚糖,可从面包酵母中分,离出这种物质。这种多糖是珍贵的活性免疫物质,能定向清毒、杀灭有害病毒,保持机体良好的免疫力。美国宇航局多年前已将酵母葡聚糖列为宇航员增强免疫力的食品。

  酵母β-葡聚糖能够活化巨噬细胞、嗜中性粒细胞等,因此能提高白细胞介素、细胞分裂素和特殊抗体的含量,全面刺激机体的免疫系统。酵母β-葡聚糖能使受伤机体的淋巴细胞产生细胞因子(IL-1)的能力迅速恢复,有效调节机体免疫机能。大量实验表明,酵母β-葡聚糖可提高免疫能力。这种酵母葡聚糖活化的细胞会激发宿主非特异性防御机制,故可应用在肿瘤、感染病和治疗创伤方面。经特殊工艺提取且不含内毒素的酵母β-1,3-葡聚糖在美国已认定是一种安全的物质,可添加在一般食品中。

  (中焙)


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