目前,与酒、醋、酱油等大众发酵产品相比,酵素食品的研究尚处于起步阶段,现有研究多侧重于酵素食品的功能特性,而对与之相关的微生物和功能物质少有报道。因此,我们今天就看看酵素食品加工中重要微生物和优势微生物在其可控发酵中的应用,并从物质角度诠释酵素食品的功能特性。
酵素加工过程中的微生物及其菌落变化
酵素食品本质上是一个复杂的多元发酵体系,其微生物主要来源于原料本身和加工环境,其中,部分微生物快速生长并成为加工体系的重要微生物。
虽然酵素食品与传统发酵食品不同,但是传统食品体系仍是酵素食品微生物挖掘的重要来源,对这些传统发酵食品中的微生物进行研究是酵素食品开发应用的基础。世界各国学者对传统发酵饮料及酵素食品开展了许多微生物多样性研究。众多研究表明,酵素食品在传统加工过程中微生物种类繁多,其优势微生物主要集中在乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等,这些微生物之间此消彼长,对产品风味和活性物质形成起到重要作用。酵素食品加工过程中的微生物形成与原料、加工工艺、加工环境有着密切的关系。来源于原料的微生物在发酵前期占据主导地位,如葡萄表层存在大量的野生酵母菌,高糖环境有利于其快速生长,成为发酵体系的优势菌群。同时,高糖环境也有利于乳酸菌生长繁殖,代谢生成乳酸,降低发酵体系的pH值,由此抑制其他微生物生长而成为优势菌群之一。随着发酵进程,酵母的代谢产物又提供了醋酸菌发酵的底物,醋酸菌从而得到生长。
优势微生物在酵素食品中的应用
近年来,食品研究者开始将优势微生物引入到酵素食品加工中。优势微生物的添加,可在酵素食品加工体系中快速构建出有益的微生物生态,抑制腐败菌、致病菌等杂菌的生长,同时可以通过生物转化作用形成高活性产物和风味物质。
乳酸菌是酵素食品中应用最广泛的益生菌发酵菌种,酵母菌亦被应用于酵素食品的加工。而近年来,科研工作者开始着重于多种优势微生物共同发酵生产酵素产品。乳酸菌、酵母菌、醋酸菌以及复合菌的引入可明显提高酵素食品的风味和功能特性。乳酸菌可降解原料中的不溶性膳食纤维形成可溶性膳食纤维,并生成短链脂肪酸,有助于结合态的多酚类物质和风味物质释放,同时代谢产物乳酸的形成也在一定程度上改变了产品风味。酵母菌可分泌丰富的蛋白酶、淀粉酶,增加酵素食品的营养价值,且发酵形成的乙醇可能进一步形成酯类物质,有利于风味物质改善。醋酸菌的作用主要体现在形成醋酸,且可与低级醇发生酯化形成风味物质。
酵素食品的功能特性
酵素食品中含有丰富的营养成分和生物活性成分,由于加工原料和加工工艺的差异,其功能性质各具特点,但一般都具有抗氧化作用,且在心血管疾病、肥胖、肝损伤、糖尿病等疾病上具有一定的预防治疗效果,但相关机理还需得到深入研究。
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1
消除自由基、抗氧化
目前,市场上酵素食品多表现出较强的抗氧化作用,这也是酵素食品的重要功能性质。柠檬汁酵素、蓝莓酵素、石榴酵素等可明显清除DPPH自由基、ABTS自由基、超氧自由基、羟基自由基等。这主要是因为酵素食品,尤其是水果源酵素食品,多含有丰富的酚类物质,且其加工过程中可能形成超氧化物岐化酶、谷胱甘肽过氧化物酶。
2
预防与心血管、肥胖相关的疾病
蔬菜源酵素食品含有丰富的不溶性膳食纤维,可降解形成可溶性膳食纤维或低聚糖,具有益生作用,通过调节结肠微生物生长达到降低血脂、体脂等效果。
3
保护和修复肝脏
多数酵素食品含有多酚物质和抗氧化酶,表现出较强的抗氧化性,可降低导致肝细胞损失的氧化应激反应,从而起到保护和修复肝细胞的作用。
4
减缓糖尿病
蔬菜酵素等可明显抑制葡糖苷酶活性,提高机体的葡萄糖耐受性。
酵素食品趋势
我国的发酵食品行业已取得了一定的发展,但是酵素食品仍发展滞后。目前,科研人员已经对发酵食品中的微生物做了大量的研究工作,但其微生物群落结构与功能并未得到全面分析,许多功能性食品微生物并未得到开发和应用。正确地理解食品加工和成熟过程中的微生物过程,进行可控发酵,既可以提高发酵效率,又能稳定产品质量,有助于深化酵素食品行业的技术改进。传统发酵工艺中,以高盐、高糖为特点的发酵体系虽然提高了产品的风味,但在提高抗氧化性和抑菌性等生理活性方面远不及酵素食品。
酵素食品更符合现代人生活特点,酵素食品及其中功能性物质的变化和提取,为开发功能性食品提供了广阔空间。从物质角度深入阐释酵素食品的功能特性,既有利于消费者正确认识酵素食品,也有利于生产开发人员筛选出适宜的原料以开发高活性的酵素食品。
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