微生物食用产品介绍--谈微生物在发酵食品中的应用

微生物食用产品介绍--谈微生物在发酵食品中的应用 微生物食用產品介紹－－談微生物在醱酵食品中的應用 壹、前言 小小的微生物應用在食品的加工生產中，可以透過醱酵的過程製作出各式各 樣具獨特風味、營養豐富、美味可口的食品。例如：在造酒、製醬和醬油時，要 先以微生物做麴（常見為酵母菌、乳酸桿菌和黴菌等），控制不同的生長條件、 種類，就可以產生不同風味、用途的產品。本文將以細菌和黴菌在醱酵食品的應 用作介紹。以下則就醱酵作用的定義、功能和受影響條件概述： 一、醱酵（fermentation；原為to be boiling之意，有似沸騰起泡狀產生，如水 果酒精醱酵生成CO，但有些並無此現象）可定義為：在無任何電子接2 受者存在情形下，醣類及其相關化合物或一些有機物受微生物作用後釋 出能量之過程（王進琦，民82）。例如：酵母菌和乳酸菌。前者具備二種 代謝醣類的本領－－「有氧代謝」與「無氧代謝」，當它再有氧的環境中 生長時，利用氧氣進行呼吸作用，把糖轉化成大量能量與二氧化碳，以 快速進行細胞的生長與繁殖。而在無氧的環境下，則利用醱酵作用將糖 轉化成酒精和二氧化碳，此時只進行糖的醱酵作用轉化，而不大量生長 繁殖（劉仲康、林全信，民87）；後者則能將糖類發酵生成乳酸。 二、功能：許多食品藉著微生物的作用（某些菌種酵素直接或間接作用），使 其保存期限延長，產生獨特的風味與氣味。醱酵作用可以減少有些食品的 毒性（如peujeum），但也有可能使某些變得較具毒性（王進琦，民82）。 對一般食品而言，碳水化合物大量被糖解成乳酸，降低了PH值，及菌種 所產生的過氧化氫和二氧化碳的堆積，使得病原菌無法生長，增加了食品 的保存性（羅應桂、陳勁初，民79）。近幾年來相關研究亦指出多種醱酵 產品在醫學保健方面，具有相當功效。總而言之，醱酵能增進風味、防止 腐敗、降低毒性及增加營養價值（吳鳴鈴，民89）。 三、菌體在醱酵食品中的存在受內在與外在因素影響（王進琦，民82），例如： 天然生鮮食品（酸性、含游離醣者） 酵母菌容易生長 產生乙醇（可防止其他雜菌滋生） 植物性食品（酸性、含單醣者） 有些細菌可生長良好（如：乳酸 菌之於酸醃菜醱酵） 含多醣但少量單醣的食品 缺乏糖化酵素（amlyase） 酵母菌、 乳酸菌難以生長 需加入糖化酵素（如：大豆發酵中加入種麴koji） 貳、醱酵產品 1 一、乳製品 各類醱酵乳品採用菌種不一，有些使用單一菌種，有些使用複合菌種，因 菌種不同、菌種相互間關係不同，製程條件相異，而有各種不同特色的產 品（羅應桂、陳勁初，民79）。 （一）乳酪、酪奶與酸乳油 這些食品常是在低溫消毒處理過的乳油或牛奶中接種乳酸麴。 1.製造乳酪時接種菌體（S. lactis、S. cremoris、L. citrovorum），以12－16 ?培養24小時，行乳酸醱酵，酸化的乳油被攪動以生成乾酪，再經攪 拌清洗、加鹽及煉壓製成。產品中含有diacetyl、acetyl、methyl、carbinol 等化物，具芳香味（王進琦，民82）。 2.乳酪奶是將牛奶保持在乳油被攪拌後的狀態以製成乳酪，而商業產品則 多以乳酸麴或是乳酪奶種麴種入脫脂奶中，保持至變酸。將生成之凝乳 震盪打成細顆粒狀，即「醱酵乳酪奶」（cultured buttermilk）。製造所利 用的菌株是產酸速率較慢的。 3.醱酵酸乳油（cultured sour cream）常以醱酵的低溫消毒處理及均質過的 淡乳油加乳酸麴製成，具乳酸味、奶油香及diacetyl的味道（王進琦， 民82）。製造所利用的菌株是產酸速率較快的。 （二）yogurt 是含乳酸菌的juice type乳酸飲料，主要以Streptococcus thermophilus 及L. bulgaricus以1：1至3：1之間比例做種麴製成（王進琦，民82）。 Streptococcus thermophilus及L. bulgaricus同為耐熱的同型醱酵菌。 乳酸菌 脫脂乳 殺菌 冷卻 醱酵 冷卻（0~5?） 凝乳打碎 均質化 冷卻 瓶裝、冷藏 （45?、14小時） 殺菌、冷卻 ＊砂糖、安定劑、人工甘味劑 香料 （三）酸奶（acidophilus milk） 用L. acidophilus菌種,接入殺菌過的脫脂奶中醱酵，置於37?培養至形 成平滑狀凝乳（smooth curd）而成。 （四）乾酪（cheese） 牛乳先經62~63?殺菌，迅速冷卻至30~35?，將1~2?乳酸菌種麴接 入，30?下行乳酸醱酵，在酸度0.18~0.2?時添加乳脢（rennin）即成凝 乳，凝乳攪拌經壓搾、鹽漬、熟成可得（王進琦，民82）。（因Streptococcus thermophilus較一般乳酸菌種麴具抗熱性，故用於煮過之凝乳形成酸性 者，也可用S. thermophilus與S. lactis混合。） 2 二、肉與魚製品 （一）香腸與火腿 自古至今國內外此類食品種類繁多，製程及菌種各異。以金華火腿製程 為例：利用青黴菌和麵麴對原料進行一定的處理，其中會產生一些代謝 產物－－酯類物質，使得金華火腿香噴可口（鄭一書、鄭翠芳，民87）。 （二）魚露 先加鹽於未取出內臟的魚體中（鹽：魚＝1：3），移至醱酵槽（混凝土 製成者），並做成碎肉狀或放入陶壺中，在醱酵槽中或陶壺填滿後密封 六個月，使其液化（液化的部分原因是魚體中的蛋白質脢的作用），再 過濾得此液體，移至陶製容器內，在陽光下熟成1－3個月，最後產物 成亮黑褐色，具特殊風味。從對醱酵的泰國魚露的研究發現在16個月 的醱酵期間，PH值從開始6.2到最後升至6.6，NaCl含30?，且耐鹽 性好氣產孢菌較佔優勢，如Bacillus licheniformis、B. cereus、B. pumilus； 而Streptococci、Microcci及Staphylococci較少，這些菌體與Bacillus sp. 均可促成風味（王進琦，民82）。 （三）柴魚 鰹魚 洗淨 去頭、內臟，洗去污血 去背皮、背鰭 去脊骨 蒸煮 放冷 拔骨 烘乾 整形 烘乾（視魚之大小決定烘乾次數） 修整 日曬 經多次發 黴＊ 分級包裝 成品 ＊ 約7－10天，第一次發黴（青綠色），再日曬，刷去菌絲，再 裝箱經第二次發黴（灰色），如此反覆4－5次。 主要之作用黴菌為Aspergillus sp.柴魚因含水量低，故利於保存，且其 蛋白質優於一般家禽（畜）肉。 三、植物性製品 （一）酸醃菜（sauerkraut） 是為甘藍菜的乳酸醱酵產品，其製造過程受多重微生物作用變化，主要 作用菌－－Leuconostoc mesenteroides、Lactobacillus brevis、Pediococcus cerevisiae、Lactobacillus plantarum、Streptococcus faecalis等革蘭氏陽性 菌，不生孢子、不還原硝酸鹽、不液化動物膠（gelatin）、厭氣（王進 琦，民82）。在裝桶初期，細菌、黴菌與酵母菌利用空氣生長，直到桶 內空氣為好氣菌消耗殆盡，乳酸菌開始發展，而後總酸度快速增加，醱 酵完成時，以不產生氣體的同質醱酵菌（Lactobacillus菌屬）較佔優勢。 期間各種不同的微生物將菜中可醱酵的糖轉變為乳酸、酒精、醋酸和二 氧化碳，而酒精和酸所形成的酯類（ester），提供特殊風味（flavor）。 （二）醃漬蔬菜（pickle） 3 醃漬使蔬菜細胞活力消失，內外液體易於進出；減少水含量，使風味易 達成及利於保存；調味熟成。常見的此類食品（王進琦，民82）： 1.雪裡紅 清洗 切段 加鹽醃漬（鹽約5?，魚醃漬期間分3次添 加，第1次2.5?，然後上下攪拌揉捻，第2次1.25?，第3次 1.25?） 裝缸 醱酵 2.醬瓜 以黃瓜或其他瓜類為原料經鹽漬、切條、漂水、壓搾後，醃於醬油中 製成。以混合麴製成者，主要菌種為Leuconostoc mesenteroides、 Streptococcus faecalis、Pediococcus cerevisiae、Lactobacillus brevis及 Lactobacillus plantarum，其中以Lactobacillus plantarum最為重要（與 酸醃菜相似）。 3.冬菜：以大白菜、甘藍菜為原料。 選別 清洗 切割 日曬（約3－4小時翻面一次使 失水約80?） 揉鹽及加味（10?NaCl、10?大蒜） 裝缸（壓實、越緊越好） 初醱酵（置於日光可照到，雨 水不到處） 包裝 封口 後醱酵 成品 4.榨菜：以大芥菜為原料。 選別 日曬（倒立曝曬，使菜葉萎凋） 鹽醃（鹽10－ 15?） 醱酵（乳酸醱酵，避免日曬風吹） 成品 5.福菜：以大芥菜為原料。 選別 切割 日曬（使蒸發菜頭內部水分，鹽漬後， 水分滲出時，再行曝曬） 鹽漬（5?NaCl，鹽漬期間用 小刀拉去粗糙纖維（即「看筋」），越完全可得越佳品質） 壓搾 調味 裝缸（壓實、越緊越好） 醱酵、 貯存 成品 （三）水果製品 1.醃橄欖 除醱酵較慢，餘與酸醃菜類似。醱酵過程中期以乳酸菌較佔優勢， Leuconosyoc mesenteroides及Pediococcus cervisiae為較早出現的優勢 菌，而後為Lactobacilluus plantnarum及L. brevis（王進琦，民82）。 綠橄欖 1.6－2.0?鹹液（依其種類而定）處理 放置4 －7小時（21－24?下） 除去苦味雜質 以浸泡水洗 除去鹹液 置入橡木桶中鹽漬（28－30?salinometer） 接入L. plantarum，醱酵6－10個月（最後PH為3.8－4.0，酸度 （乳酸）為1?） 2.其他：李子、梅子、桃子、芒果、鳳梨、甜豆……等。一般製程： 選別 洗滌 去皮（或削邊） 切割（切片、或切條 4 或切塊） 醃漬（作用主要是防腐、使乳酸醱酵、硬化果肉 組織、減少果實含水分及增加風味） 加亞硫酸 漂水 （除去過多的鹽或亞硫酸鹽） 去核 醣漬 調味、 著色、整型 乾燥 成品（王進琦，民82） （四）大豆製品 許多生大豆具有營養阻害物質，大部份經過浸泡、清洗、蒸煮能去除， 而醱酵作用則有利於分解大分子物質和營養阻害物質，增加易消化性， 增進可利用率，提高營養價值，有助於健康。一般醱酵大豆食品中可分 不加鹽或加少量鹽及加大量鹽兩類，前者如納豆、臭豆腐、醱酵豆奶等， 此類製品醱酵較快，不易保存，需立即食用或再加工保存；後者如醬油、 味增、豆腐乳等，此類製品醱酵慢，易於保存（吳鳴鈴，民89）。 1.醬油： 黃豆或豆類及麵粉混合後，接入Asp.oryzae或Asp.soyae培養3天，此期間可生大量的醱酵醣、氨基酸，此為製造醬油麴（koji）。覆有真菌之產品加入18?NaCl，於室溫下培養至少一年（培養moromi），最後所得之液體即為醬油。培養moromi期間，乳酸菌（尤其是 Lactobacillus delbrueckii）及酵母菌（如Saccharomyces rouxii）行厭氧醱酵，以得較佳品質的醬油。在醱酵過程中，微生物之作用如下： 細菌：主要是Bacillus sp.、酪酸菌、醋酸菌、乳酸菌等，其具有分解 蛋白質及醣類的能力，有助於醬膠熟成。其中乳酸菌可使PH下降以抑制雜菌生長。 黴菌：為醬油麴之主要菌體，可分泌蛋白質及醣類的分解酵素，前者 主要是促成醬油的鮮味；後者可使原料黃豆、小麥轉變為單醣，以利 酒精之形成。 酵母菌：主要是耐滲透性的Zygosaccharomyces、Saccharomyces、Pichia、Torula等。其中最重要的是S. rouxii，行酒精醱酵為主，亦可 生成琥珀酸、乳酸、醋酸等副產物（王進琦，民82）。 2.豆腐乳 早在2000年前前漢淮南王劉安時代即有，可分為醃漬及黴腐乳二 種。前者是經鹽漬、日曬、蒸熟、風乾後加入調味料密封熟成；後者 則是經黴菌之作用，其製程如下（王進琦，民82）： 黃豆 水洗 浸泡 磨漿 煮沸 冷卻至50 ? 加沉澱劑 壓搾去水 製成豆腐 風乾（100 ?、10－20分鐘） 接入黴菌（Mucor hiemalis、Mucor silvaticuus、Rhizopus chinensis） 醱酵 鹽漬熟成 成品 醱酵期間微生物作用（王進琦，民82）： 5 ◎糖化作用：多醣類 單醣類 形成甜味 ◎ 蛋白質分解作用：蛋白質 氨基酸 鮮味 熟食鹽 鹹味 成 ◎有機酸醱酵：醣類、蛋白質 有機酸 酸味 ◎酒精醱酵：單醣類 酒精（醇類） 芳香酯味 3.味增（miso） 以混合或蒸熟或烹煮過脂黃豆再加入種麴及NaCl，醱酵4－12個月製成（白味增（white miso）或甜味增（sweet miso）常只醱酵一週），若要生成高品質暗棕色產品（Aka miso），則需2年（王進琦，民82）。 4.臭豆腐 以開放自然醱酵法製造的臭滷水來浸泡豆腐而成。其中臭滷水之原料 各地略有不同，如以莧菜、毛筍、豆腐、食鹽等新鮮材料經自然醱酵 成醱酵液，或以鹹菜液（或添加蝦仁）及鹹蛋漬液等混合液作為臭滷 水。其中微生物種類複雜，所分離的菌株以Bacillus屬細菌為主。豆腐浸泡於臭滷水中，除了部分由醱酵液中所含之微生物及酵素進行作 用外，主要是由臭滷水中各成分滲入豆腐內，成為其特殊風味（賴敏 男，民66；李淑芬等，民88；吳鳴鈴，民89）。 5. 醱酵豆奶（fermented soybean milk） 在豆奶中添加一些營養物質後接種乳酸菌，使用的乳酸菌與醱酵乳製 品的菌種相同，例如：Streptococcus thermophilus、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus bulgaricus、Lactobacillus casei等（Rao et al., 1986；吳鳴鈴，民89），甚至有嘗試使用Bifidobacterium來醱酵的（Kamaly, 1997；吳鳴鈴，民89）。 6.納豆（natto） 利用納豆菌（Bacillus natto）將蒸煮大豆快速醱酵而成，在醱酵期間， 納豆菌所分泌之蛋白質分解酵素，可將大豆蛋白質適當的水解，使醱 酵後的大豆較易被消化與吸收。同時，維他命B、B增為先前數倍，12不僅如此，食用納豆能溶解血栓、抗氧化、預防骨質疏鬆、治療痢疾 與腸炎。目前在日本的工業化生產，是將整粒大豆浸泡、蒸煮，於溫 度80~90?時接種納豆菌孢子，裝入小罐中，蓋緊，在室溫40?的發酵室中，納豆品溫在50?左右，醱酵時間為14~18小時，醱酵完成之納豆應冷藏於2~7?，可保存4天左右（吳鳴鈴，民89）。 7.豆鼓 雖然各種不同產品因不同製造 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 而形式各異，但其基本製程相近： 將黑豆（或黃豆）經浸泡、蒸熟、冷卻、製麴、洗麴（為了除去豆子 表面菌絲及其他物質，以防苦味及豆粒相黏）、醱酵、鹽醃、淋水（水 豆鼓）或乾燥（乾豆鼓）等過程（王麗雪等，民86；吳鳴鈴，民89），則可得到味美醇香的料理調味聖品。 6 （五）酒類 造酒的主要菌種為酵母菌和黴菌。前者可在無氧的條件下，將原料中的 糖分解，醱酵轉化成酒；而後者可以糖化澱粉，及助酵母菌發酵產生酯 類，提供特別的香味。古今中外，美酒種類繁多，數不勝數，應用酵母 菌和黴菌種類不同而得，以葡萄酒為例：當葡萄置入酒桶中搾汁時，原 先附著在葡萄皮的酵母菌便開始利用果汁中的糖分，快速進行有氧呼吸 作用以生長繁殖，直到酵母菌達到某一濃度時，桶中的氧氣也逐漸消耗 殆盡，酵母菌便開始轉換成另一種代謝方式－－進行無氧的酒精醱酵作 用（劉仲康、林全信，民87）。 （六）飲料 1.西打（cider） 為天然酵母菌作用於蘋果汁的天然醱酵者。製造時，先選別、清洗、 磨成漿，再搾汁，放入槽中使其粒子沉澱（多在4.4?或以下之溫度 放13－36小時或幾天），此澄清汁液即為西打（王進琦，民82）。 2.咖啡 咖啡豆像漿果、櫻桃一樣，是天然型態生成者。在乾燥烘乾前，需先 將漿狀物及黏質物（mucilage）去除，而黏質物可用天然醱酵法除去。 黏質層含大量膠質（pectic suubstance）與果膠分解菌（pectinolytic microorganism）。Erwinia dissovensg是一種去除黏質物的醱酵重要菌 體，而墨西哥及哥倫比亞則以典型的乳酸菌（Leuconostoc及 Lactobacilli）達成。據研究發現，Saccharomyces marxianus、S. hayanus、S. ellipsoideus、Schizosaccharomyces spp. 是去除黏質層時 具果膠分解力的酵母菌（王進琦，民82）。 3.可可 可可豆由果實中取得置於槽中發酵2－12天（依豆類型大小而定 ），期間呈高溫狀態（45－50?）及生成大量液體，然後日光或風吹 乾燥，至水含量7.5?以下後，烘炒豆子使具巧克力風味。在醱酵過 程中，酵母菌與醋酸菌是最重要的了，酵母菌自體分解所釋出的細胞 內酵素與巧克力先質化物（precursor compound）的形成有關，而醋 酸使豆子外皮可被酵母菌的酵素滲透，所以未經醱酵的可可豆即使經 焙炒，也無法產生特有風味（王進琦，民82）。 （七）麵粉製品 在發麵的過程中，酵母菌將麵粉中的少量糖分轉化成酒精及二氧化碳， 大量的CO使得麵糰有許多空泡而鬆軟；在烘焙或蒸熟的過程中，酒2 精因熱而揮發，保留了酵母菌醱酵麵品的香味可口（劉仲康、林全信， 民87）。 （八）味精 生產味精是以含豐富澱粉的玉米、小麥為原料，將原料經處理轉化成簡 7 單的糖，然後加入尿素等物質，在適當的通氣條件下，利用一種叫鼓氨 酸桿菌的細菌進行發酵，最終製成味精，可使食物更加鮮美（鄭一書、 鄭翠芳，民87）。 （九）食醋 較常見的原料如蔗糖、蜂蜜、米、高梁等糖類物質，經過糖化和酒精醱 酵後，利用桿菌在攝氏30度左右、通風條件良好的酸性條件下培養， 使酒精轉化成醋酸和少量有機酸、乙酸乙酯等物質，再過濾、蒸煮殺菌 ，最後稀釋到2~3?濃度，才成為我們所食用的醋（鄭一書、鄭翠芳， 民87）。近年來，以益養生美容為名，陸續有些飲品以水果為原料，製 成水果醋。 參考資料： 王進琦（民82） 。藝軒圖書出版社。台北市。P563-631。 王麗雪等（民86）。中國輕工業出版社。北京。P152-190。 李淑芬、黃偉勳、劉育真、周漢華、唐建華、李福林（民88）鹼性發酵食品－ 臭豆腐：臭滷水發酵菌組之篩選與鑑定。，26（04）：384-394。 吳鳴鈴（民89） 發酵大豆食品及其健康機能性。，13 （3）：1-5。 鄭一書、鄭翠芳（民87） 。銀禾文化事業有限公司。台北縣。 P23-26。 劉仲康、林全信（民87） 。台灣書店。台北市。P65-69。 賴敏男（民66）臭豆腐之製造。，9（3）：25-26。 羅應桂、陳勁初（民79） 乳酸菌及其發酵乳品。，4 （3）：2-3。 Kamaly, K. M.（1997）Bifidobacteria fermentation of soybean milk, Food Rearch International,30（9）：675-682. Rao, O. R.,Pulusani, S. R., and Chawan, C. B.（1986）Fermented soy bean milk and other fermented legume milk products.In Reddy, N. R., Pierson, M. D. and Sa- lunkhe, D. K.（eds.）,"Legume-based fermented foods." CRC Press, Boca Ration, Florida, pp. 119-134. 8