第四節 現代食品微生物學研究內容

一、食品微生物學的研究內容

食品微生物學是研究微生物與食品之間相互關系的一門科學。目前微生物已在食品原料資源利用、食品保鮮加工與質量安全等許多方面發揮重要作用，現代食品科學與工程技術已離不開微生物學，因此，現代食品微生物學是食品科學與工程專業的一門重要專業基礎課，課程的研究內容包括：微生物學的研究對象，食品有關的微生物營養及生命活動規律（生長與代謝），利用微生物制造人類需要的食品或功能性物質；如何控制有害微生物、防止食品發生腐敗變質；食品中微生物的檢測及制訂食品中的微生物指標，為判斷食品衛生質量提供依據。現代食品微生物學的研究內容可由圖1-1表示。

二、現代食品微生物學的任務

微生物在自然界廣泛存在，在食品原料和大多數食品上都存在著微生物。一般來說，微生物既可在食品制造中起有益作用，又可通過食品給人類帶來危害。但是，不同的食品或相同食品在不同的條件下，其微生物的種類、數量和作用亦不相同。食品微生物學研究對象涉及病毒、細菌、真菌等多種微生物，從事食品科學的專業人員除了應該研究了解這些微生物的一般生物學特性外，還應探討它們與食品有關的特性，與食品的相互關系及其生態條件等。

（一）有益微生物在食品制造中的應用

以微生物供應或制造食品，這并不是新的概念。早在古代，人們就采食野生菌類，利用微生物釀酒、制醬，但當時并不知道微生物的作用。隨著人們對微生物與食品關系的認識日益深刻，微生物的種類及其機理被逐步闡明，也逐步擴大了微生物在食品制造中的應用范圍。概括起來，微生物在食品中的應用有三種方式。

1．微生物菌體的應用

單細胞蛋白(SCP)就是從微生物體中所獲得的蛋白質，也是人們對微生物菌體的利用。乳酸菌可用于蔬菜和乳類及其他多種食品的發酵，所以，人們在食用酸牛奶和酸泡菜時也食用了大量的乳酸菌。食用菌就是受人們歡迎的食品。

2．微生物代謝產物的應用

發酵食品的形成是以食品原料等為基料，通過微生物的生命活動（即生長與代謝，或稱發酵作用），生成大量細胞或代謝產物，從而形成各種各樣的發酵產品，如酒類、食醋、氨基酸、有機酸、維生素等。

3．微生物酶的應用

如豆腐乳、醬油。醬類是利用微生物產生的酶將原料中的成分分解而制成的食品。微生物酶制劑在食品及其他工業中的應用日益廣泛。

我國幅員遼闊，微生物資源豐富。開發微生物資源，并利用生物工程手段改造微生物菌種，使其更好地發揮有益作用，為人類提供更多更好的食品，是食品微生物學的重要任務之一。

在利用微生物制造人類需要的發酵食品（產品）時，如發面用的面包酵母，需要研究它在面團中的發酵作用和發酵菌劑的干燥保藏；對酸菜、泡菜和青貯飼料中的乳酸細菌，需要研究它們在青貯期間的動態變化以及影響（有益或有害）乳酸菌生命活動的生物、化學和物理的因子；對用發酵法生產氨基酸的細菌，需要干擾其正常代謝，使其異常地產生所需氨基酸并分泌到細胞以外；在利用微生物產生的某種酶制造食品的情況下，需要研究怎樣使它多產生所需的酶（如制糖漿用的α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡糖異構酶，蛋品加工和防氧化用的葡糖氧化酶，澄清酒類及制果汁用的果膠酶等）；在以微生物本身為食品的情況下（如飼料酵母、人工栽培銀耳、木耳和其他菌類等），需要研究怎樣取得和怎樣防止阻礙取得更高生物量的因素。

（二）有害微生物對食品的危害及防止

微生物引起的食品有害因素主要是食品的腐敗變質，從而使食品的營養價值降低或完全喪失。有些微生物是使人類致病的病原菌，有的微生物可產生毒素。如果人們食用含有大量病原菌或毒素的食物，則可引起食物中毒，影響人體健康，甚至危及生命。所以食品微生物學研究工作者應該設法控制或消除微生物對人類的這些有害作用。

為了防止微生物引起食品變質、腐敗，要著重研究有關微生物的生態學。根據微生物生態學特性及食品本身的性狀采取鹽腌、醋漬、糖漬、干燥、低溫或高溫處理、罐藏、熏制等加工手段，殺死或抑制污染在食品上的微生物。食品引起的傳染病是病菌隨食品進入體內并在體內增殖的結果（如腸炎、霍亂等）。食品中毒是產毒微生物在食品上產生毒素（如肉毒毒素、黃曲霉毒素、發面黃桿菌毒素等），人吃下污染食品后，便會出現中毒癥狀。

（三）微生物學檢測

現代分子生物學技術的快速發展，已產生了快速檢測或分析微生物的先進技術，通過對食品中微生物的檢測以保證食品的安全性。另外，食品資源環境、食品發酵加工過程、自然發酵食品中的微生態結構以及微生物與食品的關系，也是現代食品微生物學的研究任務之一。

如為防止食品污染或預防食品中有害微生物對人類飲食的潛在危害，或評價食品資源環境的健康狀況，需快速檢測食品或生鮮食品中的病害微生物。為研究食品微生態中菌群多樣性及自然界中為數眾多的不可培養微生物，揭示不同種群微生物對食品的保鮮、食品加工質量、食品衛生安全等方面的影響及其生態功能等，需找到一種非培養的微生物分子生態檢測方法。

總之，現代食品微生物學的迫切任務是為人類提供既有益于健康、營養豐富，而又保證生命安全的食品。

復習思考題

1．舉例說明微生物在食品制造、食品保藏和食品質量安全控制方面的作用。

2．現代食品微生物學的研究內容與任務分別是什么。

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