生物保鲜技术在食品方面的应用微生物学课程论文

微生物学课程论文

课题：生物保鲜技术在食品方面的应用

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所在学院：

生物与食品工程学院

专业班级：

食品科学与工程学院

指导老师：

完成日期：

****年**月**日

生物保鲜技术在食品方面的应用

摘要：微生物多种多样，从上个世纪起老一代的人对微生物的利用已经十分广泛，而今人类对它的应用也涉及到各个领域，这次我们主要讨论下微生物在食品保鲜技术方面的应用。因为生物保鲜材料无毒、可降解、无副作用等特点已经成为了人们关注的重点。此次文中将简述微生物保鲜的特点，介绍微生物保鲜的一般机理及在食品保鲜中的应用，以及人们如何利用微生物这个点对食品进行储存保鲜。

关键词：微生物保鲜技术

食品

安全

应用

前言：目前，微生物保鲜是微生物在食品应用方面的一种重要领域。现在我国大部分食品安全质量的控制，食品货架期的延长最常用的方法还是停留在机械低温贮藏和化学药剂处理。但是在使用中低温贮藏耗能大、成本高、质量不是很稳定。而且像类似于茄子等这类原产热带、亚热带的果蔬是不能在低温下贮藏，只能在亚低温下贮藏，否则会容易发生冷害冻烂，从而造成重大损失，然而病菌在亚低温下繁殖速度较快，导致食品在亚低温贮藏期间通常会发生严重腐烂。化学制剂的种类有限，虽可较比较有效的控制食品质量，但大多数化学药剂会对人体的健康造成危害和对农业生态的严重破坏，这使人们深感担扰。采用生物制剂对食品进行贮藏保鲜，不但没有化学制剂处理带来的健康危害和环境污染等问题，而且生物保鲜贮藏环境小，贮藏条件好控制，处理有明确对象，处理费用低。随着生活水平的提高，人们对食品卫生的要求越来越高。因此，食品微生物保鲜技术的研究和开发显得更为迫切和重要。

1.现在常用食品保鲜保存方法

1.1

低温保存

低温环境下可以抑制微生物的生长繁殖，减缓食物的腐坏速度，但这并不能完全杀死微生物。而且在低温储存时要注意对温度的控制，一般来说，温度越低，保存的时间就越长久。但是温度过低会造成生物组织的破坏，致使食物的营养流失。

1.2

高温灭菌

通过让食物经过高温条件下处理，把大部分的细菌和酶类杀灭掉。在这程度上如果以真空、密闭、迅速冷却处理，可以有效延缓食物的腐坏变质，延长保存时间。但高温条件下会使蛋白质的性状发生改变，也就改变了食物原先的营养价值。

1.3

脱水干燥

脱水干燥就是让食物中所含的水分降到一定限度以下，让微生物的生长环境中缺少水这一因素，这样微生物就不容易生长繁殖，酶的活性也会受到抑制从而达到食物保鲜的效果。但是食物中的营养成分也会随着水的流失而流失，也在一定程度上破坏了食物的营养价值。

2.生物保鲜的一般机理

从上边介绍的现代常用食品保鲜方法中可以看出，保存方法有很大的弊端和缺陷，而生物保鲜技术则在一定程度上减少了这一方面的缺陷。而

生物保鲜技术的一般机理为隔离食品与空气的接触、延缓氧化作用,或是生物保鲜物质本身具有良好的抑菌作用,从而达到保鲜防腐的效果。生物保鲜物质无毒无害,可用于食品防腐保鲜。

如：壳聚糖[1]无味、无毒无害。有比较好的成膜性,对水果蔬菜而言可起到“微气调”的作用,它可以在一定程度上抑制果蔬的呼吸,并且该膜可将食品与空气隔离,减缓起氧化速度;

壳聚糖除此之外还具有比较好的抑菌作用,它对致病菌、腐败菌均有一定的抑制作用;

而在壳聚糖分子中的羟基与氨基可以结合多种重金属离子形成稳定的鳌合物,例如铜、铁等金属离子与其结合可以延缓脂肪的氧化酸败。

普鲁兰多糖是无色、无味无臭的高分子物质,其可塑性极强,通过在物体表面喷雾涂层或涂抹均可紧贴物体形成薄膜,它能够有效的阻挡氧、氮、二氧化碳。

木霉发酵液可以对果实表面分泌的抗菌物质和病菌之间的营养竞争产生抗菌作用。

茶多酚[2]可以和蛋白质进行络合,使蛋白质的性状相对稳定,使之不易降解;

还可以抑制微生物的生长;茶多酚除此之外还是一种优良的抗氧化剂,它可以使脂肪的氧化速度降到最低,并能够有效清除自由基。

3.生物保鲜的特点和优点

3.1

生物保鲜的特点

化学防腐剂会对人体起毒副作用和其致癌性，已经让人们意识到它对人体的危险性。物理保鲜存储方法要求技术性强、设备维修比较难、成本

较高，平常小资用户消耗不起。而生物保鲜技术的来源是生物体自身组成成分或其代谢产物,其具有无毒、无味、安全等特点。此外生物保鲜物质一般都是可降解的有机物一般都可被生物降解,不会造成二次污染。

3.2

生物保鲜的优点

(1)

保鲜范围广

对水产品类、粮食类、食品类、根茎类、果蔬类、肉制品类、动植物标本类等都有比较理想的保鲜成效。

(2)

成本低

例如在夏季因阴雨连绵的季节，收割含水量大的小麦无法进行晾晒，我们可以通过使用保鲜剂（每吨小麦只需0.5kg

每公斤保鲜剂的成本仅8元），从而对小麦进行储存。

(3)

保鲜有效期长

例如使用保鲜剂保鲜已破损的薯类可以使其保鲜1年左右，而保鲜动植物标本可达数年，保鲜果蔬可达3个月至1年，根据不同品种其保鲜时间不同。

(4)

保鲜方法简单

其不需任何电器、仪器和设备，只需将保鲜的产品装入不透气的保鲜袋内，将保鲜剂放入袋的下方，然后对其密封，存于干燥的地方即可。

(5)

保鲜方法灵活多变

不同保鲜剂有不同的保鲜效果，可根据不同产品选用不同类型保鲜剂。

(6)

保鲜效果好

保鲜剂不会使食物发生性状改变，其食物的营养成分等不会流失或变性，经保鲜后的产品品质不变、口感风味不变；

其它优点

(1)

生物保鲜技术符合绿色环保要求，达到“三绿工程”，即开辟绿色通道、培养绿色市场、进行绿色消费。并能够节约资源，减少能源的消耗，防止环境二次污染；这项技术克服了以往传统的保鲜方法的各种不利因素和缺陷，它的问世无疑将给社会和人类带来极大的福音。

(2)

生物保鲜剂采用了许多对人体有益的菌种，并通过以食品类为载体，添加部分天然抗氧化防腐植物和微生物，具有极强的抑菌和杀菌、降低酶活性等功效，从而达到了保鲜的目的。

4.生物保鲜技术的种类

4.1

菌体次生代谢产物保鲜

微生物的发酵受生产周期短、地域、不受季节和病虫虫害条件的限制。因此在微生物的次生代谢产物中研制生物保鲜剂具有良好广阔的发展前景。

4.2

多糖类物质保鲜

细菌、真菌和蓝藻类等微生物所产生的微生物多糖,因其特性具有安全无毒、理化性质独特等而受各领域专家的关注。微生物产生大量的多糖,且容易与其菌体分离,更具这一特性可通过深层发酵实现大规模的工业化生产加工。微生物多糖现在在市面上已经作为保鲜剂、成膜剂广泛应用于食品、制药等多个领域。例如普鲁兰多糖是无色、无味无臭的高分子物质,其可塑性极强,通过在物体表面喷雾涂层或涂抹均可紧贴物体形成薄膜,它能够有效的阻挡氧、氮、二氧化碳。

4.3

生物酶保鲜

生物酶的保鲜主要是通过营造一种有利于食品保鲜的环境。它可以根据不同类型食品中所含的酶的种类不同而选用相应的生物酶,使其食品中所含的不利于食品储存的酶受到抑制,最后生物酶保鲜的作用。

4.4

利用抗菌肽进行保鲜

乳链菌肽的组成是由34个氨基酸残基组成的小肽，其人们食用后在消化道内可被A-胰凝乳蛋白酶等蛋白酶所酶解,其物质不会对人体安全构成伤害[3]。除此之外乳链菌肽还能够有效的抑制梭菌及芽孢杆菌的繁殖、生长;

可以使产品保存期延长4～6倍,还有利于产品的贮存和运输。因此乳链菌肽在食品储存中可作为一种无毒、高效的天然食品防腐剂。

5.生物保鲜技术在食品中的应用

5.1

生物保鲜技术在果蔬保鲜中的应用

5.1.1

菌体次生代谢产物保鲜果蔬

微生物的发酵受生产周期短、地域、不受季节和病虫虫害条件的限制。因此在微生物的次生代谢产物中研制生物保鲜剂具有良好广阔的发展前景。

赖健，张渭等专家[5]研究了木霉的发酵液对茄子的保鲜作用效果，通过研究表明经哈茨木霉发酵液处理过的茄子果实，在20-25℃的贮藏温度

下，贮藏

20天后，茄子果实仍然十分新鲜。

5.1.2

直接利用微生物菌体保鲜果蔬

虽然现在在市场上还没有这类保鲜产品的出现，但是目前有许许多多的学者专家正在进行直接用微生物菌体对果蔬类食物保鲜的研究，刘绍军等专家[6]对此进行了啤酒酵母菌对草莓保鲜的研究，研究结果表明，啤酒中啤酒酵母菌对草莓的后熟能够起到推迟的效果，从而延长了草莓的腐烂周期，达到保鲜效果。

5.2

生物保鲜技术在水产品保鲜中的应用

5.2.1

酶法保鲜

酶法保鲜是近几年水产品保鲜技术的新方法,是指利用酶的催化作用,防止或消除外界因素对水产品的不良影响,从而保持水产品的新鲜度,延长储藏期。目前,水产品的酶法保鲜技术已经广泛引起研究者的兴趣,而且国内对这方面的研究较多。应用于水产品保鲜中的酶主要有葡萄糖氧化酶、溶菌酶、谷氨酰胺转胺酶、脂肪酶等。

5.2.2

微生物保鲜

通常,微生物的抗菌主要是通过其产生细菌素、抗生素、溶菌酶、蛋白酶和过氧化氢以及产生有机酸来改变pH等。而在水产品中作为生物控制剂的微生物主要是乳酸菌(乳酸杆菌、Carnobacterium等)、弧菌(鳗弧菌等)、假单胞菌和芽孢杆菌等。目前，国外研究较多的是乳酸菌和假单胞菌等。

结论

随着经济的快速发展，人们生活水平越来越高,人们越来越注重生活质量。食品的保鲜、保存与防腐一直是顾客、商家、厂家、专家十分关注的问题。近年国外食品保鲜技术有微波杀菌,感应电子杀菌、高压电场杀菌、核辐射杀菌、高压低温保藏、磁力杀菌、静电杀菌、红外杀菌,X射线杀菌等，其主要集中在物理方法的研究,然而,生物保鲜这一技术的研究在日本、美国正受到重视。生物保鲜技术正逐步被人们所认识，伴随着基因工程、发酵工程、蛋白质工程和细胞固定化技术等的发展生物保鲜技术在食品的保鲜中将有巨大的发展潜力以及广阔的应用前景。

参考文献

[1]

张志建.壳聚糖对果蔬的保鲜机理及应用[J].商品贮藏与养护,1996,94:

36-38.[2]

屠幼英.茶多酚的食品保鲜机理及应用现状[J].茶叶科学技术,2001,2:

1-6.[3]

陈秀珠,那淑敏,还连栋.乳链菌肽在乳制品防腐保鲜中应用的研究[J].中国乳品工业,1999,27（2):

3-5.[4]

曾名勇,林洪,刘树青等.海洋生物保鲜OP-Ca抗菌特性的研究[J]中国海洋药物,2002,4:

691-693.[5]

赖健,张渭.采后茄子的生物保鲜研究[J].农业工程学报,2000,16（5）:138-140.[6]

刘绍军,林学岷,周丽艳等啤酒酵母菌对草莓保鲜作用研究初报

[J].河北农业大学学报，1996,19（3）:72-75.