乳酸菌在食品工業中的應用范文

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第1篇

它研究的范疇是，大規模的研究蛋白質的一些特征，比如蛋白質的表達水平、轉譯后的修改、蛋白之間的相互作用等，從而得到在蛋白質度量上得到關于疾病的產生、細胞新陳代謝等發生過程的整體認識。

乳酸菌屬于革蘭氏陽性桿菌或球菌可以產生乳酸、現如今乳酸菌可以應用于乳制品、蔬菜及肉類制品的生產中，而且在工業及醫藥產業中也發揮著重要的作用。

研究數據表明，來自外界的不同環境會誘使乳酸菌產生不同的應激反應，比方說在生產及保存的時候存在的酸脅迫、滲透壓脅迫和冷脅迫等，會誘使各種不同類型及數量的蛋白質表達產生變化。

而通過蛋白質組學研究乳酸菌在不同誘因的條件下蛋白質表達的連續性變化，可以弄清楚乳酸菌應激反應調節的運作機制，從而對選種培育和改造菌種提供幫助，產生經濟效益。

乳酸菌蛋白質組學研究現狀

乳酸菌（LAB），其產生乳酸作為其發酵代謝的主要終產物。它們在食物和飼料添加和保存中起著重要作用，無論是作為天然微生物群還是作為受控條件下添加的起始種植物。除了它們的技術作用外，乳酸菌可以通過抑制油脂和致病菌的生長來延長食物的壽命，乳酸菌及其食品被認為具有多種重要的營養和治療效果，并且在人體中具有許多健康促進作用或益生菌作用。乳酸菌會對食品和食品相關行業的有益貢獻是相當大的。

由于乳酸菌具有很大經濟價值，所以人們對乳酸菌的興趣日益增加，使得他們的合理使用受到關注。與基因組研究相比，蛋白質表達水平的研究提供了詳細的信息，如蛋白質豐度和翻譯后修飾的信息。蛋白質組學被定義為在特定條件下在給定時間在細胞或任何生物樣品中表達的先前蛋白質補體的分析。乳酸菌蛋白質組學技術是研究細菌對各種環境脅迫條件的生理反應的強大工具。更好地了解應力抵抗的機制及適應性反應和交叉保護的基礎的了解，并使其開發合理化，以便為工業過程制備乳酸菌。現如今，

乳酸菌蛋白質組的獲取主要通過二維電泳（2-DE）分析技術，通過等電聚焦電泳（第一維電泳）和SDS-PAGE電泳（第二維電泳）將乳酸菌中幾百種不同的蛋白質在凝膠上分離出來，進過一定的技術，組成二維電泳（2-DE）的圖譜。接著對比二維電泳圖譜尋找不同的差異蛋白，找到后進行鑒定，明確了解影響微生物活動的蛋白質，進而知道微生物基因組功能機制，故而蛋白質組學對基因組學起到一種互相補充的作用，對研究觀察不用的條件下微生物基因組表達的蛋白質的功能表現起到了很良好的作用。

乳酸菌蛋白質組學在食品營養學中的應用

在過去的幾十年中，蛋白質組學方法的持續快速演變為食物衍生蛋白質的表征提供了有效的平臺。食品營養學中營養一般是指膳食營養，對其的攝取過少或者不均衡都會危害一個人的健康，并且某些食物中的某些抗營養因子、過敏因子（如轉基因食品過敏原）和有毒物質也是不利健康。

食品營養學是觀察食品中的營養因子在人體內通過攝取而后消化、吸收，并轉運，最后代謝和排泄規律及對其過程進行控制，達到改善目的的科學。

因此，目前中國對于食物的膳食營養問題非常的關注，技術及市場的前景廣闊。所以蛋白質組學技術的普遍應用使得營養學得到了良好的發展，比如食物的蛋白質的組成及其生物活性成分的觀察和食品安全的監督，食物體液蛋白質的特征和相關信息的鑒定，還有蛋白質在營養素的吸收代謝之中的調節作用，還有在營養物質在成長、生育、抗病及維持身體平衡之中蛋白質所起的作用，和相關營養物質的單位需要的研究等等。

食品營養中乳酸菌蛋白質組學的應用，主要是對食物中蛋白質的組成及其生物活性成分的分析、安全檢測、膳食營養素對人體新陳代謝的影響等方面。

目前，乳酸菌菌株的蛋白質組學研究主要集中在菌株的定位和特別是各種環境條件或脅迫誘導的蛋白質合成測定中。這些方法相互補充，為食品工業，人體健康和與細菌病原體的斗爭中使用細菌提供新的見解。

通過蛋白質組學相關技術進行的對不同環境中誘使乳酸菌進行差異化表達蛋白質的研究，顯示了乳酸菌反應不同環境下的應激特點，及不同蛋白質對于相關代謝方式的調控，提升了在脅迫環境時的生存力也保存了它的生物活性。

第2篇

關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程

現代生物技術的迅猛發展，成就非凡，推動著科學的進步，促進著經濟的發展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會的發展進程。現代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容，具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測，到2010～2020年，生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎，利用生物機體、生物系統創造新物種，并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術。現代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中，生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年，酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%。現代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景，本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。

一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用

基因工程技術是現代生物技術的核心內容，采用類似工程設計的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞，進行無性繁殖，并使目的基因在受體細胞中高速表達，產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。

發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取，除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外，還可與基因工程結合，進行改造生產菌種。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后，其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高，面包加工中產生二氧化碳氣體量提高，應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株，用以改進傳統的釀酒工藝，并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉發酵，使生產流程縮短，工序簡化，革新啤酒生產工藝。目前，已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株，提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌發酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產生乳酸，降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型，其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH 誘導系統和噬菌體衍生系統。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言，德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏，但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子，第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發酵劑具有優良的發酵性能，產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用

細胞工程是生物工程主要組成之一，出現于20世紀70年代末至80 年代初，是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下，使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質體相互接觸，從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法，主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合，使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交，獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交，分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前，微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間，不斷培育出用于各種領域的新菌種。

三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用

酶是活細胞產生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分，酶工程又稱酶反應技術，是在一定的生物反應器內，利用生物酶作為催化劑，使某些物質定向轉化的工藝技術，包括酶的研制與生產，酶和細胞或細胞器的固定化技術，酶分子的修飾改造，以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面，一是用酶技術處理發酵原料，有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程，主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時，會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白質降解不足，從而減慢發酵速度，影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑，可補充麥芽中酶活力不足的缺陷，提高麥汁的可發酵度和麥汁糖化的組分，縮短糖化時間，減少麥皮中色素、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出，從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物，縮短發酵過程，促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素，是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時，就會產生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的，一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道，發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可縮短發酵周期，減少雙乙酰含量。

四、小結

在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能，縮短發酵周期，豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值，生產出符合不同消費者需要的保健制品，而且在有利于加速食品加工業的發展。隨著生化技術的日益發展，相信會開發出更多物美價廉的發酵制品，使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。

參考文獻

[1]趙志華，岳田利等.現代生物技術在乳品工業中的應用研究[J].生物技術通報.2006，04:78-80.

[2]王春榮，王興國等.現代生物技術與食品工業[J].山東食品科技.2004，07:31.

[3]徐成勇，郭本恒等.酸奶發酵劑和乳酸菌生物技術育種[J].中國生物工程雜志.2004，(7):27.

第3篇

乳酸菌是一群能從可發酵性碳水化合物中產生大量乳酸的革蘭氏陽性細菌的通稱，廣泛存在于人、畜、禽腸道、許多食品、物料及少數臨床樣品中。乳酸菌不僅可以提高食品的營養價值，改善食品風味，提高食品保藏性和附加值，而且乳酸菌的特殊生理活性和營養功能，正日益引起人們的重視。

乳酸菌因能夠將碳水化合物發酵成乳酸而得名。益生菌能夠幫助消化，有助人體腸臟的健康，因此常被視為健康食品，添加在酸奶之內。

在人體腸道內棲息著數百種的細菌，其數量超過百萬億個。其中對人體健康有益的叫益生菌，以雙歧桿菌、屎腸球菌等為代表，對人體健康有害的叫有害菌，以大腸桿菌、產氣莢膜梭狀芽胞桿菌等為代表。益生菌是一個龐大的菌群，有害菌也是一個不小的菌群，當益生菌占優勢時（占總數的80%以上），人體則保持健康狀態，否則處于亞健康或非健康狀態。長期科學研究結果表明，以乳酸菌為代表的益生菌是人體必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它們數量的多和少，直接影響到人的健康與否，直接影響到人的壽命長短。科學家長期研究的結果證明，乳酸菌對人的健康與長壽非常重要。

而人體腸道內乳酸菌擁有的數量，隨著人的年齡增長會逐漸減少，當人到老年或生病時，乳酸菌數量可能下降100至1000倍，直到老年人臨終完全消失。在平時，健康人腸道內的乳酸菌比病人多50倍，長壽老人比普通老人多60倍。因此，人體內乳酸菌數量的實際狀況，已經成為檢驗人們是否健康長壽的重要指標。由于廣譜和強力的抗菌素的廣泛應用，使人體腸道內以乳酸菌為主的益生菌遭受到嚴重破壞，抵抗力逐步下降，導致疾病越治越多，健康受到極大的威脅。所以，有意增加人體腸道內乳酸菌的數量就顯得非常重要。國際上公認的乳酸菌，被認為是最安全的菌種，也是最具代表性的腸內益生菌，人體腸道內以乳酸菌為代表的益生菌數量越多越好。也完全符合諾貝爾獎獲得者生物學家梅契尼柯夫“長壽學說”里所得出的結論，乳酸菌=益生菌=長壽菌。

面對抗生素對人體健康的威脅，人類正在不斷尋求新的更加有效的生物抗菌產品，世界發達國家首先認識并開創了以使用乳酸菌為代表的免疫療法革命。瑞典科學家研究的結果是，治療胃和大腸炎癥時直接喝乳酸菌比用抗生素更好，危險性幾乎為零。而在日本，乳酸菌制品已占日本乳制品市場的85%以上，20年來日本青年平均身高增加15厘米，人口平均壽命達85歲，居世界第一位。這都是乳酸菌制品所帶來的直接健康功效。

乳酸菌的研究歷史

早在20世紀初，著名的生物學家梅契尼柯夫在他獲得諾貝爾獎的“長壽學說”里已明確指出，保加利亞的巴爾干島地區居民，日常生活中經常飲用的酸奶中含有大量的乳酸菌。這些乳酸菌能夠定植在人體內，有效地抑制有害菌的生長，減少由于腸道內有害菌產生的毒素對整個機體的毒害，這是保加利亞地區居民長壽的重要原因。5000年前人類就已經在使用乳酸菌。到目前為止，人類日常食用的泡菜、酸奶、醬油、豆豉等，都是應用乳酸菌這種原始而簡單的隨機天然發酵的代謝產物。

乳酸菌的類型

動物源乳酸菌 因菌種常處于相對不穩定狀態，其生物功效也較不穩定，且在大量食用時，很容易導致人體動物蛋白過敏，即排斥反應。

植物源乳酸菌 因為取自植物易被人體吸收，不論攝取多大的量，人體不會產生異體蛋白排斥反應，且植物源乳酸菌比動物源者更具有活力，能比動物源多8倍的數量到達人體小腸內定植，從而發揮其強大而穩定的生物功效。

乳酸菌的生理功能

1.防治有些人種普遍患有的乳糖不耐癥（喝鮮奶時出現的腹脹、腹瀉等癥狀）。

2.促進蛋白質、單糖及鈣、鎂等營養物質的吸收，產生維生素B族等大量有益物質。

3.增加腸道有益菌群，改善人體胃腸道功能，恢復人體腸道內菌群平衡，形成抗菌生物屏障，維護人體健康。

4.抑制腐敗菌的繁殖，消解腐敗菌產生的毒素，清除腸道垃圾。

5.抑制膽固醇吸收，有降血脂、降血壓作用。

6.具有免疫調節作用，增強人體免疫力和抵抗力。

7.有抗腫瘤、預防癌癥作用。

8.提高SOD酶活力，消除人體自由基，具抗衰老、延年益壽作用。

9.有效預防女性泌尿生殖系統細菌感染。

10.控制人體內毒素水平，保護肝臟并增強肝臟的解毒、排毒功能。

乳酸菌的工業用途

乳酸菌常用于制造酸奶、乳酪、德國酸菜、啤酒、葡萄酒、泡菜、腌漬食品和其他發酵食品。在牛奶中加入乳酸菌可提高牛奶保健作用。

經乳酸菌發酵的乳酸菌奶酪蛋白及乳脂被轉化為短肽、氨基酸和小分子的游離脂類等更易被人體吸收的小分子，奶中豐富的乳糖已被分解成乳酸，乳酸與鈣結合形成乳酸鈣，極易被人體吸收，也可被乳糖不耐癥人群選用。乳酸菌奶能促進胃液分泌，促進消化，對胃具有保養功能，并能抑制腸道內腐敗菌的生長，其生物保健價值遠遠高于牛奶。

淀粉類食品含有較多的天冬酰胺（一種氨基酸）以及還原性糖，在高溫120℃油炸下容易產生致癌物質丙烯酰胺。挪威研究人員發現，利用乳酸菌來清除油炸馬鈴薯產品原料表面的還原糖成分，從而可以阻止丙烯酰胺的形成。

不同的研究或者接種不同類型的乳酸菌有不同的結果。一般接種同型乳酸菌（如乳酸片球菌、植物胚芽乳桿菌、酪蛋白乳桿菌、糞鏈球菌、戊糖片球菌）可降低青貯飼料pH值，增加乳酸含量，降低丁酸含量；接種異型乳酸菌（如布氏乳桿菌；發酵乳桿菌）則提高青貯飼料pH值，增加乙酸的生成。

飼料中添加乳酸菌，能提高蛋雛雞成活率和日增重，可使斷乳后仔犬體重顯著增加，因此顯著提高飼料利用率。

乳酸菌常用于生物防腐，研究表明，用乳酸菌發酵液保鮮肉品，可以抑制肉品中的致病菌和腐敗菌的生長，保存風味物質，不改變食品組織狀態，而且在正常冷卻儲存條件下，也不影響食品的感官特性。