藺雯雯，楊帆，李亦非，李沅依，田裕加

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺研究院，山東煙臺 264670）

發(fā)酵是指借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體或者直接產(chǎn)物以及次級代謝產(chǎn)物的過程。我國在殷商時期開始釀酒，周朝開始釀造醬油，漢代開始制曲，北魏開始利用醋酸菌酶液釀醋。隨著科技的發(fā)展，發(fā)酵的“潛在應(yīng)用范圍”逐漸被開發(fā)出來，并不再局限于簡單的釀造，如今的發(fā)酵技術(shù)在食品、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。

1 發(fā)酵技術(shù)在食品方面的應(yīng)用

1.1 發(fā)酵釀酒

北魏賈思勰所著的《齊民要術(shù)》中總結(jié)了我國古代勞動人民的釀酒發(fā)酵經(jīng)驗，表明我國在大約1 500年前就已經(jīng)形成了較為完備的制曲釀酒體系。該體系從制曲季節(jié)、制曲原料的處理到控制制曲水分的標(biāo)準(zhǔn)和方法等多個方面均有一定的要求，以確保釀出優(yōu)質(zhì)的酒。我國從曲蘗釀酒發(fā)展而成的制曲釀酒法，既不同于地中海歐洲葡萄酒釀造技術(shù)，又區(qū)別于起源于古埃及的麥芽啤酒生產(chǎn)方法，所釀得的酒別有一番風(fēng)味[1]。時至今日，我國的制曲釀酒方法仍在世界釀酒技術(shù)上占有一席之地。

但是，啤酒、白酒等酒精度較高的酒精飲品并不適合多數(shù)人，為擴(kuò)大受眾人群，低度數(shù)酒精飲料應(yīng)運而生。以面包渣浸泡提取的面包液為原料，加入保加利亞乳酸菌、酵母菌等菌種混合發(fā)酵，發(fā)酵過程中控制發(fā)酵產(chǎn)生的酒精在千分之五左右，可以實現(xiàn)酒精含量只有1%左右，通過這種工藝制得的軟飲料適合兒童等高度數(shù)酒精不耐受人群飲用。

1.2 新型發(fā)酵飲品

1.2.1 奶啤

發(fā)酵技術(shù)在飲品方面的應(yīng)用發(fā)展迅猛，新型產(chǎn)品大量涌現(xiàn)。奶啤是二次發(fā)酵技術(shù)釀制的一種含適度二氧化碳、低酒精度、酸甜可口、營養(yǎng)豐富的新型健康乳制飲品，創(chuàng)新性地將啤酒和酸奶的香氣有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了“奶香檳”獨特的香氣和口感[2]，因其能夠保持人體腸道內(nèi)益生菌群的多樣性，從而促進(jìn)腸道蠕動，改善便秘癥狀。

1.2.2 無糖蘇打水

“無糖專家”元氣森林主打的0糖、0脂肪、0卡路里蘇打氣泡水，其碳水化合物主要來自赤蘚糖醇，是通過微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的糖醇，能量系數(shù)為0，深受減肥人士喜愛。

1.3 復(fù)合發(fā)酵果酒

果酒發(fā)酵不再選用單一原料，為追求更豐富的口感和營養(yǎng)價值，復(fù)合果酒逐漸發(fā)展起來。劉飛等[3]以紅棗和新疆甘草為原料通過發(fā)酵工藝制得低酒精度的健康飲品，宋照軍等[4]將高糖無花果和高酸山楂復(fù)配釀得果香馥郁、酸甜協(xié)調(diào)的果酒，申國霞等[5]將沙棘和冰白葡萄按照一定的比例搭配構(gòu)成發(fā)酵基質(zhì)釀造復(fù)合果酒。

1.4 新型發(fā)酵添加劑

肉制品加工中普遍使用的一種食品添加劑——亞硝酸鹽可以抑制微生物尤其是肉毒梭狀芽孢桿菌的生長，同時起著抑制氧化[6]、成色、呈味的作用，能夠提高肉制品的感官品質(zhì)。但是，亞硝酸鹽會與食物中的氨基酸反應(yīng)生成具有強(qiáng)致癌性的亞硝酸胺，過量食用亞硝酸鹽會對人體產(chǎn)生危害，甚至引起急性中毒。隨著生活水平的提高，人們對食品品質(zhì)的要求也越來越高，綠色食品更受消費者青睞。發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)物作為新型添加劑替代化學(xué)合成型亞硝酸鹽生產(chǎn)綠色腌肉制品已成為研究熱點。王吉等[7]將發(fā)酵芹菜汁添加到調(diào)理豬肉餅中，測定貯藏過程中肉餅的亞硝酸鹽殘留量、生物胺、感官品質(zhì)等多項指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵芹菜汁在一定程度上可替代化學(xué)合成型亞硝酸鹽并且能夠使調(diào)理肉餅表現(xiàn)出較低的亞硝酸鹽殘留和較好的感官品質(zhì)。

1.5 發(fā)酵醬、發(fā)酵醋

醬和醋是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡恼{(diào)味品。傳統(tǒng)的發(fā)酵醬多指以谷類、豆類為原材料，在適當(dāng)?shù)臏囟认陆?jīng)微生物發(fā)酵作用而成的半固態(tài)發(fā)酵食品。按照原料將發(fā)酵醬分為動物性原料醬（包括肉醬、魚醬、蝦膏等）和植物性原料醬（包括豆豉、豆醬、甜面醬、蔬菜醬、果醬等）[8]。醋作為中國各大菜系中最為傳統(tǒng)的調(diào)味品之一，已有3 000年以上的歷史。我國古代勞動人民以酒作為發(fā)酵劑來發(fā)酵釀制食醋。隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，制醋的原料也逐漸多樣化。熊亞等[9]建立了桑葚-草莓復(fù)合果醋發(fā)酵動力學(xué)模型，李巧鳳等[10]優(yōu)化了甜柿果醋發(fā)酵工藝。

2 發(fā)酵技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

目前，“禁抗”“減抗”已成為養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的大勢所趨，尋找可替代抗生素的新型添加劑或新型飼料已成為當(dāng)前研究的主要課題。

2.1 發(fā)酵飼料

發(fā)酵飼料被認(rèn)為是飼料“禁抗”后的最佳替代物，是利用微生物、復(fù)合酶為生物飼料發(fā)酵劑菌種，能夠降低或消除飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子并產(chǎn)生一些酶類活性物質(zhì)[11]，活菌含量較高，可以維持動物腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡，提高飼料轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)免疫力的同時將大分子蛋白質(zhì)分解為小分子肽類，是一種有利于動物吸收和利用的新型環(huán)保飼料[12]。王勝等[13]將生物發(fā)酵飼料添加到白羽肉雞基礎(chǔ)日糧中，發(fā)現(xiàn)生物發(fā)酵飼料可以明顯改善白羽肉雞的生長性能，提升其平均日增重，從而提升養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 發(fā)酵技術(shù)在秸稈中的應(yīng)用

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有50%以上存在于秸稈中，但秸稈中粗纖維含量較高、粗蛋白含量較低且質(zhì)地較粗硬，難以被動物吸收利用。大部分秸稈采用焚燒處理，不僅造成了生物資源的浪費，還會導(dǎo)致污染環(huán)境。發(fā)酵技術(shù)能夠降低秸稈中的纖維含量，提高蛋白含量，從而提升其營養(yǎng)價值和飼用價值。桂蘊(yùn)等[14]經(jīng)試驗分析得出發(fā)酵玉米秸稈可以提升肉牛的生長性能及肝、腎的代謝水平，從而提高養(yǎng)分消化率。

2.3 發(fā)酵技術(shù)將畜禽糞便“變廢為寶”

隨著我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模化程度逐漸提高，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前中國的畜禽糞年排放量達(dá)到近40億噸，已成為生態(tài)環(huán)境的重要污染源之一。相關(guān)研究表明，發(fā)酵技術(shù)可以對畜禽糞便進(jìn)行加工再利用，提升其利用率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。崔文正[15]設(shè)計了一種秸稈和糞便發(fā)酵及制作有機(jī)肥的一體化裝置發(fā)酵技術(shù)，將多種功能集為一體，提高了制作效率。李奕等[16]發(fā)明了一種畜糞秸稈混合發(fā)酵沼氣發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)了對畜禽糞便的環(huán)保利用。

3 結(jié)語

發(fā)酵技術(shù)能夠更環(huán)保、更充分地利用一些資源，在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。隨著科技的發(fā)展，發(fā)酵技術(shù)的潛在應(yīng)用范圍將逐漸被開發(fā)出來，并更廣泛地應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。