食品科技
酵素的本质是酶，酵素产品开发目的在于：通过酶的消化分解，让原本不能被人体利用或者不易吸收的成分降解为容易被吸收的小分子成分或者增加一些功效成分。酵素发酵分为自然发酵和人工发酵，采用人工接种开发酵素可以避免杂菌污染和有害产物，保证酵素产品质量及安全性。人工接种优势菌种能够保证产品质量，增加功效成分含量。阙斐在香蕉酵素发酵过程中发现人工接种酵母菌或植物乳杆菌的发酵结果优于自然发酵[1]，说明了人工接种优势菌种也比自然发酵更有利于增加酵素产品的功效成分含量。在自然发酵中部分菌种会抑制优势菌种的生长。 食用植物酵素包括果蔬酵素、药食同源酵素、谷物酵素等，其功能和工艺研究是近年的研究热点。根据目前的研究，各种植物酵素所使用的发酵菌种是通用的，主要包括乳酸菌、酵母菌、醋酸菌以及霉菌类等，忽视了不同植物原料本身特点，对原料差异性的考虑较少，在工艺优化上对菌种安全性的考虑也较少。针对这些不足，本文综述近年酵素菌种选择的研究进展，根据不同植物原料分类标准，揭示其共性，讨论菌种选择安全性，以为食用植物酵素菌种的选择、酵素标准完善提供更强的理论依据。1 食用植物酵素菌种选择研究进展在发酵菌种选择上，食用植物酵素发酵呈现由单种类菌发酵到多种菌混合发酵，从传统菌种到新菌种开发的趋势。单独使用一种菌在风味和功能上欠佳，如单独使用酵母菌发酵会带来酒味过浓，单独使用乳酸菌会导致过酸、产生苦味等，混合发酵可以实现协同和互补。新菌种在食品中的应用有利于增加食品的功能性。 1.1 酵母菌和乳酸菌发酵
酵母菌和乳酸菌是最常用的发酵菌种，酵素的菌种选择研究也是从酵
母菌和乳酸菌起步。在发酵工艺上，
经历了以下探索。酵母菌单菌发酵，
樊秋元用酵母菌发酵黑加仑酵素，对
发酵时间、接种量、初始糖度、发酵
温度进行优化，使酵素有机酸含量增
加[2]。乳酸菌单种发酵。方小聪用凝
结芽孢杆菌制备竹笋酵素，可以产生
乳酸、有机酸[3]。M Han以去除胆固
醇能力强的鼠李糖乳杆菌为发酵菌发
酵果蔬酵素，所得酵素总糖、多酚、
核黄素、原花青素含量、抗氧化能力
达到较高水平[4］。乳酸菌多菌种混合
发酵。多种乳杆菌混合发酵，可以减
轻部分乳酸菌的不良风味[5］，且不同
种类的乳酸菌之间存在协同作用。覃
引在发酵树莓-石榴复合果汁酵素的
过程中对比了自然发酵、添加嗜热链
球菌、添加干酪乳杆菌、添加嗜热链
球菌和干酪乳杆菌[6］，发现两种乳酸
菌混合发酵结果优于单种乳酸菌发酵，
可以增加总酚、总黄酮含量，提高抗
氧化能力。不同的乳酸菌在发酵能力
上也会有所差异，多种乳酸菌共同发
酵可以起到互补、协同作用。如果在
多种乳酸菌混合发酵的过程中选择干
酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酪乳杆菌
这类同型发酵乳酸菌还可以产生左旋
乳酸，增加产品的功能性[5］。吕明珊、
王建等就选择了副干乳杆菌、魏斯氏
菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、发酵乳
杆菌、德氏乳杆菌混合发酵新疆药桑
葚汁[7］。酵母菌和乳酸菌混合发酵。
肖梦月在发酵拐枣果蔬酵素中对比了
乳酸菌+酵母菌混合发酵、添加乳酸
菌发酵、添加酵母菌发酵三种发酵方
式，发现混合发酵最优[8]。酵母菌和
乳酸菌分段发酵。王迪等在芸豆酵素
中对比了酵母菌、乳酸菌混合发酵，
先接种酵母菌再接种乳酸菌，以及先
接种乳酸菌再接种酵母菌三种发酵方
式，得出先接种酵母菌再接种乳酸菌
最优的结论[9］。酵母菌与乳酸菌的发
酵温度存在差异。若先接种乳酸菌，
酵母菌生长不良，发酵液感官评定较
差。乳酸菌发酵时间过长，乳酸菌活
力会自溶或衰亡[8］。乳酸菌生长需要
较多的营养物质，酵母菌发酵可以为
乳酸菌提供营养。同时为了控制腐败
艾盒酵母菌后期不良产物，又不希望在发
酵初期乳酸菌抑制酵母菌的生长，先
接种酵母菌后接种乳酸菌，分段发酵，
结果更佳。酶预处理后发酵。乳酸菌、
酵母菌利用纤维素、果胶的能力弱，
酶预处理可以提高发酵营养成分利
用率。荆金金采用果胶酶、纤维素酶
对原料预处理的方式，发现果胶酶和
纤维素酶预处理可以增加可溶性固形
物含量，DPPH清除力以及风味均更
好[10］。叶朋飞等在用植物乳杆菌发酵
云参酵素中使用了单宁酶、纤维素酶、
果胶酶三种酶复合处理，得到有抗菌
抗炎活性云参酵素[11］。
1.2 醋酸菌的利用
随着从酵素自然发酵中分离筛选
到了醋酸菌[12］，醋酸菌也被广泛运用
到果蔬酵素发酵中，主要发酵方式有：
醋酸菌单菌发酵。郭伟峰在桑葚酵素
饮料的发酵工艺研究中发现醋酸菌单
菌发酵抗氧化活性结果优于酵母菌发
酵和植物乳杆菌发酵[13］。醋酸菌混菌
发酵。张巧在大果山楂酵素工艺研究
中对比了酵母菌、酵母菌+醋酸菌、
酵母菌+醋酸菌+乳酸菌三种发酵工
艺，发现三菌混合发酵酸度较高，酒
精度较低，总酚含量，抗氧化活性高，
结果最优[14］。酵母菌分解蔗糖产生葡
萄糖和乙醇，醋酸菌则通过自身代谢先
把葡萄糖转化为葡萄糖酸，并且将乙醇
转化为醋酸。同时，醋酸菌、酵母菌
可以在果蔬表面形成薄膜，为乳酸菌
提供厌氧环境，有利于乳酸菌的生长
分段发酵。分段发酵。宁楚洁在玉米
须酵素中采用了先添加酵母菌和乳酸
菌，后添加醋酸菌发酵玉米须果蔬复
合酵素饮料[15］；洪厚胜在葡萄果渣发
不同植物酵素发酵菌种选择研究进展
□ 林若男 福建省福州市连江县产品质量检验所
摘 要：本文梳理近年来食用植物酵素工艺菌种选择研究进展，分析不同植物原料发酵中应用的菌种，指出菌种的差异。最后针对发酵中存在的安全问题进行讨论。为今后食用植物酵素研究开发提供参考。
关键词：食用植物酵素；菌种选择；发酵工艺；安全性
Apr. 2021 CHINA FOOD SAFETY 161
T logy科技食品科技
酵中使用了先接种酵母菌和醋酸菌后接种乳酸菌的工艺进行发酵[16］。陈英等在植物酵素发酵中采用了酵母菌、乳酸菌、醋酸菌进行混菌发酵[17］，发现三种菌不是呈单一的增长或者减少趋势，而是此消彼长，直到氧气消耗完全，厌氧乳酸菌在发酵后期占优势。乳酸菌和醋酸菌可以利用酵母菌发酵产生的酒精将酒精转化成乙酸，同时乳酸菌在无氧条件下将己糖转化成乳酸等有机酸。因此，根据三种菌的生长规律，先加酵母菌和醋酸菌，再加乳酸菌，符合后期乳酸菌为优势菌的菌种共生规律。
1.3 枯草芽孢杆菌发酵
枯草芽孢杆菌因其增强免疫力、维持肠道菌平衡等功能被用于食品发酵。发酵方式：单菌发酵。LI W用枯草芽孢杆菌发酵鹰嘴豆，提高了蛋白酶解能力和抗氧化能力[18］。枯草芽孢杆菌和酵母菌混合固态发酵。罗远琴等用枯草芽孢杆菌和酵母菌混合发酵来掩盖枯草芽孢杆菌单独发酵产生的枯草味，提高了棉粕中钙、磷、总游离氨基酸、酸溶蛋白质及棉籽肽含量，降低了EE和ADF含量[19］。分段液态复合发酵。枯草芽孢杆菌生长环境pH值较高，和乳酸菌、酵母菌混合发酵不能良好生长，因此采用分段复合发酵方式。郭宏伟发现先接种枯草芽孢杆菌再接种乳酸菌和酵母菌3种菌都能良好生长，采用枯草芽孢杆菌-酵母菌-乳酸菌的接种顺序分段复合发酵黄芪，可实现黄芪成分生物转化[20］。
2 不同植物原料菌种选择的差异不同种类植物原料，有其自身特点，发现差异，有针对性选择，更能得到良好的发酵结果。
2.1 果蔬类植物酵素
果蔬类植物原料营养成分特点以碳水化合物为主，含有较少的蛋白质、脂肪和膳食纤维，含有多种维生素、矿物质。在果蔬类植物酵素中乳酸菌发酵结果优于酵母菌。肖梦月在发酵拐枣果蔬酵素中发现，加强乳酸菌发酵抗氧化结果远远优于加强酵母菌发酵，说明在拐枣果蔬酵素发酵中，乳酸菌比酵母菌更能产生抗氧化活性物质[8］。
2.2 药食同源类植物酵素
在药食同源植物酵素中，酵母菌发酵结果优于乳酸菌，可能是药食同源类植物酵素中纤维素、果胶、淀粉
等物质含量更高。董佳萍等在五味子
麦芽酵素制备中选用了酵母菌和乳
酸菌两种菌单菌发酵，SOD酶值为
3 549.79 U/mL、3 464.80 U/mL，对
应添加的酵母菌量为0.8%，植物乳杆
菌添加量为1.5%[21-22]，说明酵母菌发
酵利用植物原料成分产生抗氧化活性
物质的能力更强。在桂圆酵素工艺优
化研究中表明单菌发酵所产生的酚类
总量结果为酵母菌优于植物乳杆菌优
于醋酸杆菌[23]。
霉菌被用于药食同源类植物酵素
中。原因：①药食同源类植物酵素纤
维素含量多于果蔬，霉菌分解纤维素
能力强于细菌。苏春雷以余甘子为原
料，选用米根霉、黑曲霉作为发酵剂
制作余甘子酵素，游离氨基酸和总酚
含量增加[24]。②药食同源类植物酵素
原料含有功能性皂苷，如人参皂苷通
过生物发酵，可以转化为稀有皂苷[25]。
而霉菌可产生皂苷水解酶。且不同霉
菌在发酵中会有协同增效的作用，且
能够改善单菌发酵的风味。孙亮用毛
霉和人参根茎红曲霉混合发酵人参，
增加了人参总皂苷量[25]。多种霉菌发
酵还可以增强酶的活性，如米曲霉和
黑曲霉混合培养时能显著提高蛋白酶活
力[26]。又因为皂苷有一定抑菌作用，
注意选择对皂苷有一定耐受的食用霉菌
菌种[25]。
2.3 花卉植物酵素
对于花卉植物原料，其独特之处
在于花香成分。在花卉酵素发酵中应
注重保留其花香、花。目前用于花
卉酵素的菌种主要为酵母菌、乳酸菌、
醋酸菌。陈宠等在海棠酵素自然发酵
中分离出了这3种菌种[27]。
目前花卉酵素的应用主要为玫瑰
酵素。莫大美在玫瑰酵素发酵中对比
了酵母菌+乳酸菌混合发酵、酵母菌+
乳酸菌+醋酸菌混合发酵，得出三种
菌混合发酵结果更佳，可以得到花香
浓郁、花鲜艳的酵素。并发现SOD
酶活性最主要的影响因素为乳酸菌的
接种量[28]。霉菌发酵影响玫瑰酵素的隔膜胶水
感官特性，不适用于玫瑰酵素发酵。
李智弟用米曲霉发酵玫瑰酵素，获得
染料敏化太阳能电池的玫瑰酵素有酱油味，感官评分低[29]。
3 食用植物酵素安全性
食用植物酵素产品近年来发展十
分迅速，然而目前食用植物酵素的标
准仅有《T/CBFIA08003—2017食用植
物酵素》。该标准中主要通过保证乳
酸菌成为优势菌、降低酵素食品的
pH来抑制有害微生物的生长来保证
产品质量。然而这种控制方法过于简
单，未能全面考虑酵素食品中存在的
风险。
3.1 食用植物酵素存在安全问题
3.1.1 发酵后期消耗营养物质
乳酸菌长时间发酵后，会消耗酚
类来维持自身生长，导致酚类含量下
降，酵素抗氧化活力下降，多酚含量、
抗氧化活性呈现先上升后下降趋势[30］。
3.1.2 亚硝酸盐危害电子鱼竿
不同于乳酸菌发酵蛋白质原料，
乳酸菌发酵植物糖水化合物原料，会
产生亚硝酸盐。发酵中亚硝酸盐的产
量随时间呈先上升后下降的趋势[31]。
3.1.3 生物胺危害
植物原料发酵腐败的过程中，会
产生生物胺[32]。食物中毒的暴发与组
胺和酪胺相关。仲胺可发生亚硝化作
用而形成亚硝胺。腐胺、尸胺、精胺
和亚精胺可增加组胺毒性，生物胺的
存在会增加产品的副作用[32]。啤酒发
酵中酵母菌所产生的腐胺、尸胺等生
物胺已受到关注[33]。
3.1.4 蒽醌类安全风险
植物原有的过敏原不能因为发酵
被消除，且酵素体外抗氧化性是来源
yig滤波器于酚类、黄酮类、蒽醌类物质，其中
蒽醌类物质有肝毒性等副作用[34]。
3.2 安全菌种的选择
想要获得高功能成分的食用植物
酵素，应当缩短发酵时间，取发酵产
物峰值时间，而想要获得低亚硝酸盐
酵素应当延长发酵时间，二者很难兼
得。因此在菌种优化上提升发酵产物
安全性是一个可行方案。
3.2.1 选择能降解亚硝酸盐或者
产生低亚硝酸盐的乳酸菌菌株。
研究人员进行了降亚硝酸盐乳酸
菌的筛选和分离。郦萍等筛选了植物
乳杆菌 ZJ316、LZ227和ZFM228，
其有较强的亚硝酸盐降解能力[35]。陈
正培筛选了一株植物乳杆菌LC-3-3，
有较强的降亚硝酸盐的能力[36]。
3.2.2 选择菌种时选择有降解生
物胺能力的菌种。
赵佳迪筛选了肉葡萄球菌
162食品安全导刊 2021年4月
食品科技
(Staphylococcus carnosus) M-43和乳酸片球菌（Pediococcusacidilactici）M-28两种可降生物胺的菌种[37]。
4 结论
菌种选择是食用植物酵素产品工艺中非常重要的一步。本文梳理了菌种选择从单菌种到多菌种复合、从传统发酵菌种到新菌种的发展脉络，总结了果蔬类植物酵素中，乳酸菌优于酵母菌；纤维素、淀粉含量高植物酵素中酵母菌优于乳酸菌；含皂苷药食同源原料优选霉菌等经验性结论。同时分析食用植物酵素中存在的安全性问题，并对其中与菌种选择相关问题提出了选择优化对策，为今后食用植物酵素菌种选择及标准制定和完善提供更多参考。
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