人們在幾千年前就懂得利用發(fā)酵技術(shù)來生產(chǎn)食品，時(shí)至今日，發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用更加廣泛，生產(chǎn)出來的食品品種更加豐富多樣。想要生產(chǎn)出符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的發(fā)酵食品，應(yīng)掌握好食品的發(fā)酵技術(shù)。

    發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的控制要先做好發(fā)酵食品原料采購質(zhì)量控制，然后根據(jù)產(chǎn)品品種、工藝流程合理布局好企業(yè)廠房與設(shè)施設(shè)備，加強(qiáng)影響發(fā)酵過程各因素的質(zhì)量監(jiān)控，是控制好發(fā)酵技術(shù)的關(guān)鍵所在。

    1、發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展

    中國早在幾千年前，人們就開始利用發(fā)酵技術(shù)從事釀酒、醬、醋等食品的生產(chǎn)，并積累了豐富的發(fā)酵經(jīng)驗(yàn)。發(fā)酵食品最初發(fā)源于家庭和作坊式的手工制作，大多憑借祖先流傳下來的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行生產(chǎn)。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，人們用機(jī)械或管道代替了繁重的體力勞動(dòng)，對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)工藝進(jìn)行了規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)。

    2、發(fā)酵技術(shù)的定義

    發(fā)酵技術(shù)是指人們利用微生物的發(fā)酵作用，運(yùn)用一些技術(shù)手段控制發(fā)酵過程，大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的技術(shù)，稱為發(fā)酵技術(shù)。發(fā)酵的概念來源于釀酒的過程。“發(fā)酵”最初來原于拉丁語“發(fā)泡”。

    3、發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

    通過發(fā)酵技術(shù)不僅能改善食品的風(fēng)味、色澤和組織結(jié)構(gòu)，還能提高食品的營養(yǎng)價(jià)值。因此，發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛。我們?nèi)粘Ｉ�產(chǎn)接觸到的啤酒、醬油、腐乳、面包、酸奶和泡菜等都是利用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)出來的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。

    4、發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的控制

    要想生產(chǎn)出符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的發(fā)酵食品，應(yīng)掌握好食品的發(fā)酵技術(shù)。雖然發(fā)酵食品種類繁多，不同的發(fā)酵食品對(duì)發(fā)酵技術(shù)有不同的要求，但由于工藝上存在一些相似之處，發(fā)酵食品的發(fā)酵技術(shù)也存在著某些共性。我國自從1980年以來陸續(xù)頒布了多種發(fā)酵食品的生產(chǎn)許可證審查細(xì)則，這些都可以作為發(fā)酵食品生產(chǎn)技術(shù)控制的參考，發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的控制主要有以下幾點(diǎn)。

     1）發(fā)酵原料采購質(zhì)量要嚴(yán)格控制

    選擇符合要求的原料對(duì)發(fā)酵食品來說非常重要。食品發(fā)酵使用的原料常以糖質(zhì)或淀粉等碳水化合物為主，發(fā)酵用微生物菌種絕大多數(shù)來源于已有的優(yōu)良菌種，或自行選育新菌種。發(fā)酵食品使用的原料必須符合《食品安全法》第五十條規(guī)定：“食品生產(chǎn)者采購食品原料、食品添加劑、食品相關(guān)產(chǎn)晶，應(yīng)當(dāng)查驗(yàn)供貨者的許可證和產(chǎn)品合格證明；對(duì)無法提供合格證明的食品原料，應(yīng)當(dāng)按照食品安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；不得采購或者使用不符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)的食品原料、食品添加劑、食品相關(guān)產(chǎn)品。”

    如醬油和啤酒等發(fā)酵食品都會(huì)用到豆料、谷物等作為發(fā)酵原料，這些原料中常見的危害有重金屬超標(biāo)、農(nóng)藥殘留及放射性污染等，因此購迸這些原料時(shí)應(yīng)加強(qiáng)藥物殘留和重金屬的測定。

    2）廠房工藝布局要合理、發(fā)酵設(shè)施設(shè)備要齊全并符合要求

    合理的廠房布局和必備的發(fā)酵設(shè)備是生產(chǎn)發(fā)酵食品的前提條件。企業(yè)必須具備符合規(guī)定的相適應(yīng)的生產(chǎn)場所，廠區(qū)周圍應(yīng)無有害氣體、煙塵等擴(kuò)散性污染源。生產(chǎn)工藝布局應(yīng)合理，各工序應(yīng)減少迂回往返，避免交叉污染。企業(yè)必須應(yīng)具有與生產(chǎn)的食品品種、數(shù)量相適應(yīng)的且具備審查細(xì)則中規(guī)定的必備的生產(chǎn)設(shè)備；設(shè)備性能與精度應(yīng)能滿足食品生產(chǎn)加工的要求。例如，食醋的生產(chǎn)，生產(chǎn)用的廠房能滿足原料處理、種曲(外協(xié)的除外)和制曲、液化及糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、淋醋、調(diào)配、滅菌處理和灌裝(包裝)的設(shè)備。

    凡與發(fā)酵食品生產(chǎn)接觸的設(shè)備、管道、涂料、工器具和容器等必須用無毒、無異味、抗腐蝕、易清洗和不與食品起任何化學(xué)反應(yīng)的材料制成，表面應(yīng)光滑。

    3）加強(qiáng)發(fā)酵過程質(zhì)量管理和控制

    加強(qiáng)發(fā)酵過程的質(zhì)量管理和控制是整個(gè)發(fā)酵技術(shù)的關(guān)鍵所在。在發(fā)酵過程中，影響發(fā)酵的因素很多，如溫度、pH、通氣量(氧的供應(yīng))、補(bǔ)料等。要使發(fā)酵食品向著有利的方向發(fā)展，必須適當(dāng)?shù)乜刂朴绊懓l(fā)酵的各種條件，及時(shí)掌握發(fā)酵動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)發(fā)酵過程質(zhì)量管理和控制。如果不加控制或控制不當(dāng)，不但不能制成理想的發(fā)酵食品，還會(huì)造成微生物污染，使食品腐敗變質(zhì)。

    另外，為保證發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)酵室、池及菌種培養(yǎng)室的設(shè)備、工具、管路、墻壁、地面應(yīng)保持清潔，避免生長霉菌或其他雜菌。培養(yǎng)容器、器皿及培養(yǎng)基在使用前須嚴(yán)格滅菌。菌種應(yīng)定期篩選、純化，必要時(shí)進(jìn)行鑒定，防止雜菌污染、菌種退化和變異產(chǎn)毒。

    發(fā)酵過程的控制主要包括以下幾個(gè)方面：

     a、發(fā)酵溫度的控制

    發(fā)酵所需的溫度依微生物的種類而異，各種微生物都有自己最適生長的溫度，不同微生物的生長對(duì)溫度的要求不同，根據(jù)它們對(duì)溫度的要求，大致可分為4類：嗜冷菌適應(yīng)于0～26℃生長，嗜溫菌適應(yīng)于15～45℃生產(chǎn)，嗜熱菌適應(yīng)于37～65℃生長，嗜高溫菌適應(yīng)于65℃以上生長。在混合菌種發(fā)酵時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度控制不同類型的微生物的生長速度，從而取得理想的發(fā)酵效果。應(yīng)該注意的是，溫度對(duì)菌體的生產(chǎn)，產(chǎn)物合成的影響可能不同。也就是說，菌體的最適合生產(chǎn)的溫度不一定是所需要的代謝產(chǎn)物的最適合溫度。

    由于微生物在生產(chǎn)和發(fā)酵過程中，對(duì)溫度有不同的要求。在生產(chǎn)上，為獲取較高的生產(chǎn)率，針對(duì)所用菌種的特性，在發(fā)酵周期的各階段需要控制溫度，提供該階段生物活動(dòng)最適合溫度。在發(fā)酵前期，菌量少，取稍高的溫度，促使菌的呼吸與代謝，使菌迅速生長；在中期菌量已達(dá)到合成產(chǎn)物的最適量，發(fā)酵需要延長中期，從而提高產(chǎn)量，因此中期溫度要稍低一些，可以推遲衰老；發(fā)酵后期，產(chǎn)物合成能力降低，沒有必要延長發(fā)酵周期，就又提高溫度，刺激產(chǎn)物合成。

    如醬油生產(chǎn)時(shí)酵母菌的發(fā)酵作用以30℃為宜，低于10℃僅能繁殖，發(fā)酵比較困難。高于40℃酵母菌的生產(chǎn)受到抑制，甚至不能生存和發(fā)酵。采用中溫或低溫發(fā)酵方法，適應(yīng)延長發(fā)酵周期，能增加醬油的香味。但有的菌種產(chǎn)物形成比生產(chǎn)溫度高，如谷氨酸產(chǎn)生菌生產(chǎn)溫度為30—32℃，產(chǎn)酸溫度為34—37℃。另外，溫度控制還要根據(jù)培養(yǎng)條件來綜合考慮，靈活選擇。當(dāng)通氣條件較差時(shí)，可適當(dāng)降低溫度，降低菌呼吸速率，可適當(dāng)增加溶氧濃度；當(dāng)培養(yǎng)基稀薄時(shí)，降低溫度，因?yàn)闇囟雀郀I養(yǎng)利用快，會(huì)使菌過早自溶。

    總的來說，溫度的選擇要根據(jù)產(chǎn)品使用的菌種在生產(chǎn)各階段及培養(yǎng)條件綜合考慮，并通過反復(fù)實(shí)踐來定出最適合溫度。

    b、酸度控制

    不同微生物各自都有自己適宜的pH范圍，如酵母3.8—6.0、細(xì)菌6.5—7.5、霉菌4.0-5.8、放線菌6.5-8.0。酸有抑制微生物生長的作用，即含酸食品有一定的防腐能力，對(duì)大多數(shù)的微生物來說，當(dāng)pH<2時(shí)，便受到抑制不能生長。

    但有時(shí)一些耐酸的微生物生長繁殖也可使pH上升，如霉菌在有氧存在時(shí)，食品表面會(huì)有霉菌生長，因?yàn)槊咕�耐酸、需氧，可以將酸消耗掉。酵母菌，耐酸能使蛋白質(zhì)分解，從而產(chǎn)生氨類物質(zhì)，并將酸消耗掉。以致食品失去了防腐能力，導(dǎo)致食品表面會(huì)發(fā)生脂肪分解和其他降解活動(dòng)，使食品腐敗變質(zhì)。

    發(fā)酵過程中酸度變化是發(fā)酵過程狀態(tài)的體現(xiàn)，是生物生長代謝的結(jié)果，更是發(fā)酵過程控制的依據(jù)和方向標(biāo)，控制好發(fā)酵酸度對(duì)生產(chǎn)合格產(chǎn)品至關(guān)重要。控制pH的方式有四種：①調(diào)節(jié)好基礎(chǔ)料的pH值，通過基礎(chǔ)培養(yǎng)基進(jìn)行調(diào)節(jié)、在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì)；②在發(fā)酵過程中根據(jù)糖氮消耗需要進(jìn)行補(bǔ)料來調(diào)節(jié)pH值；③當(dāng)補(bǔ)料與調(diào)節(jié)pH發(fā)生矛盾時(shí)，加酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)pH值；④根據(jù)不同發(fā)酵階段采取不同的pH值，定時(shí)觀察菌體的生產(chǎn)情況，以菌體生長達(dá)到最高的pH值為生產(chǎn)適用的pH值。

    c、通氣量(氧的供應(yīng))

微生物可分需氧微生物和厭氧微生物。霉菌是需氧性的，在缺氧條件下不能生長，因此生產(chǎn)腐乳、醬油時(shí)要有充足的氧氣，以保證發(fā)酵正常進(jìn)行。厭氧微生物，如肉毒桿菌為專性厭氧菌、兼性厭氧微生物如酵母茵。醋酸菌是需氧菌，釀醋時(shí)要先讓酵母在缺氧條件下將糖轉(zhuǎn)化成酒精，再在通氣條件下由醋酸菌將酒精氧化生成醋酸，但通氣量過大，醋酸會(huì)進(jìn)一步氧化，此時(shí)如有霉菌就能生長并將醋酸消耗掉。所以，通氣量應(yīng)適當(dāng)，以減少霉菌生長的可能性。適當(dāng)?shù)靥峁┗蚯袛嘌鯕獾墓��?yīng)可以促進(jìn)或抑制(發(fā)酵)菌的生長，引導(dǎo)生產(chǎn)向預(yù)期方向發(fā)展。

    d、補(bǔ)料的控制

    在發(fā)酵過程中，根據(jù)菌體生產(chǎn)代謝規(guī)律，采用“放料和補(bǔ)料”的方式，當(dāng)發(fā)酵一定時(shí)間，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物后，少量多次或分批放出一部分發(fā)酵液，同時(shí)補(bǔ)充一部分新鮮營養(yǎng)液，并重復(fù)進(jìn)行。通過補(bǔ)料分批發(fā)酵可以控制抑制性底物的濃度，因基質(zhì)過濃會(huì)導(dǎo)致滲透壓過高，使細(xì)胞因脫水而死亡。但補(bǔ)料過程也要注意避免一次性投料過多，以免造成細(xì)胞大量生長。適應(yīng)補(bǔ)料操作能保證一定菌體生產(chǎn)速度和效率，延長發(fā)酵產(chǎn)物生產(chǎn)同期，有利于提高產(chǎn)物產(chǎn)能，同時(shí)降低產(chǎn)品成本，但補(bǔ)料過程要注意不要受到雜菌污染。

    隨著發(fā)酵工業(yè)的不斷改革和發(fā)展，發(fā)酵技術(shù)的機(jī)械化程度必然越來越高，發(fā)酵技術(shù)將向高新人們只需通過電腦設(shè)定相應(yīng)的發(fā)酵程式，就可隨時(shí)監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在各工序之間的自動(dòng)流轉(zhuǎn)，從而控制整個(gè)發(fā)酵過程。