蜂蜜中的酵母菌及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用

青島市畜牧獸醫(yī)研究所，青島 266000

蜂蜜是一種深受人們喜愛的天然甜物質(zhì)，由蜜蜂采集蜜源植物的花蜜加上自身的分泌物，在蜂巢中經(jīng)過充分釀造而成。蜂蜜中含有豐富的營養(yǎng)成分，包括糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、有機酸、微量元素以及一些生物酶等[1]，其中糖類約占蜂蜜干重的85%～95%，糖類的主要成分為果糖和葡萄糖，平均比例為1.2∶1[2]。蜂蜜中的水分是花蜜被釀造成蜂蜜的過程中殘留下來的，一般不超過20%[2]。由于蜂蜜的低含水量和高滲透壓環(huán)境會引起微生物細胞內(nèi)水分活度發(fā)生變化，使細胞質(zhì)、細胞膜以及細胞內(nèi)的酶發(fā)生變化，在這樣的條件下，很少有微生物可以在蜂蜜中生長和存活。然而有大量研究顯示，仍有一些微生物，如嗜滲和耐滲的酵母菌可以耐受這樣的環(huán)境而在蜂蜜中生長繁殖[3-5]。

酵母菌是重要的工業(yè)微生物，在食品、飼料、醫(yī)藥和環(huán)境治理等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。耐高滲酵母是一類可以在高滲透壓環(huán)境下生長和繁殖的真核微生物，根據(jù)高滲透壓環(huán)境的不同又分為耐高糖酵母菌和耐高鹽酵母菌。耐高滲酵母菌可以通過在細胞內(nèi)快速的大量累積一些與耐高滲特性相關(guān)的小分子物質(zhì)，如甘油[6]、海藻糖[7]和多元醇[8]等來調(diào)節(jié)胞內(nèi)外的壓力平衡以適應(yīng)在高滲透壓環(huán)境中的生長。近年來隨著對酵母菌研究的深入，蜂蜜中存在的耐高滲酵母菌吸引了越來越多研究人員的關(guān)注，一些蜂蜜中篩選得到的耐高滲酵母菌已廣泛在食品、醫(yī)藥、化工、發(fā)酵等領(lǐng)域有了很好的應(yīng)用前景，尤其是在食品行業(yè)的應(yīng)用越來越多。本文將對在蜂蜜中篩選得到的耐高滲酵母菌的種類、蜂蜜中耐高滲酵母菌的來源以及這些在食品工業(yè)上的應(yīng)用予以綜述。

一、蜂蜜中耐高滲酵母菌的種類

一般的微生物無法在蜂蜜中生存，只有一些耐高滲的酵母菌可以在蜂蜜中生存，事實上，蜂蜜的發(fā)酵變質(zhì)過程就是這些耐高滲酵母菌大量生長和繁殖的結(jié)果[4]。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵蜂蜜中的酵母菌大約有6100～380000 cfu/g[9]，而許多自然蜂蜜樣品中檢測出的酵母菌數(shù)目一般在100 cfu/g以下。目前已報道在蜂蜜中分離得到的酵母菌已多達20余種[3-5,7,10-11]，包括接合酵母屬（Zygosacchuromycesspp.）的暹羅接合酵母（Zygosaccharomyces siamensis）、蜂蜜接合酵母（Zygosaccharomyces mellis）、魯氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）和Zygosaccharomyces favi sp.nov.、短梗霉屬（Aureobasidiumspp.）的普魯蘭短梗霉（Aureobasidium pullulans）和產(chǎn)黑色素短梗霉（Aureobasidium melanogenum）、假絲酵母屬（Candidaspp.）的根尖假絲酵母（Candida apicola）、木蘭假絲酵母（Candidamagnoliae）、球擬假絲酵母(Candida bombicola)、巴蒂斯塔念珠菌（Candida batistae）、裂殖酵母屬（Schizosaccharomycesspp.）的八孢裂殖酵母 (Schizosaccharomyces octosporus)、德巴利氏酵母屬（Debaryomycesspp.）的漢氏德巴利氏酵母（Debaryomyces hansenii）、隱球酵母屬（Cryptococcusspp.）的烏茲別克斯坦隱球酵母（Cryptococcus uzbekistanensis）以及釀酒酵母屬（Saccharomycesspp.）、紅酵母屬（Rhodotorulaspp.）、油脂酵母屬（Lipomycesspp.）、卵孢酵母屬（Oosporidiumspp.）、畢赤酵母屬（Pichiaspp.）、漢遜酵母屬（Hansenulaspp.）、球擬酵母屬（Torulopsisspp.）、針孢酵母屬（Nematosporaspp.）、許旺酵母屬（Schwanniomycesspp.）、圓酵母屬（Torulaspp.）、絲孢酵母屬（Trichosporonspp.）、叢梗孢酵母屬（Moniliellaspp.）等的一些菌株。

二、蜂蜜中耐高滲酵母菌的來源

蜂蜜中存在的耐高滲酵母菌主要有兩條來源途徑，通常稱之為初級來源和次級來源，其中初級來源是來自蜜蜂采集花蜜和釀造蜂蜜的階段，這部分來源主要有三個方面：一是由空氣、土壤、降水等因素，將酵母菌帶入到花粉花蜜中；二是蜜蜂將消化道中的酵母菌帶入到蜂蜜中；三是蜂蜜在發(fā)酵過程中將空氣中的酵母菌帶入到蜂蜜中。而次級來源是來自采收蜂蜜以后儲存及運輸階段，其來源包括采蜜人員、蜂蜜加工設(shè)備、蜂蜜包裝容器、昆蟲、動物、空氣、水、墻壁、天花板和地板等，因此蜂蜜里酵母菌的次級來源與其他食品相似，并且可以通過人工控制增加或降低蜂蜜中酵母菌的數(shù)量，如果在蜂蜜中檢測出大量的營養(yǎng)型微生物，則說明蜂蜜通過次級來源受到了污染。

三、耐高滲酵母菌在食品工業(yè)上的應(yīng)用

1.食品工業(yè)上生產(chǎn)蜂蜜酒

蜂蜜酒是由原蜂蜜經(jīng)酵母菌發(fā)酵而成的低酒精度飲品，既保留著蜂蜜中原有的營養(yǎng)成分，同時由于酵母菌的作用使氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等一些生物活性物質(zhì)的含量得以提高。單純使用普通釀酒酵母發(fā)酵的蜂蜜酒，酒味明顯，香氣不足，而從蜂蜜中分離篩選的產(chǎn)酯香酵母，因其利用的底物種類與蜂蜜的成分相同，可以提高酒中酯的含量，更適合蜂蜜酒的發(fā)酵，因此，在蜂蜜中選育產(chǎn)酯量高、適合蜂蜜酒釀造的酵母菌株，對蜂蜜酒的生產(chǎn)具有重要的實際意義。史瑩等在對山烏桕蜂蜜酒的釀造酵母和工藝的研究中發(fā)現(xiàn)，適合于山烏桕蜂蜜酒釀造的黃酒酵母在馴化過程中喪失了部分優(yōu)良性狀，影響了山烏桕蜂蜜酒的釀造質(zhì)量[12]，隨后在蜂蜜中分離篩選得到了1株發(fā)酵能力強、耐高滲、耐酒精、產(chǎn)酒精率高并適合發(fā)酵烏桕蜜酒的優(yōu)良菌株S2，經(jīng)鑒定為畢赤酵母屬（Pichiaspp.），與黃酒酵母相比提高了蜂蜜酒的釀造口感且大大縮短了主發(fā)酵時間[13]。

2.食品工業(yè)上生產(chǎn)蜂蜜醋飲料

蜂蜜醋的制造首先需要經(jīng)過酵母菌將蜂蜜中的糖轉(zhuǎn)化為乙醇，再由醋酸菌將乙醇氧化生成醋酸，因此蜂蜜醋中既包含了原蜂蜜中的大部分營養(yǎng)成分，又獲得了發(fā)酵過程中新產(chǎn)生的營養(yǎng)代謝物質(zhì)，兼有蜂蜜和食醋之長，具有降低膽固醇、降血脂、美容護膚、消除疲勞等作用，受到人們的喜愛。使用常規(guī)釀造用酵母菌發(fā)酵蜂蜜時，由于蜂蜜糖度太高，往往會對酵母菌的生長和發(fā)酵產(chǎn)生抑制作用，常規(guī)酵母菌發(fā)酵的蜂蜜醋香氣不足，味道單一，口感欠佳，不能滿足消費者的需求。將在蜂蜜中篩選的產(chǎn)酯香耐高糖酵母菌應(yīng)用到蜂蜜發(fā)酵飲品的生產(chǎn)中，通過進行高濃度發(fā)酵再稀釋的方法，具有降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能源、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量等多個優(yōu)點。杜鵑[14]等在椴樹蜜中篩選獲得1株產(chǎn)酯香耐高糖酵母菌YMI-37，經(jīng)鑒定屬于釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），可以在80 g/100 ml葡萄糖的高糖環(huán)境下生長，發(fā)酵速度快且能力強，總產(chǎn)酯量可以達到3.85 g/L，進行高濃度蜂蜜醋發(fā)酵得到的蜂蜜醋口感更好，是高濃度發(fā)酵蜂蜜醋的優(yōu)良菌株。彭濤[15]等將在油菜花蜂蜜中分離出的克勒氏酵母（Kloeckerasp.）Kloeckerasp-18菌株應(yīng)用到油菜花蜂蜜飲料的中試生產(chǎn)中，發(fā)酵30天就得到了質(zhì)量檔次較高的蜂蜜發(fā)酵飲料，縮短了發(fā)酵周期，并且與其他類似蜂蜜飲料相比較，各種氨基酸含量都得到提高，個別種類氨基酸含量提高了100 %以上。

3.食品工業(yè)上生產(chǎn)糖醇

糖醇是一種新型的功能性食品添加劑，由于甜度適宜、熱量低且不致牙齒齲變而廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。目前國內(nèi)外已用糖醇替代食用糖作為糖尿病人提供熱量的營養(yǎng)學甜味劑，是國際食品和衛(wèi)生組織批準的無需限量使用的安全性食品。研究發(fā)現(xiàn)，一些耐高滲酵母菌在高濃度的葡萄糖和好氧條件下發(fā)酵，可以產(chǎn)生大量的糖醇類物質(zhì)。蔡莉[16]等在蜂蜜及花粉等含糖量較高的樣品中分離到1株生長速度快、高產(chǎn)阿拉伯糖醇的耐高滲酵母菌NH-9，經(jīng)鑒定為奧默柯達酵母（Kodamaea ohmeri）。樊潔等從采自華北地區(qū)的 13 種不同蜜源花種的天然蜂蜜中，分離得到具有產(chǎn)生木糖醇和赤蘚糖醇的優(yōu)良酵母菌株，八孢裂殖酵母（S.octosporus）A05菌株、暹羅接合酵母（Z.siamensis）E17菌株以及從梗孢酵母（M.pollinis）H10菌株，其中菌株 A05 和 E17 的發(fā)酵液中主要產(chǎn)物為木糖醇，產(chǎn)量分別為 8.89 g/L 和 2.76 g/L，菌株 H10則可以發(fā)酵產(chǎn)生11.67 g/L的赤蘚糖醇。袁野[18]等對在水果及一些蜂產(chǎn)品樣品中分離得到的 267株耐高滲酵母培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，其中 206株可以生產(chǎn)阿拉伯醇、赤蘚糖醇和甘油等各種多元醇，并且研究了酵母耐高滲生長能力與其產(chǎn)多元醇類別之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，產(chǎn)赤蘚糖醇的酵母菌比產(chǎn)阿拉伯糖醇的酵母菌更耐高滲。

四、展望

在蜂蜜這種極端條件下分離篩選的耐高滲酵母菌具有起酵速度快、發(fā)酵能力強、耐受高滲透壓力等多個優(yōu)點，因此選育蜂蜜中耐高滲酵母菌有助于解決發(fā)酵工業(yè)的實際問題。未來需要從蜂蜜中分離篩選出更多、更好的菌種，通過對這些微生物的研究開發(fā)出更多更優(yōu)秀的產(chǎn)品。目前耐高滲酵母菌在食品工業(yè)中已經(jīng)取得了較大范圍的應(yīng)用，開發(fā)潛力還很大。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和基因工程技術(shù)的使用，通過在分子水平上對蜂蜜中耐高滲酵母菌進行遺傳改造，會使耐高滲酵母菌具有更多的優(yōu)良品質(zhì)，開發(fā)出更多更優(yōu)良的產(chǎn)品，是今后需要進一步研究的方向。