
摘 要:食品釀造普遍存在著“固-液-氣的相變、菌種到種群到群落的生態(tài)演替、物系-菌系-酶系的相互關聯(lián)、好氧→微氧→厭氧的代謝過程、體系溫度前緩→中挺→后緩落有序變化”等“五法則三層次”規(guī)律,人體消化道內(nèi)的食品發(fā)酵也存在著類似的規(guī)律性。通過比較分析,可深化人體消化道微生態(tài)規(guī)律性研究,同時,人體消化道微生態(tài)平衡理論可為深入研究食品釀造微生態(tài)自愈力提供科學參考。
關鍵詞:微生態(tài);規(guī)律性
1 食品釀造微生態(tài)“五三”原理
1.6.4 提高釀造微生態(tài)自我調節(jié)和自我修復能力的方法
在食品釀造過程中,發(fā)現(xiàn)用同樣的生產(chǎn)工藝、同樣的原輔料的投入、同樣的生產(chǎn)條件,但最后的生產(chǎn)結果卻不盡相同,這表明不同的發(fā)酵“宿主”表現(xiàn)出了不同的個體特征,這也說明在釀造生產(chǎn)中不同的微生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出的調節(jié)和修復能力具有較大的差異性。
對此現(xiàn)象,可以采取相應的措施提高微生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)和修復能力以保證微生態(tài)平衡。如逐輪投新料增加營養(yǎng)、調整原料配方適應微生物培養(yǎng)、調整發(fā)酵體水份含量調節(jié)環(huán)境pH值、加強發(fā)酵“宿主”養(yǎng)護增強內(nèi)源性生物群落活性、部分生產(chǎn)原料或生產(chǎn)環(huán)境采用高溫方式滅菌減少雜菌感染、釀酒窖池養(yǎng)窖護窖壓窖保窖泥質量、歡快的音樂和聲波促進微生物活力等。通過對不同微生態(tài)個體進行分析,并針對性地采取不同的方式提高不同釀造微生態(tài)的自我調節(jié)和修復能力,保證和維持微生態(tài)的平衡。
1.6.5 微生態(tài)系統(tǒng)具有預防優(yōu)于糾偏、糾偏優(yōu)于整改的屬性
釀造微生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)劣決定了生產(chǎn)是否符合“安全、優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗”的最終目標,在具體的生產(chǎn)管理活動中,通常應把“安全生產(chǎn)、質量控制、優(yōu)質服務”納入質量管理的“大質量觀”控制體系中。在本公司質量管理活動中,從源頭上梳理“安全危險源、質量缺陷源、服務抱怨源”的“三源”管理清單,防患于未然,并將“三源”清單項目細化到釀造食品過程控制的各相關環(huán)節(jié),以利于提供微生物生長、繁殖、代謝的最佳條件,確保了微生物發(fā)酵就保證了微生態(tài)的平衡,為實現(xiàn)“安全生產(chǎn)零事故、質量管理零缺陷、服務質量零報怨”的“大質量”目標打下基礎。
同時,在過程控制中采用“從農(nóng)田到餐桌的全過程良好作業(yè)規(guī)范體系”,簡稱“生態(tài)釀造全P體系”。通過源頭上預防和過程嚴格控制,減少或消除因生產(chǎn)結果質量不合格而采取的整改措施(即質量管理預防和糾正措施)。
2 人體消化道微生態(tài)特征
人體微生態(tài)是研究人體正常微生物群與其宿主相互依賴、相互制約規(guī)律的科學,它涉及人體與其內(nèi)環(huán)境(包括微生物、生物化學和生物物理環(huán)境)和外環(huán)境相適應的問題,與人類健康密切相關。消化道微生態(tài)是人體微生態(tài)中最重要的組成部分,是體內(nèi)微生物定植的主要場所。人體攝入食品后,通過消化道內(nèi)的微生物群和機體產(chǎn)生的酶對食物進行分解消化,形成可被利用的養(yǎng)分供肌體吸收。食品消化過程伴隨微生物的發(fā)酵利用,在該過程中表現(xiàn)出了相應規(guī)律性。
?、傧纼?nèi)的食品發(fā)酵固相-液相-氣相演變,三相在各階段互為條件;
②特定的微生物群與消化道器官相適應,體現(xiàn)物系-菌系-酶系的動態(tài)平衡;
?、畚⑸鷳B(tài)體系中的微生物從菌種到種群到群落體現(xiàn)了定位(分布)、定向、定量的特征;
④消化道內(nèi)氧化還原電勢從好氧-微氧-厭氧的變化,整體表現(xiàn)為對優(yōu)勢厭氧菌群生長有利;
⑤人體具有自我調節(jié)和修復功能,表現(xiàn)出人體的恒溫特性,這與自然條件下的食品釀造具有較大區(qū)別,但發(fā)酵過程中的pH會發(fā)生改變。在整個食品發(fā)酵、消化、吸收、排泄過程中,主要表現(xiàn)出了消化道內(nèi)微生物群的定位、定性、定量規(guī)律。通過對人體消化道微生態(tài)的研究,目的就是為了優(yōu)化消化道內(nèi)有益微生物的生長、繁殖、代謝,從而保證人體營養(yǎng)物質的安全、健康、優(yōu)質,同時抑制有害菌的生長,維持人體微生態(tài)平衡,保證人體的安全、健康。
2.1 不同物相對消化道微生態(tài)的意義
物相變化在消化道微生態(tài)中無處不在。食品攝入后,通過牙齒碎細、微生物分解和機體分解酶的作用,形成可供機體吸收和微生物利用的營養(yǎng)成分。殘留的廢棄物與微生物殘體再“固化”排出體外。整個過程都呈現(xiàn)出了固-液-氣的變化規(guī)律,并在特定過程中互為條件。
2.1.1 固相是消化道微生態(tài)的主體
消化道微生態(tài)的固相包括宿主吃入的固體食物、半消化的食物及人體消化道器官等呈固體狀態(tài)的物體,是消化道微生態(tài)的主體,除微生物群落以外的固相物質是微生物的生命載體以及營養(yǎng)和能源的主要來源。人體消化道系統(tǒng)為微生物提供了良好的宿主環(huán)境,而微生物所需的營養(yǎng)和能量幾乎全部來自于宿主所攝入的食物。人體并不能直接消化代謝所有的攝入物,消化道微生物和人體器官產(chǎn)生多種酶將胃腸上部未被消化和吸收的物質如淀粉、非淀粉類多糖( 纖維素、半纖維素、膠質)、糖醇、非消化低聚糖等轉變成宿主可以吸收利用的物質,為腸上皮細胞和其它細菌提供能量。此外,固相物質如P、Mg、K、S、Ca等元素,是構成細胞和輔酶的重要成分,并起到調節(jié)細胞滲透壓作用。
2.1.2 液相是消化道微生態(tài)的調節(jié)劑
液相物質包含人體攝入的水、液體類食品、人體器官分泌的液體類物質及食物分解后形成的液體類物質。它是微生物及宿主的直接營養(yǎng)利用形式及微環(huán)境調節(jié)劑。
固型物通常不能被宿主及微生物直接利用,例如糖類是細胞重要的能量來源,結腸微生物菌群通過產(chǎn)生多種酶類使其生成乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸( SCFAs)。結腸上皮細胞優(yōu)先利用丁酸為其能量的提供者,被認為是決定結腸上皮細胞的代謝活性與增殖的關鍵營養(yǎng)因子。乙酸存在于肝血流中,主要通過肝臟的代謝,其他器官如腦、心臟與骨骼肌也有乙酸代謝。丙酸在肝臟中主要是用作葡萄糖異生作用的底物,如果干擾丙酸的合成可以降低肝臟產(chǎn)生膽固醇的水平。宿主每天所需能量的7%~8%是由肝臟和肌肉對SCFAs的進一步代謝來提供的。細菌發(fā)酵產(chǎn)生的SCFAs 能降低腸腔內(nèi)的pH值,進而抑制致病菌生長,減少毒性物質如銨、胺和酚類化合物的形成,并能抑制某些腐敗菌酶的活性。
2.1.3 氣相是消化道微生態(tài)平衡狀態(tài)的指示劑
氣相包含人體吃進的氣體、通過肺吸入的氣體、體內(nèi)分解產(chǎn)出的氣體等,影響消化道微生物群落構成、反應并調節(jié)宿主健康狀態(tài)。
氣相物質,尤其是氧含量,深刻影響著消化道中微生物群落的分布。消化道微生物通過代謝分解營養(yǎng)物可產(chǎn)生CO2和揮發(fā)性脂肪酸等,主要作用之一即是幫助膨脹排泄物,利于宿主排便。微生態(tài)環(huán)境氣相狀態(tài)反映了宿主的健康狀態(tài),如呼氣有異味,表明胃腸消化不良有積食;放屁過多,則說明宿主攝入過多淀粉類物質;放屁很臭,則說明宿主攝入過多蛋白質類食物;長時間不放屁,則宿主的胃腸道可能發(fā)生了病變。通過排氣狀況,人可以實時判斷自己的健康狀態(tài)并作出相應的調整和治療。
2.2 人體消化道微生態(tài)中的
“物系-菌系-酶系”相互關聯(lián)
物系、菌系、酶系的本質都是物質,我們將除菌系和酶系之外的物質統(tǒng)稱為物系。宿主是消化道微生態(tài)中最重要的物系。同時,宿主能通過各器官的協(xié)同作用,自動實現(xiàn)體內(nèi)物質流、能量流、信息流的傳遞,并影響體內(nèi)菌系、酶系的動態(tài)性狀,維持人體微生態(tài)的平衡。
2.2.1 物系是菌系進行生命活動的根本
宿主為消化道微生物提供適宜的棲息環(huán)境,并讓某些微生物長期定植于特定的部位。從某種意義上說一個健康的成年人是由包括微生物在內(nèi)的諸多物種組成的復合體,宿主及微生物之間的相互作用,保證了人體的正常生命活動。
人體除了為消化道微生物提供定植生長場所外,最重要的作用即是通過進食為微生物提供營養(yǎng)和能量,如不可消化的糖類是結腸微生物群落重要的能源。以口腔為例,唾液為口腔內(nèi)各種微生物的生長繁殖提供了良好的天然培養(yǎng)基,而且口腔內(nèi)特殊的環(huán)境, 如適宜的溫度、濕度、營養(yǎng)源、過氧化物酶系統(tǒng)、特殊的解剖結構和理化性質等,也為口腔內(nèi)各種微生物的生長繁殖提供了適宜的宿主環(huán)境。
物系是微生物群營養(yǎng)源,同時也是化學能的運載工具,是微生物維持生命活動所進行的生物化學過程的結構基礎,如果沒有物質作為能量的載體,能量就會自由散失,如果沒有物質滿足有機體生長發(fā)育的需要,生命就會停止。人體消化道中正常微生物群的能源和物質均依賴于宿主,正常微生物群與宿主通過降解與合成進行物質交換,裂解的細胞與細胞外酶可為微生物利用,此可視為宿主向正常微生物群的物質流動。
微生態(tài)系統(tǒng)中的最初能量來自宿主。在消化道微生態(tài)系統(tǒng)中,正常微生物群與其宿主,微生物群與微生物群之間,就是通過能量的轉化、傳遞緊密地聯(lián)系起來的。能量的流動是微生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一,沒有能量的流動,就沒有生命,也就沒有微生態(tài)系統(tǒng)的存在,能量是微生態(tài)系統(tǒng)中的動力,是一切生命活動的基礎。
2.2.2 物系影響菌系和酶系的構成
人體攝入糖類的變化可能在很短時間內(nèi)影響結腸特定群體。益生元(如低聚木糖、低聚半乳糖,低聚果糖等)促進腸道內(nèi)雙歧桿菌選擇性增加,高脂飲食使得擬桿菌數(shù)目減少,厚壁菌門和變形菌門的菌種數(shù)量增加。益生菌在營養(yǎng)物質有限的情況下,通過其優(yōu)勢生長,競爭性地消耗致病菌的營養(yǎng)素,從而維持胃腸道微生態(tài)的動態(tài)穩(wěn)定,保證宿主機體健康。
酸是影響消化道微生物分布的重要影響因素。從口腔接近中性的環(huán)境到胃的酸性環(huán)境(pH2.5~3.5)對多數(shù)微生物有破壞作用,此時每克消化道內(nèi)容物中微生物的數(shù)量為10000,而且主要以革蘭氏陽性的鏈球菌、乳桿菌和酵母菌等需氧菌為主。進入十二指腸后,由于消化液的增加(如膽汁、胰液)以及停留時間短,十二指腸的環(huán)境非常不利于各種微生物的生存,此時微生物的組成不穩(wěn)定,僅以極低的限數(shù)存在。進入空腸和回腸后,微生物的數(shù)量開始增加,而且種類也在不斷增加。雙歧桿菌、乳酸菌能增加人體對致病菌的抵抗力,防止多種疾病,是典型的益生菌。它們發(fā)揮益生作用的重要方式之一就是發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量有機酸,使腸內(nèi)處于酸性環(huán)境,從而阻止了致病菌的入侵、粘附和定植,有助于促進腸道的運送和排空能力,維持正常生理功能。

