第十章 微生物在食品制造中的作用

食品微生物學(xué)

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院

第十章微生物在食品制造中的作用第一節(jié)細菌在食品制造中的作用第二節(jié)酵母菌在食品制造中的作用第三節(jié)霉菌在食品制造中的作用第四節(jié)微生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用第一節(jié)細菌在食品制造中的作用發(fā)酵乳制品食醋蔬菜和水果的乳酸發(fā)酵食品氨基酸第一節(jié)細菌在食品制造中的作用一、乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用

發(fā)酵乳制品泡菜榨菜乳酸……（一）

什么是乳酸菌乳酸菌（LacticAcidBacteria,LAB）:指一群能發(fā)酵碳水化合物（糖）以獲取能量，并能生成大量乳酸的一類細菌的總稱。（二）

LAB的共性形態(tài)多變、無芽孢、無鞭毛2.以乳酸發(fā)酵途徑獲取能量同型發(fā)酵：

C6H12O62CH3CHOHCOOH+2ATP

異型發(fā)酵：

C6H12O61CH3CHOHCOOH+1CH3CH2OH+CO2+1ATP

雙歧途徑：

C6H12O62CH3CHOHCOOH+3CH3COOH+2.5ATP3.過氧化氫酶陰性

乳桿菌屬（Lactobacillus）

鏈球菌屬（Sterptococcus）

雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）

乳球菌屬（Lactococcus）

明串珠菌屬（Leuconostoc）

片球菌屬（Pediococcus）

(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌Lactococcuslactissubsp.lactis(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌Leuconostocsp.(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌Bifidobacteriumlongum(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌Streptococcusthermophilus

(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌Lactobacilluscasei(三)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的主要乳酸菌Lactobacillushelveticus（四）乳酸菌特征比較

酸奶LAB發(fā)酵干酪乳酸菌飲料馬奶酒LAB+yeast發(fā)酵kefir（五）發(fā)酵乳制品（五）發(fā)酵乳制品1.酸奶（Yoghurt）

普通酸奶：保加利亞乳桿菌+嗜熱鏈球菌

嗜酸乳菌：嗜酸乳桿菌

生物酸奶：嗜酸乳桿菌+保加利亞乳桿菌+嗜熱鏈球菌

雙歧菌乳：雙歧桿菌（2）發(fā)酵菌種2.干酪（cheese）干酪是在乳中加入適量的LAB發(fā)酵劑和凝乳酶，使蛋白質(zhì)凝固后，排除乳清，將凝塊壓成塊狀（經(jīng)長時間后發(fā)酵）而制成的產(chǎn)品（1）種類（2）工藝前發(fā)酵菌種（3）

干酪發(fā)酵劑的主要菌種后發(fā)酵菌種（3）

干酪發(fā)酵劑的主要菌種乳酸菌其它微生物（4）后熟微生物對干酪風(fēng)味的影響開菲爾（Kefir）：又稱牛奶酒，是以牛奶或羊奶為原料，在開菲爾?；蜷_菲爾發(fā)酵劑的作用下，經(jīng)發(fā)酵而成的發(fā)酵乳。3.開菲爾(1)開菲爾的生產(chǎn)工藝乳酸菌（2）

開菲爾發(fā)酵劑的主要菌種開菲爾圓酵母、釀酒酵母、假絲酵母和乳酸酵母醋酸細菌、枯草桿菌、開菲爾桿菌乳酸鏈球菌、乳酸桿菌、乳鏈球菌二乙酰亞種、腸膜明串珠菌、嗜熱乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌等其他微生物開菲爾發(fā)酵劑（Kefirgrains）（2）

開菲爾發(fā)酵劑的主要菌種（2）

開菲爾發(fā)酵劑的主要菌種開菲爾發(fā)酵劑中的乳酸菌和酵母菌

4.其他發(fā)酵乳制品其他發(fā)酵乳制品的種類：酸制奶油、嗜酸菌乳、馬奶酒等。

常用的乳酸菌：干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、瑞士乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜熱鏈球菌等。

反應(yīng)過程：乳酸菌分解乳糖進行同型乳酸發(fā)酵或異型乳酸發(fā)酵。

注意事項：在整個加工過程中，對原料滅菌處理采用的溫度較低，所以接種劑量要大，以防止污染。（六）發(fā)酵蔬菜和水果(2)泡菜發(fā)酵中微生物的類群(3)發(fā)酵菌群之變化菌群演替：在一個生態(tài)區(qū)域中，原有的微生物菌群經(jīng)過一般的發(fā)展時期后，由于某種內(nèi)外環(huán)境因素的改變，原有的微生物菌群被另一種新的微生物菌群所取代。這種現(xiàn)象稱之為菌群演替。泡菜中的菌群演替2.其他發(fā)酵蔬菜和水果主要的乳酸發(fā)酵果蔬品種：酸菜、榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄欖等發(fā)酵方法：自然發(fā)酵、純種發(fā)酵常用菌種：植物乳桿菌、黃瓜乳桿菌、短乳桿菌、腸膜明串珠菌、小片球菌、發(fā)酵乳桿菌等亞硝酸問題二、醋酸菌在食品制造中的作用

食醋生產(chǎn)中的細菌——醋酸菌醋酸細菌(AceticAcidBacteria)是指一類能氧化酒精生成醋酸的革蘭氏陰性、無芽孢細菌的總稱。（1）液化、糖化淀粉的微生物（2）酒精發(fā)酵的微生物（3）醋酸發(fā)酵的微生物1.食醋生產(chǎn)中的主要微生物（1）液化、糖化淀粉的微生物

甘薯曲霉3.324、宇佐美曲霉3.758、黑曲霉3.4309。黃曲霉3.800，米曲霉3.042等也可用于糖化。（2）酒精發(fā)酵的微生物酵母菌:北方地區(qū)用1300，上海香醋用黃酒酵母工農(nóng)501，普通醋用K字酵母，AS2.109、AS2.399適用于淀粉原料，AS2.1189、AS2.1190適用于糖蜜原料。醋酸醋桿菌、許氏醋桿菌、惡臭醋桿菌、巴式醋酸桿菌、奧爾蘭醋桿菌CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH（3）醋酸發(fā)酵的微生物2.食醋釀造原理3.食醋生產(chǎn)的原料高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、棗等含糖或含淀粉的果實等4.食醋釀造工藝4.食醋釀造工藝食醋的生產(chǎn)工藝-傳統(tǒng)的制曲制曲的進步各種醋產(chǎn)品三、谷氨酸（一）谷氨酸的生產(chǎn)用菌種主要種類北京棒狀桿菌AS.1.299

鈍齒棒狀桿菌AS.1.542（二）谷氨酸的生產(chǎn)常用原料小麥、玉米、甘薯、大米等淀粉質(zhì)物質(zhì)；糖蜜等含糖豐富的物質(zhì)。（三）谷氨酸的合成途徑第二節(jié)酵母菌在食品制造中的作用面包：酵母將面粉中的糖類化合物分解形成CO2、醇、醛、有機酸等產(chǎn)物。

釀酒：葡萄酒酵母、啤酒酵母、紹興酵母等將糖類化合物分解形成乙醇等化合物。

酵母細胞的利用—單細胞蛋白的生產(chǎn)

廢酵母1、釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae)釀造果酒和發(fā)酵生產(chǎn)面包、酒精發(fā)酵；釀造葡萄酒，也可用于釀造啤酒、蒸餾酒；臺灣396號酵母為代表。我國南方常常用于以糖蜜原料生產(chǎn)酒精。它的特點是耐高滲透壓，可忍受高濃度的鹽。一、食品工業(yè)上常用的酵母菌2、卡爾斯伯酵母（S.carlsbergensis）卡爾斯伯（Carsberg)是丹麥的一個啤酒廠的名字，卡爾斯伯酵母是該廠分離的，細胞形態(tài)為圓形或卵圓形，部分細胞的細胞壁有一平端；啤酒釀造中是典型的下面酵母；高溫時，釀酒酵母比卡氏酵母生長得更快；低溫下，卡氏酵母生長得較快。一、食品工業(yè)上常用的酵母菌一、食品工業(yè)上常用的酵母菌3、異常漢遜氏酵母異常變種（Hansenulaanomala)細胞呈圓形，橢圓形或臘腸形，甚至有長達30

m，繁殖方式：多邊芽殖作用：異常漢遜氏酵母能產(chǎn)生乙酸乙酯，因此它在發(fā)酵生產(chǎn)食品中賦予食品特殊的風(fēng)味。也可用于生產(chǎn)單細胞蛋白——利用烴類、甲醇、乙醇和甘油作為碳源。一、食品工業(yè)上常用的酵母菌4、假絲酵母(CandidaBerkhout)在液體培養(yǎng)基中生長，細胞為球形、橢圓形或圓柱形。在馬鈴薯或玉米瓊脂培養(yǎng)基上生長容易形成豐富的假菌絲，多極出芽。熱帶假絲酵母氧化烴類的能力很強，可以利用煤油形成大量的菌絲體。一、食品工業(yè)上常用的酵母菌5、產(chǎn)朊假絲酵母研究較多的微生物單細胞蛋白之一就是產(chǎn)朊假絲酵母；產(chǎn)朊假絲酵母的蛋白質(zhì)和維生素B含量均比啤酒酵母高。一、食品工業(yè)上常用的酵母菌6、球擬酵母細胞球形、卵形或稍帶長形無假菌絲。多邊芽殖，不生子囊孢子及其它孢子。作用：生產(chǎn)甘油等多元醇。一、食品工業(yè)上常用的酵母菌7、解脂假絲酵母石油發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白的優(yōu)良菌種8、紅酵母紅酵母的細胞形態(tài)圓形、卵形或長形，多邊芽殖，多數(shù)不形成假菌絲，不生子囊孢子；細胞產(chǎn)生色素，紅色或橙紅色色素作用：生產(chǎn)β-胡蘿卜素。二、單細胞蛋白（SingleCellProtein）概念：利用微生物（酵母菌、細菌、霉菌等）發(fā)酵生產(chǎn)出的微生物菌體細胞。蛋白質(zhì)含量高。以酵母菌為主。1.生產(chǎn)用原料：糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發(fā)酵廢液、稻草、稻殼、玉米芯、木榍等的水解液；天然氣、乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生產(chǎn)的廢棄物。

2.發(fā)酵方法：深層通氣發(fā)酵和固體通風(fēng)發(fā)酵。

二、單細胞蛋白（SingleCellProtein）3.主要用途：作為單細胞食品；提取核苷酸、輔酶A、乳糖酶等醫(yī)藥及生物試劑

4.主要菌種：酵母：產(chǎn)元假絲酵母、解脂假絲酵母、嗜石油假絲酵母等其他微生物：細菌、霉菌、擔子菌、藻類三、面包及面制品制作（一）白酒淀粉質(zhì)原料經(jīng)過蒸煮、糖化、酒精發(fā)酵和蒸餾而得的含高酒精濃度的無色透明飲料酒。1.基本釀造工藝：原料粉碎——配料——蒸煮——加曲、加酒母——入池發(fā)酵——蒸餾——勾兌——陳釀——成品。

四、釀酒(1)大曲純小麥或部分大麥等原料對釀酒用微生物進行富集和擴大培養(yǎng)制成的自然糖化發(fā)酵劑。包含：霉菌（糖化菌）、細菌（芽孢桿菌）、酵母菌、生酸菌（乳酸菌）。(2)小曲米粉、米糠加或不加中草藥、接種陳曲或純根霉、酵母菌制成的糖化發(fā)酵劑。微生物種群較單一、用曲量小、出酒率高、發(fā)酵周期短。產(chǎn)品風(fēng)味稍差。(3)麩曲以麩皮、酒糟、谷殼等制成曲料，殺菌后接入糖化菌和酒母制成。2.曲種淀粉質(zhì)原料經(jīng)過蒸煮、加入小曲和酒母經(jīng)糖化、酒精發(fā)酵和壓濾而成。生產(chǎn)特點：含多種菌共同發(fā)酵而成，香味充分復(fù)雜。糖化發(fā)酵直接進行，酒精濃度高（15-20%）低溫長時間釀造陳釀(二)黃酒以麥芽為主要原料，輔以啤酒花發(fā)酵出的低酒度釀造酒。原