酵母菌及其在食品中的应用

1、授课内容 l 酵母菌的形态（菌体、菌落）和细胞结 构 l 繁殖方式 l 酵母菌代表菌属 l 酵母菌在食品工业中的应用 l 定义：酵母菌是一群以圆形或椭圆形单细胞、以出芽或分裂为主要 繁殖方式的真菌。大多数酵母菌具有发酵糖类产生酒精和二氧化碳 的能力。 l 用途：酵母菌可用于酿酒、发面、生产蛋白质、有机酸、酶、核苷 酸、辅酶、细胞色素C、维生素、石油发酵、脱蜡等各个方面； 但也有少数菌是有害的。一些发酵 工业的污染菌可消耗酒精和产生不 良气味；一些耐高渗酵母可使果酱、 蜂蜜及蜜饯变质；少数寄生性酵母 菌具有致病作用。 一、酵母菌的形态（菌体、菌落）和细胞结构 l 酵母菌细胞形态 酵母菌细胞呈卵圆

2、形、 圆形或圆柱形。细胞宽约 15m，长约2030m。 菌落大多数表面湿润， 粘稠，易挑取，颜色多为 白色，少数为红色，若培 养时间太长，其表面可产 生皱褶。也可液体培养。 l酵母菌细胞结构与功能 酵母菌是单细胞真核微生物，具有典型的细胞结构。酵母菌是单细胞真核微生物，具有典型的细胞结构。 （一）细胞壁（一）细胞壁 酵母菌幼年细胞壁薄，有弹性，以后逐渐变厚，变硬。成分酵母菌幼年细胞壁薄，有弹性，以后逐渐变厚，变硬。成分 主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白质、脂类，有些酵主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白质、脂类，有些酵 母菌除上述成分外还含有少量几丁质（多聚乙酰葡萄糖胺）。母菌除上

3、述成分外还含有少量几丁质（多聚乙酰葡萄糖胺）。 磷酸甘露聚糖 甘露聚糖 蛋白质 葡聚糖 细胞质膜 （二）细胞膜（二）细胞膜 酵母菌细胞膜的结构和功能与其他真核生物细胞相同，有些酵母酵母菌细胞膜的结构和功能与其他真核生物细胞相同，有些酵母 菌（酿酒酵母）在细胞膜上含有固醇，这在其它生物中是罕见的，至菌（酿酒酵母）在细胞膜上含有固醇，这在其它生物中是罕见的，至 于固醇的生理功能尚不清楚。于固醇的生理功能尚不清楚。 蛋白质：包括一些酶蛋白质：包括一些酶 甘油的单、双、三酯甘油的单、双、三酯 甘油磷酯甘油磷酯 磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂） 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 淄醇淄醇 麦角淄醇麦角淄

4、醇 酵母淄醇酵母淄醇 糖类：甘露聚糖等糖类：甘露聚糖等 类脂类脂 （三）细胞质（三）细胞质 在质内有由生物膜分化出来的独立的细胞器，如线粒体、内质网在质内有由生物膜分化出来的独立的细胞器，如线粒体、内质网 和高尔基体。和高尔基体。 （四）细胞核（四）细胞核 具备真核的特点。具备真核的特点。 细胞核 核孔 二、酵母菌的繁殖方式与基本过程酵母菌的繁殖方式与基本过程 一般以无性繁殖为主，方式是出芽繁殖和分裂繁殖。一般以无性繁殖为主，方式是出芽繁殖和分裂繁殖。 有性繁殖的主要方式是产生子囊孢子。有性繁殖的主要方式是产生子囊孢子。 凡具有有性繁殖产生子囊孢子的酵母菌称为真酵母；凡具有有性繁殖产生子囊孢子

5、的酵母菌称为真酵母； 凡未发现有性繁殖的酵母菌称为假酵母凡未发现有性繁殖的酵母菌称为假酵母 酵母菌的酵母菌的 繁殖方式繁殖方式 无性无性 有性（产子囊孢子）有性（产子囊孢子） 芽殖：各属都存在芽殖：各属都存在 裂殖：在裂殖酵母菌（裂殖：在裂殖酵母菌（Schizaccharomyces）中存在）中存在 产无性孢子产无性孢子 节孢子节孢子 掷孢子掷孢子 厚垣孢子厚垣孢子 ( (一一) ) 酵母菌的无性繁殖酵母菌的无性繁殖 l 1 1出芽繁殖出芽繁殖(budding) (budding) 又称又称 芽殖。芽殖。 l 2.2.分裂繁殖（分裂繁殖（fission)fission)） 又又 称裂殖，裂殖酵

6、母属的种类可称裂殖，裂殖酵母属的种类可 通过类似细菌的二等分方式进通过类似细菌的二等分方式进 行裂殖。其过程是母细胞先延行裂殖。其过程是母细胞先延 长，然后细胞中央产生隔膜，长，然后细胞中央产生隔膜， 分开形成两个子细胞。分开形成两个子细胞。 1突出体2小管3核4液泡 芽殖 子细胞子细胞 出芽痕出芽痕 （二（二) 酵母菌的有性繁殖酵母菌的有性繁殖 l 酵母菌进行的有性繁殖主要是产生子囊和子囊孢子。酵母菌进行的有性繁殖主要是产生子囊和子囊孢子。 l 其基本过程包括：质配、核配和减数分裂三个基本过程。其基本过程包括：质配、核配和减数分裂三个基本过程。 质配：质配： 当一些酵母菌发育至一定阶段或在特

7、定当一些酵母菌发育至一定阶段或在特定 的培养条件下，两个性别不同的细胞各的培养条件下，两个性别不同的细胞各 伸出小突起相互接触，融合，形成一个伸出小突起相互接触，融合，形成一个 通道；两细胞质融合，称为质配。通道；两细胞质融合，称为质配。 核配：核配： 两单倍体的核移到融合管中融合成二倍两单倍体的核移到融合管中融合成二倍 体的核。此二倍体细胞称为合子。体的核。此二倍体细胞称为合子。 减数分裂：减数分裂： 在合适条件下，二倍体细胞的核进行一在合适条件下，二倍体细胞的核进行一 次减数分裂和次减数分裂和1 12 2次有丝分裂，形成次有丝分裂，形成 4 48 8个有性的子囊孢子。形成子囊孢子个有性的子

8、囊孢子。形成子囊孢子 的细胞，称为子囊。的细胞，称为子囊。 有性繁殖 子囊孢子 三、酵母菌代表菌属 l 酵母菌属：啤酒酵母 葡萄汁酵母 l 裂殖酵母属：八孢裂殖酵母 l 假丝酵母属：热带假丝酵母 解脂假丝酵母 产朊假丝酵母 l 球拟酵母属 l 红酵母属 l 掷孢酵母属 四、酵母菌在食品工业中的应用 食品工业中常用到的酵母包括： l 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵， 食药用，提取多种生物活性物质。 l 假丝酵母 （Candida）饲料 l 白地霉（Geotrichum candidum）饲料，食用，或 药物提取。 酵母菌作为工具 l 酒类 酒类产品包括：白酒、啤

9、酒、果酒、黄酒等 酿酒常用的酵母菌：啤酒酵母、葡萄酒酵母、 绍兴酒酵母等。 l各种酒类产品的酿造工艺简介 l 食醋类 食醋是人们日常生活所必需的调味品，也是最 古老的利用微生物生产的食品之一。 食醋生产 的前期步骤需要利用酵母生产出酒精，后期利用 醋酸菌分解酒精产生醋酸。 我国名优食醋有镇江香醋、山西陈醋、江浙玫 瑰醋、四川麸醋等。 l 面包类 面包和馒头都是由面粉经酵母菌发酵后制成。 酵母菌利用经淀粉酶水解的产物麦芽糖、葡萄糖、 果糖、蔗糖等，发酵生成二氧化碳、醇、醛、有 机酸等。二氧化碳使面团膨胀发孔。 工艺流程： 酵母作为原料 单细胞蛋白的生产 l 生产用原料：糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷

10、氨酸发酵废 液、稻草、稻壳、玉米芯、木榍等的水解液；天然气、 乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生产的废弃物。 l 发酵方法：深层通气发酵和固体通风发酵。 l 主要用途：作为单细胞食品；提取核苷酸、辅酶A、乳 糖酶等医药及生物试剂 l 主要菌种：产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝 酵母等 酵母利用的难点问题： 酵母细胞壁厚，且结构致密，动物无法直接消 化吸收。如何破壁，成了酵母利用的瓶颈问题。 l 目前研究所用到的破壁方法有：酶解（蜗牛酶、 溶菌酶、纤维素酶、蛋白酶、葡聚糖酶、甘露聚 糖酶等）、酸碱法、有机溶剂法、高压均质法、 超声波法、超微粉碎法、挤压喷爆法等。 谢谢！敬请批评指正！ 授课内容

11、l 酵母菌的形态（菌体、菌落）和细胞结 构 l 繁殖方式 l 酵母菌代表菌属 l 酵母菌在食品工业中的应用 l酵母菌细胞结构与功能 酵母菌是单细胞真核微生物，具有典型的细胞结构。酵母菌是单细胞真核微生物，具有典型的细胞结构。 （一）细胞壁（一）细胞壁 酵母菌幼年细胞壁薄，有弹性，以后逐渐变厚，变硬。成分酵母菌幼年细胞壁薄，有弹性，以后逐渐变厚，变硬。成分 主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白质、脂类，有些酵主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白质、脂类，有些酵 母菌除上述成分外还含有少量几丁质（多聚乙酰葡萄糖胺）。母菌除上述成分外还含有少量几丁质（多聚乙酰葡萄糖胺）。 磷酸甘露聚糖 甘露

12、聚糖 蛋白质 葡聚糖 细胞质膜 ( (一一) ) 酵母菌的无性繁殖酵母菌的无性繁殖 l 1 1出芽繁殖出芽繁殖(budding) (budding) 又称又称 芽殖。芽殖。 l 2.2.分裂繁殖（分裂繁殖（fission)fission)） 又又 称裂殖，裂殖酵母属的种类可称裂殖，裂殖酵母属的种类可 通过类似细菌的二等分方式进通过类似细菌的二等分方式进 行裂殖。其过程是母细胞先延行裂殖。其过程是母细胞先延 长，然后细胞中央产生隔膜，长，然后细胞中央产生隔膜， 分开形成两个子细胞。分开形成两个子细胞。 1突出体2小管3核4液泡 l 食醋类 食醋是人们日常生活所必需的调味品，也是最 古老的利用微生物生产的食品之一。 食醋生产 的前期步骤需要利用酵母生产出酒精