食品用微生物发酵剂的研究及应用讲课教案

1、食品用微生物发酵剂的研究及应用 微生物发酵剂是用于生产发酵制品的特定微生微生物发酵剂是用于生产发酵制品的特定微生物培养物，开发发酵制品的专用微生物发酵剂是物培养物，开发发酵制品的专用微生物发酵剂是解决传统发酵食品工业化生产的重要方法解决传统发酵食品工业化生产的重要方法。 微生物发酵剂在乳制品微生物发酵剂在乳制品、肉制品肉制品、鱼制品鱼制品( (鱼鱼露发酵制品露发酵制品) )及泡菜生产中的应用较多，乳制品发及泡菜生产中的应用较多，乳制品发酵剂是目前应用最广泛的发酵剂，选择合适的发酵剂是目前应用最广泛的发酵剂，选择合适的发酵剂对于食品加工业意义重大酵剂对于食品加工业意义重大。（一）微生物发酵剂的研

2、制（一）微生物发酵剂的研制发酵菌种的分离筛选发酵菌种增殖培养基的选择菌悬液的冷冻干燥保护剂的选择（一）微生物发酵剂的研制（一）微生物发酵剂的研制1. 1. 发酵菌种的分离筛选及鉴定发酵菌种的分离筛选及鉴定 分离筛选出性质优良的菌种对于发酵剂的制作至关重要，是制备高效发酵剂的基础。发酵菌株应具有良好的发酵性能，如生长特性 、产酸特性、产香特性和产气特性等，且不同的发酵菌种之间能进行较好的复合发酵，使风味更加丰富。 菌种的分离方法： （1）、施加选择性压力分离法 主要是利用不同种类的微生物生长繁殖对环境和营养的需求不同，如温度、PH、渗透压、氧气、碳源、氮源等。人为控制这些条件，使之利于某类或某种

3、微生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势，而得以快速分离纯化的目的。例如通过控制温度可使嗜热微生物和非嗜热微生物分开；控制PH，可将嗜酸和嗜碱微生物分离等。在分离培养基也可加入不同的抗生素或试剂来增加选择性。如在分离放线菌和细菌时可加入抗真菌抗生素。 （2）、随机分离法 有些微生物的产物对筛选没有直接的选择性指示作用，因此常用随机分离方法分离。 A、抗生素产生菌的分离 抗生素产生菌的分离常用抑菌圈法。采用抗生素的敏 感菌，传统上常用金黄色葡萄球菌和枯草杆菌。 B、抗肿瘤药物产生菌的分离 抗肿瘤药物产生菌的分离常用方法：生化诱导法、SOS色检测法、DNA修复能力突变株。原

4、理是利用DNA的损伤，使微生物发生突变。（一）微生物发酵剂的研制（一）微生物发酵剂的研制2. 发酵菌种增殖培养基的选择（以乳酸菌为例） DVS又称浓缩型直投式乳酸菌发酵剂，是指一系列高度浓缩和标准化的冷冻或冷冻干燥发酵剂菌种，可直接加入到热处理的原料乳中进行发酵，因此省略了传统继代式发酵剂使用过程中的菌种活化、母发酵剂、中间发酵剂、生产发酵剂的扩大繁殖过程，减少了菌种车间的投资和空间，防止了菌种的退化和污染，可使发酵乳制品工业的劳动生产率和产品质量大大提高。（一）微生物发酵剂的研制（一）微生物发酵剂的研制 制备直投式发酵剂的关键就是获得乳酸菌大量生长的培养基，增殖培养基应具有的特点为：适合菌体

5、生长，繁殖速度快，在短时间内可得到大量高活力细胞；菌体与培养基易分离；成本低廉，能反复利用。 增殖培养基大致可分为配制培养基、乳基质培养基和乳清基质培养基，后2个因其增殖慢，且不易分离菌体，一般配以其他的生长因子后使用。 国内研究的主要有改良MRS培养基、葡萄糖酵母膏培养基、脱脂乳培养基等。 3. 菌悬液的冷冻干燥保护剂的选择 利用真空冷冻干燥技术是生产活菌制剂较为理想的一种保存方法。但真空冷冻干燥过程中，冷冻和干燥这2个过程会造成部分微生物细胞的损伤、死亡及某些酶蛋白分子的钝化。如果在冻干工艺中保护剂选择不当，则发酵剂的发酵活力随之下降。 常用的冻干保护剂主要有多元醇类、糖类和氨基酸类等，不

6、同保护剂对不同菌种的保护效果是不同的，单一的保护剂并不能满足冷冻干燥的要求，所以，冻干保护剂一般都是按一定配方混合使用。（二）（二）微生物发酵剂在食品中的应用微生物发酵剂在食品中的应用 2.1 在乳制品加工中的应用 酸奶是微生物发酵剂在食品中最为成功的应用。酸奶是新鲜牛奶灭菌后经发酵剂发酵而制成的乳制品，除了具有独特的风味外，还具有丰富的营养价值和良好的保健功能。酸奶发酵剂，由嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组成，在发酵的过程中，菌种产酸产香、产酶，使液态乳凝固。嗜热链球菌（二）微生物发酵剂在乳制品中的应用 过去主要是根据工艺要求选择产酸快、凝固好、能产生风味强的酸乳发酵剂曾经是生产厂家的首选。现在

7、则要让酸乳产品最大限度地符合顾客和市场的需求。生产个性化、风味独特、口感顺滑、质地稠厚、有益健康的酸乳，同时产酸快、质量稳定、使用方便价格适中的直投式酸乳发酵剂是生产厂家的需要和追求也是酸乳发酵剂的发展趋势。 酸乳在贮存和销售时的后酸化现象曾经是困扰许多生产厂家的难题。如今选育在高温下产酸快、在低温下基本不产酸或产酸其微的菌株获得成功。随着酸乳向健康和嗜好两极化方向的发展，酸乳发酵剂也朝向使用方便化、低后酸化，嗜好化和健康化的方向发展。 同时通过菌株筛选和加工条件优化，可提高乳酸菌的活性从而增加发酵食品中功能因子的含量。 例如，用功能性乳酸菌发酵剂生产发酵奶，可生成足量的低热能多元醇从而降低糖

8、的含量。 某些乳酸菌，例如酸奶细菌Sthermophil，可以产生维生素例如叶酸，使用这类乳酸菌可增加乳制品中叶酸的含量。（二）微生物发酵剂在肉制品中的应用2.2 2.2 在肉制品加工中的应用在肉制品加工中的应用 目前，发酵肉制品主要有发酵香肠，发酵干火腿以及我国传统的腌腊肉制品。肉制品的发酵剂多为复合菌种组成，如乳酸菌、酵母菌、霉菌、微球菌等。 与酸奶相比，肉制品在发酵之前未经过灭菌处理，严格意义上说应该是强化发酵。在发酵肉制品中的优势菌株是乳酸菌，乳酸菌耐酸性较强，同时分泌的乳酸可以抑制有害微生物的生长。 （二）微生物发酵剂在肉制品中的应用 霉菌在发酵肉制品中起着比较重要的作用，其可产生许

9、多酶类物质，形成独特的风味，同时其在肉制品表面生长，可起到保护膜的作用。 酵母菌主要在肉制品的表面生长，产酸能力较弱。 微球菌的存在可将硝酸盐还原成亚硝酸盐，形成肉制品鲜亮的颜色，多菌种混合发酵形成了发酵肉制品独特的风味，弥补了单菌种发酵的单调性。（二）微生物发酵剂在肉制品中的应用 肉制品的发酵剂应该具备以下特征： 食盐耐受性 对亚硝酸盐有一定的耐受力， 在80lOOmgL浓度下生长良好； 能在26743温度范围内生长； 在5760温度范围内无活性。 同型发酵，利用葡萄糖仅能产生乳酸； 发酵不会使产品产生异味； 非致病菌，对人体无害，不产生毒素；产黄青霉 在发酵肉制品的生产中，常用的发酵剂微生

10、物种类有细菌、酵母菌和霉菌:2.3 2.3 在蔬菜制品加工中的应用在蔬菜制品加工中的应用 微生物发酵剂在蔬菜制品中的应用以四川泡菜为代表。泡菜发酵中的优势菌种为乳杆菌，如植物乳杆菌、短乳杆菌等，它们在发酵的过程中发生复杂的生物化学反应，形成了泡菜独特的风味。 相对于自然发酵，使用发酵剂可缩短生产周期，同时产品质量也更为稳定。目前，乳酸菌发酵剂在白菜和榨菜叶发酵中的应用研究较多，为直投式微生物发酵剂应用于泡菜生产提供了理论依据。（二）微生物发酵剂在酒制品中的应用 2.42.4 在酒制品中的应用在酒制品中的应用 酒酿造在我国有悠久的历史，目前用于酒制品的发酵剂也比较成熟。如米酒酒药中主要的菌种为根霉和酵母，根霉能分泌大量的淀粉酶，对淀粉进行降解，供酵母发酵所需。张其圣等从传统的窖池糟醅中分离出菌种，进行扩大培养后按比例配成糖化发酵剂，其糖化力、液化力、发酵力均与传统优质曲接近，且制作方法更为简洁。酵母菌结语结语： 微生物发酵剂的研究，为传统发酵食品的工业化生产提供了理论与技术支持。目前，微生物发酵剂在酸奶与发酵香肠的应用中取得了巨大成功，但是很大一部分还停留在小范围的试验研究阶段，怎样把实