食品中的微生物课件

微生物在食品工业中的应用

第七章微生物在食品制造中的应用主要包括如下三个方面:一、利用微生物的菌体和内容物例如：酵母菌的应用，菌体蛋白、维生素、核酸等.二、利用微生物产生的酶例如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等二十多种酶制剂三、利用微生物的某些代谢产物例如：酒精、乳酸、柠檬酸、氨基酸、抗生素等。微生物在食品中的应用一、微生物与乳制品乳制品中的乳酸细菌类群

乳酸细菌是一类能使可发酵性碳水化合物转化成乳酸的细菌的统称。有些种、属的细菌对人的健康带来益处，也有些对人畜致病，而受到人们的极大重视。随着人们对乳酸菌的研究不断深入，乳酸菌群中出现了许多新的属、种。几乎每年都有乳酸细菌新种（属）的报道。目前发现的乳酸菌，至少分布于19个属的微生物中。乳制品中的乳酸细菌类群乳杆菌属形态特征：细胞多呈长或细长杆状、弯曲形短杆状及棒状球杆状，一般呈链排列。大多数革兰氏染色阳性，有些菌株革兰氏染色或甲基蓝染色显示两极体，内部有颗粒物条纹状。通常不运动，有的具有周生鞭毛能够运动。无芽孢。大多不产色素。乳酸杆菌属的代表种①保加利亚乳杆菌。细胞形态长杆状、两端钝圆。固体培养基生长的菌落呈棉花状，极易与其他乳酸菌区别。

是乳菌菌中产酸能力最强的菌种，其产酸能力与菌体形态有关，菌形越大，产酸能力强，反之就弱。最适生长温度37～45℃，温度高于50℃或低于20℃不生长。链球菌属形态特征细胞呈球形或卵圆形，成对或成链排列。革兰氏染色阳性，无芽孢，一般不运动，不产生色素。

乳制品中的乳酸细菌类群链球菌属的代表种①嗜热链球菌。细胞呈长链球状。其特征是：在高温条件下产酸，低于20℃不产酸。最适生长温度40～45℃，耐热性强，能耐65～68℃，常作为发酵乳、干酪的生产菌。乳制品中的乳酸细菌类群双歧杆菌属形态特征：细胞呈现多样性：Y字形、V字形、弯曲状，典型的形态为分叉杆菌，故取名bifidum（拉丁文指分开、裂开之意）。革兰氏染色阳性，无芽孢和鞭毛，不运动。

酸乳中的乳酸菌酸奶:通常含有四种细菌，分别是德氏乳杆菌保加利亚亚种（旧称“保加利亚乳杆菌”），嗜热链球菌，嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。前两种：德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌在酸奶中是______关系?

嗜热链球菌启动乳酸发酵过程，先进行产酸，为德氏乳杆菌保加利亚亚种的生长创造了良好的环境。反过来，德氏乳杆菌保加利亚亚种产生的一些代谢物质有利于嗜热链球菌的生长，比如游离氨基酸等等。后两种：不是必须含有，它们是益生菌，促进人体健康。

发酵乳制品目前根据发酵乳制品的生产过程、发酵剂的种类、产品的特征及其他特性的不同大致将发酵乳制品分为四大类：发酵乳、干酪、酸乳菌制剂和酸乳粉。有些发酵乳制品除乳酸菌细菌外、酵母菌、霉菌也参与发酵。酸乳生产工艺菌种：根据不同的生产目的选择适当的菌种。大量的研究证明，混合使用的效果比单一使用的效果好。原料乳→①净化（除去白血球及其它可见异物）→②脂肪含量标准化（加入脱脂乳或分离稀如油）→③配料（在60℃时：加入4~8%蔗糖；添加脱脂奶粉，使非脂固形物达到标准）→④均质（压力：8~10mpa）→⑤★灭菌（参数：90℃5min、85℃30min、135℃2—3S）→⑥接种（43~45℃、2~3%）→⑦分装→⑧发酵（40~43℃、3~6h）→⑨冷却（至10℃）→⑩★冷藏和后熟（在2~5℃下、最好-1~0℃）混菌发酵双歧杆菌酸奶的生产有两种不同工艺：①共同发酵法生产工艺原料乳

↓标准化↓

调配←(蔗糖10%+葡萄糖2%)↓

均质(15～20MPa)↓

杀菌(115℃，8min)

↓

冷却(38～40℃)

↓

适量维生素C→接种←(双歧杆菌6%、嗜热链球菌（保加利亚乳杆菌）3%)

↓灌装←消毒瓶

↓

发酵(38～39℃，6h)

↓

冷却(10℃左右)

↓

冷藏(1～5℃)

↓

成品

共同发酵法原理：双歧杆菌产酸能力低，凝乳时间长，最终产品的口味和风味欠佳，因而，生产上常选择一些对双歧杆菌生长无太大影响，但产酸快的乳酸菌，如嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳脂明串珠菌等与双歧杆菌共同发酵。结果是？

既有足够量的双歧杆菌，又可以提高产酸能力，缩短凝乳时间，并改善口味。双歧杆菌酸奶的生产有两种不同工艺：②

共生发酵法生产工艺原料乳

↓

标准化≥9.5%↓蔗糖10%＋葡萄糖2%→调配↓

均质(15～20MPa)

↓

杀菌(115℃，8min)↓

冷却(26～28℃)↓

两歧双歧杆菌6%→接种←乳酸酵母3%

↓

发酵(26～28℃，2h)

↓

升温(37℃)

↓

发酵(37℃，5h)

↓

冷却(10℃左右)

↓

罐装

↓

冷藏(l～5℃)

↓

成品微生物在食品中的应用二、微生物与发酵调味品1微生物与食醋食醋是中国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸性调味品。它能增进食欲，帮助消化，在人们饮食生活中不可缺少。酿造醋

食醋按加工方法可分为合成醋、酿造醋、再制醋三大类。其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋。酿造醋：用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。其主要成分除醋酸(3%～5%)外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味。酿造醋的生产过程1、淀粉液化、糖化微生物：曲霉属2、酒精发酵微生物：酵母3、醋酸发酵微生物：醋酸菌碎米→浸泡→磨浆→调浆→液化→糖化→酒精发酵→酒醪→醋酸发酵→醋醪→压滤→配兑→灭菌→陈醋→成品

麸曲

酒母

醋酸菌

↓

↓

↓

酿醋工业常用和常见的醋酸菌（1）许氏醋酸杆菌是国外的速酿醋菌种，也是目前制醋工业较重要的菌种之一，产酸量可高达11.5%。最适生长温度为28～30℃，达到37℃即不再产醋酸。它对醋酸没有进一步的氧化作用。（2）恶臭醋酸杆菌是中国醋厂使用的菌种之一。该菌种在液面形成菌膜，并沿容器壁上升，菌膜下液体不浑浊。一般能产酸6%～8%，有的菌株的副产品为2%葡萄糖酸，能把醋酸进一步氧化为CO2和H2O。

酿醋工业常用和常见的醋酸菌（3）攀膜醋酸杆菌（4）奥尔兰醋酸杆菌（5）AS1.41醋酸菌（6）胶膜醋酸杆菌（7）沪酿1.01醋酸菌食醋生产酿造工艺：液态法1.调浆：淀粉、水、碳酸钠调pH6.2～6.4，氯化钙、淀粉酶0.4%，充分搅匀。2.液化、糖化：先灭菌，降温至60～65℃。加入糖化曲液，按原料淀粉重量的10%称取麸曲，以40℃温水浸泡2h，淋出酶液供用。3.酒精发酵：酒精发酵罐，按糖液量接入10%的酵母种子液，保温30～32℃，进行酒精发酵，50～60小时。4.醋酸发酵：醋酸发酵罐，按规定种量接入醋酸菌种子液，控制品温33～37℃。风量前期24小时内为1∶0.1%，中期48小时内为1∶0.15%，后期为1∶0.1%。经6小时左右，醋酸可达6%以上，待酒精耗尽，醋酸不再上升时即可放罐。发酵液经过滤、配制、加热、灭菌后送入成品贮罐澄清。5.连续发酵：完成醋酸发酵后，放出醋液1/3，加入酒精1/5，继续进行发酵，经24小时左右，醋酸又可升至5%以上。如此反复连续发酵可达多次。实际生产证明，“液法”比“固法”出醋率提高12%，成本下降12%，生产周期由25～27d缩短为6～7d新型“果醋”饮料微生物与发酵调味品二、微生物与酱油酱油是一种常用的咸味调味品，它是以蛋白质原料和淀粉质原料为主的经微生物发酵酿制而成。酱油中含有多种调味成分，有酱油的特殊的香味、食盐的咸味、氮基酸钠盐的鲜味、糖及其醇甜物质的甜味、有机酸的酸味等，还有天然的红褐色色素。酱油酿造中的微生物主要有米曲霉、酵母菌、乳酸菌和其他细菌。（1）米曲霉

米曲霉是曲霉属的一个种，同属于黄曲霉群，但米曲霉不产黄曲霉毒素。成熟后的米曲霉菌丛呈黄褐色或绿褐色，分生孢子呈放射状，为球形或近球形。

好氧微生物，最适合生长的培养基水分为45%，pH为6.5-6.8。米曲霉能分泌复杂的酶系，可分泌胞外酶如（蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶、谷氨酰酶、果胶酶、纤维素酶等）和胞内酶（如氧化还原酶等）。这些酶类和酱油品质和原料利用率关系最密切的是蛋白酶、淀粉酶和谷氨酰胺酶。

大豆蛋白，小麦淀粉。（2）鲁氏接合酶母Zygosaccharomyces

rouxii

是酱油酿造中的主要酵母菌。最适生长温度为28～30℃，在38～40℃生长缓慢，42℃不生长，最适pH4～5。生长在酱醅这一特殊环境中的鲁氏酵母是一种耐盐性强的酵母，抗高渗透压，在含食盐5%～8%的培养基中生长良好，在18%食盐浓度下仍能生长，维生素、泛酸、肌醇等能促进它在高食盐浓度下生长。（3）乳酸菌

酱油乳酸菌也是生长在酱醅这一特定环境中的耐盐乳酸菌，其代表菌有嗜盐片球菌、酱油微球菌等。这些乳酸菌耐乳酸能力弱，因此，不会因产过量的乳酸使酱醅中的pH过低而造成酱醅质量变坏。适量的乳酸是构成酱油风味的因素之一。

（4）其他微生物

在酱油酿造中除上述优势微生物外，从酱油曲和酱醅中还分离出他一些微生物的存在。如毛霉、青霉、产膜酵母、枯草芽孢杆菌、小球菌等。当制曲条件控制不当或种曲质量差时，这些菌会过量生长，不仅消耗曲料的营养成分，原料利用率下降，而且使成曲酶活力降低，产生异臭，造成酱油浑浊，风味不好。酱油生产工艺

固态低盐发酵法工艺流程：原料混合→润料→蒸料→冷却→接种曲→深层通风培养→成曲→粉碎↓成熟酱←酱醅保温发酵←入发酵容器←拌和制醅↑稀盐水糖↑糖浆↑盐水酱油制作过程中微生物菌群的变化乳酸菌

酱醅pH

乳酸耐盐鲁氏接合酵母菌酒精、甘油其他微生物繁殖发酵重芳香物质人工接种

米曲霉制曲时应控制前期温度32～35℃，有利于菌体生长；后期温度控制28～30℃，有利于蛋白酶的生成。氧气、水分充足米曲霉食盐、氧气量的减少米曲霉微生物与其他发酵调味品1泡菜乳酸菌：肠膜明串株菌、植物乳杆菌、发酵乳杆菌和短乳杆菌

2榨菜乳酸菌：肠膜串明珠菌、植物乳杆菌、发酵乳杆菌和短乳杆菌

3豆腐乳

丝状真菌：如毛霉属、根霉属等，其中以毛霉菌酿造的腐乳占多数。

酵母、羊肚菌（食药两用真菌）微生物在食品工业中的应用三、微生物与酿造酒1微生物酿造蒸馏酒蒸馏酒是用高梁、小麦、玉米、薯类等淀粉质原料经蒸煮、糖化、发酵和蒸馏而制成。根据发酵剂与工艺的不同，一般按曲种可将蒸馏酒分为大曲酒、小曲酒和麸曲白酒。酿酒中的微生物大曲

大曲中含有丰富的微生物，提供了酿酒所需要的多种微生物混合菌群。特别是大曲中含有霉菌，这是世界上最早把霉菌应用于酿酒的实例。大曲中含有多种酵母菌，具有发酵能力、产酯能