第十章 微生物在食品制造中的作用

食品微生物学

南京农业大学食品科技学院

第十章微生物在食品制造中的作用第一节细菌在食品制造中的作用第二节酵母菌在食品制造中的作用第三节霉菌在食品制造中的作用第四节微生物酶在食品工业中的应用第一节细菌在食品制造中的作用发酵乳制品食醋蔬菜和水果的乳酸发酵食品氨基酸第一节细菌在食品制造中的作用一、乳酸菌在食品工业中的应用

发酵乳制品泡菜榨菜乳酸……（一）

什么是乳酸菌乳酸菌（LacticAcidBacteria,LAB）:指一群能发酵碳水化合物（糖）以获取能量，并能生成大量乳酸的一类细菌的总称。（二）

LAB的共性形态多变、无芽孢、无鞭毛2.以乳酸发酵途径获取能量同型发酵：

C6H12O62CH3CHOHCOOH+2ATP

异型发酵：

C6H12O61CH3CHOHCOOH+1CH3CH2OH+CO2+1ATP

双歧途径：

C6H12O62CH3CHOHCOOH+3CH3COOH+2.5ATP3.过氧化氢酶阴性

乳杆菌属（Lactobacillus）

链球菌属（Sterptococcus）

双歧杆菌属（Bifidobacterium）

乳球菌属（Lactococcus）

明串珠菌属（Leuconostoc）

片球菌属（Pediococcus）

(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌Lactococcuslactissubsp.lactis(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌Leuconostocsp.(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌Bifidobacteriumlongum(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌Streptococcusthermophilus

(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌Lactobacilluscasei(三)应用于发酵生产的主要乳酸菌Lactobacillushelveticus（四）乳酸菌特征比较

酸奶LAB发酵干酪乳酸菌饮料马奶酒LAB+yeast发酵kefir（五）发酵乳制品（五）发酵乳制品1.酸奶（Yoghurt）

普通酸奶：保加利亚乳杆菌+嗜热链球菌

嗜酸乳菌：嗜酸乳杆菌

生物酸奶：嗜酸乳杆菌+保加利亚乳杆菌+嗜热链球菌

双歧菌乳：双歧杆菌（2）发酵菌种2.干酪（cheese）干酪是在乳中加入适量的LAB发酵剂和凝乳酶，使蛋白质凝固后，排除乳清，将凝块压成块状（经长时间后发酵）而制成的产品（1）种类（2）工艺前发酵菌种（3）

干酪发酵剂的主要菌种后发酵菌种（3）

干酪发酵剂的主要菌种乳酸菌其它微生物（4）后熟微生物对干酪风味的影响开菲尔（Kefir）：又称牛奶酒，是以牛奶或羊奶为原料，在开菲尔粒或开菲尔发酵剂的作用下，经发酵而成的发酵乳。3.开菲尔(1)开菲尔的生产工艺乳酸菌（2）

开菲尔发酵剂的主要菌种开菲尔圆酵母、酿酒酵母、假丝酵母和乳酸酵母醋酸细菌、枯草杆菌、开菲尔杆菌乳酸链球菌、乳酸杆菌、乳链球菌二乙酰亚种、肠膜明串珠菌、嗜热乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等其他微生物开菲尔发酵剂（Kefirgrains）（2）

开菲尔发酵剂的主要菌种（2）

开菲尔发酵剂的主要菌种开菲尔发酵剂中的乳酸菌和酵母菌

4.其他发酵乳制品其他发酵乳制品的种类：酸制奶油、嗜酸菌乳、马奶酒等。

常用的乳酸菌：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜热链球菌等。

反应过程：乳酸菌分解乳糖进行同型乳酸发酵或异型乳酸发酵。

注意事项：在整个加工过程中，对原料灭菌处理采用的温度较低，所以接种剂量要大，以防止污染。（六）发酵蔬菜和水果(2)泡菜发酵中微生物的类群(3)发酵菌群之变化菌群演替：在一个生态区域中，原有的微生物菌群经过一般的发展时期后，由于某种内外环境因素的改变，原有的微生物菌群被另一种新的微生物菌群所取代。这种现象称之为菌群演替。泡菜中的菌群演替2.其他发酵蔬菜和水果主要的乳酸发酵果蔬品种：酸菜、榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄榄等发酵方法：自然发酵、纯种发酵常用菌种：植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等亚硝酸问题二、醋酸菌在食品制造中的作用

食醋生产中的细菌——醋酸菌醋酸细菌(AceticAcidBacteria)是指一类能氧化酒精生成醋酸的革兰氏阴性、无芽孢细菌的总称。（1）液化、糖化淀粉的微生物（2）酒精发酵的微生物（3）醋酸发酵的微生物1.食醋生产中的主要微生物（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。黄曲霉3.800，米曲霉3.042等也可用于糖化。（2）酒精发酵的微生物酵母菌:北方地区用1300，上海香醋用黄酒酵母工农501，普通醋用K字酵母，AS2.109、AS2.399适用于淀粉原料，AS2.1189、AS2.1190适用于糖蜜原料。醋酸醋杆菌、许氏醋杆菌、恶臭醋杆菌、巴式醋酸杆菌、奥尔兰醋杆菌CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH（3）醋酸发酵的微生物2.食醋酿造原理3.食醋生产的原料高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等4.食醋酿造工艺4.食醋酿造工艺食醋的生产工艺-传统的制曲制曲的进步各种醋产品三、谷氨酸（一）谷氨酸的生产用菌种主要种类北京棒状杆菌AS.1.299

钝齿棒状杆菌AS.1.542（二）谷氨酸的生产常用原料小麦、玉米、甘薯、大米等淀粉质物质；糖蜜等含糖丰富的物质。（三）谷氨酸的合成途径第二节酵母菌在食品制造中的作用面包：酵母将面粉中的糖类化合物分解形成CO2、醇、醛、有机酸等产物。

酿酒：葡萄酒酵母、啤酒酵母、绍兴酵母等将糖类化合物分解形成乙醇等化合物。

酵母细胞的利用—单细胞蛋白的生产

废酵母1、酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae)酿造果酒和发酵生产面包、酒精发酵；酿造葡萄酒，也可用于酿造啤酒、蒸馏酒；台湾396号酵母为代表。我国南方常常用于以糖蜜原料生产酒精。它的特点是耐高渗透压，可忍受高浓度的盐。一、食品工业上常用的酵母菌2、卡尔斯伯酵母（S.carlsbergensis）卡尔斯伯（Carsberg)是丹麦的一个啤酒厂的名字，卡尔斯伯酵母是该厂分离的，细胞形态为圆形或卵圆形，部分细胞的细胞壁有一平端；啤酒酿造中是典型的下面酵母；高温时，酿酒酵母比卡氏酵母生长得更快；低温下，卡氏酵母生长得较快。一、食品工业上常用的酵母菌一、食品工业上常用的酵母菌3、异常汉逊氏酵母异常变种（Hansenulaanomala)细胞呈圆形，椭圆形或腊肠形，甚至有长达30

m，繁殖方式：多边芽殖作用：异常汉逊氏酵母能产生乙酸乙酯，因此它在发酵生产食品中赋予食品特殊的风味。也可用于生产单细胞蛋白——利用烃类、甲醇、乙醇和甘油作为碳源。一、食品工业上常用的酵母菌4、假丝酵母(CandidaBerkhout)在液体培养基中生长，细胞为球形、椭圆形或圆柱形。在马铃薯或玉米琼脂培养基上生长容易形成丰富的假菌丝，多极出芽。热带假丝酵母氧化烃类的能力很强，可以利用煤油形成大量的菌丝体。一、食品工业上常用的酵母菌5、产朊假丝酵母研究较多的微生物单细胞蛋白之一就是产朊假丝酵母；产朊假丝酵母的蛋白质和维生素B含量均比啤酒酵母高。一、食品工业上常用的酵母菌6、球拟酵母细胞球形、卵形或稍带长形无假菌丝。多边芽殖，不生子囊孢子及其它孢子。作用：生产甘油等多元醇。一、食品工业上常用的酵母菌7、解脂假丝酵母石油发酵生产单细胞蛋白的优良菌种8、红酵母红酵母的细胞形态圆形、卵形或长形，多边芽殖，多数不形成假菌丝，不生子囊孢子；细胞产生色素，红色或橙红色色素作用：生产β-胡萝卜素。二、单细胞蛋白（SingleCellProtein）概念：利用微生物（酵母菌、细菌、霉菌等）发酵生产出的微生物菌体细胞。蛋白质含量高。以酵母菌为主。1.生产用原料：糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液、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。

2.发酵方法：深层通气发酵和固体通风发酵。

二、单细胞蛋白（SingleCellProtein）3.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

4.主要菌种：酵母：产元假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝酵母等其他微生物：细菌、霉菌、担子菌、藻类三、面包及面制品制作（一）白酒淀粉质原料经过蒸煮、糖化、酒精发酵和蒸馏而得的含高酒精浓度的无色透明饮料酒。1.基本酿造工艺：原料粉碎——配料——蒸煮——加曲、加酒母——入池发酵——蒸馏——勾兑——陈酿——成品。

四、酿酒(1)大曲纯小麦或部分大麦等原料对酿酒用微生物进行富集和扩大培养制成的自然糖化发酵剂。包含：霉菌（糖化菌）、细菌（芽孢杆菌）、酵母菌、生酸菌（乳酸菌）。(2)小曲米粉、米糠加或不加中草药、接种陈曲或纯根霉、酵母菌制成的糖化发酵剂。微生物种群较单一、用曲量小、出酒率高、发酵周期短。产品风味稍差。(3)麸曲以麸皮、酒糟、谷壳等制成曲料，杀菌后接入糖化菌和酒母制成。2.曲种淀粉质原料经过蒸煮、加入小曲和酒母经糖化、酒精发酵和压滤而成。生产特点：含多种菌共同发酵而成，香味充分复杂。糖化发酵直接进行，酒精浓度高（15-20%）低温长时间酿造陈酿(二)黄酒以麦芽为主要原料，辅以啤酒花发酵出的低酒度酿造酒。原