酵母菌及其在食品中的應(yīng)用

1、授課內(nèi)容 l 酵母菌的形態(tài)（菌體、菌落）和細(xì)胞結(jié) 構(gòu) l 繁殖方式 l 酵母菌代表菌屬 l 酵母菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用 l 定義：酵母菌是一群以圓形或橢圓形單細(xì)胞、以出芽或分裂為主要 繁殖方式的真菌。大多數(shù)酵母菌具有發(fā)酵糖類產(chǎn)生酒精和二氧化碳 的能力。 l 用途：酵母菌可用于釀酒、發(fā)面、生產(chǎn)蛋白質(zhì)、有機酸、酶、核苷 酸、輔酶、細(xì)胞色素C、維生素、石油發(fā)酵、脫蠟等各個方面； 但也有少數(shù)菌是有害的。一些發(fā)酵 工業(yè)的污染菌可消耗酒精和產(chǎn)生不 良?xì)馕?；一些耐高滲酵母可使果醬、 蜂蜜及蜜餞變質(zhì)；少數(shù)寄生性酵母 菌具有致病作用。 一、酵母菌的形態(tài)（菌體、菌落）和細(xì)胞結(jié)構(gòu) l 酵母菌細(xì)胞形態(tài) 酵母菌細(xì)胞呈卵圓

2、形、 圓形或圓柱形。細(xì)胞寬約 15m，長約2030m。 菌落大多數(shù)表面濕潤， 粘稠，易挑取，顏色多為 白色，少數(shù)為紅色，若培 養(yǎng)時間太長，其表面可產(chǎn) 生皺褶。也可液體培養(yǎng)。 l酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能 酵母菌是單細(xì)胞真核微生物，具有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。酵母菌是單細(xì)胞真核微生物，具有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 （一）細(xì)胞壁（一）細(xì)胞壁 酵母菌幼年細(xì)胞壁薄，有彈性，以后逐漸變厚，變硬。成分酵母菌幼年細(xì)胞壁薄，有彈性，以后逐漸變厚，變硬。成分 主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白質(zhì)、脂類，有些酵主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白質(zhì)、脂類，有些酵 母菌除上述成分外還含有少量幾丁質(zhì)（多聚乙酰葡萄糖胺）。母菌除上

3、述成分外還含有少量幾丁質(zhì)（多聚乙酰葡萄糖胺）。 磷酸甘露聚糖 甘露聚糖 蛋白質(zhì) 葡聚糖 細(xì)胞質(zhì)膜 （二）細(xì)胞膜（二）細(xì)胞膜 酵母菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能與其他真核生物細(xì)胞相同，有些酵母酵母菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能與其他真核生物細(xì)胞相同，有些酵母 菌（釀酒酵母）在細(xì)胞膜上含有固醇，這在其它生物中是罕見的，至菌（釀酒酵母）在細(xì)胞膜上含有固醇，這在其它生物中是罕見的，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。 蛋白質(zhì)：包括一些酶蛋白質(zhì)：包括一些酶 甘油的單、雙、三酯甘油的單、雙、三酯 甘油磷酯甘油磷酯 磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰膽堿（卵磷脂） 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 淄醇淄醇 麥角淄醇麥角淄

4、醇 酵母淄醇酵母淄醇 糖類：甘露聚糖等糖類：甘露聚糖等 類脂類脂 （三）細(xì)胞質(zhì)（三）細(xì)胞質(zhì) 在質(zhì)內(nèi)有由生物膜分化出來的獨立的細(xì)胞器，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在質(zhì)內(nèi)有由生物膜分化出來的獨立的細(xì)胞器，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 和高爾基體。和高爾基體。 （四）細(xì)胞核（四）細(xì)胞核 具備真核的特點。具備真核的特點。 細(xì)胞核 核孔 二、酵母菌的繁殖方式與基本過程酵母菌的繁殖方式與基本過程 一般以無性繁殖為主，方式是出芽繁殖和分裂繁殖。一般以無性繁殖為主，方式是出芽繁殖和分裂繁殖。 有性繁殖的主要方式是產(chǎn)生子囊孢子。有性繁殖的主要方式是產(chǎn)生子囊孢子。 凡具有有性繁殖產(chǎn)生子囊孢子的酵母菌稱為真酵母；凡具有有性繁殖產(chǎn)生子囊孢子

5、的酵母菌稱為真酵母； 凡未發(fā)現(xiàn)有性繁殖的酵母菌稱為假酵母凡未發(fā)現(xiàn)有性繁殖的酵母菌稱為假酵母 酵母菌的酵母菌的 繁殖方式繁殖方式 無性無性 有性（產(chǎn)子囊孢子）有性（產(chǎn)子囊孢子） 芽殖：各屬都存在芽殖：各屬都存在 裂殖：在裂殖酵母菌（裂殖：在裂殖酵母菌（Schizaccharomyces）中存在）中存在 產(chǎn)無性孢子產(chǎn)無性孢子 節(jié)孢子節(jié)孢子 擲孢子擲孢子 厚垣孢子厚垣孢子 ( (一一) ) 酵母菌的無性繁殖酵母菌的無性繁殖 l 1 1出芽繁殖出芽繁殖(budding) (budding) 又稱又稱 芽殖。芽殖。 l 2.2.分裂繁殖（分裂繁殖（fission)fission)） 又又 稱裂殖，裂殖酵

6、母屬的種類可稱裂殖，裂殖酵母屬的種類可 通過類似細(xì)菌的二等分方式進(jìn)通過類似細(xì)菌的二等分方式進(jìn) 行裂殖。其過程是母細(xì)胞先延行裂殖。其過程是母細(xì)胞先延 長，然后細(xì)胞中央產(chǎn)生隔膜，長，然后細(xì)胞中央產(chǎn)生隔膜， 分開形成兩個子細(xì)胞。分開形成兩個子細(xì)胞。 1突出體2小管3核4液泡 芽殖 子細(xì)胞子細(xì)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 酵母菌進(jìn)行的有性繁殖主要是產(chǎn)生子囊和子囊孢子。酵母菌進(jìn)行的有性繁殖主要是產(chǎn)生子囊和子囊孢子。 l 其基本過程包括：質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂三個基本過程。其基本過程包括：質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂三個基本過程。 質(zhì)配：質(zhì)配： 當(dāng)一些酵母菌發(fā)育至一定階段或在特

7、定當(dāng)一些酵母菌發(fā)育至一定階段或在特定 的培養(yǎng)條件下，兩個性別不同的細(xì)胞各的培養(yǎng)條件下，兩個性別不同的細(xì)胞各 伸出小突起相互接觸，融合，形成一個伸出小突起相互接觸，融合，形成一個 通道；兩細(xì)胞質(zhì)融合，稱為質(zhì)配。通道；兩細(xì)胞質(zhì)融合，稱為質(zhì)配。 核配：核配： 兩單倍體的核移到融合管中融合成二倍兩單倍體的核移到融合管中融合成二倍 體的核。此二倍體細(xì)胞稱為合子。體的核。此二倍體細(xì)胞稱為合子。 減數(shù)分裂：減數(shù)分裂： 在合適條件下，二倍體細(xì)胞的核進(jìn)行一在合適條件下，二倍體細(xì)胞的核進(jìn)行一 次減數(shù)分裂和次減數(shù)分裂和1 12 2次有絲分裂，形成次有絲分裂，形成 4 48 8個有性的子囊孢子。形成子囊孢子個有性的子

8、囊孢子。形成子囊孢子 的細(xì)胞，稱為子囊。的細(xì)胞，稱為子囊。 有性繁殖 子囊孢子 三、酵母菌代表菌屬 l 酵母菌屬：啤酒酵母 葡萄汁酵母 l 裂殖酵母屬：八孢裂殖酵母 l 假絲酵母屬：熱帶假絲酵母 解脂假絲酵母 產(chǎn)朊假絲酵母 l 球擬酵母屬 l 紅酵母屬 l 擲孢酵母屬 四、酵母菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用 食品工業(yè)中常用到的酵母包括： l 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）發(fā)酵， 食藥用，提取多種生物活性物質(zhì)。 l 假絲酵母 （Candida）飼料 l 白地霉（Geotrichum candidum）飼料，食用，或 藥物提取。 酵母菌作為工具 l 酒類 酒類產(chǎn)品包括：白酒、啤

9、酒、果酒、黃酒等 釀酒常用的酵母菌：啤酒酵母、葡萄酒酵母、 紹興酒酵母等。 l各種酒類產(chǎn)品的釀造工藝簡介 l 食醋類 食醋是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧恼{(diào)味品，也是最 古老的利用微生物生產(chǎn)的食品之一。 食醋生產(chǎn) 的前期步驟需要利用酵母生產(chǎn)出酒精，后期利用 醋酸菌分解酒精產(chǎn)生醋酸。 我國名優(yōu)食醋有鎮(zhèn)江香醋、山西陳醋、江浙玫 瑰醋、四川麩醋等。 l 面包類 面包和饅頭都是由面粉經(jīng)酵母菌發(fā)酵后制成。 酵母菌利用經(jīng)淀粉酶水解的產(chǎn)物麥芽糖、葡萄糖、 果糖、蔗糖等，發(fā)酵生成二氧化碳、醇、醛、有 機酸等。二氧化碳使面團(tuán)膨脹發(fā)孔。 工藝流程： 酵母作為原料 單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn) l 生產(chǎn)用原料：糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷

10、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。 l 發(fā)酵方法：深層通氣發(fā)酵和固體通風(fēng)發(fā)酵。 l 主要用途：作為單細(xì)胞食品；提取核苷酸、輔酶A、乳 糖酶等醫(yī)藥及生物試劑 l 主要菌種：產(chǎn)朊假絲酵母、解脂假絲酵母、嗜石油假絲 酵母等 酵母利用的難點問題： 酵母細(xì)胞壁厚，且結(jié)構(gòu)致密，動物無法直接消 化吸收。如何破壁，成了酵母利用的瓶頸問題。 l 目前研究所用到的破壁方法有：酶解（蝸牛酶、 溶菌酶、纖維素酶、蛋白酶、葡聚糖酶、甘露聚 糖酶等）、酸堿法、有機溶劑法、高壓均質(zhì)法、 超聲波法、超微粉碎法、擠壓噴爆法等。 謝謝！敬請批評指正！ 授課內(nèi)容

11、l 酵母菌的形態(tài)（菌體、菌落）和細(xì)胞結(jié) 構(gòu) l 繁殖方式 l 酵母菌代表菌屬 l 酵母菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用 l酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能 酵母菌是單細(xì)胞真核微生物，具有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。酵母菌是單細(xì)胞真核微生物，具有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 （一）細(xì)胞壁（一）細(xì)胞壁 酵母菌幼年細(xì)胞壁薄，有彈性，以后逐漸變厚，變硬。成分酵母菌幼年細(xì)胞壁薄，有彈性，以后逐漸變厚，變硬。成分 主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白質(zhì)、脂類，有些酵主要是葡聚糖和甘露聚糖，此外含不等量蛋白質(zhì)、脂類，有些酵 母菌除上述成分外還含有少量幾丁質(zhì)（多聚乙酰葡萄糖胺）。母菌除上述成分外還含有少量幾丁質(zhì)（多聚乙酰葡萄糖胺）。 磷酸甘露聚糖 甘露

12、聚糖 蛋白質(zhì) 葡聚糖 細(xì)胞質(zhì)膜 ( (一一) ) 酵母菌的無性繁殖酵母菌的無性繁殖 l 1 1出芽繁殖出芽繁殖(budding) (budding) 又稱又稱 芽殖。芽殖。 l 2.2.分裂繁殖（分裂繁殖（fission)fission)） 又又 稱裂殖，裂殖酵母屬的種類可稱裂殖，裂殖酵母屬的種類可 通過類似細(xì)菌的二等分方式進(jìn)通過類似細(xì)菌的二等分方式進(jìn) 行裂殖。其過程是母細(xì)胞先延行裂殖。其過程是母細(xì)胞先延 長，然后細(xì)胞中央產(chǎn)生隔膜，長，然后細(xì)胞中央產(chǎn)生隔膜， 分開形成兩個子細(xì)胞。分開形成兩個子細(xì)胞。 1突出體2小管3核4液泡 l 食醋類 食醋是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧恼{(diào)味品，也是最 古老的利用微生物生產(chǎn)的食品之一。 食醋生產(chǎn) 的前期步驟需要利用酵母生產(chǎn)出酒精