微生物與人類健康 第二章 微生物與人類生活課件

第二章微生物與人類生活一、第一節(jié)微生物與食品纖維素奶、肉微生物牛、羊、鹿等反芻動(dòng)物主要以草食為生。唾液纖維質(zhì)飼料自然菌源進(jìn)入瘤胃微生物大量繁殖CO2,CH4,H2有機(jī)酸吸收轉(zhuǎn)化肉、奶大量菌體、固形物消化糞便反芻動(dòng)物與瘤胃微生物的共生原理二、牛奶奶制品牛奶中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，如脂肪酸、蛋白質(zhì)、乳糖、維生素等，是微生物的理想培養(yǎng)基。微生物由人工配制的、適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的混合營(yíng)養(yǎng)料。牛奶是眾多奶制品的原料，乳糖發(fā)酵是生產(chǎn)各種奶制品的化學(xué)基礎(chǔ)。1.黃油、酪乳、酸奶牛奶進(jìn)行巴氏消毒溫度降至50℃加曲引（通常包括乳脂鏈球菌、乳鏈球菌二丁酮乳新亞種和乳鏈球菌）獲得一定的酸度培養(yǎng)生產(chǎn)黃油時(shí)，將酸化的奶油攪拌去除，直至形成黃油層。然后，去除多余的液體、沖洗、加鹽。味道：二丁酮的作用主要起作用的細(xì)菌：乳鏈球菌二丁酮乳新亞種。酪乳是除去奶油后仍保持液態(tài)的牛奶。商業(yè)上制造酪乳：脫脂奶加曲引培養(yǎng)直至產(chǎn)生希望的酸性產(chǎn)物和風(fēng)味——酸奶在美洲、歐洲是一種極受歡迎的發(fā)酵食品。起源于保加利亞，傳說(shuō)長(zhǎng)期食用可使人長(zhǎng)壽。主要細(xì)菌是：嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌后者把牛奶中的糖(乳糖)發(fā)酵為乳酸;這種酸除了使所在環(huán)境不適于許多病原菌生長(zhǎng)外,還把牛奶凝成塊;前者使產(chǎn)品增添一種特有的奶油香味.2.乳酪乳酪是西方一種比較貴重的奶制品.其制作可分為三個(gè)步驟:(1)凝乳的形成牛奶凝乳和奶清乳酸菌凝乳酶(2)對(duì)凝乳的處理去除水分(3)催熟依賴于微生物的活性.在此過程中,蛋白質(zhì)和脂肪酸通常被降解.三、蔬菜泡菜、腌菜等微生物作用原理:糖類(蔬菜中)乳酸菌乳酸與乳制品發(fā)酵區(qū)別:1.牛奶中的糖類可被細(xì)菌直接利用,而蔬菜中的糖類必須首先從植物組織中釋放出來(lái).例如：泡白菜是乳酸發(fā)酵的產(chǎn)物菌種：白菜上的正常菌群——腸膜明串珠菌、植物乳桿菌產(chǎn)物：乳酸、乙酸、乙醇、其他許多有機(jī)酸、相關(guān)化合物，使泡白菜具有其獨(dú)特的風(fēng)味。四、微生物食品單細(xì)胞蛋白概念：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白就是菌體蛋白通過微生物來(lái)滿足人類對(duì)蛋白質(zhì)的需求，勢(shì)在必行。單細(xì)胞蛋白使用情況：人類利用釀造啤酒的副產(chǎn)品——酵母菌作為動(dòng)物飼料的添加劑，已有100多年的歷史，現(xiàn)已廣泛用于牛、豬、魚的飼料。人類也使用酵母治療維生素缺乏癥——腳氣和粗皮病。在第二次世界大戰(zhàn)期間，美、英、德生產(chǎn)了2萬(wàn)多噸酵母摻入食品。1945年后，生產(chǎn)酵母的工廠在一些國(guó)家陸續(xù)建立，年產(chǎn)量達(dá)25萬(wàn)噸。多用于動(dòng)物的飼料。1966年，在麻省理工學(xué)院召開的會(huì)議上，第一次提出了單細(xì)胞蛋白的概念。單細(xì)胞蛋白在理論上包括所有微生物的食品。用酵母來(lái)解決人類饑餓問題的嘗試，在東部亞洲、印度、印度尼西亞都遭到失敗。其主要原因是心理和傳統(tǒng)思想的影響。單細(xì)胞蛋白的優(yōu)點(diǎn)：（1）生長(zhǎng)快（2）蛋白質(zhì)含量高（3）含維生素（4）營(yíng)養(yǎng)要求簡(jiǎn)單（5）不受地域限制（6）易改良五、食物儲(chǔ)藏的微生物問題人類的大多數(shù)食物是動(dòng)物和植物源性的，生菜或生肉的表面所帶微生物的種類和數(shù)量，取決于食品獲得的地點(diǎn)、性質(zhì)、處理方法、運(yùn)輸方法、保存條件和時(shí)間。新鮮肉類中最常見的細(xì)菌有假單胞菌、葡萄球菌、微球菌、腸球菌和腸桿菌。禽類食品表面的細(xì)菌，常來(lái)自于活禽皮膚表面的正常菌群和處理過程中污染的細(xì)菌。主要是假單胞菌。食品的腐敗是由于細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)繁殖和由此而產(chǎn)生的化學(xué)變化。通常分為三類。（1）腐?。褐傅鞍资称?。由于微生物的蛋白分解作用，產(chǎn)生了氨基酸、氨、胺、硫化氫等。（2）發(fā)酵：指碳水化合物食品。由于微生物的發(fā)酵作用，將糖類分解成酸、乙醇和氣體。（3）酸敗：指脂肪類食品。由于微生物對(duì)脂肪的分解作用，產(chǎn)生了脂肪酸和甘油?，F(xiàn)代食品儲(chǔ)藏方法多種多樣，概括起來(lái)有四類：（1）破壞或大量減少食物表面和內(nèi)部微生物的數(shù)量；（2）對(duì)食品加以處理，使之不再適合微生物的生長(zhǎng)；（2）低溫低溫的作用主要是限制微生物的生長(zhǎng)或代謝活動(dòng)。（3）脫水脫水的原理是降低了濕度，使細(xì)菌和其他微生物不能生長(zhǎng)。（4）高滲法高滲法是將食品保存在含有高濃度鹽和糖的溶液中。第二節(jié)微生物與工業(yè)本節(jié)主要介紹經(jīng)濟(jì)微生物——是指國(guó)民經(jīng)濟(jì)中得到廣泛應(yīng)用并已獲得顯著經(jīng)濟(jì)效益的一類微生物，主要包括霉菌、酵母菌、放線菌和細(xì)菌四大類群。利用菌體如酵母片、菌體蛋白、蘑菇等利用其代謝產(chǎn)物如乙醇、檸檬酸、氨基酸和抗生素等利用其分泌的酶類如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和果膠酶等細(xì)菌用于生產(chǎn)乳酸、醋酸、丙酮、丁醇和發(fā)酵食品、氨基酸、核苷酸、維生素、淀粉酶等。放線菌主要是生產(chǎn)抗生素。在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的千余種抗生素中，由放線菌產(chǎn)生的占2/3。酵母菌用于釀酒、釀醋、食用、藥用和飼料酵母。霉菌用于酶制劑、抗生素、有機(jī)酸、氨基酸和核苷酸等的生產(chǎn)。

擔(dān)子菌的資源利用正在越來(lái)越引起人們的重視，如多糖、橡膠物質(zhì)和抗癌藥物的開發(fā)。另外，利用藻類生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪，處理污水獲取能源；利用原生生物檢測(cè)活性污泥的質(zhì)量和工業(yè)廢水中的含毒物質(zhì)，均取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。3.脂肪酶——催化脂肪水解的酶類總稱，可用于黃油增香、以及制造去垢劑、化妝品、牙膏和皮革加工、飼料等。4.果膠酶——是指能分解果膠的酶類，可用于生產(chǎn)果醬、果凍、果糕、奶糖；提高橘子罐頭的質(zhì)量；釀造葡萄酒等。5.纖維素酶——凡能分解纖維素的酶統(tǒng)稱為纖維素酶?？捎糜陲暳霞庸ぁ⑥r(nóng)副產(chǎn)品加工以及釀造、發(fā)酵工業(yè)等。二、微生物與酒類釀造1.白酒釀造白酒（即燒酒）是世界上四大類蒸餾酒之一，其歷史已近千年。參與白酒釀造的微生物主要是酵母菌、霉菌和細(xì)菌三大類群。2.葡萄酒釀造是以新鮮的葡萄汁為原料，經(jīng)自然發(fā)酵或殺菌后人工接種酵母的釀造酒。3.啤酒釀造啤酒是一種由大麥和酒花制成的含酒精、營(yíng)養(yǎng)物以及二氧化碳的飲料。由于啤酒酒精含量低（3—6度），且含有一定量的糖分和維生素，并具有消暑、醫(yī)療的作用，因此被譽(yù)為“液體面包”，是當(dāng)前飲料酒重點(diǎn)發(fā)展的方向。三、微生物與健康飲料格瓦斯是俄語(yǔ)譯音。格瓦斯是俄式飲料，用面包干發(fā)酵釀制而成，顏色近似啤酒而略呈紅色，酸甜適度，近似酸梅湯，是一種無(wú)酒精的發(fā)酵清涼飲料。在我國(guó)哈爾濱比較流行。

原料：面包100克

白糖30克

酒花5克（或啤酒半杯）

葡萄干10顆

開水1瓶（啤酒瓶）1.面包格瓦斯制作方法：將面包切成小薄片，烤黃盛入容器。把沸水涼至40度左右，沖入盛有面包的容器，攪一攪再倒入酒花（或鮮啤酒），再攪拌，加蓋，令其發(fā)酵一天。然后，經(jīng)過濾，裝入放葡萄干的瓶?jī)?nèi)，密封后置于陰涼處發(fā)酵24小時(shí)，置于冰箱，備用。特點(diǎn)：呈琥珀顏色，氣足泡多，酸甜適度，清涼爽口，伴有酒花味，尤有一種特有的麥乳與酒花發(fā)酵的芳香。由于格瓦斯中含有菌體和某些來(lái)自原料的未完全分解成份。因此它是一種非透明液體，即有一定程度的混濁與沉淀。格瓦斯是清涼解暑的佳品，也是開胃生津、消積化食、防治便秘的保健飲料。2.酸性飲料包括酸牛奶、優(yōu)酸乳以及紅茶菌液紅茶復(fù)合菌是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的共生體，俗稱海寶、胃寶，是一種以糖茶水為原料的微生物發(fā)酵飲料。味道酸甜可口，如檸檬汁、楊梅汁，經(jīng)常飲用能防治腸胃病等20多種疾病，具有強(qiáng)身、益壽、美容三大功效，是一種純天然保健飲品。若培養(yǎng)紅茶菌出售，是一項(xiàng)本小利大、技術(shù)簡(jiǎn)易的好項(xiàng)目。下面就家庭如何培養(yǎng)紅茶菌作一簡(jiǎn)介：1.培養(yǎng)容器的選擇培養(yǎng)紅茶菌最好使用玻璃容器。瓷制容器也可以，但不能觀察其中的變化。糖瓷容器也可以，但不能觀察其中的變化。搪瓷容器可作短期培養(yǎng)，不能長(zhǎng)期使用。不能用鐵制、鋁制、銅制等金屬容器培養(yǎng)紅茶菌。剛開始培養(yǎng)紅茶菌時(shí)，容器一定要用蒸煮或開水燙的辦法消毒，以減少雜菌感染的機(jī)會(huì)。2.培養(yǎng)液的配制培養(yǎng)紅茶菌的原料是茶水加糖。茶葉用紅茶、綠茶、花茶均可。茶葉品質(zhì)對(duì)紅茶菌影響不大，故應(yīng)選擇價(jià)廉者。但霉變的茶葉不能用來(lái)培養(yǎng)紅茶菌。

糖可用白糖、砂糖、冰糖、葡萄糖或蜂蜜，其中以葡萄糖培養(yǎng)紅茶菌生長(zhǎng)最快。不要用飴糖、紅糖培養(yǎng)紅茶菌，因其雜質(zhì)多，培養(yǎng)出的紅茶菌味道不好，而且容易發(fā)霉。水要求潔凈即可。

糖、茶、水的重要比例是5:0.1～0.4:100。配制過程是先用開水沏茶，趁熱把糖溶化于其中，等茶水涼后再濾去茶葉，茶水溫度降至30℃時(shí)就可接種。3.接種培養(yǎng)首次培養(yǎng)紅茶菌菌種需購(gòu)買。菌液和菌膜（菌液上面漂浮的一層像海蜇一樣的膜）都可以作為菌種，最好是二者同時(shí)作菌種。

菌液與培養(yǎng)液按1:4的比例在培養(yǎng)容器中混合均勻，菌膜用量不少于容器截面積的一半。然后用干凈紗布或手帕蓋住容器口，扎緊，這樣既能防塵土、防止果蠅鉆入產(chǎn)卵孵蛆，還可以保證通氣，有利于菌膜形成。接種完畢，放在無(wú)陽(yáng)光直射的地方，在28℃左右的溫度下靜止培養(yǎng)，不要?jiǎng)铀＜彝ヅ囵B(yǎng)紅茶菌，隨季節(jié)的變化，必須采取相應(yīng)的措施，使溫度維持在25～32℃之間，不可過高或過低，這樣才能使紅茶菌在10天成熟。4.紅茶菌成熟后的處理當(dāng)菌膜呈乳白色，菌液不冒氣泡，澄清透明，顏色比原來(lái)的茶水淺，酸味濃，說(shuō)明已發(fā)酵成熟。也可用PH值試紙測(cè)定其PH值，如果已達(dá)到3.0以下則表示已成熟。已發(fā)酵成熟的紅茶菌，將其菌液小心地由培養(yǎng)容器傾入保存菌液的容器中，注意不要使底部淡褐色的沉淀物隨菌液流出。此菌液在室溫下可保存2個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間，可以陸續(xù)飲用。如放置時(shí)間較長(zhǎng)，菌液表層重新長(zhǎng)出薄薄的菌膜，并不影響質(zhì)量。菌液頃出后，把手洗凈或用消毒后的鑷子把菌膜取出，摘除菌膜上面變褐的部分，再用涼開水沖洗菌膜數(shù)遍。把容器底部沉淀物倒掉，容器用涼開水洗干凈，倒入菌液、培養(yǎng)液及處理好的菌膜，又可按上述方法繼續(xù)培養(yǎng)紅茶菌。5.紅茶菌的飲用

每日飲用2～3次，每次一杯（用20毫升原液稀釋后的一杯），可以喝原液，或用涼開水、溫水沖稀了再喝，加糖不加糖都行。飲用量不能過度，以防刺激腸胃收縮，引起肚子疼或拉稀。不要和其它藥物同時(shí)服用，應(yīng)錯(cuò)開一兩個(gè)小時(shí)再服用。有些人剛開始飲用時(shí)，面部發(fā)熱、發(fā)紅及腹鳴現(xiàn)象，繼續(xù)飲用一段時(shí)間后，這些不適應(yīng)現(xiàn)象會(huì)消失。但也有人會(huì)過敏，過敏者可服用常見有脫敏藥，并馬上停飲紅茶菌即可。四、微生物與調(diào)味品釀造1.醬油參與醬油釀造的微生物主要是米曲霉、酵母和細(xì)菌，其中以米曲霉為主。2.食醋在食醋中使用的微生物包括黑曲霉、米曲霉、酵母菌以及醋酸菌。3.豆豉、豆醬、甜面醬、腌菜和泡菜等五、微生物與氨基酸、有機(jī)酸發(fā)酵六、微生物與抗生素發(fā)酵七、微生物與石油微生物與石油的形成、勘探、開采、利用有著密切的關(guān)系。海洋的許多沉淀物是由死亡的細(xì)菌細(xì)胞組成。土壤中分離到具有氧化碳?xì)浠衔锬芰Φ募?xì)菌，可能有石油存在。細(xì)菌產(chǎn)生的酸可溶解巖層，放出石油。工程菌株—惡臭假單胞菌，可降解石油。八、微生物與冶金——微生物選礦，利用微生物的新陳代謝能力，氧化、溶浸礦石中有用金屬的一種工藝。九、微生物與能源—甲烷發(fā)酵、氫氣發(fā)酵—利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精，代替部分汽油也是微生物能源的一個(gè)重要方向。一、微生物肥料又稱生物肥料、生物菌肥、土壤接種劑等，是一類以微生物生命活動(dòng)及其產(chǎn)物為媒介，使農(nóng)作物得到特定肥料效果的微生物活體制品。第三節(jié)微生物與農(nóng)業(yè)1.微生物肥料的作用（1）可以活化土壤養(yǎng)分，促進(jìn)作物根系活力；（2）節(jié)能降耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；（3）提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)（4）提高肥料利用率，節(jié)約投資。微生物肥料種類：生物菌肥復(fù)混生物菌肥固氮菌肥