《微生物與食品制造》課件

第九章微生物與食品制造白群華公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生檢驗(yàn)教研室Tel:68485063E-mail:baiqunh_744111@第九章微生物與食品制造白群華1微生物參與制造的食品的種類微生物制造的：酒；醬油；食醋；有機(jī)酸；氨基酸；核苷酸……微生物加工的：發(fā)酵乳制品；發(fā)酵豆制品；發(fā)酵果蔬制品；發(fā)酵肉制品；發(fā)酵水產(chǎn)品……微生物成為食品：單細(xì)胞蛋白；益生菌食品……微生物生產(chǎn)的酶微生物的發(fā)酵起主要作用。微生物參與制造的食品的種類微生物制造的：酒；醬油；食醋；有機(jī)2微生物對食品的發(fā)酵發(fā)酵的概念微生物對食品的發(fā)酵微生物食品發(fā)酵的作用制造食品保存食品微生物對食品的發(fā)酵發(fā)酵的概念3發(fā)酵的概念“微生物分泌的酶作用于有機(jī)底物而產(chǎn)生化學(xué)變化的過程”霉菌酵母菌細(xì)菌發(fā)酵的概念“微生物分泌的酶作用于有機(jī)底物而產(chǎn)生化學(xué)變化的過程4微生物對食品的發(fā)酵主要是對碳水化合物和蛋白質(zhì)的分解酵母：對天然原料進(jìn)行酸化，并使其含有豐盛的糖源時(shí)，酵母生長迅速，而它們產(chǎn)生的酒精又會限制大多數(shù)自然存在于原料中的其它微生物的生長活性。乳酸菌：如果一種植物產(chǎn)品的酸性條件可以使有益菌生長，同時(shí)它又含有較高濃度的單糖，乳酸菌就可能生長，且在添加少量食鹽的情況下，將保證乳酸菌的生長優(yōu)于酵母（在泡菜的發(fā)酵中就是如此）。其他產(chǎn)酸菌曲：使乙醇和乳酸發(fā)酵得以在低水平糖源及高淀粉和蛋白質(zhì)含量的原料中順利進(jìn)行。（酒，醬油等的釀造）微生物對食品的發(fā)酵主要是對碳水化合物和蛋白質(zhì)的分解5曲常見植物發(fā)酵食品，如醬油、豆醬或味噌、腐乳、米酒（又稱清酒）、白酒、米醋、甜酒、天陪等這些發(fā)酵食品生產(chǎn)的共同特征是將諸如米曲霉、醬油曲霉、黑曲霉等曲霉培養(yǎng)在所有原料或部分原料上，來產(chǎn)生可以降解這些植物組織的酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、果膠酶等。這些培養(yǎng)了霉菌的物質(zhì)稱為曲。

曲常見植物發(fā)酵食品，如醬油、豆醬或味噌、腐乳、米酒（又稱清6《微生物與食品制造》課件7第一節(jié)微生物與釀酒一、微生物與釀酒中的生化反應(yīng)酒淀粉糖化酒精發(fā)酵產(chǎn)酸菌與有機(jī)酸的形成雜醇油的形成酯類與醛類的形成雙乙酰和乙偶姻的生成第一節(jié)微生物與釀酒一、微生物與釀酒中的生化反應(yīng)8淀粉糖化對于淀粉質(zhì)原料，例如小麥、大麥、大米或玉米，用它們來生產(chǎn)酒的話，原料首先需要分解為糖（主要是葡萄糖），以便于酵母進(jìn)行發(fā)酵。西方，用于糖化的水解酶是來自于麥芽，如啤酒東方，曲霉和根霉被用做淀粉分解的酶類。通過將米曲霉和根霉培養(yǎng)在部分大米或小麥原料上產(chǎn)生淀粉分解酶來進(jìn)行糖化。這些霉菌培養(yǎng)發(fā)酵的物質(zhì)就稱為“曲”。曲與其余部分的大米或小麥原料、水混合成醪液后，同時(shí)進(jìn)行酶促糖化、乳酸和酵母發(fā)酵。淀粉糖化對于淀粉質(zhì)原料，例如小麥、大麥、大米或玉米，用它們來9酒精發(fā)酵正常酒精發(fā)酵（稱第一型發(fā)酵）是經(jīng)EMP途徑，在偏酸性條件下，將葡萄糖降解生成丙酮酸，丙酸酸在脫竣酶的作用下產(chǎn)生乙醛，乙醛在乙醇脫氫酶作用下還原為乙醇。但若有亞硫酸鹽存在或在pH7.6以上的堿性環(huán)境條件時(shí)，又有第二型和第三型發(fā)酵存在。因此，酒精發(fā)酵除了主要產(chǎn)物酒精外，還有甘油、乙酸、CO2、雜醇油等其他副產(chǎn)物產(chǎn)生。常用的酒精發(fā)酵菌種有釀酒酵母和葡萄汁酵母。一般釀酒用酵母菌種應(yīng)具有繁殖速度快、耐醪液濃度、適宜溫度為30～33℃、適宜pH4-6、發(fā)酵力強(qiáng)、產(chǎn)香好等特點(diǎn)。酒精發(fā)酵正常酒精發(fā)酵（稱第一型發(fā)酵）是經(jīng)EMP途徑，在10產(chǎn)酸菌與有機(jī)酸的形成乳酸菌、醋酸菌與乳酸、醋酸的形成丁酸菌與丁酸的形成其他有機(jī)酸的形成產(chǎn)酸菌與有機(jī)酸的形成乳酸菌、醋酸菌與乳酸、醋酸的形成11二、各類酒的制曲與釀造曲（一）白酒（二）黃酒（三）啤酒（四）葡萄酒二、各類酒的制曲與釀造12白酒一般把以固態(tài)酒醅發(fā)酵和固態(tài)蒸餾所得之酒稱之為白酒。大曲酒多用小麥或大麥與豌豆為原料制成大塊(2-3kg)曲。大曲中微生物種類繁多，變動也大。小曲酒目前，小曲酒釀制已采用擴(kuò)大培養(yǎng)純種根霉和酵母菌。麩曲酒以培養(yǎng)的純麩曲和酒母為糖化及發(fā)酵劑釀制的蒸餾酒。白酒一般把以固態(tài)酒醅發(fā)酵和固態(tài)蒸餾所得之酒稱之為白酒。13黃酒黃酒是以谷物為原料，以培養(yǎng)的自然微生物區(qū)系為糖化發(fā)酵劑而釀制成的酒精飲料，因其色黃而稱之。麥曲是以碎的生小麥為原料（或加人少量優(yōu)質(zhì)陳曲），加水拌勻，踏成塊狀，或包裹、堆放、掛起，保溫養(yǎng)曲長菌，然后干燥而成。藥曲（或酒藥）是用米粉和辣蓼草等中草藥為原料制作的。黃酒黃酒是以谷物為原料，以培養(yǎng)的自然微生物區(qū)系為糖化發(fā)酵14啤酒根據(jù)啤酒酵母菌在發(fā)酵液中發(fā)生的情況，可區(qū)分為下面酵母和上面酵母。酵母菌的擴(kuò)大培養(yǎng)：斜面菌種→富氏瓶培養(yǎng)→巴氏瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→漢森罐培養(yǎng)→種子罐培養(yǎng)→主發(fā)酵。主發(fā)酵后發(fā)酵啤酒根據(jù)啤酒酵母菌在發(fā)酵液中發(fā)生的情況，可區(qū)分為下面酵母15葡萄酒酵母菌擴(kuò)大培養(yǎng)斜面菌種→葡萄汁培養(yǎng)→20L葡萄汁擴(kuò)大培養(yǎng)→200～400L酒母罐葡萄汁擴(kuò)大培養(yǎng)調(diào)制葡萄汁糖分酸度加SO2發(fā)酵葡萄酒酵母菌擴(kuò)大培養(yǎng)16《微生物與食品制造》課件17第二節(jié)微生物與釀造調(diào)味品一、釀造醬油

釀造醬油(fermentedsoy,sauce)是指以大豆和（或）脫脂大豆（豆粕或豆餅）、小麥和（或）麩皮為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制成的具有特殊色、香、味的液體調(diào)味品。第二節(jié)微生物與釀造調(diào)味品一、釀造醬油18（一）參與的微生物釀造醬油多為開放式制曲和釀制，所以在釀制過程中，除接入人工培養(yǎng)的純菌外，尚雜有其他多種微生物。人工培養(yǎng)的純菌主要是水解蛋白質(zhì)能力強(qiáng)的米曲霉。制曲中可感染的微生物種類繁多，主要有多種毛霉、根霉、青霉等霉菌；微球菌、乳酸菌、芽孢桿菌、四聯(lián)球菌、片球菌等細(xì)菌；魯氏酵母、球擬酵母、畢氏酵母、產(chǎn)醭酵母等酵母菌。曲成后加食鹽水制成醬醅，霉菌、一些細(xì)菌和不耐滲透壓的酵母菌難增殖或死亡，僅以其菌體含有酶系促使發(fā)酵，或以芽孢殘留在醬醅中，保持穩(wěn)定數(shù)量。隨之發(fā)育起來的是耐鹽性乳酸細(xì)菌，耐鹽性酵母。不同深度醬醅的微生物組成及數(shù)量亦有變化，造就了醬油的不同口味。（一）參與的微生物19（二）釀制原理植物蛋白——曲的蛋白酶和肽酶——各種氨基酸與肽。在成品醬油中氨基酸態(tài)氮約占總氮量的50％。鹽——抑制腐敗細(xì)菌發(fā)育淀粉——糖——乳酸發(fā)酵——酵母菌生長除氨基酸外，發(fā)酵的產(chǎn)物：糖類有糊精、麥芽糖、葡萄糖、戊糖；有機(jī)酸類有乳酸、乙酸、檸檬酸、琉拍酸、丙酸、蘋果酸等；醇類有乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇等；酯類有乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯等。各賦予醬油特有的滋味。褐變反應(yīng)：酪氨酸氧化成棕色黑色素；葡萄糖類物質(zhì)與氨基酸經(jīng)美拉德（Maillardreaction)反應(yīng)生成的類黑素。（二）釀制原理植物蛋白——曲的蛋白酶和肽酶——各種氨基酸與肽20（三）釀制工藝（三）釀制工藝21二、釀造食醋把單獨(dú)或混合使用各種含有淀粉、糖的物料或酒精，經(jīng)微生物發(fā)酵釀造而成的液體調(diào)味品稱為釀造食醋(fermentedvinegar)。固態(tài)發(fā)酵食醋是以糧食及其副產(chǎn)品為原料，采用固態(tài)醋醅發(fā)酵釀造而成的食醋。液態(tài)發(fā)酵食醋是以糧食、糖類、果類或酒精為原料，采用液態(tài)醋醅發(fā)酵釀造而成的食醋。二、釀造食醋把單獨(dú)或混合使用各種含有淀粉、糖的物料或酒精，經(jīng)22（一）釀造原理淀粉質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品原料→加熱糊化→糖化劑（曲）糖化→酵母菌的酒精發(fā)酵（酒化）→醋酸細(xì)菌氧化酒精為醋酸（醋化）。果汁、糖液→酒化→醋化釀成。鮮味、甜味和香味的生成（一）釀造原理淀粉質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品原料→加熱糊化→糖化劑（曲）糖23食醋釀制－固態(tài)釀制法食醋釀制－固態(tài)釀制法24第三節(jié)微生物與有機(jī)酸一、檸檬酸發(fā)酵法生產(chǎn)中最重要、食品工業(yè)中用量最大的有機(jī)酸。在飲料、果醬、果凍、釀造酒、冰淇琳和人造奶油、腌制品、罐頭食品、豆制品及調(diào)味品等食品工業(yè)中被廣泛用作酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、鰲合劑等，所以它被稱為第一食用酸味劑發(fā)酵用菌種主要是黑曲霉，其次是溫特曲霉。發(fā)酵用原料主要有淀粉質(zhì)原料包括甘薯、木薯、馬鈴薯和由它們制成的薯干、淀粉、薯渣、淀粉清及玉米粉等，粗制糖類有粗制蔗糖、水解糖（葡萄糖）、怡糖、糖蜜等。第三節(jié)微生物與有機(jī)酸一、檸檬酸25二、乳酸

又稱2-羥基丙酸或丙醇酸。酸性穩(wěn)定，在食品工業(yè)中廣泛用作酸味劑、防腐劑、還原劑等，可用于清涼飲料、糖果、糕點(diǎn)的生產(chǎn)和魚肉、蔬菜等的加工和保藏。發(fā)酵用菌種：乳酸菌包括乳桿菌和乳球菌發(fā)酵用原料：己糖、低聚糖類和淀粉類原料。前者包括蔗糖、淀粉水解糖、糖蜜、乳汁和菊粉類；后者常用的有大米、玉米、薯干、菊糖等。發(fā)酵工藝二、乳酸

又稱2-羥基丙酸或丙醇酸。酸性穩(wěn)定，在食品工業(yè)26發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝27第四節(jié)微生物與氨基酸一、谷氮酸二、賴氮酸第四節(jié)微生物與氨基酸一、谷氮酸28谷氮酸發(fā)酵用菌種：積累谷氨酸量高、分解谷氨酸能力弱的菌株，如我國使用的北京棒狀桿菌AS1.299、鈍齒棒桿菌AS1.542等。發(fā)酵用原料：發(fā)酵法生產(chǎn)味精的原料為淀粉質(zhì)類原料。氮源可用尿素或氨水。發(fā)酵工藝：淀粉質(zhì)原料→糖化→冷卻過濾→加入玉米漿及其他營養(yǎng)物配成合適的培養(yǎng)基→接種菌種→發(fā)酵→發(fā)酵液→提取（等電點(diǎn)法、離子交換法等）→谷氨酸結(jié)晶→Na2CO3中和→谷氨酸鈉鹽（味精），再經(jīng)去鐵、脫色、過濾、濃縮結(jié)晶而得到結(jié)晶的味精，干燥后即得成品。谷氮酸發(fā)酵用菌種：積累谷氨酸量高、分解谷氨酸能力弱的菌株29第六節(jié)微生物與其他食品一、發(fā)酵乳制品二、發(fā)酵豆制品三、發(fā)酵果蔬制品四、發(fā)酵肉制品五、發(fā)酵水產(chǎn)品六、單細(xì)胞蛋白七、益生菌食品第六節(jié)微生物與其他食品一、發(fā)酵乳制品30發(fā)酵乳制品風(fēng)味保存期明確了的保健功能乳糖不耐癥人群消費(fèi)牛乳降低血中膽固醇含量抗癌活性發(fā)酵乳制品風(fēng)味31《微生物與食品制造》課件32《微生物與食品制造》課件33酸乳鮮乳或乳制品（殺菌乳或濃縮乳）在保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的作用下，經(jīng)乳酸發(fā)酵(同型發(fā)酵)而得到的凝固型乳制品。工藝：鮮乳→加糖過濾→均質(zhì)→滅菌→冷卻(44-45℃）→加入發(fā)酵劑→分裝→發(fā)酵(41-43℃）→5℃下冷藏后酵→成品酸乳酸乳用菌種的擴(kuò)培,酸奶發(fā)酵劑的生產(chǎn)酸乳發(fā)酵風(fēng)味的酸乳或乳酸菌飲料酸乳鮮乳或乳制品（殺菌乳或濃縮乳）在保加利亞乳桿菌和34酸奶油酸奶油是把從鮮乳中分離出來的稀奶油，經(jīng)過殺菌冷卻，接種純的多菌組合發(fā)酵劑，在合適溫度下進(jìn)行發(fā)酵，使產(chǎn)生一定的芳香風(fēng)味和酸度，再經(jīng)物理成熟，最后得到合格的產(chǎn)品。菌種有乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、噬檸檬酸鏈球菌、副噬檸檬酸鏈球菌、丁二酮鏈球菌等稀奶油→加熱滅菌→冷卻至18-20℃→加人5％的發(fā)酵劑→在18-20℃下發(fā)酵，每隔1h攪拌5min→發(fā)酵結(jié)束迅速冷卻至5℃以下→物理成熟→攪拌→加色→壓煉→成品包裝酸奶油酸奶油是把從鮮乳中分離出來的稀奶油，經(jīng)過殺菌35奶酪又名cheese,芝士，按含水量分為硬、半硬和軟干酪，主要成分是酪蛋白和乳脂，還含有豐富的鈣、磷、硫及B族維生素和維生素A等。發(fā)酵的菌種：主要是乳酸菌，但也有用丙酸菌及絲狀真菌的多菌混合發(fā)酵。工藝：原乳加熱殺菌→加入凝乳酶、發(fā)酵劑及色素→形成凝塊→切割凝塊、攪拌、加熱→排除乳清→粉碎凝塊→入模壓榨→坯塊→前發(fā)酵→加鹽、調(diào)味料等后發(fā)酵→成熟→干燥成品變質(zhì)：干酪表面如果污染了酵母和霉菌以及一些分解蛋白質(zhì)的細(xì)菌，?？墒垢衫臆浕?、退色和產(chǎn)生臭味；假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和變形桿菌屬等一些菌能引起干酪表面發(fā)薪；由液化鏈球菌、圓酵母等分解蛋白質(zhì)使干酪?guī)в锌辔?；而一些霉菌和球菌可在干酪表面形成色斑；噬菌體對奶酪生產(chǎn)威脅也較大奶酪又名cheese,芝士，按含水量分為硬、半硬和36發(fā)酵豆制品大豆約含40%的蛋白質(zhì)但存在營養(yǎng)阻礙因子，如使人過敏的蛋白質(zhì)、植物凝血素、肌醇六磷酸等。大豆中的低聚糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖，它們不能被消化，也不能在上胃腸道被吸收，但下胃腸道的細(xì)菌很容易消耗它們，這樣就產(chǎn)生了胃氣脹問題。發(fā)酵是減少或去除這些低聚糖的有效方法。發(fā)酵提高了大豆的風(fēng)味以及營養(yǎng)價(jià)值。豆腐乳豆醬豆豉天培納豆味噌醬油發(fā)酵豆制品大豆約含40%的蛋白質(zhì)37豆腐乳微生物：毛霉；根霉等。在豆腐塊上生長時(shí)能分泌多種酶，使豆腐坯中的蛋白質(zhì)分解成氨基酸，淀粉質(zhì)糖化，發(fā)酵成乙醇、有機(jī)酸、酯類等物質(zhì)，使豆腐乳具有獨(dú)特的風(fēng)味和細(xì)膩的質(zhì)地。生產(chǎn)過程：大豆洗滌→浸泡→磨漿→過濾→煮漿→點(diǎn)漿→壓榨切塊→豆腐坯→接種霉菌→前發(fā)酵→前發(fā)酵坯→配料裝壇→后發(fā)酵→成品豆腐乳微生物：毛霉；根霉等。在豆腐塊上生長時(shí)能分泌多種酶38豆醬微生物：米曲霉，分泌蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的能力較強(qiáng)，它們把原料中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸，淀粉變?yōu)樘穷?，在其他微生物共同作用下生成醇、醛、酸、酯等，形成豆醬特有的風(fēng)味。生產(chǎn)過程：豆醬微生物：米曲霉，分泌蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的能力39發(fā)酵果蔬制品乳酸發(fā)酵果蔬制品，如酸腌菜、淡酸菜、醬腌菜醋酸發(fā)酵果蔬制品，如果酒、果醋發(fā)酵果蔬制品乳酸發(fā)酵果蔬制品，如酸腌菜、淡酸菜、醬腌菜40酸腌菜生產(chǎn)過程：蔬菜整理、去雜、晾曬、清洗、切分后，放入清洗過的壇中，加晾涼的食鹽水(2.5％）和其他輔料至壇頸，加頸沿水，加蓋密封。放在通風(fēng)、溫暖、干燥、清潔、無蠅處，使其發(fā)酵。也可接入專用發(fā)酵劑。微生物：產(chǎn)氣明串珠菌→植物乳桿菌為主→不產(chǎn)氣短乳桿菌變質(zhì)：如壇中加水不足，啟封頻繁，接觸空氣多，在泡菜發(fā)酵液面常有假絲酵母、白地霉或球擬酵母等生長，它們氧化分解乳酸，降低酸度，甚至引起腐敗菌發(fā)育，致使蔬菜變質(zhì)。遇此情況時(shí)，可往壇中注入冷開水，使液面菌膜逸出，再加些洗凈晾干蔬菜及適量食鹽與少許白酒，狀況可改善。酸腌菜生產(chǎn)過程：蔬菜整理、去雜、晾曬、清洗、切分后，放入41蘋果醋生產(chǎn)工藝流程：蘋果醋生產(chǎn)工藝流程：42四、發(fā)酵肉制品如發(fā)酵香腸

加工工藝：肉破碎成肉糜，然后與鹽、糖、色澤穩(wěn)定劑、調(diào)味劑和硝酸鹽或亞硝酸鹽（或兩者都加入）等混合，將其灌入腸衣中，室溫下發(fā)酵(25-35℃）。微生物：啤酒片球菌、乳酸片球菌、植物乳桿菌、短乳桿菌、布氏乳桿菌、微球菌、葡萄球菌、嗜鹽和耐鹽細(xì)菌、青霉、曲霉及酵母菌，其中以同型乳酸發(fā)酵菌為主。四、發(fā)酵肉制品如發(fā)酵香腸43五、發(fā)酵水產(chǎn)品如魚醬油和魚醬魚醬油工藝過程：先按鹽：魚的比例約1：3將鹽加至未去內(nèi)臟的魚中，然后將鹽漬的魚移至發(fā)酵缸中，發(fā)酵缸通常建在地下，或?qū)Ⅳ~放置于陶質(zhì)罐中并埋于地下。缸或罐裝滿后密封至少6-12個(gè)月，以使魚體液化自溶。收集液體，過濾，然后移至陶器中，在陽光下進(jìn)行1-3個(gè)月的后成熟。最終形成具清亮的黑棕色、有特殊芳香風(fēng)味和鮮味的魚醬油成品。魚醬油微生物：主要是一些能形成芽抱的需氧性嗜鹽菌，少量的鏈球菌、小球菌、葡萄球菌以及其他芽孢桿菌，這些菌群，一方面對魚體蛋白的液化起重要作用，另一方面與產(chǎn)品的風(fēng)味和芳香物質(zhì)的形成有關(guān)。五、發(fā)酵水產(chǎn)品如魚醬油和魚醬44六、單細(xì)胞蛋白單細(xì)胞蛋白(single-cellprotein,SCP)，用以稱呼作為食物來源的微生物已成為SCP來源的微生物：酵母菌藻類（藍(lán)細(xì)菌）絲狀真菌細(xì)菌六、單細(xì)胞蛋白單細(xì)胞蛋白(single-cellprot45酵母菌營養(yǎng)價(jià)值高，可作為食用和飼料及提取醫(yī)藥及生物試劑。培養(yǎng)原料：來源廣泛，如糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發(fā)酵廢液、稻草、稻殼、玉米芯、木屑等水解液，天然氣、乙醇、甲醇、乙烷烴；乳制品生產(chǎn)中的乳清，啤酒生產(chǎn)中的廢渣。酵母菌營養(yǎng)價(jià)值高，可作為食用和飼料及提取醫(yī)藥及生物試劑。46螺旋藻

產(chǎn)氣的光合自養(yǎng)型細(xì)菌，只要有光照、CO2、礦物質(zhì)和適宜的溫度，即可在水中生長繁殖。具有多種藥用和食用價(jià)值。

螺旋藻產(chǎn)氣的光合自養(yǎng)型細(xì)菌，只要有光照、CO2、礦物質(zhì)47益生菌食品益生菌：“應(yīng)用于動物及人體內(nèi)，通過改善宿主體內(nèi)的微生態(tài)平衡而促進(jìn)宿主健康的單一或混合的活的微生物制劑”益生菌食品：主要包括直接添加益生菌的食品和經(jīng)益生菌發(fā)酵的食品。益生菌食品益生菌：“應(yīng)用于動物及人體內(nèi)，通過改善宿主體內(nèi)的48保健功能①可促進(jìn)維生素、礦物質(zhì)等的吸收利用，增加營養(yǎng)價(jià)值；②治療輪狀病毒引起的腹瀉、旅游者腹瀉和抗生素引起的腹瀉；③降低血清膽固醇含量；④緩解乳糖不耐癥、過敏性皮炎、炎癥性腸病等；⑤治療念珠菌和細(xì)菌引起的陰道炎；⑥對表面膀朧癌和子宮頸癌有積極的效果；⑦調(diào)節(jié)人體免疫功能和腸道微生態(tài)平衡；⑧抗誘變或致癌活性及抗腫瘤；⑨改善便秘；⑩抗高血壓；⑧其它功能，如降低腸生物標(biāo)志化合物的含量（如糞便有毒的酶類），根除耐藥性微生物，延緩衰老，預(yù)防糖尿病等。保健功能①可促進(jìn)維生素、礦物質(zhì)等的吸收利用，增加營養(yǎng)價(jià)值；49第七節(jié)微生物酶制劑在

食品工業(yè)中的應(yīng)用第七節(jié)微生物酶制劑在

食品工業(yè)中的應(yīng)用50《微生物與食品制造》課件51《微生物與食品制造》課件52《微生物與食品制造》課件53《微生物與食品制造》課件54《微生物與食品制造》課件55《微生物與食品制造》課件56《微生物與食品制造》課件57第九章微生物與食品制造白群華公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生檢驗(yàn)教研室Tel:68485063E-mail:baiqunh_744111@第九章微生物與食品制造白群華58微生物參與制造的食品的種類微生物制造的：酒；醬油；食醋；有機(jī)酸；氨基酸；核苷酸……微生物加工的：發(fā)酵乳制品；發(fā)酵豆制品；發(fā)酵果蔬制品；發(fā)酵肉制品；發(fā)酵水產(chǎn)品……微生物成為食品：單細(xì)胞蛋白；益生菌食品……微生物生產(chǎn)的酶微生物的發(fā)酵起主要作用。微生物參與制造的食品的種類微生物制造的：酒；醬油；食醋；有機(jī)59微生物對食品的發(fā)酵發(fā)酵的概念微生物對食品的發(fā)酵微生物食品發(fā)酵的作用制造食品保存食品微生物對食品的發(fā)酵發(fā)酵的概念60發(fā)酵的概念“微生物分泌的酶作用于有機(jī)底物而產(chǎn)生化學(xué)變化的過程”霉菌酵母菌細(xì)菌發(fā)酵的概念“微生物分泌的酶作用于有機(jī)底物而產(chǎn)生化學(xué)變化的過程61微生物對食品的發(fā)酵主要是對碳水化合物和蛋白質(zhì)的分解酵母：對天然原料進(jìn)行酸化，并使其含有豐盛的糖源時(shí)，酵母生長迅速，而它們產(chǎn)生的酒精又會限制大多數(shù)自然存在于原料中的其它微生物的生長活性。乳酸菌：如果一種植物產(chǎn)品的酸性條件可以使有益菌生長，同時(shí)它又含有較高濃度的單糖，乳酸菌就可能生長，且在添加少量食鹽的情況下，將保證乳酸菌的生長優(yōu)于酵母（在泡菜的發(fā)酵中就是如此）。其他產(chǎn)酸菌曲：使乙醇和乳酸發(fā)酵得以在低水平糖源及高淀粉和蛋白質(zhì)含量的原料中順利進(jìn)行。（酒，醬油等的釀造）微生物對食品的發(fā)酵主要是對碳水化合物和蛋白質(zhì)的分解62曲常見植物發(fā)酵食品，如醬油、豆醬或味噌、腐乳、米酒（又稱清酒）、白酒、米醋、甜酒、天陪等這些發(fā)酵食品生產(chǎn)的共同特征是將諸如米曲霉、醬油曲霉、黑曲霉等曲霉培養(yǎng)在所有原料或部分原料上，來產(chǎn)生可以降解這些植物組織的酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、果膠酶等。這些培養(yǎng)了霉菌的物質(zhì)稱為曲。

曲常見植物發(fā)酵食品，如醬油、豆醬或味噌、腐乳、米酒（又稱清63《微生物與食品制造》課件64第一節(jié)微生物與釀酒一、微生物與釀酒中的生化反應(yīng)酒淀粉糖化酒精發(fā)酵產(chǎn)酸菌與有機(jī)酸的形成雜醇油的形成酯類與醛類的形成雙乙酰和乙偶姻的生成第一節(jié)微生物與釀酒一、微生物與釀酒中的生化反應(yīng)65淀粉糖化對于淀粉質(zhì)原料，例如小麥、大麥、大米或玉米，用它們來生產(chǎn)酒的話，原料首先需要分解為糖（主要是葡萄糖），以便于酵母進(jìn)行發(fā)酵。西方，用于糖化的水解酶是來自于麥芽，如啤酒東方，曲霉和根霉被用做淀粉分解的酶類。通過將米曲霉和根霉培養(yǎng)在部分大米或小麥原料上產(chǎn)生淀粉分解酶來進(jìn)行糖化。這些霉菌培養(yǎng)發(fā)酵的物質(zhì)就稱為“曲”。曲與其余部分的大米或小麥原料、水混合成醪液后，同時(shí)進(jìn)行酶促糖化、乳酸和酵母發(fā)酵。淀粉糖化對于淀粉質(zhì)原料，例如小麥、大麥、大米或玉米，用它們來66酒精發(fā)酵正常酒精發(fā)酵（稱第一型發(fā)酵）是經(jīng)EMP途徑，在偏酸性條件下，將葡萄糖降解生成丙酮酸，丙酸酸在脫竣酶的作用下產(chǎn)生乙醛，乙醛在乙醇脫氫酶作用下還原為乙醇。但若有亞硫酸鹽存在或在pH7.6以上的堿性環(huán)境條件時(shí)，又有第二型和第三型發(fā)酵存在。因此，酒精發(fā)酵除了主要產(chǎn)物酒精外，還有甘油、乙酸、CO2、雜醇油等其他副產(chǎn)物產(chǎn)生。常用的酒精發(fā)酵菌種有釀酒酵母和葡萄汁酵母。一般釀酒用酵母菌種應(yīng)具有繁殖速度快、耐醪液濃度、適宜溫度為30～33℃、適宜pH4-6、發(fā)酵力強(qiáng)、產(chǎn)香好等特點(diǎn)。酒精發(fā)酵正常酒精發(fā)酵（稱第一型發(fā)酵）是經(jīng)EMP途徑，在67產(chǎn)酸菌與有機(jī)酸的形成乳酸菌、醋酸菌與乳酸、醋酸的形成丁酸菌與丁酸的形成其他有機(jī)酸的形成產(chǎn)酸菌與有機(jī)酸的形成乳酸菌、醋酸菌與乳酸、醋酸的形成68二、各類酒的制曲與釀造曲（一）白酒（二）黃酒（三）啤酒（四）葡萄酒二、各類酒的制曲與釀造69白酒一般把以固態(tài)酒醅發(fā)酵和固態(tài)蒸餾所得之酒稱之為白酒。大曲酒多用小麥或大麥與豌豆為原料制成大塊(2-3kg)曲。大曲中微生物種類繁多，變動也大。小曲酒目前，小曲酒釀制已采用擴(kuò)大培養(yǎng)純種根霉和酵母菌。麩曲酒以培養(yǎng)的純麩曲和酒母為糖化及發(fā)酵劑釀制的蒸餾酒。白酒一般把以固態(tài)酒醅發(fā)酵和固態(tài)蒸餾所得之酒稱之為白酒。70黃酒黃酒是以谷物為原料，以培養(yǎng)的自然微生物區(qū)系為糖化發(fā)酵劑而釀制成的酒精飲料，因其色黃而稱之。麥曲是以碎的生小麥為原料（或加人少量優(yōu)質(zhì)陳曲），加水拌勻，踏成塊狀，或包裹、堆放、掛起，保溫養(yǎng)曲長菌，然后干燥而成。藥曲（或酒藥）是用米粉和辣蓼草等中草藥為原料制作的。黃酒黃酒是以谷物為原料，以培養(yǎng)的自然微生物區(qū)系為糖化發(fā)酵71啤酒根據(jù)啤酒酵母菌在發(fā)酵液中發(fā)生的情況，可區(qū)分為下面酵母和上面酵母。酵母菌的擴(kuò)大培養(yǎng)：斜面菌種→富氏瓶培養(yǎng)→巴氏瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→漢森罐培養(yǎng)→種子罐培養(yǎng)→主發(fā)酵。主發(fā)酵后發(fā)酵啤酒根據(jù)啤酒酵母菌在發(fā)酵液中發(fā)生的情況，可區(qū)分為下面酵母72葡萄酒酵母菌擴(kuò)大培養(yǎng)斜面菌種→葡萄汁培養(yǎng)→20L葡萄汁擴(kuò)大培養(yǎng)→200～400L酒母罐葡萄汁擴(kuò)大培養(yǎng)調(diào)制葡萄汁糖分酸度加SO2發(fā)酵葡萄酒酵母菌擴(kuò)大培養(yǎng)73《微生物與食品制造》課件74第二節(jié)微生物與釀造調(diào)味品一、釀造醬油

釀造醬油(fermentedsoy,sauce)是指以大豆和（或）脫脂大豆（豆粕或豆餅）、小麥和（或）麩皮為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制成的具有特殊色、香、味的液體調(diào)味品。第二節(jié)微生物與釀造調(diào)味品一、釀造醬油75（一）參與的微生物釀造醬油多為開放式制曲和釀制，所以在釀制過程中，除接入人工培養(yǎng)的純菌外，尚雜有其他多種微生物。人工培養(yǎng)的純菌主要是水解蛋白質(zhì)能力強(qiáng)的米曲霉。制曲中可感染的微生物種類繁多，主要有多種毛霉、根霉、青霉等霉菌；微球菌、乳酸菌、芽孢桿菌、四聯(lián)球菌、片球菌等細(xì)菌；魯氏酵母、球擬酵母、畢氏酵母、產(chǎn)醭酵母等酵母菌。曲成后加食鹽水制成醬醅，霉菌、一些細(xì)菌和不耐滲透壓的酵母菌難增殖或死亡，僅以其菌體含有酶系促使發(fā)酵，或以芽孢殘留在醬醅中，保持穩(wěn)定數(shù)量。隨之發(fā)育起來的是耐鹽性乳酸細(xì)菌，耐鹽性酵母。不同深度醬醅的微生物組成及數(shù)量亦有變化，造就了醬油的不同口味。（一）參與的微生物76（二）釀制原理植物蛋白——曲的蛋白酶和肽酶——各種氨基酸與肽。在成品醬油中氨基酸態(tài)氮約占總氮量的50％。鹽——抑制腐敗細(xì)菌發(fā)育淀粉——糖——乳酸發(fā)酵——酵母菌生長除氨基酸外，發(fā)酵的產(chǎn)物：糖類有糊精、麥芽糖、葡萄糖、戊糖；有機(jī)酸類有乳酸、乙酸、檸檬酸、琉拍酸、丙酸、蘋果酸等；醇類有乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇等；酯類有乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯等。各賦予醬油特有的滋味。褐變反應(yīng)：酪氨酸氧化成棕色黑色素；葡萄糖類物質(zhì)與氨基酸經(jīng)美拉德（Maillardreaction)反應(yīng)生成的類黑素。（二）釀制原理植物蛋白——曲的蛋白酶和肽酶——各種氨基酸與肽77（三）釀制工藝（三）釀制工藝78二、釀造食醋把單獨(dú)或混合使用各種含有淀粉、糖的物料或酒精，經(jīng)微生物發(fā)酵釀造而成的液體調(diào)味品稱為釀造食醋(fermentedvinegar)。固態(tài)發(fā)酵食醋是以糧食及其副產(chǎn)品為原料，采用固態(tài)醋醅發(fā)酵釀造而成的食醋。液態(tài)發(fā)酵食醋是以糧食、糖類、果類或酒精為原料，采用液態(tài)醋醅發(fā)酵釀造而成的食醋。二、釀造食醋把單獨(dú)或混合使用各種含有淀粉、糖的物料或酒精，經(jīng)79（一）釀造原理淀粉質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品原料→加熱糊化→糖化劑（曲）糖化→酵母菌的酒精發(fā)酵（酒化）→醋酸細(xì)菌氧化酒精為醋酸（醋化）。果汁、糖液→酒化→醋化釀成。鮮味、甜味和香味的生成（一）釀造原理淀粉質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品原料→加熱糊化→糖化劑（曲）糖80食醋釀制－固態(tài)釀制法食醋釀制－固態(tài)釀制法81第三節(jié)微生物與有機(jī)酸一、檸檬酸發(fā)酵法生產(chǎn)中最重要、食品工業(yè)中用量最大的有機(jī)酸。在飲料、果醬、果凍、釀造酒、冰淇琳和人造奶油、腌制品、罐頭食品、豆制品及調(diào)味品等食品工業(yè)中被廣泛用作酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、鰲合劑等，所以它被稱為第一食用酸味劑發(fā)酵用菌種主要是黑曲霉，其次是溫特曲霉。發(fā)酵用原料主要有淀粉質(zhì)原料包括甘薯、木薯、馬鈴薯和由它們制成的薯干、淀粉、薯渣、淀粉清及玉米粉等，粗制糖類有粗制蔗糖、水解糖（葡萄糖）、怡糖、糖蜜等。第三節(jié)微生物與有機(jī)酸一、檸檬酸82二、乳酸

又稱2-羥基丙酸或丙醇酸。酸性穩(wěn)定，在食品工業(yè)中廣泛用作酸味劑、防腐劑、還原劑等，可用于清涼飲料、糖果、糕點(diǎn)的生產(chǎn)和魚肉、蔬菜等的加工和保藏。發(fā)酵用菌種：乳酸菌包括乳桿菌和乳球菌發(fā)酵用原料：己糖、低聚糖類和淀粉類原料。前者包括蔗糖、淀粉水解糖、糖蜜、乳汁和菊粉類；后者常用的有大米、玉米、薯干、菊糖等。發(fā)酵工藝二、乳酸

又稱2-羥基丙酸或丙醇酸。酸性穩(wěn)定，在食品工業(yè)83發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝84第四節(jié)微生物與氨基酸一、谷氮酸二、賴氮酸第四節(jié)微生物與氨基酸一、谷氮酸85谷氮酸發(fā)酵用菌種：積累谷氨酸量高、分解谷氨酸能力弱的菌株，如我國使用的北京棒狀桿菌AS1.299、鈍齒棒桿菌AS1.542等。發(fā)酵用原料：發(fā)酵法生產(chǎn)味精的原料為淀粉質(zhì)類原料。氮源可用尿素或氨水。發(fā)酵工藝：淀粉質(zhì)原料→糖化→冷卻過濾→加入玉米漿及其他營養(yǎng)物配成合適的培養(yǎng)基→接種菌種→發(fā)酵→發(fā)酵液→提?。ǖ入婞c(diǎn)法、離子交換法等）→谷氨酸結(jié)晶→Na2CO3中和→谷氨酸鈉鹽（味精），再經(jīng)去鐵、脫色、過濾、濃縮結(jié)晶而得到結(jié)晶的味精，干燥后即得成品。谷氮酸發(fā)酵用菌種：積累谷氨酸量高、分解谷氨酸能力弱的菌株86第六節(jié)微生物與其他食品一、發(fā)酵乳制品二、發(fā)酵豆制品三、發(fā)酵果蔬制品四、發(fā)酵肉制品五、發(fā)酵水產(chǎn)品六、單細(xì)胞蛋白七、益生菌食品第六節(jié)微生物與其他食品一、發(fā)酵乳制品87發(fā)酵乳制品風(fēng)味保存期明確了的保健功能乳糖不耐癥人群消費(fèi)牛乳降低血中膽固醇含量抗癌活性發(fā)酵乳制品風(fēng)味88《微生物與食品制造》課件89《微生物與食品制造》課件90酸乳鮮乳或乳制品（殺菌乳或濃縮乳）在保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的作用下，經(jīng)乳酸發(fā)酵(同型發(fā)酵)而得到的凝固型乳制品。工藝：鮮乳→加糖過濾→均質(zhì)→滅菌→冷卻(44-45℃）→加入發(fā)酵劑→分裝→發(fā)酵(41-43℃）→5℃下冷藏后酵→成品酸乳酸乳用菌種的擴(kuò)培,酸奶發(fā)酵劑的生產(chǎn)酸乳發(fā)酵風(fēng)味的酸乳或乳酸菌飲料酸乳鮮乳或乳制品（殺菌乳或濃縮乳）在保加利亞乳桿菌和91酸奶油酸奶油是把從鮮乳中分離出來的稀奶油，經(jīng)過殺菌冷卻，接種純的多菌組合發(fā)酵劑，在合適溫度下進(jìn)行發(fā)酵，使產(chǎn)生一定的芳香風(fēng)味和酸度，再經(jīng)物理成熟，最后得到合格的產(chǎn)品。菌種有乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、噬檸檬酸鏈球菌、副噬檸檬酸鏈球菌、丁二酮鏈球菌等稀奶油→加熱滅菌→冷卻至18-20℃→加人5％的發(fā)酵劑→在18-20℃下發(fā)酵，每隔1h攪拌5min→發(fā)酵結(jié)束迅速冷卻至5℃以下→物理成熟→攪拌→加色→壓煉→成品包裝酸奶油酸奶油是把從鮮乳中分離出來的稀奶油，經(jīng)過殺菌92奶酪又名cheese,芝士，按含水量分為硬、半硬和軟干酪，主要成分是酪蛋白和乳脂，還含有豐富的鈣、磷、硫及B族維生素和維生素A等。發(fā)酵的菌種：主要是乳酸菌，但也有用丙酸菌及絲狀真菌的多菌混合發(fā)酵。工藝：原乳加熱殺菌→加入凝乳酶、發(fā)酵劑及色素→形成凝塊→切割凝塊、攪拌、加熱→排除乳清→粉碎凝塊→入模壓榨→坯塊→前發(fā)酵→加鹽、調(diào)味料等后發(fā)酵→成熟→干燥成品變質(zhì)：干酪表面如果污染了酵母和霉菌以及一些分解蛋白質(zhì)的細(xì)菌，?？墒垢衫臆浕?、退色和產(chǎn)生臭味；假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和變形桿菌屬等一些菌能引起干酪表面發(fā)薪；由液化鏈球菌、圓酵母等分解蛋白質(zhì)使干酪?guī)в锌辔?；而一些霉菌和球菌可在干酪表面形成色斑；噬菌體對奶酪生產(chǎn)威脅也較大奶酪又名cheese,芝士，按含水量分為硬、半硬和93發(fā)酵豆制品大豆約含40%的蛋白質(zhì)但存在營養(yǎng)阻礙因子，如使人過敏的蛋白質(zhì)、植物凝血素、肌醇六磷酸等。大豆中的低聚糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖，它們不能被消化，也不能在上胃腸道被吸收，但下胃腸道的細(xì)菌很容易消耗它們，這樣就產(chǎn)生了胃氣脹問題。發(fā)酵是減少或去除這些低聚糖的有效方法。發(fā)酵提高了大豆的風(fēng)味以及營養(yǎng)價(jià)值。豆腐乳豆醬豆豉天培納豆味噌醬油發(fā)酵豆制品大豆約含40%的蛋白質(zhì)94豆腐乳微生物：毛霉；根霉等。在豆腐塊上生長時(shí)能分泌多種酶，使豆腐坯中的蛋白質(zhì)分解成氨基酸，淀粉質(zhì)糖化，發(fā)酵成乙醇、有機(jī)酸、酯類等物質(zhì)，使豆腐乳具有獨(dú)特的風(fēng)味和細(xì)膩的質(zhì)地。生產(chǎn)過程：大豆洗滌→浸泡→磨漿→過濾→煮漿→點(diǎn)漿→壓榨切塊→豆腐坯→接種霉菌→前發(fā)酵→前發(fā)酵坯→配料裝壇→后發(fā)酵→成品豆腐乳微生物：毛霉；根霉等。在豆腐塊上生長時(shí)能分泌多種酶95豆醬微生物：米曲霉，分泌蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的能力較強(qiáng)，它們把原料中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸，淀粉變?yōu)樘穷?，在其他微生物共同作用下生成醇、醛、酸、酯等，形成豆醬特有的風(fēng)味。生產(chǎn)過程：豆醬微生物：米曲霉，分泌蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的能力96發(fā)酵果蔬制品乳酸發(fā)酵果蔬制品，如酸腌菜、淡酸菜、醬腌菜醋酸發(fā)酵果蔬制品，如果酒、果醋發(fā)酵果蔬制品乳酸發(fā)酵果蔬制品，如酸腌菜、淡酸菜、醬腌菜97酸腌菜生產(chǎn)過程：蔬菜整理、去雜、晾曬、清洗、切分后，放入清洗過的壇中，加晾涼的食鹽水(2.5％）和其他輔料至壇頸，加頸沿水，加蓋密封。放在通風(fēng)、溫暖、干燥、清潔、無蠅處，使其發(fā)酵。也可接入專用發(fā)酵劑。微生物：產(chǎn)氣明串珠菌→植物乳桿菌為主→不產(chǎn)氣短乳桿菌變質(zhì)：如壇中加水不足，啟封頻繁，接觸空氣多，在泡菜發(fā)酵液面常有假絲酵母、白地霉或球擬酵母等生長，它們氧化分解乳酸，降低酸度，甚至引起腐敗菌發(fā)育，致使蔬菜變質(zhì)。遇此情況時(shí)，可往壇中注入冷開水，使液面菌膜逸出，再加些洗凈晾干