微生物與食品釀造細菌

微生物與食品釀造細菌第一頁，共六十四頁，2022年，8月28日第一節(jié)釀造食品概述一、發(fā)酵和釀造都是通過對環(huán)境生態(tài)因子的控制,利用有益微生物改變原料的特性.1發(fā)酵:多是單一微生物在特定的容器內(nèi)形成特定的產(chǎn)物.2釀造:是多種微生物的較為復雜的生態(tài)系統(tǒng),產(chǎn)生的特定產(chǎn)品的過程.3發(fā)酵食品:經(jīng)過酶或微生物處理后理化性質(zhì)發(fā)生改變的食品.第二頁，共六十四頁，2022年，8月28日二、食品釀造的歷史1釀造食品文字記載2發(fā)酵食品的種類3發(fā)酵食品的優(yōu)缺點4現(xiàn)代發(fā)酵食品的發(fā)展方向第三頁，共六十四頁，2022年，8月28日

第二節(jié)細菌與食品的釀造乳酸細菌及其產(chǎn)品納豆菌與納豆發(fā)酵第四頁，共六十四頁，2022年，8月28日一、乳酸細菌及其產(chǎn)品（一）乳酸細菌1.乳酸細菌的概念:為一類革蘭氏染色陽性，能發(fā)酵碳水化合物轉(zhuǎn)化成乳酸的細菌，發(fā)酵的唯一或主要產(chǎn)物為乳酸，目前發(fā)現(xiàn)的乳酸細菌有球菌、桿菌。第五頁，共六十四頁，2022年，8月28日2.乳酸菌的種類：分屬于19個屬(也有認為4~9個屬的)，而且，隨著研究的深入，還不斷有新種加入。主要分屬球狀:乳酸球菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、迷走球菌屬、片球菌屬、桿狀:乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬、肉食桿菌屬和孢子乳酸菌屬。第六頁，共六十四頁，2022年，8月28日第七頁，共六十四頁，2022年，8月28日重要的乳酸菌舉例：（1）乳酸桿菌屬Lactobacillussp.

共有51個種,為細長、有彎曲的無芽孢桿菌。DNA的G＋C含量為32～53克分子％之間。兼性厭氧，在厭氧環(huán)境下生長更好。最適生長溫度為30~40℃,最適生長pH為5.5~6.2,但在pH3.5仍然生長。同型乳酸發(fā)酵或異型乳酸發(fā)酵。第八頁，共六十四頁，2022年，8月28日（2）雙歧桿菌

Bifidobacteriumsp.

共有28個種,為直或彎曲的無芽孢桿菌,呈多形性,有Y型或Ⅴ型。營厭氧生長,最適生長溫度為36～38℃。最適生長pH為6.5～7.0,在pH4.5～5.0或8.0～8.5時不生長。發(fā)酵1克分子葡萄糖生成1.5克分子醋酸和l克分子乳酸,還產(chǎn)生少量其它有機酸和CO2。第九頁，共六十四頁，2022年，8月28日(3)嗜熱鏈球菌Streptococcusthermophilus菌體呈卵圓形，成對或形成長鏈。微需氧，最適生長溫度為４０～４５℃；能發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖。第十頁，共六十四頁，2022年，8月28日3乳酸菌的作用:

是非常重要的微生物,有很多利用價值.可產(chǎn)生特殊的細菌素，抑制雜菌的生長。少數(shù)也可致病。（1）維持腸道菌群的微生態(tài)平衡（2）增加機體免疫功能（3）預防和抑制腫瘤發(fā)生（4）提高營養(yǎng)利用率、促進營養(yǎng)吸收乳酸菌的營養(yǎng)作用，如：發(fā)酵后產(chǎn)生的乳酸,可提高鈣、磷、鐵的利用率,促進鐵和維生素D的吸收（5）控制內(nèi)毒素、降低膽固醇（6）延緩機體衰老第十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日（二）乳酸發(fā)酵的類型1同型乳酸發(fā)酵Homofermentationoflacticacidpathyway是通過EMP,發(fā)酵終產(chǎn)物中90%以上為乳酸的發(fā)酵過程。多數(shù)乳酸細菌屬于這類發(fā)酵，如乳酸鏈球菌。第十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日同型乳酸發(fā)酵

葡萄糖----葡萄糖6磷酸---4個丙酮酸—4個乳酸乳糖葡萄糖-1-磷酸尿苷二磷酸葡萄糖半乳糖-------------半乳糖-1-磷酸

第十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日2異型乳酸發(fā)酵Heterofermentationoflacticacidpathway是通過HMP,發(fā)酵終產(chǎn)物除乳酸外，還有乙醇等物質(zhì)。如腸膜明串珠菌（Leuconostocmesenteroides)、短乳桿菌（Lactobacillusbrevis)，真菌中的根霉等。第十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日異型乳酸發(fā)酵

乙酰磷酸乙酸乙醛乙醇葡萄糖6-磷酸葡萄糖

3-磷酸甘油醛丙酮酸乳酸

EMP第十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日3雙歧途徑Bifidumpatheay是雙歧桿菌的產(chǎn)能代謝模式。雙歧桿菌是一類特殊的嚴格厭氧菌，對營養(yǎng)要求較高。在葡萄糖發(fā)酵中2個葡萄糖生成3個乙酸、2個乳酸和2.5個ATP。第十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日雙歧途徑（1）2葡萄糖果糖-6-磷酸+果糖-6-磷酸赤蘚糖-6-磷酸乙酰磷酸（2）乙酸

第十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日雙歧途徑（2）甘油醛-3-磷酸景天庚酮糖-7-磷酸木酮糖-5-磷酸核糖-5-磷酸核酮糖-5-磷酸木酮糖-５-磷酸２甘油醛-３-磷酸2乙酰磷酸

2乳酸2乙酸第十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日4乳酸菌發(fā)酵食品的研究經(jīng)乳酸菌的發(fā)酵作用而制成的產(chǎn)品稱為乳酸菌發(fā)酵食品。（1）乳酸菌發(fā)酵食品的特點1）提高食品的營養(yǎng)價值2）改善食品的風味3）增強食品的保健作用4）延長食品的保存期第十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日（2）乳酸菌發(fā)酵食品的主要品種1）發(fā)酵酸乳制品以牛乳為原料,添加適量蔗糖,經(jīng)巴氏殺菌后冷卻,接種純?nèi)樗峋l(fā)酵劑,經(jīng)保溫發(fā)酵而制成的產(chǎn)品。主要品種有：傳統(tǒng)的凝固型酸牛乳、攪拌型酸牛乳、果味型酸牛乳、濃縮或干燥型酸牛乳、發(fā)酵酸羊乳等。2）發(fā)酵干酪制品在乳中加入適量的乳酸菌發(fā)酵劑和凝乳酶，使酪蛋白質(zhì)凝固，排除乳清，將凝乳壓成塊狀而制成的產(chǎn)品。發(fā)酵干酪品種繁多，可分別按原料乳、脂肪含量、凝乳劑、成品處理和硬度等的不同進行分類。第二十頁，共六十四頁，2022年，8月28日3）其他乳酸發(fā)酵乳制品①酸乳飲料原料乳經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后所制成的飲料,有濃縮型、稀釋型、活菌型、殺菌型等品種。②酸奶油把牛乳中的稀奶油分離出來,通過添加乳酸菌發(fā)酵劑而制成的酸性奶油。③酒精性發(fā)酵乳飲料乳飲料的發(fā)酵劑中除以乳酸菌為主外,還有酵母菌,產(chǎn)品中有少量酒精存在,如克菲爾(kefir)。第二十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日4）乳酸發(fā)酵肉制品肉制品經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，使基質(zhì)酸化,對改善其風味,延長保存期,提高衛(wèi)生穩(wěn)定性，提高質(zhì)量等都有良好的作用。如乳酸發(fā)酵香腸、乳酸肉等。第二十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日5）果蔬乳酸發(fā)酵制品①乳酸發(fā)酵蔬菜：將蔬菜(如甘藍、芥菜、黃瓜、油橄欖等)放于容器中并加入配料,使乳酸菌利用蔬菜中的可溶性養(yǎng)分進行乳酸發(fā)酵,既起防腐作用,又可提高蔬菜營養(yǎng)價值和改善風味。②果蔬汁乳酸飲料：以果汁(如蘋果汁、西瓜汁等)和蔬菜汁(如番茄汁、胡蘿卜汁等)為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵并調(diào)制而成的新型飲料。該類飲料綜合了乳酸發(fā)酵和果蔬汁的優(yōu)點，使發(fā)酵風味與原料風味渾然一體，而且營養(yǎng)豐富。第二十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日6）豆類乳酸發(fā)酵制品綜合了乳酸菌對人體的有益作用和豆類營養(yǎng)合理的優(yōu)點,是較理想的保健食品。①大豆乳酸發(fā)酵制品如大豆乳酸發(fā)酵飲料、豆乳牛乳發(fā)酵飲料、果味乳酸發(fā)酵豆乳、豆芽酸乳等。②綠豆乳酸發(fā)酵制品主要有乳酸發(fā)酵綠豆乳、綠豆乳酸發(fā)酵飲料等。第二十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日7)乳酸發(fā)酵谷物制品經(jīng)乳酸發(fā)酵的谷物(小麥、大麥、稻米、小米、玉米等),賴氨酸、色氨酸、硫胺素、核黃素、鈣和鐵等的含量增加,營養(yǎng)價值和消化率大大提高。主要制品有酸面包、谷物乳酸發(fā)酵飲料、乳酸發(fā)酵糕點等。第二十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日第二十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日（三）乳酸菌與蔬菜發(fā)酵乳酸發(fā)酵蔬菜的意義：（１）乳酸菌是參與調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)平衡的主要菌群。抑制腸道中腐敗細菌的生長和減弱腐敗菌在腸道的產(chǎn)毒，防止細胞老化，降低膽固醇，抗腫瘤以及調(diào)節(jié)人體生理機能等保健和醫(yī)療作用。（２）乳酸菌菌體及其代謝產(chǎn)生的有機酸，可促進胃腸道蠕動，幫助消化，防止便秘，同時刺激腸道免疫細胞產(chǎn)生抗體，防治疾病。（３）改善食品的風味，豐富蔬菜制品的品種。（４）延長食品的保存期第二十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日１泡菜的制作與微生物（１）傳統(tǒng)的泡菜發(fā)酵制作過程和方法將菜洗凈晾干.配制菜鹵:2公斤鹽,溶入100公斤開水中(可添加其它左料),放涼.將菜裝入容器中,加入菜鹵(完全浸入),用涼開水封住.(厭氧條件).發(fā)酵。第二十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日(2)發(fā)酵過程的化學變化和微生物生態(tài)在幾種酸泡菜的發(fā)酵過程中,分離、鑒定出：腸膜明串珠菌、葡聚糖明串珠菌、小片球菌、植物乳桿菌、短乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、棒狀乳桿菌等乳酸菌種類。明串珠菌、片球菌一般在發(fā)酵前期出現(xiàn)。乳桿菌則在發(fā)酵的中后期占優(yōu)勢,其中以植物乳桿菌最常見。腌漬酸菜在自然發(fā)酵過程中,乳酸菌活動的順序大致是：腸膜明串珠菌

短乳桿菌

啤酒片球菌

植物乳酸桿菌。第二十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日腸膜明串珠(球）菌短乳桿菌啤酒片球菌植物乳酸桿菌第三十頁，共六十四頁，2022年，8月28日A微酸階段:剛開始表面附生的乳酸菌和腐敗菌共同生長---(嫌氣條件)乳酸菌占優(yōu)勢---(微酸)抑制雜菌生長微生物種類:乳酸菌、假單孢桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、陰溝腸桿菌、短小芽孢菌等。腸膜明串珠菌是這一段時間增長最快的菌第三十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日B酸化成熟階段：乳酸濃度越來越高，達到酸化成熟階段。微生物的特點：雜菌（腐敗菌）受到抑制。乳酸菌為主要特征乳酸菌的主要類群：腸膜明串珠菌、植物乳桿菌、短乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌。第三十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日C過酸階段：乳酸濃度過高，乳酸菌受到抑，此時微生物活動幾乎停止。蔬菜得以保存。發(fā)酵過程中的pH值的變化是反映發(fā)酵程度的數(shù)量指標。當pH值范圍在3.18～3.16之間時,產(chǎn)品色、香、味俱佳,為產(chǎn)品形成期。此時乳酸含量為1%左右。（成品泡菜，如果密封不嚴，白地霉和野生的酵母得以生長，利用乳酸，造成腐敗。）第三十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日（3）影響泡菜質(zhì)量的因素

A酸度：乳酸菌具有很強的抗酸性,這也是它在競爭中的一個有利條件。

B鹽濃度：鹽濃度在2%～4%時,對腐敗菌已有明顯抑制作用,但對乳酸菌影響不大,且發(fā)酵產(chǎn)品評價最佳。當鹽含量達到10%時,乳酸發(fā)酵大大降低,產(chǎn)酸量明顯減少,乳酸菌受到抑制。第三十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

C溫度：溫度范圍必然對產(chǎn)品風味、質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。在生產(chǎn)中合理使用發(fā)酵溫度顯得十分重要日均溫25℃,由原料到成品需一周,而日。均溫11℃,需兩周左右能完成發(fā)酵。在發(fā)酵前期如果發(fā)酵溫度較低,腸膜明串珠菌和小片球菌在乳酸菌區(qū)系中占優(yōu)勢,進行異型乳酸發(fā)酵,對乳酸發(fā)酵過程的啟動與產(chǎn)品風味的形成起重要作用。后期,并進行同型乳酸發(fā)酵的植物乳桿菌、短乳桿菌等,所要求的發(fā)酵溫度要高一些。第三十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日２榨菜的腌制（1）榨菜生產(chǎn)工藝榨菜鮮頭→整形修剪→初腌（防腐和抽水）→上囤圍壓→復腌→分等整形→漂洗脫鹽→拌料→裝袋→真空包裝→巴氏殺菌→冷卻干燥→打包→抽檢出廠。第三十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日操作要點(1)原料處理將青菜頭的根莖和老皮剝?nèi)?撕去老筋后,切成380g大小的圓形或橢圓形菜塊,再用線將菜塊穿成串,搭于架上晾曬,曬至菜塊回軟后,下架入池腌制。(2)腌制將干菜塊分層下池(壇),一層菜一層鹽,每層必須壓緊,壓至菜塊出汁為止。第1道腌制,大約需鹽1.8kg,時間為3天;第2道腌制是利用原池鹽水將第1道腌制菜塊邊淘洗邊撈起,放在帶漏水的架子上,擠壓,瀝去水分,1天后再入壇,仍按第1道腌制的方法撒鹽,鹽量為2kg,腌制時間為5天。菜塊經(jīng)鹽浸透后,再用原池鹽水邊淘洗邊出池,放在漏架上壓,瀝水時間大約1天。第三十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日(3)修整、瀝水將菜塊逐塊修剪光滑,抽去未盡的老筋,再用澄清的鹽水做第3道淘洗,去盡泥沙,經(jīng)擠壓瀝去水分。(4)拌料入發(fā)酵罐大約24h后,將菜塊、香料面、辣椒面和食鹽等混合,攪拌均勻,一同裝入罐中,邊裝邊用力壓緊,使菜塊之間盡量減少空隙。裝滿后將蓋蓋嚴,調(diào)節(jié)溫度為20℃左右,發(fā)酵6天左右即為成品。第三十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日2發(fā)酵過程：發(fā)酵的過程以腸膜明串珠菌為代表的異型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、乙酸、乙醇、甘露醇、葡聚糖。乳酸發(fā)酵程度，一般通過加鹽水或添加有抑菌作用的香辛料來調(diào)節(jié)。（傳統(tǒng)通過壓榨、晾曬、風干等脫水作用調(diào)節(jié)）第三十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日3腌制過程中的有害微生物：（1）大腸桿菌等：發(fā)酵初期的有害菌，產(chǎn)生腐敗和亞硝酸。（2）丁酸細菌等腐敗菌：產(chǎn)生的丁酸具有強烈。（3）腐敗性細菌如枯草芽孢桿菌、莢膜桿菌、莢膜粘化菌和腐臭桿菌等,消耗腌制榨菜中的營養(yǎng)成分,使產(chǎn)品變質(zhì)、產(chǎn)生惡臭味,同時產(chǎn)生一些有害物質(zhì)如亞硝胺。

第四十頁，共六十四頁，2022年，8月28日（5）產(chǎn)膜酵母：在榨菜和鹵水表面常出現(xiàn)一層由產(chǎn)膜酵母為主的灰白色有皺紋的薄膜。其在有氧條件下利用有機酸，使pH升高，導致腐敗菌生長。（6）霉菌：白地霉等在有氧條件下生長，使pH升高，導致腐敗菌生長。第四十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日3乳酸發(fā)酵菜汁乳酸菌在蔬菜加工中應用的另一個新領域。乳酸發(fā)酵菜汁不僅保存了蔬菜本身的營養(yǎng)成分,而且增添了乳酸發(fā)酵具有的有益作用,是一種保健型飲料。第四十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日蔬菜汁飲料舉例：（1）番茄汁乳酸發(fā)酵飲料:

以番茄為原料,綜合番茄汁和乳酸菌發(fā)酵的雙重特點,制成風味獨特、營養(yǎng)豐富的飲料。乳酸菌發(fā)酵的番茄原汁內(nèi)含有大量菌體,可以直接將此發(fā)酵液加工成成品,做為佐餐用的菜汁飲料。也可以加糖配制成營養(yǎng)飲料,發(fā)酵番茄的pH值為4.0～4.3,乳酸含量約0.7%,加蔗糖3%,在不添加防腐劑的情況下,經(jīng)滅菌處理,保質(zhì)期可達半年以上。第四十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日（2）甘藍汁乳酸發(fā)酵飲料:甘藍是一種適應性廣、產(chǎn)量高,全年都可以生產(chǎn)的大眾性蔬菜。將甘藍發(fā)酵汁制成飲料,成本較低,甘藍發(fā)酵汁酸度適宜,加糖調(diào)配后可制成酸甜適口的飲料。第四十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日（四）乳酸細菌與發(fā)酵乳制品1酸奶酸奶：是乳汁乳酸發(fā)酵形成的凝乳狀食品。(1)生產(chǎn)過程:消毒牛乳接種37~38℃培養(yǎng)(2)微生物菌種冷凍干燥菌種和逐級擴大培養(yǎng)菌種：嗜熱鏈球菌（40~45℃）、保加利亞乳桿菌（40~43℃）、嗜酸乳桿菌（35~38℃）、雙歧乳桿菌（37℃，培養(yǎng)基中添加Vc和半胱氨酸有利該菌的生長。）。第四十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日發(fā)酵乳名稱及特征菌比較

第四十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日2干酪（1）制作工藝凝乳：牛奶加乳酸菌或酶等凝固成型：加熱加壓加鹽成型存放老熟：各種次生微生物發(fā)酵第四十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日2001年意大利奶制品生產(chǎn)比例

第四十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日（2）奶酪的分類：根據(jù)奶酪的質(zhì)地和成熟方式，可獎干酪區(qū)分為：硬干酪、半硬干酪、軟干酪第四十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日主要干酪發(fā)酵劑組成和次級微生物干酪種類品種舉例水分（%）發(fā)酵劑組成發(fā)酵劑作用次級微生物菌群軟質(zhì)干酪酪農(nóng)干酪80乳鏈球菌酸、雙乙酰無卡門塔爾干酪48乳脂鏈球菌酸酪生青霉和酵母半硬質(zhì)干酪林堡干酪45乳脂鏈球菌、乳鏈球菌酸酵母、擴展短桿菌硬質(zhì)干酪埃曼塔爾干酪38多種乳酸菌乳酸、丙酸，CO2丙酸桿菌、鏈球菌切達干酪<40多種乳酸菌酸乳桿菌、足桿菌青紋干酪羅奎福特干酪40~45乳鏈球菌酸，CO2婁地青霉、酵母、小球菌第五十頁，共六十四頁，2022年，8月28日（3）干酪微生物菌群在干酪成熟過程中有大量的微生物繁殖，它們隨干酪種類和制作工藝的不同而異。大多數(shù)是形成復雜的多種微生物混合體。霉菌：沙門柏干酪青霉、絹白色青霉、白地霉、婁地青霉酵母：克魯維酵母、假絲酵母、德巴利氏膠木、糖酵母。細菌：微球菌、乳桿菌、片球菌、棒桿菌、柄酸桿菌等。第五十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日（4）干酪成熟過程中微生物種群變化霉菌成熟軟酪中微生物菌群的變化：乳酸菌酵母菌生成200微米的殼白地霉生長1周后沙門柏青霉棒桿菌

第五十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日青紋干酪：乳酸菌發(fā)酵穿刺青霉（1~3個月成熟）

第五十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日

3開菲爾Kefir

Kefir是由數(shù)種乳酸菌和酵母菌組成的混合菌快。菌塊內(nèi)的乳酸菌和菌體外蓄積黏性多糖作為菌塊的支撐體。是一個小型生態(tài)系統(tǒng)。微生物種類因地區(qū)和時間不同。第五十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日開菲爾主要微生物群落乳酸菌：乳酸鏈球菌、乳酸桿菌、乳鏈球菌二乙酰亞種、腸膜明串珠菌、嗜熱乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌酵母類：開菲爾圓酵母、釀酒膠木、假絲酵母、乳酸酵母其它：醋酸細菌、枯草桿菌、開菲爾桿菌第五十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日4發(fā)酵乳制品的風味物質(zhì)與微生物（1）乳酸CH3CHOHCOOH：乳糖的乳酸發(fā)酵是乳制品所共有的最為重要的乳糖代謝方式.。一般乳液中含有4.7~4.9%的乳糖，乳酸最高可達1.5%（消耗３０％的乳糖）。常見的微生物:

乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌、乳桿菌。第五十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日（２）雙乙酰CH3CO—COCH3又稱丁二酮

：可是發(fā)酵乳制品具有奶油的特征，有一種類似堅果仁的香味。主要微生物：