食品中的微生物課件

微生物在食品工業(yè)中的應用

第七章微生物在食品制造中的應用主要包括如下三個方面:一、利用微生物的菌體和內容物例如：酵母菌的應用，菌體蛋白、維生素、核酸等.二、利用微生物產生的酶例如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等二十多種酶制劑三、利用微生物的某些代謝產物例如：酒精、乳酸、檸檬酸、氨基酸、抗生素等。微生物在食品中的應用一、微生物與乳制品乳制品中的乳酸細菌類群

乳酸細菌是一類能使可發(fā)酵性碳水化合物轉化成乳酸的細菌的統(tǒng)稱。有些種、屬的細菌對人的健康帶來益處，也有些對人畜致病，而受到人們的極大重視。隨著人們對乳酸菌的研究不斷深入，乳酸菌群中出現(xiàn)了許多新的屬、種。幾乎每年都有乳酸細菌新種（屬）的報道。目前發(fā)現(xiàn)的乳酸菌，至少分布于19個屬的微生物中。乳制品中的乳酸細菌類群乳桿菌屬形態(tài)特征：細胞多呈長或細長桿狀、彎曲形短桿狀及棒狀球桿狀，一般呈鏈排列。大多數(shù)革蘭氏染色陽性，有些菌株革蘭氏染色或甲基藍染色顯示兩極體，內部有顆粒物條紋狀。通常不運動，有的具有周生鞭毛能夠運動。無芽孢。大多不產色素。乳酸桿菌屬的代表種①保加利亞乳桿菌。細胞形態(tài)長桿狀、兩端鈍圓。固體培養(yǎng)基生長的菌落呈棉花狀，極易與其他乳酸菌區(qū)別。

是乳菌菌中產酸能力最強的菌種，其產酸能力與菌體形態(tài)有關，菌形越大，產酸能力強，反之就弱。最適生長溫度37～45℃，溫度高于50℃或低于20℃不生長。鏈球菌屬形態(tài)特征細胞呈球形或卵圓形，成對或成鏈排列。革蘭氏染色陽性，無芽孢，一般不運動，不產生色素。

乳制品中的乳酸細菌類群鏈球菌屬的代表種①嗜熱鏈球菌。細胞呈長鏈球狀。其特征是：在高溫條件下產酸，低于20℃不產酸。最適生長溫度40～45℃，耐熱性強，能耐65～68℃，常作為發(fā)酵乳、干酪的生產菌。乳制品中的乳酸細菌類群雙歧桿菌屬形態(tài)特征：細胞呈現(xiàn)多樣性：Y字形、V字形、彎曲狀，典型的形態(tài)為分叉桿菌，故取名bifidum（拉丁文指分開、裂開之意）。革蘭氏染色陽性，無芽孢和鞭毛，不運動。

酸乳中的乳酸菌酸奶:通常含有四種細菌，分別是德氏乳桿菌保加利亞亞種（舊稱“保加利亞乳桿菌”），嗜熱鏈球菌，嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌。前兩種：德氏乳桿菌保加利亞亞種和嗜熱鏈球菌在酸奶中是______關系?

嗜熱鏈球菌啟動乳酸發(fā)酵過程，先進行產酸，為德氏乳桿菌保加利亞亞種的生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境。反過來，德氏乳桿菌保加利亞亞種產生的一些代謝物質有利于嗜熱鏈球菌的生長，比如游離氨基酸等等。后兩種：不是必須含有，它們是益生菌，促進人體健康。

發(fā)酵乳制品目前根據發(fā)酵乳制品的生產過程、發(fā)酵劑的種類、產品的特征及其他特性的不同大致將發(fā)酵乳制品分為四大類：發(fā)酵乳、干酪、酸乳菌制劑和酸乳粉。有些發(fā)酵乳制品除乳酸菌細菌外、酵母菌、霉菌也參與發(fā)酵。酸乳生產工藝菌種：根據不同的生產目的選擇適當?shù)木N。大量的研究證明，混合使用的效果比單一使用的效果好。原料乳→①凈化（除去白血球及其它可見異物）→②脂肪含量標準化（加入脫脂乳或分離稀如油）→③配料（在60℃時：加入4~8%蔗糖；添加脫脂奶粉，使非脂固形物達到標準）→④均質（壓力：8~10mpa）→⑤★滅菌（參數(shù)：90℃5min、85℃30min、135℃2—3S）→⑥接種（43~45℃、2~3%）→⑦分裝→⑧發(fā)酵（40~43℃、3~6h）→⑨冷卻（至10℃）→⑩★冷藏和后熟（在2~5℃下、最好-1~0℃）混菌發(fā)酵雙歧桿菌酸奶的生產有兩種不同工藝：①共同發(fā)酵法生產工藝原料乳

↓標準化↓

調配←(蔗糖10%+葡萄糖2%)↓

均質(15～20MPa)↓

殺菌(115℃，8min)

↓

冷卻(38～40℃)

↓

適量維生素C→接種←(雙歧桿菌6%、嗜熱鏈球菌（保加利亞乳桿菌）3%)

↓灌裝←消毒瓶

↓

發(fā)酵(38～39℃，6h)

↓

冷卻(10℃左右)

↓

冷藏(1～5℃)

↓

成品

共同發(fā)酵法原理：雙歧桿菌產酸能力低，凝乳時間長，最終產品的口味和風味欠佳，因而，生產上常選擇一些對雙歧桿菌生長無太大影響，但產酸快的乳酸菌，如嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、乳脂明串珠菌等與雙歧桿菌共同發(fā)酵。結果是？

既有足夠量的雙歧桿菌，又可以提高產酸能力，縮短凝乳時間，并改善口味。雙歧桿菌酸奶的生產有兩種不同工藝：②

共生發(fā)酵法生產工藝原料乳

↓

標準化≥9.5%↓蔗糖10%＋葡萄糖2%→調配↓

均質(15～20MPa)

↓

殺菌(115℃，8min)↓

冷卻(26～28℃)↓

兩歧雙歧桿菌6%→接種←乳酸酵母3%

↓

發(fā)酵(26～28℃，2h)

↓

升溫(37℃)

↓

發(fā)酵(37℃，5h)

↓

冷卻(10℃左右)

↓

罐裝

↓

冷藏(l～5℃)

↓

成品微生物在食品中的應用二、微生物與發(fā)酵調味品1微生物與食醋食醋是中國勞動人民在長期的生產實踐中制造出來的一種酸性調味品。它能增進食欲，幫助消化，在人們飲食生活中不可缺少。釀造醋

食醋按加工方法可分為合成醋、釀造醋、再制醋三大類。其中產量最大且與我們關系最為密切的是釀造醋。釀造醋：用糧食等淀粉質為原料，經微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階段釀制而成。其主要成分除醋酸(3%～5%)外，還含有各種氨基酸、有機酸、糖類、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分及風味成分，具有獨特的色、香、味。釀造醋的生產過程1、淀粉液化、糖化微生物：曲霉屬2、酒精發(fā)酵微生物：酵母3、醋酸發(fā)酵微生物：醋酸菌碎米→浸泡→磨漿→調漿→液化→糖化→酒精發(fā)酵→酒醪→醋酸發(fā)酵→醋醪→壓濾→配兌→滅菌→陳醋→成品

麩曲

酒母

醋酸菌

↓

↓

↓

釀醋工業(yè)常用和常見的醋酸菌（1）許氏醋酸桿菌是國外的速釀醋菌種，也是目前制醋工業(yè)較重要的菌種之一，產酸量可高達11.5%。最適生長溫度為28～30℃，達到37℃即不再產醋酸。它對醋酸沒有進一步的氧化作用。（2）惡臭醋酸桿菌是中國醋廠使用的菌種之一。該菌種在液面形成菌膜，并沿容器壁上升，菌膜下液體不渾濁。一般能產酸6%～8%，有的菌株的副產品為2%葡萄糖酸，能把醋酸進一步氧化為CO2和H2O。

釀醋工業(yè)常用和常見的醋酸菌（3）攀膜醋酸桿菌（4）奧爾蘭醋酸桿菌（5）AS1.41醋酸菌（6）膠膜醋酸桿菌（7）滬釀1.01醋酸菌食醋生產釀造工藝：液態(tài)法1.調漿：淀粉、水、碳酸鈉調pH6.2～6.4，氯化鈣、淀粉酶0.4%，充分攪勻。2.液化、糖化：先滅菌，降溫至60～65℃。加入糖化曲液，按原料淀粉重量的10%稱取麩曲，以40℃溫水浸泡2h，淋出酶液供用。3.酒精發(fā)酵：酒精發(fā)酵罐，按糖液量接入10%的酵母種子液，保溫30～32℃，進行酒精發(fā)酵，50～60小時。4.醋酸發(fā)酵：醋酸發(fā)酵罐，按規(guī)定種量接入醋酸菌種子液，控制品溫33～37℃。風量前期24小時內為1∶0.1%，中期48小時內為1∶0.15%，后期為1∶0.1%。經6小時左右，醋酸可達6%以上，待酒精耗盡，醋酸不再上升時即可放罐。發(fā)酵液經過濾、配制、加熱、滅菌后送入成品貯罐澄清。5.連續(xù)發(fā)酵：完成醋酸發(fā)酵后，放出醋液1/3，加入酒精1/5，繼續(xù)進行發(fā)酵，經24小時左右，醋酸又可升至5%以上。如此反復連續(xù)發(fā)酵可達多次。實際生產證明，“液法”比“固法”出醋率提高12%，成本下降12%，生產周期由25～27d縮短為6～7d新型“果醋”飲料微生物與發(fā)酵調味品二、微生物與醬油醬油是一種常用的咸味調味品，它是以蛋白質原料和淀粉質原料為主的經微生物發(fā)酵釀制而成。醬油中含有多種調味成分，有醬油的特殊的香味、食鹽的咸味、氮基酸鈉鹽的鮮味、糖及其醇甜物質的甜味、有機酸的酸味等，還有天然的紅褐色色素。醬油釀造中的微生物主要有米曲霉、酵母菌、乳酸菌和其他細菌。（1）米曲霉

米曲霉是曲霉屬的一個種，同屬于黃曲霉群，但米曲霉不產黃曲霉毒素。成熟后的米曲霉菌叢呈黃褐色或綠褐色，分生孢子呈放射狀，為球形或近球形。

好氧微生物，最適合生長的培養(yǎng)基水分為45%，pH為6.5-6.8。米曲霉能分泌復雜的酶系，可分泌胞外酶如（蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶、谷氨酰酶、果膠酶、纖維素酶等）和胞內酶（如氧化還原酶等）。這些酶類和醬油品質和原料利用率關系最密切的是蛋白酶、淀粉酶和谷氨酰胺酶。

大豆蛋白，小麥淀粉。（2）魯氏接合酶母Zygosaccharomyces

rouxii

是醬油釀造中的主要酵母菌。最適生長溫度為28～30℃，在38～40℃生長緩慢，42℃不生長，最適pH4～5。生長在醬醅這一特殊環(huán)境中的魯氏酵母是一種耐鹽性強的酵母，抗高滲透壓，在含食鹽5%～8%的培養(yǎng)基中生長良好，在18%食鹽濃度下仍能生長，維生素、泛酸、肌醇等能促進它在高食鹽濃度下生長。（3）乳酸菌

醬油乳酸菌也是生長在醬醅這一特定環(huán)境中的耐鹽乳酸菌，其代表菌有嗜鹽片球菌、醬油微球菌等。這些乳酸菌耐乳酸能力弱，因此，不會因產過量的乳酸使醬醅中的pH過低而造成醬醅質量變壞。適量的乳酸是構成醬油風味的因素之一。

（4）其他微生物

在醬油釀造中除上述優(yōu)勢微生物外，從醬油曲和醬醅中還分離出他一些微生物的存在。如毛霉、青霉、產膜酵母、枯草芽孢桿菌、小球菌等。當制曲條件控制不當或種曲質量差時，這些菌會過量生長，不僅消耗曲料的營養(yǎng)成分，原料利用率下降，而且使成曲酶活力降低，產生異臭，造成醬油渾濁，風味不好。醬油生產工藝

固態(tài)低鹽發(fā)酵法工藝流程：原料混合→潤料→蒸料→冷卻→接種曲→深層通風培養(yǎng)→成曲→粉碎↓成熟醬←醬醅保溫發(fā)酵←入發(fā)酵容器←拌和制醅↑稀鹽水糖↑糖漿↑鹽水醬油制作過程中微生物菌群的變化乳酸菌

醬醅pH

乳酸耐鹽魯氏接合酵母菌酒精、甘油其他微生物繁殖發(fā)酵重芳香物質人工接種

米曲霉制曲時應控制前期溫度32～35℃，有利于菌體生長；后期溫度控制28～30℃，有利于蛋白酶的生成。氧氣、水分充足米曲霉食鹽、氧氣量的減少米曲霉微生物與其他發(fā)酵調味品1泡菜乳酸菌：腸膜明串株菌、植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和短乳桿菌

2榨菜乳酸菌：腸膜串明珠菌、植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和短乳桿菌

3豆腐乳

絲狀真菌：如毛霉屬、根霉屬等，其中以毛霉菌釀造的腐乳占多數(shù)。

酵母、羊肚菌（食藥兩用真菌）微生物在食品工業(yè)中的應用三、微生物與釀造酒1微生物釀造蒸餾酒蒸餾酒是用高梁、小麥、玉米、薯類等淀粉質原料經蒸煮、糖化、發(fā)酵和蒸餾而制成。根據發(fā)酵劑與工藝的不同，一般按曲種可將蒸餾酒分為大曲酒、小曲酒和麩曲白酒。釀酒中的微生物大曲

大曲中含有豐富的微生物，提供了釀酒所需要的多種微生物混合菌群。特別是大曲中含有霉菌，這是世界上最早把霉菌應用于釀酒的實例。大曲中含有多種酵母菌，具有發(fā)酵能力、產酯能