1、1,食品微生物学,第十六章 微生物在食品制造中的应用,2,第一节 食品中细菌的利用一 食醋生产中的细菌二 发酵乳制品生产中的细菌三 细菌用于味精的生产第二节 食品中酵母菌的利用一 酵母菌用于面包的制造二 酵母菌用于酒类的生产三 酵母菌用于SCP的生产,3,第三节 食品中霉菌的利用一 霉菌用于淀粉的糖化二 霉菌用于腐乳的制造三 霉菌用于酱油的生产四 霉菌用于柠檬酸的生产第四节 微生物酶制剂及其在食品工业上的应用一 微生物生产酶制剂的优缺点二 微生物产生的酶及其在食品工业上的应用,4,微生物在食品中应用的三种方式,微生物菌体的应用，如食用菌、酸奶、酸泡菜，单细胞蛋白质等。 微生物代谢产物的应用，如
2、酒类、食醋、氨基酸、有机酸、维生素等。 微生物酶的应用，如豆腐乳、酱油等。,5,第七章 微生物在食品制造中的应用一方面，微生物可以引起食品的腐败变质，造成食品工业生产的大量损失，可以引起人和动植物的病害，给人类带来巨大灾难；另一方面，它们又可以造福人类，对人类的生活、生产极为有利，如利用微生物可以制造肥料、饲料、食品、医药及化工原料，也可以利用微生物用于冶金、制革、纺织、污水处理等方面。,6,微生物用于食品制造是人类利用微生物最早、最重要的一方面，这在我国已有了数千年的历史。人类在长期的实践中积累了丰富的经验，利用微生物已经制造了种类繁多、营养丰富、风味独特的许多食品。,第七章 微生物在食品制
3、造中的应用,7,第一节 食品中细菌的利用 一 食醋生产中的细菌食醋是细菌的发酵制品。食醋生产历史非常悠久，起源于我国，距今已有2500多年历史。如山西陈醋、镇江香醋、四川保宁醋，福建红曲醋、浙江玫瑰醋、上海米醋、东北白醋、广东糖醋等产品风味各异，行销国内外市场，颇受欢迎。食醋是以淀粉质、糖质、酒质等为原料，经过醋酸菌发酵而酿制成的富含醋酸、氨基酸、糖分、酯类等物质的一种营养丰富、价廉物美的酸味调味品，是酸、咸、甜、鲜四味的调和。,8,一 食醋生产中的细菌用于食醋生产的细菌有纹膜醋酸杆菌、许氏醋酸杆菌、恶臭醋酸杆菌混浊变种（AS1.41）、巴氏醋酸杆菌巴氏亚种（沪酿1.01）等。醋酸菌属G-好氧
4、杆菌，适宜生长于30左右，最适pH值为弱酸性，故在充分供氧条件下，可以大量生长繁殖使原料中乙醇转化为乙醋和少量其它有机酸和有香味的酯类（乙酸乙酯）等物质（选择优良菌种非常重要）。 (C6H12O5)n + nH2O nC6H12O6(单糖)C6H12O6 2 C2H5OH（乙醇）+2CO2C2H5OH + O2 CH3COOH（醋酸） + H2O,9,食醋生产工艺 原料混合 加水拌匀、蒸煮、糊化 冷凉后加麸曲和酒母 糖化发酵（固态或液态发酵） 拌糠加盐陈酿 接入醋酸菌种子 醋酸发酵 淋醋 陈酿 配兑 灭 菌 包装 成品,10,主要工艺要点：(1) 原料：粮食(南方为大米、糯米；北方为高梁、玉米
5、)；薯类(甘薯、马铃薯、木薯)；农副产品下脚料、水果等残果、次果等。(2) 发酵：固态和液态发酵。(3) 拌糠：加辅料、疏松料(起吸收水分、疏松醋醅、贮存空气的作用)。(4) 灭菌：杀死醋中的微生物和残留的酶，使醋的成分基本固定下来。其次是经过加热使香气更浓，味道更和谐。(5) 加盐陈酿：抑制醋酸菌的活动，调节风味。有醋醅陈酿和醋液陈酿。,11,二 发酵乳制品生产中的细菌已经知道，微生物可以引起乳制品腐败变质，造成乳品工业生产的极大损失和对人体健康带来极大危害。但许多乳制品如酸奶油、干酪、酸乳、酸乳酒等，均为经微生物发酵后而生产的具有营养价值，风味优良并具有某些保健和疗效作用的发酵乳制品。1发
6、酵乳制品食品中把以乳液作为主要原料，经微生物发酵而制成的乳制品均称为发酵乳制品。当然在发酵乳制品生产中，除了利用细菌作为发酵剂外，还可以与其它微生物联合，作为一个混合发酵剂来使用。,12,2发酵乳制品中的乳酸细菌及发酵类型用于生产发酵乳制品的细菌主要是乳酸菌。乳酸菌是一群能利用可发酵性碳水化合物产生乳酸的G+细菌的通称。乳酸菌的种类较多，目前已发现有23个属。在发酵乳制品中涉及有乳杆菌属、乳球菌属、链球菌属、明串珠菌属和双歧杆菌属。最常用的是干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜热链球菌、丁二酮链球菌、乳脂链球菌、噬柠檬酸链球菌、双歧杆菌等。
7、,13,2发酵乳制品中的乳酸细菌及发酵类型通常根据乳酸菌对糖的发酵特性可以分为二种类型，同型发酵LAB和异型发酵LAB。 同型发酵乳酸菌指的是在发酵过程中，能使发酵液中80-90%的糖转化为乳酸，仅产生很少量的其它产物。如干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌等。 异型发酵乳酸菌指的是在发酵过程中，能使发酵液中50%的糖转化为乳酸，另外50%糖转变为其它有机酸、醇、CO2、H2等。如明串珠菌、短乳杆菌等。,14,二 发酵乳制品生产中的细菌3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于酸性奶油制造酸性奶油：就是把从合格鲜乳中分离出来的稀奶油，经过杀菌、冷却后，接种乳酸菌发酵剂于合适温度下进行发酵，然后再经物理
8、成熟而制成的一种发酵乳制品。制造酸性奶油最重要的是要有优良的纯发酵剂，即乳酸菌具有较强的化学活力并有生香的作用。,15,二 发酵乳制品生产中的细菌3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于酸性奶油制造常用作酸性奶油生产的乳酸菌菌种多为两种以上菌种混合发酵，主要有：乳酸乳球菌、乳脂链球菌、噬柠檬酸链球菌、副噬柠檬酸链球菌、丁二酮链球菌。其中乳酸乳球菌和乳脂链球菌主要是把稀奶油中的乳糖发酵生成乳酸，后二种是将稀奶油中的柠檬酸代谢成丁二酮增加香味。,16,生产工艺流程(整个过程12hr左右)稀奶油加热灭菌 冷却至18-20 加入5%发酵剂 18-20发酵 每隔1hr搅拌5min 发酵结束迅速冷却至5以下 物理
9、成熟 搅拌 洗涤 加色 压炼 成品 包装值得注意的是酸奶油生产过程中还需要防止噬菌体和杂菌的污染。,17,二 发酵乳制品生产中的细菌 3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造干酪干酪是由优质鲜乳经过消毒后，加入凝乳酶或乳酸菌菌种，首先使乳液凝块，再脱去乳清，压成块状，然后在乳酸菌作用下逐渐成熟而制成的一种发酵乳制品。干酪的主要成分是酪蛋白和乳脂（脂肪），还含有Ca、P、S及较多的B族维生素和维生素A，故是一种比较容易消化的营养价值较高的食品。,18,二 发酵乳制品生产中的细菌 3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造干酪制造干酪常用的发酵剂是乳酸菌（用丙酸菌和丝状真菌），常用的乳酸菌有：乳球菌、嗜热链
10、球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、噬柠檬酸链球菌。常用的凝乳酶为皱胃酶，也有用木瓜蛋白酶和微生物产生的凝乳酶，也可以用乳酸菌发酵作用凝乳的。,19,二 发酵乳制品生产中的细菌3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造干酪干酪生产用发酵剂与酸性奶油相似，常采用多菌种混合发酵，再添加一些乳杆菌。乳酸菌除了发酵乳糖产生乳酸促使乳液凝块外，有些乳酸菌还能分解蛋白质并产生香味。干酪特有的风味物质主要是蛋白质分解产生的氨基酸，乳糖、柠檬酸发酵，脂肪水解产生的挥发性酸及其盐类或酯类以及丁二酮等形成的。,20,干酪生产工艺流程原料乳加热杀菌 加入凝乳酶、发酵剂及色素 形成凝块 切割凝块、搅拌
11、、加热 排除乳清 粉碎凝块 入模压榨 加盐 发酵成熟当然不同品种的干酪加工工艺不尽相同(硬质、软质、干、半干等)，所用的发酵剂的组成也不一样。干酪在发酵成熟过程中，最初含菌量较多，乳酸菌占优势，数量增加较快，但随着干酪的成熟，乳糖被消耗，乳酸菌逐渐死亡，最先死亡的是乳球菌，最后是乳杆菌。,21,左图：法国Brire布尔干酪 右图：法国Roquefort罗奎福特干酪,22,左图：法国Camembert卡门培尔干酪 右图：意大利parmesan帕尔梅散干酪,23,左图：美国Brick砖状干酪 右图：意大利ascarpone 莫斯卡普干酪,24,左图：西班牙Cabrales卡普勒斯干酪 右图：瑞士E
12、mmental埃门塔尔干酪,25,左图：英国Cheddar契达干酪 右图：丰富多彩的干酪,26,干酪生产过程中的凝乳,27,干酪生产过程中的排乳清,28,干酪生产过程中的排乳清,29,干酪的成熟与评比,30,利用干酪生产的食品,31,利用干酪生产的食品,32,33,3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造干酪干酪生产中要注意防止杂菌污染，特别是噬菌体对干酪生产威胁较大。干酪腐败变质常出现2种变质现象。产气。内部形成多孔状结构，原因是污染了一些产气细菌, 如大肠菌群细菌、乳糖发酵的酵母菌、部分芽孢杆菌（多粘芽孢杆菌、浸麻芽孢杆菌），在干酪成熟初期，使乳糖发酵产气，造成内部不规则的气孔并使干酪膨胀。在
13、成熟中期以后，发生产气的细菌主要是一些厌氧的梭状芽孢杆菌，如巴氏固氮梭菌、生孢梭菌、酪酸菌（是干酪中有害的酪酸发酵代表菌）等。,34,3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造干酪干酪变色、变味、发粘和发臭。干酪的表面常因有酵母菌、霉菌和一些分解蛋白质的细菌生长而使干酪软化、褪色和产生臭味；其次由于假单孢菌、产碱杆菌和变形杆菌等属中的一些细菌污染可引起干酪表面发粘，另外由于液化链球菌、圆酵母等分解蛋白质的菌污染，还会使干酪变味（出现苦味）；而一些霉菌和球菌的污染还可以在干酪的表面形成色斑。所以为了保证质量，干酪在生产过程中必须注意卫生管理。,35,3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于酸性奶油制造 乳酸菌
14、用于制造干酪 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料酸乳是一种由加热处理后的标准化乳, 经嗜热链球菌和德氏保加利亚乳杆菌混合发酵而成的一种半固体乳制品。 酸乳制作历史也非常悠久，在古希腊、印度、埃及，人们早已知道酸牛奶的制作方法。当然最早的酸奶可能是游牧民族偶然做成的，那就是牛奶在某些微生物作用下变酸凝结，经尝试发现味道变得更好而逐渐被人们所接受。,36,二 发酵乳制品生产中的细菌 3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料世界上第一家正式生产的厂家是德国，于1008年建厂。1906年诺贝尔奖获得者，俄国著名科学家梅奇尼科夫注意到，经常饮用酸奶的巴尔干国家居民寿命较长，因此提出了
15、经常饮用酸奶可以长寿的“酸奶长寿说”，指出了酸奶的营养滋补功效。此后，酸奶名声大振，世界年产量和消费量大增。,37,二 发酵乳制品生产中的细菌 3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料上个世纪二三十年代，美国的科学家们(Rettogor等)对嗜酸乳杆菌乳的作用及临床应用进行了大量研究，认为酸奶不仅可以对便泌、细菌性痢疾、结肠炎及湿疹患者等均有或多或少的缓解作用，还可以在肠道内定植，维持人体肠道内正常的微生态平衡。这一研究使人们对酸奶产生了更大兴趣，也推动了发酵乳制品发展。从此酸奶在欧、美、日等地开始盛行不衰，各国也相继生产出了具有不同特色的酸奶和其它类型发酵乳。,38,二 发
16、酵乳制品生产中的细菌 3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料我国的发酵乳生产主要是在上个世纪80年代，随着人民生活水平的不断提高，食品的结构发生了很大的变化，人们不仅要求吃饱吃好，还要求营养，保健和具有一定的疗效。就拿北京来讲，95年的统计数字表明，每天酸奶的产量及销量就有100吨，当然80年代以来，我国也开始了乳酸菌饮料的研制与开发，并有大量产品投放市场，目前发酵乳产品达60余种，可以说发酵乳尤其是酸乳及其饮料已风靡全国，正成为人们生活中一种重要的食品。,39,3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料A. 酸乳的保健效果 营养作用 缓解乳糖不耐症 整肠作
17、用 抑菌作用 改善便秘作用 降低胆固醇 抗癌作用,40,A. 酸乳的保健效果营养作用：牛奶中的乳糖经乳酸菌发酵，其中20-30被分解成葡萄糖和半乳糖。前者进一步转化成为乳酸或其他有机酸，这些有机酸有利于身体健康；后者被人体吸收后，可参与幼儿脑苷脂和神经物质的合成，并有利于提高乳脂肪的利用率。牛奶中的蛋白质经发酵作用后，乳蛋白变成微细的凝乳粒，易于被人体消化吸收。酸奶中的磷、钙和铁易被吸收，有利于防治婴幼佝偻病和老人骨质疏松病。牛奶中的脂肪经乳酸菌作用后，发生解离或酯键受到破坏，易于被机体吸收。发酵过程中，乳酸菌还会产生人体所必需的的维生素B1、维生素B2、维生素B6，维生素B12、烟酸和叶酸等
18、营养物质。,41,A. 酸乳的保健效果缓解乳糖不耐症：乳酸菌产生的乳糖分解酶能降解牛奶中的乳糖，使其转化为乳酸及其他物质，因此乳糖不耐症患者饮用酸奶，就不会出现饮用牛奶时发生的乳糖不耐症，如腹胀、腹痛、肠道痉挛、下泻等。整肠作用：人体肠道内存在有益菌群和有害菌群。在人体正常情况下，前者占优势，称为肠道菌群平衡状态；当人患病时，肠道内有害菌群占优势，称为肠道菌群失调。而饮用酸奶就可以维持有益菌群的优势。,42,乳酸菌对HT-29细胞的黏附试验,43,乳酸菌对Caco-2细胞的黏附试验,44,双歧杆菌与Caco-2细胞的粘附,45,保持健康促进老化自身感染,共生性,拟杆菌真杆菌消化球菌双歧杆菌乳杆
19、菌大肠杆菌链球菌韦荣球菌魏氏梭菌葡萄球菌变形杆菌假单孢菌,致病性,维生素,蛋白质合成辅助消化,吸收防止外袭菌刺激免疫功能,(有害性)肠内腐败(NH3,H2S,胺,酚)致癌物毒素,(致病性)对皮肤，粘膜, 脏器及血行的感染,肠内菌构成 肠内菌功能 (有益性) 对宿主作用,46,调节肠道菌群平衡结果判断标准一般采用方差分析进行统计分析。根据给予受试物前后小鼠肠道菌群值的变化进行评价：（1）粪便中双歧杆菌和/或乳杆菌增加，产气荚膜梭菌减少或不增加，拟杆菌、肠杆菌和/或肠球菌减少或无明显变化。（2）粪便中双歧杆菌和/或乳杆菌增加，产气荚膜梭菌减少或不增加，拟杆菌、肠杆菌和或肠球菌明显增加，但增加幅度低
20、于双歧杆菌和/或乳杆菌增加的幅度。符合以上两项要求之一的，经统计学处理有差异显著性，可判定受试物具有调节肠道菌群平衡的作用。,47,A. 酸乳的保健效果抑菌作用：嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等有一定的耐受胃液和胆汁的能力，可进入肠道存留一定时间。这些乳酸菌以及在这些乳酸菌影响下生长起来的肠道中的其他乳酸菌，可产生乳酸菌素等抗菌物质，这些物质对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等有明显的抑菌作用。改善便秘作用：进入肠道中的活的乳酸菌能产生乳酸、醋酸等有机酸，这些有机酸有刺激肠道，加强蠕动作用，故可改善便秘。,48,双歧杆菌与大肠杆菌共培养,双歧杆菌与金葡菌共培养,49,产细菌
21、素戊糖乳杆菌31-1菌体形态及抑菌试验,50,戊糖乳杆菌素31-1对腊样芽孢杆菌的抑菌试验(左) 戊糖乳杆菌素31-1对金黄色葡萄球菌的抑菌试验(右),51,纯化后的杆菌素冻干粉末,52,A. 酸乳的保健效果降低胆固醇：许多研究证明，牛乳中的乳清酸、乳糖和钙以及酸奶中存在的羟基戊二酸等都有降低胆固醇的作用。抗癌作用：酸奶有抑制B-葡萄糖醛酸酶、偶氮还原酶和硝基还原酶三种酶活性的作用，这些酶能引起癌变。另外，酸奶能激活巨噬细胞，可抑制肿瘤细胞的发生，从而起到抗癌作用。B. 酸乳常用菌种及生物学特性保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌。目前强化菌种有双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、丁二酮链球菌、明串珠菌等。,
22、53,嗜热链球菌：属G+,微需氧菌,最适培养温度为40-45,能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖。在85条件下，能耐20-30min。蛋白分解力微弱。对抗生素极敏感。细胞呈卵圆形，成对或形成长链。细胞形态与培养条件有关：在30乳中培养时，细胞成对，而在45时呈短链；在高酸度乳中形成长链；液体培养时，细胞呈链状，平板培养时细胞膨胀变粗，有时会成杆菌状，形成针尖状菌落；该菌的某些菌株在平板移接时，若中间不经过牛乳培养而直接将细胞涂平板时往往得不到菌落，这些菌株是典型的牛乳菌。属同型发酵乳酸菌，产生L(+)-乳酸。能产生香味物质双乙酰。,54,嗜热链球菌（Sc. thermoplilus）,55,保加利
23、亚乳杆菌：属G+微厌氧菌。最适培养温度为40-43,能发酵葡萄糖、果糖和乳糖，但不能利用蔗糖。对热耐受性差，个别菌株75时能耐20min。蛋白分解力弱。对抗生素不如嗜热链球菌敏感。细胞两端钝圆，呈细杆状，单个或成链，频繁传代易变形。培养基和培养温度对细胞形态影响很大：在20乳中培养，细胞可成为长的纤维状菌；50下培养，细胞停止生长，如在此温度下继续培养，其细胞形状变得不规则；在冷的酸奶中，由于温度和高酸度的影响，会有异常杆菌出现；可能是由于氧的阻碍作用或者因为氮源不适当，在琼脂平板上培养时，细胞形状不规则。属同型发酵乳酸菌，产生D(-)-乳酸,能产生香味物质乙醛。,56,保加利亚乳杆菌,57,
24、嗜酸乳杆菌：属G+微厌氧菌。最适培养温度为35-38。能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖。除此之外，还能利用麦芽糖、纤维二糖、甘露糖、半乳糖和水杨苷等作为生长的碳源。对热耐受性差。蛋白分解力弱。对抗生素比嗜热链球菌更敏感。细胞两端钝圆，呈杆状，单个或成双或成短链。属同型发酵乳杆菌，产生D,L-乳酸。嗜酸乳杆菌的最适生长pH为5.5-6.0，对培养基营养成分要求较高。用牛乳培养时，一般都添加酵母膏、肽或其他生长促进物质；使用合成培养基时需添加西红柿汁或乳清。能耐胃酸和胆汁，能在肠道中存活。若每天摄入2.51010个活嗜酸乳杆菌，对人体健康大有益处。,58,嗜酸乳杆菌,59,B. 酸乳常用菌种及生物学
25、特性双歧杆菌：属G+专性厌氧菌,但目前用于生产活菌制剂的一些菌株是耐氧菌株。经多次传代培养，G染色反应转呈阴性。最适培养温为37左右。能发酵葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖。除两歧双歧杆菌仅缓慢利用蔗糖外，短双歧杆菌、长双歧杆菌和婴儿双歧杆菌等均能发酵蔗糖。对热耐受性差,蛋白分解微弱,对抗生素敏感。,60,B. 酸乳常用菌种及生物学特性双歧杆菌：细胞形状多样，同一菌种，不同培养条件，细胞的形态很不一样，有棍棒状、勺状、V字形、弯曲状、球杆菌状和Y字形等。属异型发酵乳酸菌，除生产L(+)-乳酸外，还有乙酸、乙醇和CO2等生成。抗酸性弱。对营养要求复杂，含有水苏糖、棉子糖、乳果糖、异构化乳糖、聚甘露糖和
26、N-乙酰D-氨基葡萄糖苷中的一种或几种的培养基有助于双歧杆菌的生长。在培养基中添加还原剂VC和半胱氨酸对培养双歧杆菌有好处。,61,双歧杆菌形态图,62,双歧杆菌形态图,63,双歧杆菌形态图,64,双歧杆菌形态图,65,双歧杆菌形态图,66,C 酸奶生产工艺流程酸奶工艺流程(凝固型、搅拌型和活性乳酸菌饮料)原料鲜奶 净化 脂肪含量标准化 配料 过滤 预热 均质 杀菌 冷却 接种 分装 发酵冷却 后熟发酵 分装,67,发酵剂：是指为生产酸奶而调制的特定微生物的培养物。 发酵剂的优劣与产品的质量有密切的关系。目前生产酸奶用的发酵剂有类，即利用冷冻干燥技术制成的颗粒状发酵剂和经逐级扩大培养制得的发酵
27、剂。菌种：一般是指试管培养物。母发酵剂：是指在三角瓶中培养的种子扩大培养物。中间发酵剂：是母发酵剂进一步扩大培养所得到的种子培养物。工作发酵剂：是中间发酵剂在小型发酵罐扩大培养后的种子培养物，用来投入牛奶中直接生产酸奶。,68,3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料D 双歧杆菌厌氧培养技术然而，在人的一生中，双歧杆菌的数量呈逐渐下降的趋势，尤其是在老年人的肠道内其含量更少，因而为了增加人体内的这种有益菌，市场上出现了许多的活菌制剂和活菌食品，如三株口服液、丽珠肠乐、金双歧、斐菲康、威特、生命源口服液、双歧天宝、五株王功能液、双歧王等等。,69,70,71,3几种常见发酵乳制
28、品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料D 双歧杆菌厌氧培养技术但是由于双歧杆菌是一种专性厌氧菌，对氧非常敏感，在有氧的条件下不能生长和极易死亡，因而不能象需氧菌或兼性厌氧菌那样生长于通常的琼脂平血或斜面试管上及液体试管中，这就给双歧杆菌的分离、培养以及实际生产带来了较大的困难。,72,3几种常见发酵乳制品 乳酸菌用于制造酸乳及乳酸菌活性乳饮料D 双歧杆菌厌氧培养技术此外，双歧杆菌对酸敏感，对胃酸、胆汁酸的耐受能力低的特点，也导致了目前市售的多数双歧杆菌产品活菌数不高，达不到规定的质量要求和应有的保健效果。因此，学习一种既简便又准确的培养双歧杆菌的方法和活菌计数方法无疑是非常重要的。微生物实验
29、室从1985年以来一直从事乳酸菌、双歧杆菌的基础研究和开发应用研究，认为亨盖特厌氧滚管培养技术是一种适合双歧杆菌培养和活菌计数的极为有效的厌氧培养方法。,73,双歧杆菌厌氧培养技术目前双歧杆菌厌氧培养技术厌氧箱培养技术厌氧罐培养技术厌氧袋培养技术亨盖特厌氧培养技术,74,75,亨盖特厌氧培养技术Hungate厌氧滚管技术是美国微生物学家亨盖特于1950年首先提出并应用于瘤胃厌氧微生物研究的一种厌氧培养技术，以后这项技术又经历了几十年的不断改进，从而使亨盖特厌氧技术日趋完善，并逐渐发展成为研究厌氧微生物的一整套完整的技术。而且多年来的实践已经证明它是研究严格、专性厌氧菌的一种极为有效的技术。亨盖
30、特厌氧滚管培养的方法铜柱除氧 预还原培养基及稀释用生理盐水的制备样品不同浓度稀释液的制备 滚管及培养分离或活菌计数,76,77,78,H-10菌株滚管培养后的菌落特征图,H-10菌株的菌体形态图（1000）,79,I-6菌株滚管培养后的菌落特征图,I-6菌株的菌体形态图（1000）,80,双歧杆菌酸奶的生产有两种不同的工艺。一种是两歧双歧杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等共同发酵的生产工艺，称共同发酵法。另一种是将两歧双歧杆菌与兼性厌氧的酵母菌同时在脱脂牛乳中混合培养，利用酵母在生长过程中的呼吸作用，以生物法耗氧，创造一个适合于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境，称为共生发酵法。,81,三
31、细菌用于味精的生产味精即为L谷氨酸钠盐，是食品中的鲜味剂。过去是利用粮食中的蛋白质作原料，用化学加酸水解方法来制取。这种方法生产氨基酸需要耗费大量粮食，劳动强度大，成本高。至1957年利用微生物直接发酵糖类生产谷氨酸成功以后，氨基酸工业得到了飞速发展。我国是1963年开始用微生物发酵来生产各种氨基酸的。1. 味精生产常用菌种黄色短杆菌、棒状杆菌、节杆菌和二歧短杆菌等。 我国多采用棒状杆菌，如北京棒状杆菌 AS1.299、钝齿棒状杆菌 AS1.542。,82,2. 味精生产的工艺流程 原料：玉米、小麦、大米、甘薯、糖等（尿素、氨水）淀粉质 糖化 冷却过滤 加入促生长物质（玉米浆及其它营养物配成的
32、合适的培养基） 接种 发酵 发酵液提取（等电点、离子交换等） 谷AA结晶 Na2CO3中和 谷AA钠。最后经过脱色、过滤、浓缩、结晶、干燥而得到味精。,83,第二节 食品中酵母菌的利用酵母菌可用于制造多种食品。如馒头、面包、酒类及食用蛋白等，都是利用酵母菌的发酵作用或酵母菌发酵后形成的菌体细胞来制造的，下面我们就酵母菌在面包、酒类及单细胞蛋白（SCP）的生产三个方面来给大家作一个简单的介绍。一 酵母菌用于面包的制造面包是以面粉为主要原料，加水和加入一定量的酵母菌混合成菌团，经发酵后造型，最后经烘烤而制成的一种食品。1面包生产用酵母菌及要求啤酒酵母菌（30左右），对菌种的要求是：发酵力强，并能产
33、生香味。,84,2面包生产工艺面粉加水加酵母菌 发酵 面团 揉搓 成型 烘烤（220以上） 成品发酵过程中，面团中的酵母菌首先利用面粉中原有的少量葡萄糖、果糖和蔗糖进行发酵，在发酵同时，面粉中的淀粉酶促使面粉中的淀粉转化成麦芽糖，麦芽糖的存在，提供了酵母菌可利用的营养物质，从而使发酵得已连续，酵母菌分解糖产生CO2、醇、醛和一些有机酸产物。CO2由于被包在面筋周围，不易跑出，因而使的面团逐渐胀大，发酵后的面团再经揉搓，造型后，放在220以上高温炉中烘烤，由于面团内的CO2受热而膨胀，即造成了面包多孔海绵状结构，而发酵过程中产生的其它发酵产物构成了面包特有的香味。,85,二 酵母菌用于酒类的生产
34、酿造酒的种类很多，有蒸溜酒（白酒）、发酵酒（黄酒、啤酒、葡萄酒），下面我们就白酒、啤酒作一简单介绍。 1酵母菌用于白酒的生产白酒又名烧酒，是用高粱、小麦、玉米等淀粉质原料经蒸煮、糖化、发酵和蒸馏而制成。白酒是我国的民族特产，我国素以芳香的白酒闻名于世，如贵州的茅台、四川的五粮液、山西的汾酒、陕西的西凤酒等在国内外享有很高的声誉。,86,二 酵母菌用于酒类的生产 1酵母菌用于白酒的生产白酒包括大曲酒、小曲酒和麸曲酒及液态白酒。当前白酒酿造向两个方向发展，一是走液态发酵的道路，液态发酵法具有出酒率高，煤电消耗少、劳动强度小等优点，但风味差。二是继续保持传统的固态发酵法，走机械化生产的道路，这是目前
35、我国传统名白酒发展的方向。,87,1酵母菌用于白酒的生产大曲酒：以高梁、玉米为原料，大曲为糖化发酵剂，经发酵、蒸馏、勾兑而生产的白酒，生产方法有清渣法和续渣法二种。大曲中含有细菌、霉菌、酵母。小曲酒：以大米为原料，小曲（药曲）为糖化发酵剂，采用半固态发酵经蒸馏并勾兑而成的白酒。麸曲酒：以高梁、薯干、玉米及高梁糖等含淀粉物质为原料，采用纯种麸曲和酒母代替大曲作为糖化发酵剂而生产的蒸馏酒。,88,2酵母菌用于啤酒的生产啤酒是以麦芽、酒花为原料，其它非麦芽谷物为辅料，经糖化发酵形成的澄清透明，富含丰富CO2的一种液体饮料。 由定义可以知道啤酒中包括有麦芽、水、酒花和酵母菌。啤酒的发展历史与现状：啤酒
36、是一种酿造酒，生产历史悠久，据考证大约起源于九千年前的亚述（当今的地中海沿岸地区），以后又传到了欧美及东亚等地，由于啤酒中含有丰富的营养成分和低的乙醇含量深受广大消费者的喜爱，因此早在1972年的第九届“国际营养食品会议”上就被列为营养食品，被誉为人造牛奶、“液体面包”。,89,啤酒的发展历史与现状：我国是一个酿造历史非常悠久的国家，但我国是以独具风格的芳香白酒闻名于世，啤酒是中国的外来酒种，生产历史虽为近百年的历史，但发展速度很快，上个世纪80年代，我国的啤酒生产就达到了黄金时 代，工厂遍及30多个省、市、自治区，生产技术和科研工作也日益得到改善。90年代新工艺、新设备不断投入生产使用，啤酒
37、的生产规模日益扩大，生产效率稳步提高。目前啤酒工业已经发展成为国际酿造业上发展最快，产量最大，销售最畅，生产工艺最科学，新技术和新设备利用最快，生产机械化、自动化程度最高的一个行业。,90,啤酒的类型及世界上著名的的啤酒：按颜色分：淡色啤酒、浓色啤酒、黑色啤酒（北京五星、大连渤海黑啤酒）。按生产方法分：鲜（生）啤酒、熟啤酒和纯鲜啤酒。鲜（生）啤酒：beer包装后不经过巴氏杀菌的啤酒，适合当地销售，未杀菌，不能长期存放。熟啤酒：啤酒包装后经过巴氏灭菌的啤酒。可长期贮存，不发生污染，但不如鲜啤酒新鲜。纯鲜啤酒：利用无菌过滤，不经巴氏杀菌而生产的瓶装或罐装啤酒。特点是能保持啤酒固有的风味。,91,纯
38、鲜啤酒是先用硅藻过滤，除去凝固的Pr和大量酵母菌，然后再经过超微孔过滤板，把啤酒中剩余的酵母菌和其它的微生物去掉，这种啤酒不仅保持了啤酒固有的风味，而且在较高温度下贮存，也不会发生再发酵现象，目前这种啤酒正在世界范围逐步扩大。当然还有其他的分类，如按发酵方式（上面啤酒和下面啤酒）、包装方式（桶啤酒、瓶装啤酒和罐状啤酒）、销售方式（内销啤酒和外销啤酒）、麦芽汁浓度、啤酒的功能等。国际著名啤酒有：捷克斯洛伐克比尔森啤酒厂生产的比尔森啤酒 、西德慕尼黑罗纹啤酒厂生产的慕尼黑啤酒、英国的巴登爱尔啤酒、我国的青岛啤酒。,92,啤酒生产用酵母菌及生产工艺流程啤酒生产用菌种为啤酒酵母菌。啤酒生产工艺流程大麦
39、 浸泡 发芽 麦芽 粉碎 糖化 （麦芽汁制备） 过滤 麦芽汁煮沸 冷却、澄清 初发酵 后发酵 啤酒过滤（分离） 啤酒 包装 成品啤酒,93,三 酵母菌用于SCP的生产1SCP （signal cell protion）SCP主要是指酵母菌、细菌等微生物蛋白资源。利用酵母菌可生产SCP，目前SCP是公认的最具有应用前景的Pr新资源之一，对于解决世界Pr资源不足问题将会发挥重要的作用。 微生物生长速度比高等动、植物快得多。细菌约20-30min繁殖一代，酵母菌约2hr一代，故利用微生物合成同等数量的Pr比利用植物快500倍，比动物快2000倍。 微生物的Pr含量和营养价值都很好，如酵母菌平均含50
40、%Pr （干）。,94, 可以利用廉价的材料生产，如农副产品的下脚料。 不受季节耕地限制，可以在工厂中进行大量生产。目前我国生产SCP 有几十家，产量数万吨，大部分用于医药和面包生产，饲料Pr仅占很小一部分。因此开发饲料Pr在我国很有市场。2SCP生产用菌种一般工业生产SCP的微生物是酵母菌，主要是酿酒酵母菌，产朊假丝酵母，脆壁克鲁维酵母菌（乳清酵母），此外，解脂假丝酵母和热带假丝酵母也得到了有效的应用。,95,第三节 霉菌在食品中的利用霉菌也可用于许多食品的制造，如腐乳、酱油及酱类、豆豉、有机酸等（在前面讲述的酿酒、制醋中，也常用霉菌作糖化剂使用）。下面我们就腐乳、酱油、柠檬酸、糖化淀粉等四
41、个方面加以介绍。 一 霉菌用于淀粉的糖化在食品酿造业中，所应用的原料多数是含有较多淀粉质的原料。而要使淀粉质原料被酵母菌、细菌所利用，就必须使淀粉先进行糖化，而霉菌如根霉属、曲霉属、毛霉属中的一些种含有丰富的糖化酶，常常可以用来糖化淀粉作为糖化菌种。,96,常用于淀粉糖化的霉菌根霉属：日本根霉、米根霉、华根霉曲霉属：黑曲霉、宇佐美曲霉、米曲霉、泡盛曲霉毛霉属：鲁氏毛霉红曲霉属：紫红曲霉、安红曲霉、锈色红曲霉、变红红曲霉,97,二 霉菌用于腐乳的制造1定义腐乳又名豆腐乳，是豆腐坯经毛霉或根霉发酵后，再经食盐和多种辅料腌制而成的一种滋味鲜美，风味独特、营养丰富、价廉物美的发酵豆制品。腐乳在发酵过程
42、中，原料豆中的Pr水解成了肽和AA、脂肪转化成为游离的脂肪酸、淀粉转化为糖，从而使可溶性成分大大增加，维生素大量生成和积累，抗营养因素被破坏，抗氧化物质被产生，结果使产品不仅具有了丰富的营养，佳美的滋味，而且大大增强了耐贮藏性能，形成了消化性极好，风格独特的调味副食品。也正因为如此，千百年来，腐乳的生产长盛不衰，产品历来倍受大众的欢迎。,98,2腐乳生产常用菌种毛霉：鲁氏毛霉、总状毛霉、腐乳毛霉。目前已选育出了耐热毛霉。根霉：米根霉、华根霉。南方蔬菜公司发酵厂分离的根霉（28-30）可缩短发酵期，保证质量。3腐乳的种类（加工方法和配料不同有5类）红腐乳（红方）：在后发酵过程中添加了红曲及黄酒酿
43、制而成的一类腐乳。其中以绍兴、上海的奉贤、四川的夹江、黑龙江的克东产品最为著名。,99,3腐乳的种类青腐乳（青方、臭豆腐）：生产过程中NaCl较少，水分含量较大，有轻度的氨化作用，表面豆青色，是一种具有刺激食欲的臭味腐乳。如北京王致和臭豆腐，上海、苏州、无锡的青方等。白腐乳（糟方）：在后发酵过程中仅添加白酒、黄酒或酒酿而成的一类腐乳，由于其上盖白色糯米、酒糟，产品颜色白而微黄色而得名。以无锡、苏州、绍兴及桂林产品出名。,100,3腐乳的种类酱腐乳（腌制腐乳）：腐乳不经过发酵而是通过加入较多的酱曲进行腌制，利用酱曲中的各种酶分解白坯中的Pr，CH2O酿制而成的一类腐乳。花色腐乳（别味腐乳）：是腐
44、乳的再制品，是在白腐乳、青腐乳及红腐乳的成品中或后发酵期添加各种风味的调味料复制而成的一类腐乳。如虾子腐乳、玫瑰腐乳、辣味腐乳等。,101,4生产工艺菌液 豆腐坯 入笼格 接种 培养 调温 养花 凉花 搓毛 腌坯（加盐，含盐量 16%） 装坛 （加辅料） 后熟 成品前发酵与后发酵：前发酵是在白坯上培养毛霉或根霉，让菌丝生长繁殖，分泌酶系形成一个皮膜。后发酵是将毛坯用盐腌，然后再根据不同的品种要求，给以配料、装坛贮藏形成产品。,102,三 霉菌用于酱油的生产1定义酱油是一种由蛋白质原料和淀粉质原料经多种微生物酿制而成的一种咸味调味品，是咸、甜、鲜、苦、酸五味的调和。 酱油不仅含有人体生理需要的各
45、种营养物质，还含有多种调味成分，如食盐的咸味、氨基酸钠盐的鲜味，糖及其它的糖醇物质的甜味、有机酸类物质的酸味，酪氨酸等爽口的苦味，所以是咸、甜、鲜、苦、酸五味的调和，此外还含有特殊的香味及天然瑰丽的棕红色素，因而是一种色、香、味俱佳的调味品。,103,三 霉菌用于酱油的生产 2类型：（目前世界上普遍食用的酱油有三类） 一种是欧洲型的蛋白质水解液，即用无机酸来水解蛋白质，然后用碱中和，再经过滤加入酱色和调味料而制成，这种方法生产酱油速度快，产量高，但产品质量差。 亚洲型的鱼露，即用小鱼小虾酿制而成，尤以日本的鱼露较为出名，我国江浙一带也生产此类酱油。 中国型的以豆、麦为原料酿制而成的酱油，且均以
46、我国的酱油质量最优，风味最佳。,104,3酱油酿造用微生物 酱油酿造是多种微生物发酵的结果。包括有霉菌、酵母、细菌 。其中最主要的是霉菌中的 米曲霉。常见的米曲霉有沪酿3.042、沪酿UV-336、渝3.811和渝 10B。 4生产工艺种曲 热盐水原料 处理 制曲 制醅发酵淋油 加热 配制 成品,105,四 霉菌用于柠檬酸的生产柠檬酸在食品工业上，常作为酸味剂加入饮料、水果罐头、糖果及糕点等食品中。柠檬酸过去是从柑桔或菠萝中获得，1893年，德国微生物学家发现2种青霉菌能够积累柠檬酸；1923年美国科学家研究成功了以废糖蜜为原料的浅盘法柠檬酸发酵并设厂生产。1951年，美国Miles公司首次采
47、用深层发酵法生产柠檬酸成功，由于工艺简单、原料丰富、发酵水平高，各地陆续办厂，至20世纪70年代中期，柠檬酸工业已初步形成了生产体系。目前普遍利用霉菌发酵来制取大量的柠檬酸。,106,能产生柠檬酸的霉菌有许多种，如毛霉、青霉、曲霉等发酵均可产生柠檬酸，其中曲霉中的黑曲霉产生柠檬酸的能力大，并能利用多种碳源，因此目前在生产上多采用黑曲霉作为生产柠檬酸的发酵菌种，除此之外，温特曲霉也常用来生产柠檬酸。,四 霉菌用于柠檬酸的生产,107,柠檬酸生产工艺黑曲霉 草酰乙酸 缩合原料 解糖 磷酸烯醇式丙酮酸 柠檬酸丙酮酸 乙酰COA发酵完毕后，滤去菌体，将滤液中的柠檬酸先制成柠檬酸钙，而后用硫酸处理，形成硫酸钙，从而使柠檬酸分离，经过结晶，就可以获得柠檬酸成品。,108,第四节 微生物酶制剂及其在食品中的应用酶是一种生物催化剂，具有催化效率高、反应条件温和和专一性强等特点，已经日益受到人们的重视，应用也越来越广泛。酶广泛存在于动物、植物的组织细胞中，也广泛存在于微生物的细胞内和它的培养物中，通过各种理化方法可以将其提取出来，经过精制即可成为较纯的酶制剂。近年来，酶制剂的生产已普遍引起各国的重视，追其原因，主要是酶制剂应用于生产可提高产品的质量，降低生产成本以及提高劳动的生产率。,
