1、第八章第八章 微生物与发酵食品微生物与发酵食品 主讲：秦翠丽主讲：秦翠丽主要内容主要内容一、微生物发酵一、微生物发酵1.1.发酵的含义发酵的含义1 1）广义：）广义：指利用好氧或厌氧微生物生产有用代谢产物的生指利用好氧或厌氧微生物生产有用代谢产物的生产方式。一般泛指利用有机物质，在有氧、无氧或兼性产方式。一般泛指利用有机物质，在有氧、无氧或兼性厌氧微生物作用下，进行合成各类化工产品的过程。厌氧微生物作用下，进行合成各类化工产品的过程。2 2）狭义：）狭义：指在无氧条件下指在无氧条件下,微生物将有机物氧化，释放的电微生物将有机物氧化，释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间代谢产物，子直接
2、交给底物本身未完全氧化的某种中间代谢产物，同时释放能量，并产生各种不同代谢产物的过程。同时释放能量，并产生各种不同代谢产物的过程。2.微生物发酵的类型微生物发酵的类型1 1）根据发酵基质不同）根据发酵基质不同固体发酵：固体发酵：在没有或几乎没有游离水的不流动基在没有或几乎没有游离水的不流动基质上培养微生物的过程。质上培养微生物的过程。液体发酵：液体发酵：在液态流动基质中培养微生物的过程。在液态流动基质中培养微生物的过程。工业上也叫深层发酵，是当前发酵工业中最主要工业上也叫深层发酵，是当前发酵工业中最主要的形式，容量大，生产效率高，适合机械化。的形式，容量大，生产效率高，适合机械化。2）根据微生
3、物对氧的需要）根据微生物对氧的需要好氧发酵：好氧发酵：柠檬酸、谷氨酸、各种抗生素、醋酸柠檬酸、谷氨酸、各种抗生素、醋酸发酵等。发酵等。厌氧发酵：厌氧发酵：乳酸发酵等。乳酸发酵等。3）根据产物的不同）根据产物的不同乳酸发酵、酒精发酵、柠檬酸发酵等。乳酸发酵、酒精发酵、柠檬酸发酵等。4）根据生产的连续情况）根据生产的连续情况连续发酵、半连续发酵、分批发酵等。连续发酵、半连续发酵、分批发酵等。二、发酵食品二、发酵食品1.1.发酵食品：发酵食品：以植物性或动物性食品为原料，经微以植物性或动物性食品为原料，经微生物或微生物酶作用，发酵而制成的食品。生物或微生物酶作用，发酵而制成的食品。例：常见的发酵食品
4、：例：常见的发酵食品：植物性：植物性：米米 酒（白酒、黄酒）、醋酒（白酒、黄酒）、醋 麦麦 啤酒、面包啤酒、面包 豆豆 酱油、豆腐乳、豆豉酱油、豆腐乳、豆豉 蔬菜蔬菜 泡菜泡菜动物性：动物性：酸奶、干酪、发酵香肠等。酸奶、干酪、发酵香肠等。2.发酵食品的三大要素发酵食品的三大要素1 1）原料（发酵基质）：）原料（发酵基质）：提供微生物生长的营养，决提供微生物生长的营养，决定产品的性质、形态。定产品的性质、形态。2 2）发酵剂：）发酵剂：用于生产发酵食品的一种特定微生物培用于生产发酵食品的一种特定微生物培养物。养物。3 3）环境条件：）环境条件：温度、湿度、温度、湿度、pH、气体、渗透压。、气体
5、、渗透压。3.发酵食品生产一般过程发酵食品生产一般过程1）降解）降解阶段阶段大分子物质降解为小分子物质大分子物质降解为小分子物质,为酵母菌等提供为酵母菌等提供基质；基质；反应动力：霉菌产生的酶；反应动力：霉菌产生的酶；主要微生物：霉菌。主要微生物：霉菌。2）转化阶段）转化阶段分解降解物，转化成目的产物；分解降解物，转化成目的产物；主要反应：乳酸、醋酸、酒精发酵等；主要反应：乳酸、醋酸、酒精发酵等；主要微生物：酵母菌、细菌等。主要微生物：酵母菌、细菌等。3）产物再平衡阶段）产物再平衡阶段产生风味物质；产生风味物质；主要主要反应：反应：酯类反应；酯类反应；主要微生物：细菌。主要微生物：细菌。一、乳
6、酸菌及其应用一、乳酸菌及其应用二、醋酸杆菌二、醋酸杆菌及其应用及其应用三、北京棒状杆菌三、北京棒状杆菌及其应用及其应用四、枯草杆菌四、枯草杆菌及其应用及其应用五、微球菌属五、微球菌属及其应用及其应用一、乳酸菌及其应用一、乳酸菌及其应用（一）乳酸菌（一）乳酸菌1.1.定义：定义：能分解碳水化合物而获得能量，并产生乳能分解碳水化合物而获得能量，并产生乳酸的革兰氏阳性细菌的通称。其分布于许多个菌酸的革兰氏阳性细菌的通称。其分布于许多个菌属，常见的：乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、属，常见的：乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属、乳球菌属。双歧杆菌属、乳球菌属。2.2.共同特征：共同特征：G G
7、+、无芽孢、无鞭毛、乳酸发酵途径、无芽孢、无鞭毛、乳酸发酵途径获得能量，对外界抵抗力差，运动性差、菌落小、获得能量，对外界抵抗力差，运动性差、菌落小、半透明（针尖状）半透明（针尖状）。常见乳酸菌常见乳酸菌Lactococcus lactis subsp.Lactis 乳酸乳球菌乳酸亚种 Leuconostoc sp.明串珠菌属Streptococcus thermophilus Lactobacillus helveticus常见乳酸菌常见乳酸菌瑞士乳杆菌嗜热乳酸链球菌Lactobacillus casei常见乳酸菌常见乳酸菌 Bifidobacterium bifidum干酪乳杆菌双歧杆菌3
8、.乳酸发酵的类型乳酸发酵的类型1 1）同型乳酸发酵：）同型乳酸发酵：发酵终产物中发酵终产物中90%以上为乳酸的以上为乳酸的发酵过程。例：保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、发酵过程。例：保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、乳链球菌。嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、乳链球菌。2 2）异型乳酸发酵：）异型乳酸发酵：发酵终产物中除主要产物乳酸以发酵终产物中除主要产物乳酸以外，还有乙醇、外，还有乙醇、CO2等成分的发酵过程。等成分的发酵过程。例：明串珠菌、短乳杆菌、甘露醇乳杆菌。例：明串珠菌、短乳杆菌、甘露醇乳杆菌。3 3）双歧途径：）双歧途径：发酵终产物中除主要产物乳酸以外，发酵终产物中除主要产物乳
9、酸以外，还有乙酸。例：双歧杆菌。还有乙酸。例：双歧杆菌。（二）应用（二）应用生产发酵性食品：酸奶、干酪、酸性奶油、泡菜、生产发酵性食品：酸奶、干酪、酸性奶油、泡菜、果蔬汁、酸菜等。果蔬汁、酸菜等。酸乳的制作酸乳的制作1 1）酸乳：）酸乳：通常指新鲜牛乳经乳酸菌发酵制成的发酸通常指新鲜牛乳经乳酸菌发酵制成的发酸食品。食品。2 2）发酵用微生物：）发酵用微生物：保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳链球菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌。乳链球菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌。l 常用发酵剂：常用发酵剂：通常以保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌通常以保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按一定比例混合。按一定比例混
10、合。4 4）菌种的生物学特性）菌种的生物学特性保加利亚乳杆菌（生物学特性）：保加利亚乳杆菌（生物学特性）：G G+、兼性、兼性厌氧，细胞两端钝圆，呈细杆状，单个或成链厌氧，细胞两端钝圆，呈细杆状，单个或成链排列，无运动性，无芽孢，最适生长温度排列，无运动性，无芽孢，最适生长温度40404343，耐热性差，对营养要求高，在乳清琼，耐热性差，对营养要求高，在乳清琼脂平板上能形成灰白色小菌落，能发酵葡萄糖脂平板上能形成灰白色小菌落，能发酵葡萄糖、果糖、乳糖，但不能利用蔗糖，对蛋白质分、果糖、乳糖，但不能利用蔗糖，对蛋白质分解能力差，属于同型乳酸发酵菌。解能力差，属于同型乳酸发酵菌。保加利亚乳杆菌 嗜
11、热链球菌：嗜热链球菌：G G+、兼性、兼性厌氧，圆形，短链或长链厌氧，圆形，短链或长链排列，最适温度排列，最适温度40404545，耐热性强，对抗生素敏，耐热性强，对抗生素敏感，在固体培养基上能形感，在固体培养基上能形成针尖状小菌落，能发酵成针尖状小菌落，能发酵葡萄糖、果糖、乳糖和蔗葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖，分解蛋白质能力差，糖，分解蛋白质能力差，属于同型乳酸发酵菌。属于同型乳酸发酵菌。酸乳工作发酵剂的制备工艺流程酸乳工作发酵剂的制备工艺流程原料乳原料乳验收合格验收合格标准化配料及均质标准化配料及均质巴氏杀菌巴氏杀菌冷却冷却灌装灌装低温贮存低温贮存高温瞬时灭菌高温瞬时灭菌无菌灌装无菌灌装常温贮
12、存常温贮存杀菌杀菌冷却至发酵温度冷却至发酵温度制备发酵剂制备发酵剂接种接种灌装零售容器内灌装零售容器内发酵发酵果料果料发酵罐中发酵发酵罐中发酵灌装灌装低温贮存低温贮存低温贮存低温贮存常见液体乳制品的生产工艺常见液体乳制品的生产工艺食醋的制作食醋的制作1.菌种：菌种：醋酸醋杆菌、许氏醋杆菌、恶臭醋杆菌、醋酸醋杆菌、许氏醋杆菌、恶臭醋杆菌、巴氏醋杆菌、奥尔兰醋杆菌。巴氏醋杆菌、奥尔兰醋杆菌。2.作用及原理：作用及原理：CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH3.食醋酿造原理食醋酿造原理4.食醋酿造工艺食醋酿造工艺薯干醋酿造工艺流程福建红曲醋酿造工艺流程食醋的生产工艺食醋的生产工艺传统的制曲传
13、统的制曲u霉菌可用于许多发酵食品的制造，例：豆腐乳、霉菌可用于许多发酵食品的制造，例：豆腐乳、豆豉、酱油、酱、有机酸等；在酿酒时，作为糖豆豉、酱油、酱、有机酸等；在酿酒时，作为糖化剂。制造某些发酵食品时，与酵母、细菌协同化剂。制造某些发酵食品时，与酵母、细菌协同发挥作用。发挥作用。u在食品酿造工业中，所用原料通常含有较多的淀在食品酿造工业中，所用原料通常含有较多的淀粉，要使淀粉能被酵母菌和部分细菌所利用，必粉，要使淀粉能被酵母菌和部分细菌所利用，必须使淀粉进行糖化，例：酿酒、醋、味精的生产须使淀粉进行糖化，例：酿酒、醋、味精的生产等。等。u常用的糖化菌种常用的糖化菌种毛霉属：鲁氏毛霉、腐乳毛霉
14、毛霉属：鲁氏毛霉、腐乳毛霉根霉属：米根霉、华根霉、日本根霉根霉属：米根霉、华根霉、日本根霉曲霉属：黑曲霉、米曲霉曲霉属：黑曲霉、米曲霉红曲属：紫红曲霉、安氏红曲霉红曲属：紫红曲霉、安氏红曲霉豆腐乳的加工豆腐乳的加工1.毛霉及其作用毛霉及其作用菌落特征菌落特征镜下特征镜下特征2.工艺流程工艺流程3.生产情况及产品生产情况及产品与人类的生活关系密切，在食品工业中占与人类的生活关系密切，在食品工业中占有极其重要的地位。有极其重要的地位。应用：馒头、面包、酒类、食用蛋白等。应用：馒头、面包、酒类、食用蛋白等。1.菌种：啤酒酵母。菌种：啤酒酵母。面包的制作面包的制作2.作用：作用：酵母将面粉中的糖类化合
15、物分解成酵母将面粉中的糖类化合物分解成CO2、醇、醛、有机酸等产物。醇、醛、有机酸等产物。酵母是生产面包必不可酵母是生产面包必不可少的生物松软剂少的生物松软剂3.面包制作工艺面包制作工艺家庭加工面包辫子面包步骤家庭加工面包辫子面包步骤工厂化加工面包工厂化加工面包 酵母菌含有丰富的蛋白质、糖类、矿物质、维酵母菌含有丰富的蛋白质、糖类、矿物质、维生素和脂类等，尤其蛋白质含量比较高，一般为生素和脂类等，尤其蛋白质含量比较高，一般为5155%。蛋白质由十三种以上的氨基酸构成，故。蛋白质由十三种以上的氨基酸构成，故营养价值比一般蛋白质高，且易于吸收。营养价值比一般蛋白质高，且易于吸收。l 食用蛋白（食用
16、蛋白（SCP）：）：指用于食品和饲料添加剂的指用于食品和饲料添加剂的微生物菌体，不论是分离的细胞蛋白，还是全部微生物菌体，不论是分离的细胞蛋白，还是全部的细胞物质，都称之为单细胞蛋白。的细胞物质，都称之为单细胞蛋白。l 医药：医药：从酵母菌菌体中提取核苷酸、乳糖酶、氨从酵母菌菌体中提取核苷酸、乳糖酶、氨基酸等，供医药或生物试剂用。例：以酵母菌为基酸等，供医药或生物试剂用。例：以酵母菌为原料，研发的核酸、核苷酸及相关药物，它们具原料，研发的核酸、核苷酸及相关药物，它们具有增加血红蛋白浓度，提高红血球数，抗病毒等有增加血红蛋白浓度，提高红血球数，抗病毒等功能。功能。1.掌握微生物发酵和发酵食品的含义掌握微生物发酵和发酵食品的含义;2.熟悉一些熟悉一些重要微生物的生物学特性和应用。重要微生物的生物学特性和应用。1.1.什么是发酵，分为哪些类型？什么是发酵，分为哪些类型？2.2.发酵食品生产过程一般包括哪几个阶段？发酵食品生产过程一般包括哪几个阶段？3.3.何谓乳酸菌？举例说明其在食品工业中的应用。何谓乳酸菌？举例说明其在食品工业中的应用。4.4.举例说明细菌在食品工业中的应用。举例说明细菌在食品工业中的应用。5.5.举例说明霉菌在食品工业中的应用。举例说明霉菌在食品工业中的应用。6.6.举例说明酵母菌在食品工业中的应用。举例说明酵母菌在食品工业中的应用。思考题思考题
