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第1页：第七章 发酵食品微生物

第七章 发酵食品微生物：本章介绍食品工业中常用的微生物类群及其在发酵食品中的应用。

• 第一节 食品工业中常用的细菌及其应用
• 第二节 食品工业中酵母菌及其应用
• 第三节 食品工业中霉菌及其应用
• 第四节 微生物酶制剂及其在食品工业中的应用

第2页：第一节 食品工业中常用的细菌

第一节 食品工业中常用的细菌及其应用：本节介绍以下三类细菌及其在食品工业中的应用。

• 乳酸菌及其在食品工业上的应用
• 醋酸菌及其应用
• 谷氨酸产生菌及其在味精等调味品中的应用

第3页：乳酸菌的概念及其分布

一、乳酸菌

乳酸菌

并非生物分类学名词，而是指能够利用发酵性糖类产生大量乳酸的一类微生物的统称。虽然有些霉菌也能产生大量乳酸，但以乳酸细菌为主要类群，因而通常将乳酸细菌称之为乳酸菌。

乳酸菌主要分布在以下各属：

• 乳杆菌属（Lactobacillus）
• 链球菌属（Streptococcus）
• 明串珠菌属（Leuconostoc）
• 片球菌属（Pediococcus）
• 双歧杆菌属（Bifidobacterium）

第4页：乳杆菌属的形态与生理生化特点

（一）乳杆菌属（Lactobacillus）

• 1．形态特征：细胞呈杆状，多为长杆状、短杆状及棒杆状，一般成短链排列；革兰氏染色阳性，通常不运动，无芽孢
• 2．生理生化特点：化能异养型，营养要求严格，生长繁殖需要多种氨基酸、维生素、肽、核酸衍生物；厌氧、耐氧性厌氧或兼性厌氧；生长最适pH为5.5～6.2，在pH≤5的环境中可生长，而中性或初始碱性条件下生长速率降低

第5页：链球菌属及种群生理生化特征

（二）链球菌属（Streptococcus）

• 1．形态特征：细胞呈球形或卵圆形，成对或成链排列；革兰氏染色阳性，无芽孢，一般不运动，不产生色素，但肠球菌群中某些种能运动或产色素
• 2．生理生化特点：化能异养型，同型乳酸发酵产生右旋乳酸；兼性厌氧型，接触酶反应阴性，厌氧培养生长良好。根据生理生化特性可将链球菌属分为四个种群（见表7-1）

说明：源文本中该表为无分隔的粘连文本，此处按「四群×四项生理生化指标」的原有次序整理成表格，各指标数值未作改动；乳品工业中应用最多的是链球菌属中的乳酸链球菌群。

第6页：嗜热链球菌代表种

3．链球菌属的代表种

（1）嗜热链球菌（St. thermophilus）

细胞形态呈链球状，某些菌株若不经过中间牛乳培养则在固体培养基上得不到菌落；能利用葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖进行同型乳酸发酵产生L型乳酸（适口性好）；在石蕊牛乳中不还原石蕊，可使牛乳凝固。

第7页：明串珠菌属的形态特征

（三）明串珠菌属（Leuconostoc）

• 1．形态特征：细胞球形或豆状，成对或成链排列
• 固体培养菌落一般小于1.0mm，光滑、圆形、灰白色；液体培养通常混浊均匀，但长链状菌株可形成沉淀

第8页：片球菌属的形态与生理特点

（四）片球菌属（Pediococcus）

• 1．形态特征：细胞球形，成对或四联状排列；革兰氏染色阳性，无芽孢，不运动；固体培养菌落大小可变，直径1.0～2.5mm；无细胞色素
• 2．生理生化特点：化能异养型，生长繁殖需要复合生长因子，包括烟酸、泛酸、生物素

第9页：双歧杆菌属的形态与功能性

（五）双歧杆菌属（Bifidobacterium）

• 1．形态特征：细胞呈多样形态，有Y字型、V字型、弯曲状、勺型，典型形态为分叉杆菌，因而取名bifidus（拉丁语源是分开、裂开之意）；革兰氏染色阳性，亚甲基兰染色菌体着色不规则；无芽孢和鞭毛，不运动
• 2．生理生化特点及其功能性

说明：源文本中双歧杆菌生理生化特点与功能性的具体条目未提取到，建议对照原课件图片补充。

第10页：乳酸菌在食品工业中的应用

（六）乳酸菌在食品工业中的应用：在发酵食品行业中应用最广泛的是乳酸菌，经过乳酸菌发酵作用制成的食品称为乳酸发酵食品。随着科学研究的深入，乳酸菌对人体健康有益作用的机理逐步被揭示，乳酸发酵食品更加受到重视，在食品工业中占有越来越重要的地位。

• 1．发酵乳制品：包括酸牛乳、酸性奶油等
• 2．果蔬汁乳酸菌发酵饮料
• 3．益生菌制剂

第11页：凝固型酸乳的生产

凝固型酸牛乳的生产：以新鲜牛乳为主要原料，经过净化、标准化、均质、杀菌、接种发酵剂、分装后，通过乳酸菌的发酵作用使乳糖分解为乳酸，导致乳的pH值下降、酪蛋白凝固，同时产生醇、醛、酮等风味物质，再经冷藏和后熟制成乳凝状的酸牛乳。

第12页：搅拌型酸乳（纯酸奶）的生产

搅拌型酸乳（纯酸奶）的生产：与凝固型酸乳相比，搅拌型酸乳在发酵凝乳后增加搅拌破乳工序，使凝乳呈流动状态后再行分装。

说明：本页源文本仅保留标题，工艺流程细节未提取到，建议对照原课件图片补充。

第13页：饮料型酸乳（活性乳）的生产

饮料型酸乳（活性乳）的生产：饮料型酸乳的生产是酸凝乳与适量无菌水、稳定剂和香精混和，再经均质处理、分装、冷却后制成的凝乳粒子直径0.01mm以下、液体状的酸牛乳。

工艺流程：

• 原料鲜乳 → 净化 → 标准化调制 → 均质 → 杀菌 → 冷却 → 接种发酵剂 → 发酵 → 混和（无菌水、稳定剂、香精）→ 均质 → 分装

第14页：酸性奶油的制作

（2）酸性奶油的制作：酸制奶油是以合格的鲜乳为原料，离心分离出稀奶油（cream），经过标准化调制、杀菌、冷却后添加发酵剂，通过乳酸菌的发酵作用使乳糖转化为乳酸、柠檬酸转化为羟丁酮。

第15页：果蔬汁乳酸菌发酵饮料

2．果蔬汁乳酸菌发酵饮料：以番茄汁等果蔬汁为原料，经乳酸菌发酵制成兼具果蔬营养与乳酸菌保健作用的饮料。

说明：本页源文本仅保留标题，具体工艺未提取到，建议对照原课件图片补充。

第16页：益生菌制剂

3．益生菌制剂：以双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等益生菌为主制成的活菌制剂。

说明：本页源文本仅保留标题，具体定义与种类未提取到，建议对照原课件图片补充。

第17页：醋酸菌

二、醋酸菌：醋酸菌不是细菌分类学名词，在细菌分类学上主要分布于醋酸杆菌属（Acetobacter）和葡萄糖杆菌属（Gluconobacter）。前者最适生长温度30℃以上，氧化酒精生成醋酸的能力强，有些能继续氧化醋酸生成CO₂和H₂O。

第18页：醋酸杆菌在食品工业中的应用

（四）醋酸杆菌在食品工业中的应用　1．食醋酿造（熟料固态酿醋，传统酿造法）

工艺流程：

• 甘薯干或碎米、高粱 → 粉碎 → 添加麸皮、谷糠 → 润水浸渍 → 蒸煮 → 冷却过筛 → 接种麸曲、酒母 → 加水拌均 → 入缸 → 淀粉糖化、酒精发酵、倒醅 → 接种醋母

第19页：谷氨酸菌

三、谷氨酸菌：谷氨酸菌在细菌分类学中属于棒杆菌属（Corynebacterium）、短杆菌属（Brevibacterium）、小杆菌属（Microbacterium）和节杆菌属（Arthrobacter）中的细菌。目前我国谷氨酸发酵最常见的生产菌种是北京棒杆菌AS 1.299。

第20页：谷氨酸发酵及味精生产

（二）谷氨酸发酵及味精生产：L-谷氨酸单钠俗称味精，具有肉类鲜味，是人们日常生活中普遍使用的调味料。我国于1963年开始采用谷氨酸发酵法生产味精。

• 1．谷氨酸菌的扩大培养

第21页：第二节 食品工业中酵母菌及其应用

第二节 食品工业中酵母菌及其应用

一、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）

属于典型的上面酵母，又称爱丁堡酵母，广泛应用于啤酒、白酒酿造和面包制作。形态特征：细胞呈圆形或短卵圆形，大小为3～7×5～10μm，通常聚集在一起，不运动；单倍体细胞或双倍体细胞都能以多边出芽方式进行无性繁殖，能形成有规则的假菌丝（芽簇），但无真菌丝。

第22页：葡萄酒酵母

二、葡萄酒酵母（Saccharomyces ellipsoideus）

属于啤酒酵母的椭圆变种，简称椭圆酵母，常用于葡萄酒和果酒的酿造。形态特征：细胞呈椭圆形或长椭圆形，大小为3～10×5～15μm，不运动；单倍体细胞或双倍体细胞都能以多边出芽方式进行无性繁殖，形成有规则的假菌丝。

第23页：卡尔酵母

三、卡尔酵母（Saccharomyces Carlsbergensis）

属于典型的下面酵母，又称卡尔斯伯酵母或嘉士伯酵母，常用于啤酒酿造、药物提取以及维生素测定的菌种。形态特征：细胞呈椭圆形，大小为3～5×7～10μm，通常分散独立存在，不运动；单倍体细胞或双倍体细胞大多都以单端出芽方式进行无性繁殖。

第24页：产蛋白假丝酵母

四、产蛋白假丝酵母（Candida utilis）

又称产朊假丝酵母或食用圆酵母，富含蛋白质和维生素B，常作为生产食用或饲用单细胞蛋白（SCP）以及维生素B的菌株。形态特征：细胞呈圆形、椭圆形或腊肠形。

第25页：酵母菌在食品工业中的应用

五、酵母菌在食品工业中的应用

• （一）啤酒酿造
• （二）果酒酿造
• （三）白酒酿造
• （四）面包加工
• （五）单细胞蛋白生产

第26页：啤酒酿造

（一）啤酒酿造：啤酒酿造是以大麦、水为主要原料，以大米或其它未发芽的谷物、酒花为辅助原料；大麦经过发芽产生多种水解酶类制成麦芽。

说明：源文本在本页截断，后续糖化与发酵工序未提取到，建议对照原课件图片补充。

第27页：果酒酿造

（二）果酒酿造：果酒酿造是以多种水果如葡萄、苹果、梨、桔子、山楂、杨梅等为原料酿制而成。

说明：源文本在本页截断，具体工艺流程未提取到，建议对照原课件图片补充。

第28页：白酒酿造与酒曲种类

（三）白酒酿造　酒曲的主要种类

• （1）大曲：大曲是固态发酵法酿造大曲白酒的糖化发酵剂。它以小麦或大麦、豌豆为曲料，经过粉碎、加水拌料、踩曲制坯、堆积培养，依靠自然界带入的各种酿酒微生物（包括细菌、霉菌和酵母菌）在其中生长繁殖制成成曲，再经贮存后制成陈曲。大曲有高温曲（制曲温度60℃以上）和中温曲。

第29页：面包加工

（四）面包加工：面包是一种营养丰富、组织膨松、易于消化的方便食品。它以面粉、糖、水为主要原料，利用面粉中淀粉酶水解淀粉生成的糖类物质，经过酵母菌的发酵作用产生醇、醛、酸类物质和CO₂；在高温焙烤过程中，CO₂受热膨胀使面包成为多孔的海绵结构和松软的质地。

第30页：单细胞蛋白（SCP）的开发

（五）单细胞蛋白（SCP）的开发

• 1．应用微生物生产SCP的优点：细胞的蛋白质含量高达50%左右，并含有多种氨基酸、维生素、矿物元素和粗脂肪等营养成分，易被人畜消化吸收；微生物繁殖快，短时间可获得大量产品；微生物对营养要求适应性强，可利用多种廉价原料进行生产

第31页：第三节 食品工业中霉菌及其应用

第三节 食品工业中霉菌及其应用：本节介绍以下四个属。

• 一、毛霉属（Mucor）
• 二、根霉（Rhizopus）
• 三、曲霉（Aspergillus）
• 四、青霉（Penicillium）

第32页：毛霉属的生物学特性

一、毛霉属（Mucor）：按安斯沃思的分类系统，毛霉属属于接合菌亚门、接合菌纲、毛霉目、毛霉科。该菌有很强的分解蛋白质和糖化淀粉的能力，因此常被用于酿造、发酵食品等工业。

• （一）生物学特性：菌落形态为絮状，初为白色或灰白色，后变为灰褐色；菌丛高度可由几毫米至十几厘米，有的具有光泽
• 菌丝形态：菌丝无隔，分气生、埋生，后者在基质中较均匀分布

第33页：根霉属的生物学特性

二、根霉属（Rhizopus）：根霉与毛霉类似，能产生大量的淀粉酶，故用作酿酒、制醋业的糖化菌；有些种根霉还用于甾体激素、延胡索酸和酶制剂生产。

• （一）生物学特性：根霉与毛霉相似，菌丝为无隔单细胞，生长迅速，有发达的菌丝体，气生菌丝白色、蓬松，如棉絮状

第34页：曲霉属

三、曲霉属（Aspergillus）

说明：本页源文本仅保留属名标题，形态与生理特性的具体文字未提取到，建议对照原课件图片补充。

第35页：青霉属

四、青霉属（Penicillium）

说明：本页源文本仅保留属名标题，形态与生理特性的具体文字未提取到，建议对照原课件图片补充。

第36页：霉菌在食品工业中的应用

六、霉菌在食品工业中的应用

• （一）酱油酿造
• （二）酱类酿造
• （三）腐乳发酵
• （四）柠檬酸发酵

第37页：酱油酿造

（一）酱油酿造：酱油是人们常用的一种食品调味料，营养丰富，味道鲜美，在我国已有两千多年的历史。它是用蛋白质原料（如豆饼、豆粕等）和淀粉质原料（如麸皮、面粉、小麦等），利用曲霉及其它微生物的共同发酵作用酿制而成的。

• 1．生产菌：酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉

第38页：酱类的酿制

（二）酱类的酿制：酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱及其加工制品，营养丰富，易于消化吸收，具特有的色、香、味，是一种受欢迎的大众化调味品。我国远在周朝时就开始利用自然界的霉菌制作豆酱，以后传到日本及东南亚。

• 1．生产菌：用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉，生产上常用的有沪酿3.042、中科3.951号、黄曲霉Cr-、黑曲霉F27

第39页：腐乳发酵

（三）腐乳发酵：腐乳是用豆腐胚、食盐、黄酒、红曲、面曲、砂糖、花椒、玫瑰、辣椒等香辛料制成。

• 1．生产菌：目前采用人工纯种培养，大大缩短了生产周期，不易污染，常年都可生产。现在用于腐乳生产的菌种主要是用霉菌生产，如腐乳毛霉（M. supu）、鲁氏毛霉、总状毛霉、华根霉

第40页：柠檬酸发酵

（四）柠檬酸发酵：柠檬酸的分子式为C₆H₈O₇。果实中含有一定的柠檬酸，其中以柑桔、菠萝、柠檬、无花果等含量较高，另外在棉叶、烟叶内也有较高的含量。我国1968年用薯干为原料采用深层发酵法生产柠檬酸成功，至70年代中期柠檬酸工业已初步形成了生产体系；70年代发酵液浓度达到12%。

第41页：本章复习思考题

本章复习思考题

• 什么是乳酸菌？简述乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属的生物学特性
• 酸牛乳的发酵菌种为何？它们各有怎样的生物学特性？
• 酸牛乳产品有几种？试述每种酸牛乳产品的发酵生产工艺
• 以番茄汁乳酸菌饮料为例，简述果蔬汁乳酸菌发酵饮料的生产工艺
• 什么叫益生菌和益生菌制剂？双歧杆菌和嗜酸乳杆菌作为典型的益生菌具有怎样的生物学特性和生理功能？试用图示说明双歧杆菌酸牛乳

第42页：第二节 食品工业中酵母菌及其应用

第二节 食品工业中酵母菌及其应用

一、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）

属于典型的上面酵母，又称爱丁堡酵母，广泛应用于啤酒、白酒酿造和面包制作。形态特征：细胞呈圆形或短卵圆形，大小为3～7×5～10μm，通常聚集在一起，不运动；单倍体细胞或双倍体细胞都能以多边出芽方式进行无性繁殖，能形成有规则的假菌丝（芽簇），但无真菌丝。

第43页：葡萄酒酵母

二、葡萄酒酵母（Saccharomyces ellipsoideus）

属于啤酒酵母的椭圆变种，简称椭圆酵母，常用于葡萄酒和果酒的酿造。形态特征：细胞呈椭圆形或长椭圆形，大小为3～10×5～15μm，不运动；单倍体细胞或双倍体细胞都能以多边出芽方式进行无性繁殖，形成有规则的假菌丝。

第44页：卡尔酵母

三、卡尔酵母（Saccharomyces Carlsbergensis）

属于典型的下面酵母，又称卡尔斯伯酵母或嘉士伯酵母，常用于啤酒酿造、药物提取以及维生素测定的菌种。形态特征：细胞呈椭圆形，大小为3～5×7～10μm，通常分散独立存在，不运动；单倍体细胞或双倍体细胞大多都以单端出芽方式进行无性繁殖。

第45页：产蛋白假丝酵母

四、产蛋白假丝酵母（Candida utilis）

又称产朊假丝酵母或食用圆酵母，富含蛋白质和维生素B，常作为生产食用或饲用单细胞蛋白（SCP）以及维生素B的菌株。形态特征：细胞呈圆形、椭圆形或腊肠形。

第46页：酵母菌在食品工业中的应用

五、酵母菌在食品工业中的应用

• （一）啤酒酿造
• （二）果酒酿造
• （三）白酒酿造
• （四）面包加工
• （五）单细胞蛋白生产

第47页：啤酒酿造

（一）啤酒酿造：啤酒酿造是以大麦、水为主要原料，以大米或其它未发芽的谷物、酒花为辅助原料；大麦经过发芽产生多种水解酶类制成麦芽。

说明：源文本在本页截断，后续糖化与发酵工序未提取到，建议对照原课件图片补充。

第48页：果酒酿造

（二）果酒酿造：果酒酿造是以多种水果如葡萄、苹果、梨、桔子、山楂、杨梅等为原料酿制而成。

说明：源文本在本页截断，具体工艺流程未提取到，建议对照原课件图片补充。

第49页：白酒酿造与酒曲种类

（三）白酒酿造　酒曲的主要种类

• （1）大曲：大曲是固态发酵法酿造大曲白酒的糖化发酵剂。它以小麦或大麦、豌豆为曲料，经过粉碎、加水拌料、踩曲制坯、堆积培养，依靠自然界带入的各种酿酒微生物（包括细菌、霉菌和酵母菌）在其中生长繁殖制成成曲，再经贮存后制成陈曲。大曲有高温曲（制曲温度60℃以上）和中温曲。

第50页：面包加工

（四）面包加工：面包是一种营养丰富、组织膨松、易于消化的方便食品。它以面粉、糖、水为主要原料，利用面粉中淀粉酶水解淀粉生成的糖类物质，经过酵母菌的发酵作用产生醇、醛、酸类物质和CO₂；在高温焙烤过程中，CO₂受热膨胀使面包成为多孔的海绵结构和松软的质地。

第51页：单细胞蛋白（SCP）的开发

（五）单细胞蛋白（SCP）的开发

• 1．应用微生物生产SCP的优点：细胞的蛋白质含量高达50%左右，并含有多种氨基酸、维生素、矿物元素和粗脂肪等营养成分，易被人畜消化吸收；微生物繁殖快，短时间可获得大量产品；微生物对营养要求适应性强，可利用多种廉价原料进行生产

第52页：第三节 食品工业中霉菌及其应用

第三节 食品工业中霉菌及其应用：本节介绍以下四个属。

• 一、毛霉属（Mucor）
• 二、根霉（Rhizopus）
• 三、曲霉（Aspergillus）
• 四、青霉（Penicillium）

第53页：毛霉属的生物学特性

一、毛霉属（Mucor）：按安斯沃思的分类系统，毛霉属属于接合菌亚门、接合菌纲、毛霉目、毛霉科。该菌有很强的分解蛋白质和糖化淀粉的能力，因此常被用于酿造、发酵食品等工业。

• （一）生物学特性：菌落形态为絮状，初为白色或灰白色，后变为灰褐色；菌丛高度可由几毫米至十几厘米，有的具有光泽
• 菌丝形态：菌丝无隔，分气生、埋生，后者在基质中较均匀分布

第54页：根霉属的生物学特性

二、根霉属（Rhizopus）：根霉与毛霉类似，能产生大量的淀粉酶，故用作酿酒、制醋业的糖化菌；有些种根霉还用于甾体激素、延胡索酸和酶制剂生产。

• （一）生物学特性：根霉与毛霉相似，菌丝为无隔单细胞，生长迅速，有发达的菌丝体，气生菌丝白色、蓬松，如棉絮状

第55页：曲霉属

三、曲霉属（Aspergillus）

说明：本页源文本仅保留属名标题，形态与生理特性的具体文字未提取到，建议对照原课件图片补充。

第56页：青霉属

四、青霉属（Penicillium）

说明：本页源文本仅保留属名标题，形态与生理特性的具体文字未提取到，建议对照原课件图片补充。

第57页：霉菌在食品工业中的应用

六、霉菌在食品工业中的应用

• （一）酱油酿造
• （二）酱类酿造
• （三）腐乳发酵
• （四）柠檬酸发酵

第58页：酱油酿造

（一）酱油酿造：酱油是人们常用的一种食品调味料，营养丰富，味道鲜美，在我国已有两千多年的历史。它是用蛋白质原料（如豆饼、豆粕等）和淀粉质原料（如麸皮、面粉、小麦等），利用曲霉及其它微生物的共同发酵作用酿制而成的。

• 1．生产菌：酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉

第59页：酱类的酿制

（二）酱类的酿制：酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱及其加工制品，营养丰富，易于消化吸收，具特有的色、香、味，是一种受欢迎的大众化调味品。我国远在周朝时就开始利用自然界的霉菌制作豆酱，以后传到日本及东南亚。

• 1．生产菌：用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉，生产上常用的有沪酿3.042、中科3.951号、黄曲霉Cr-、黑曲霉F27

第60页：腐乳发酵

（三）腐乳发酵：腐乳是用豆腐胚、食盐、黄酒、红曲、面曲、砂糖、花椒、玫瑰、辣椒等香辛料制成。

• 1．生产菌：目前采用人工纯种培养，大大缩短了生产周期，不易污染，常年都可生产。现在用于腐乳生产的菌种主要是用霉菌生产，如腐乳毛霉（M. supu）、鲁氏毛霉、总状毛霉、华根霉

第61页：柠檬酸发酵

（四）柠檬酸发酵：柠檬酸的分子式为C₆H₈O₇。果实中含有一定的柠檬酸，其中以柑桔、菠萝、柠檬、无花果等含量较高，另外在棉叶、烟叶内也有较高的含量。我国1968年用薯干为原料采用深层发酵法生产柠檬酸成功，至70年代中期柠檬酸工业已初步形成了生产体系；70年代发酵液浓度达到12%。

第62页：本章复习思考题

本章复习思考题

• 什么是乳酸菌？简述乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属的生物学特性
• 酸牛乳的发酵菌种为何？它们各有怎样的生物学特性？
• 酸牛乳产品有几种？试述每种酸牛乳产品的发酵生产工艺
• 以番茄汁乳酸菌饮料为例，简述果蔬汁乳酸菌发酵饮料的生产工艺
• 什么叫益生菌和益生菌制剂？双歧杆菌和嗜酸乳杆菌作为典型的益生菌具有怎样的生物学特性和生理功能？试用图示说明双歧杆菌酸牛乳