07 第七章 发酵食品微生物.ppt

第1页：第七章发酵食品微生物

第七章发酵食品微生物

第2页：本章内容与重点

• 本章内容
• 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重点掌握
• 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3页：第一节食品工业中的常用细菌

第一节食品工业中常用的细菌乳酸菌及其在食品工业上的应用醋酸菌及其应用

第4页：乳酸菌的概念与分布

• 一、乳酸菌
• 乳酸菌的概念及其分布乳酸菌一词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之为乳酸菌。乳酸菌主要分布在：
• 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5页：乳杆菌属

• （一）乳杆菌属（Lactobacillus）
• 1．乳杆菌属的形态特征：
• 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。
• 菌落形态
• 2．乳杆菌属的生理生化特点：
• 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

第6页：链球菌属

• （二）链球菌属（Streptococcus）
• 1．链球菌属的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．链球菌属的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

第7页：嗜热链球菌

• 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8页：明串珠菌属

• （三）明串珠菌属（Leuconostoc）
• 1．明串珠菌属的形态特征:
• 明串珠菌属的菌落特征固体培养，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。
• 细胞球形或豆状，成对或成链排列。

第9页：片球菌属

• （四）片球菌属（Pediococcus）
• 1.片球菌属的形态特征:
• 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．片球菌属的生理生化特点:

第10页：双歧杆菌属

• （五）双歧杆菌属（Bifidobacterium）
• 1．双歧杆菌属的形态特征:
• 细胞呈多样形态：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．双歧杆菌属的生理生化特点及其功能性:

第11页：乳酸菌的应用

• （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。随着科学研究的不断深入，逐步揭示了乳酸菌对人体健康有益作用的机理，因而，乳酸发酵食品更加受到人们的重视，在食品工业中占有越来越重要的地位。
• 1．发酵乳制品
• （1

第12页：凝固型酸乳的生产

• 凝固型酸乳的生产
• 凝固型酸牛乳的生产是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

第13页：搅拌型酸乳的生产

搅拌型酸乳（纯酸奶）的生产

第14页：饮料型酸乳的生产

• 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）→

第15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16页：果蔬汁乳酸菌发酵饮料

2．果蔬汁乳酸菌发酵饮料

第17页：益生菌制剂

3．益生菌制剂

第18页：醋酸菌

• 二、醋酸菌
• 醋酸菌不是细菌分类学名词。在细菌分类学主要分布于醋酸杆菌属（Acetobacter）和葡萄糖杆菌属（Glucomobacter），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

第19页：食醋酿造工艺流程

• （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→

第20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

第21页：谷氨酸发酵与味精生产

• （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22页：啤酒酵母

• 第二节食品工业中酵母菌及其应用
• 一、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）啤酒酵母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。（一）啤酒酵母的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。有性

第23页：葡萄酒酵母

• 二、葡萄酒酵母（Saccharomyces ellipsoideus）
• 葡萄酒酵母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。
• （一）葡萄酒酵母的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

第24页：卡尔酵母

• 三、卡尔酵母（Saccharomgces Carlsbergensis）
• 卡尔酵母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。（一）卡尔酵母的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。

第25页：产蛋白假丝酵母

• 四、产蛋白假丝酵母（Candida utilis）
• 产蛋白假丝酵母，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。（一）产蛋白假丝酵母的形态特征

第26页：酵母菌的应用

• 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27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

第28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、

第29页：白酒酿造与酒曲

• （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

第30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31页：单细胞蛋白的开发

• （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；微生物

第32页：第三节食品工业中的霉菌

• 第三节食品工业中霉菌及其应用
• 一毛霉属（Mucor）
• 二根霉（Rhizoopus）
• 三曲霉（Aspergillus）
• 四青霉（penicillum）

第33页：毛霉属

• 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）毛霉的生物学特性菌落形态：菌落絮状，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。

第34页：根霉属

• 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、延胡索酸和酶剂制生产。（一）根霉的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35页：曲霉属

三、曲霉属（

第36页：青霉属

四、青霉属（Penicillium）

第37页：霉菌的应用

• 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38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39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，它营养丰富，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40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41页：柠檬酸发酵

• （四）、柠檬酸发酵
• 柠檬酸的分子式为C6H8O7。在于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。柠檬酸的产量也有很低提高，70年代发酵液浓度达到12

第42页：第四节微生物酶制剂

• 第四节微生物酶制剂及其在食品工业中的应用
• 一、淀粉酶类
• 二、果胶酶类
• 三、纤维素酶
• 四、蛋白酶
• 五、其它酶类

第43页：蛋白酶

四、蛋白酶

第44页：淀粉酶类

• 一、淀粉酶类
• （一）淀粉酶的主要类型及其性质
• （二）淀粉酶的主要生产菌
• （三）淀粉酶在食品工业中的应用

第45页：淀粉酶的类型与性质

• （一）淀粉酶的主要类型及其性质
• 淀粉酶(amylase)一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等α－1，4-葡聚糖，水解α－1，4-糖苷键的酶。根据水解的方式可分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶及异淀粉酶四大类。
• （1）α-淀粉酶：此酶以Ca2+为必需因子并作为稳定因子，既作用于直链淀粉，亦作用于支链淀粉，无差别地切断α－1，4-链生成糊精和还原糖。但不能分解α－1，6-糖苷键，也不能水解紧靠α－1，6分支点的α－1，6-糖苷键。
• （2）β-淀粉酶：它与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α－1，4-葡聚糖链。对于象直链淀粉那样没有分支的底物能完全分解得到麦芽糖和少量的葡萄糖。作用于支链淀粉或葡聚糖的时候，切断至α－1，6-键的前面反应就停止了，因此生成分子量比较大的极限糊精。
• （3）糖化酶：作用方式与β-淀粉酶，但它也能分解α－1，6-糖苷键。
• （4）异淀粉酶：可以分解支链淀粉中的α－1，6-糖苷键，生成直链淀粉

第46页：淀粉酶的主要生产菌

• （二）淀粉酶的主要生产菌
• 1. α-淀粉酶的主要生产菌：细菌和霉菌，特别是枯草杆菌。
• 2. β-淀粉酶的主要生产菌：多黏芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、蜡状芽胞杆菌、环状芽胞杆菌和链霉菌等。
• 3. 糖化酶的主要生产菌：我国主要采用黑曲霉。
• 4. 异淀粉酶的主要生产菌：我国主要采用产气气杆菌10016。

第47页：淀粉酶的应用

• （三）淀粉酶在食品工业中的应用
• 1.淀粉的糖化和液化：在以淀粉为原料生产味精、啤酒、面包酵母、淀粉糖、酒精等的生产中广泛应用淀粉发霉进行淀粉的糖化和液化。
• 2.酶法生产葡萄糖：与酸法生产葡萄糖相比的优缺点。

第48页：果胶酶类

• 二、果胶酶类
• （一）果胶酶的主要类型及其性质
• （二）果胶酶的主要生产菌
• （三）果胶酶在食品工业中的应用

第49页：果胶酶的类型与性质

• （一）果胶酶的主要类型及其性质
• 1.PG：可以水解D-半乳糖醛酸α－1，4-糖苷键。在果汁澄清中起着重要作用。
• 2.PGL：通过切断果胶分子α－1，4-糖苷键，生成具有不饱和键的半乳糖醛酸脂。
• 3.PMGL：可以切断果胶分子α－1，4-糖苷键。
• 4.PE：可以使果胶中的甲酯水解，生成果胶酸。

第50页：果胶酶的生产菌

• （二）果胶酶的主要生产菌
• 工业生产中采用真菌，大多数生产的果胶酶都是复合酶。
• 某些微生物能产生单一的果胶酶。

第51页：果胶酶的应用

• （三）果胶酶在食品工业中的应用
• 1.应用于澄清型果汁蔬菜汁中
• 2.应用于果酱、果冻、果糕、奶汤等的生产中
• 3.用于提高橘子罐头的质量
• 4.应用于葡萄酒和果露酒制造中

第52页：纤维素酶

• 三、纤维素酶
• （一）纤维素酶的主要类型及生产菌纤维素酶可分为两大类：碱性纤维素酶和酸性纤维素酶
• （二）纤维素酶在食品工业中的应用纤维素酶可用于果品、蔬菜加工、大豆去皮、酿造、发酵工业中等。

第53页：蛋白酶的类型与应用

• 四、蛋白酶
• （一）蛋白酶的主要类型及生产菌1.蛋白酶的分类：依据ph，分为中性、碱性和酸性蛋白酶2.生产菌：我国生产酸性蛋白酶的菌株有黑A.S3.301、A.S3.305等。生产中性蛋白酶的菌有枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌等。生产碱性蛋白酶的菌主要是芽胞杆菌属的几个种。
• （二）蛋白酶在食品工业中的应用
• 应用于酱油酿造、豆浆脱腥、酶法制明胶等。

第54页：本章小结与作业

• 小结和作业
• 1.本章小结
• 2. 作业与复习思考题