《微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 》精品PPT

1、微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微生物在食品制造中的應(yīng)用主要包括如下三個方面:一、利用微生物的菌體和內(nèi)容物例如：酵母菌的應(yīng)用，菌體蛋白、維生素、核酸等.二、利用微生物產(chǎn)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(chǎn)物例如：酒精、乳酸、檸檬酸、氨基酸、抗生素等。 微生物發(fā)酵的工藝過程1、菌種階段：做好菌種的保藏，防止優(yōu)良性狀的衰退，防止雜菌的污染。菌種使用前的活化，種子擴大培養(yǎng)等。2、種子擴大培養(yǎng)階段: 一級種子：在原種活化的基礎(chǔ)上進行擴大培養(yǎng)； 二級種子：一級種子與發(fā)酵罐之間加入的繁殖罐，種子液量為發(fā)酵液總量的510%。這里要求種子能夠產(chǎn)生大量的菌體，而不是需要大量的目

2、的產(chǎn)物。3、發(fā)酵階段：主要階段，這里要求必須嚴格控制條件，使其產(chǎn)生最大量的目的產(chǎn)物。4、提煉階段：將發(fā)酵醪進行加工處理，獲得所需要的產(chǎn)品。微生物在食品中的應(yīng)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(zhuǎn)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

3、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(nèi)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(chǎn)色素。 乳酸桿菌屬的代表種 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(chǎn)酸能力最強的菌種，其產(chǎn)酸能力與菌體形態(tài)有關(guān)，菌形越大，產(chǎn)酸能力強，反之就弱。最適生長溫度3745，溫度高于50或低于20不生長。 嗜酸乳桿菌。細胞形態(tài)比保加利亞乳桿菌小，呈細長桿狀。耐熱性差，耐酸性強，能在其他乳酸菌不能生長的酸性環(huán)境中生長繁殖。 嗜酸乳桿菌是人體腸道內(nèi)有益的微生物菌群之一，其代謝產(chǎn)物乳桿菌素（lactocidin）

4、、嗜酸乳素(acidophilin)、酸菌素(acidolin)可抑制病原菌和腐敗菌的生長。此外，該菌在改善乳糖不耐癥、治療便秘、痢疾及激活人體免疫系統(tǒng)，抗腫瘤等方面都具有一定的功效。 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(chǎn)生色素。 乳制品中的乳酸細菌類群鏈球菌屬的代表種 嗜熱鏈球菌。細胞呈長鏈球狀。其特征是：在高溫條件下產(chǎn)酸，低于20不產(chǎn)酸。最適生長溫度4045，耐熱性強，能耐6568，常作為發(fā)酵乳、干酪的生產(chǎn)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bifid

5、um（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。 專性厭氧，對氧的敏感性不同的菌種有差異，多次傳代后，菌株的耐氧性增強，接觸酶反應(yīng)陰性。最適生長溫度37。不耐酸，酸性環(huán)境（pH5.5）對菌體存活不利。 目前已知的雙歧桿菌共有24種，其中9種存在于人體腸道內(nèi)，它們是兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、鏈狀雙歧桿菌、假鏈狀雙歧桿菌和牙雙歧桿菌等。應(yīng)用于發(fā)酵乳制品生產(chǎn)的僅為前面5種。 日本在雙歧桿菌研究和產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域一直處于國際領(lǐng)先地位。 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

6、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(guān)系? 嗜熱鏈球菌啟動乳酸發(fā)酵過程，先進行產(chǎn)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(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)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(jù)發(fā)酵乳制品的生產(chǎn)過程、發(fā)酵劑的種類、產(chǎn)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(chǎn)工藝菌種：根據(jù)不同的生產(chǎn)目的選擇適當(dāng)?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

7、料乳 凈化（除去白血球及其它可見異物） 脂肪含量標準化（加入脫脂乳或分離稀如油） 配料（在60時：加入48%蔗糖；添加脫脂奶粉，使非脂固形物達到標準） 均質(zhì)（壓力：810mpa）滅菌（參數(shù)：905min、8530min、13523S） 接種（4345、23%） 分裝 發(fā)酵（4043、36h） 冷卻（至10）冷藏和后熟（在25下、最好-10）混菌發(fā)酵注：滅菌作用：a、殺滅微生物、特別病原M；b、破壞阻礙乳酸菌生長的物質(zhì)；c、除去O2及-SH，有利于乳酸菌生長；d、使乳清蛋白變性，改善硬度和粘度；d、使乳中的酶失活，有利于單一乳酸菌生長；冷藏和后熟作用：a、抑制酸度繼續(xù)上升；b、防止乳清析出；c、

8、形成較好的組織狀態(tài)；d、有利于香味物質(zhì)的形成；雙歧桿菌酸奶的生產(chǎn)有兩種不同工藝： 共同發(fā)酵法生產(chǎn)工藝 原料乳 標準化 調(diào)配(蔗糖10%+葡萄糖2%) 均質(zhì)(1520MPa) 殺菌(115，8min) 冷卻(3840) 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(3839，6h) 冷卻(10左右) 冷藏(15) 成品 共同發(fā)酵法原理：雙歧桿菌產(chǎn)酸能力低，凝乳時間長，最終產(chǎn)品的口味和風(fēng)味欠佳，因而，生產(chǎn)上常選擇一些對雙歧桿菌生長無太大影響，但產(chǎn)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(jié)果是？ 既有足夠量的雙

9、歧桿菌，又可以提高產(chǎn)酸能力，縮短凝乳時間，并改善口味。雙歧桿菌酸奶的生產(chǎn)有兩種不同工藝： 共生發(fā)酵法生產(chǎn)工藝 原料乳 標準化9.5% 蔗糖10%葡萄糖2%調(diào)配 均質(zhì)(1520MPa) 殺菌(115，8min) 冷卻(2628) 兩歧雙歧桿菌6%接種乳酸酵母3% 發(fā)酵(2628，2h) 升溫(37) 發(fā)酵(37，5h) 冷卻(10左右) 罐裝 冷藏(l5) 成品 共生發(fā)酵法的原理：菌種搭配為雙歧桿菌和用于馬奶酒制造的乳酸酵母。酵母先發(fā)酵，為雙歧桿菌生長營造一個適宜的厭氧環(huán)境，接種后，首先在溫度2628下培養(yǎng)，以促進酵母的大量繁殖和基質(zhì)乳中氧的消耗，然后將溫度提高到30左右，以促進雙歧桿菌的生長。

10、結(jié)果是？ 注意：此工藝生產(chǎn)的酸奶最好在生產(chǎn)7d內(nèi)銷售出去，而且在生產(chǎn)與銷售之間必須形成冷凍鏈。 雙歧桿菌生長遲緩的狀況大大改觀，總體產(chǎn)酸能力高，凝乳加快，產(chǎn)品口感好，還有酵母香氣。微生物在食品中的應(yīng)用二、微生物與發(fā)酵調(diào)味品1 微生物與食醋 食醋是中國勞動人民在長期的生產(chǎn)實踐中制造出來的一種酸性調(diào)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(chǎn)量最大且與我們關(guān)系最為密切的是釀造醋。釀造醋：用糧食等淀粉質(zhì)為原料，經(jīng)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

11、、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分及風(fēng)味成分，具有獨特的色、香、味。釀造醋的生產(chǎn)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(diào)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 醋酸細菌 形態(tài)特征：兩端鈍園和桿狀，單生或呈鏈排列，無芽孢，屬革蘭氏陰性菌。醋酸細菌生長最適pH為3.56.5。醋酸細菌為好氧菌。 氧化酒精生成醋酸。 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(chǎn)酸量可高達11.5%。最適生長溫度為2830，達到37即不再產(chǎn)醋酸。它對醋酸沒有進一步的氧化作用。

12、（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(chǎn)酸6%8%，有的菌株的副產(chǎn)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(chǎn)釀造工藝：固態(tài)法1.原料處理(1)將碎米(或薯干)粉碎。(2)將細糠與米粉(或薯干粉)拌和均勻。(3)進行第一次加水，邊翻邊加，使原料充分吸水。(4)常壓蒸1h，燜1h，蒸熟后移出過篩，冷卻。2.糖化及酒化(1)熟料降溫至40左右，進行二次灑水，翻一次后攤平。

13、(2)將細碎的麩曲勻布斜面，再將酵母液攪勻撒布其上，充分拌勻后裝缸(每缸約裝酪160kg)，入缸醅溫2425。(3)醅溫升至38時，倒醅(注意不超過40)。(4)倒醅后58h，醅溫又升至3839，再倒醅。以后醅溫正常維持在3840之間，48小時后醅溫漸降，每天倒一次。5天降至3335，糖化及酒化結(jié)束。3.醋酸發(fā)酵(1)酒精發(fā)酵結(jié)束，每缸拌加粗糠10kg，醋酸菌種子8kg，分兩次拌勻倒缸。(2)第23天起醅溫上升，控制在3940之間。每天倒醅一次，12天左右，醅溫降至38時，每缸分次加溫1.53kg和勻。醋酸發(fā)酵結(jié)束，放置2d，即為后熟。4.陳釀。將經(jīng)后熟的醋醅移入院內(nèi)缸中砸緊，上面蓋食鹽層后，

14、泥封，放置1520d。中間倒醅一次，封缸存放一個月以上即可淋醋。5.淋醋。淋醋通常采用三組套淋法，循環(huán)萃取。在第三組醅中加自來水浸淋，淋出液加入第二組醅中淋出二級醋，再以二級醋加入第一組的醅中浸泡2024h后淋出的，即為一級醋。6.配制與消毒。等級醋按質(zhì)量標準調(diào)整后，按規(guī)定添加防腐劑，并在80進行消毒處理，澄清后包裝，即為成品。食醋生產(chǎn)釀造工藝：液態(tài)法1.調(diào)漿：淀粉、水、碳酸鈉調(diào)pH6.26.4，氯化鈣、淀粉酶0.4%，充分攪勻。2.液化、糖化：先滅菌，降溫至6065。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

15、酵母種子液，保溫3032，進行酒精發(fā)酵，5060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3337。風(fēng)量前期24小時內(nèi)為10.1%，中期48小時內(nèi)為10.15%，后期為10.1%。經(jīng)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(jīng)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(jīng)24小時左右，醋酸又可升至5%以上。如此反復(fù)連續(xù)發(fā)酵可達多次。實際生產(chǎn)證明，“液法”比“固法”出醋率提高12%，成本下降12%，生產(chǎn)周期由2527d縮短為67d新型“果醋”飲料微生物與發(fā)酵調(diào)味品二

16、、微生物與醬油 醬油是一種常用的咸味調(diào)味品，它是以蛋白質(zhì)原料和淀粉質(zhì)原料為主的經(jīng)微生物發(fā)酵釀制而成。醬油中含有多種調(diào)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(zhì)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(chǎn)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(fù)雜的酶系，可分泌胞外酶如（蛋白酶、-淀粉酶、糖化酶、谷氨酰酶、果膠酶、纖維

17、素酶等）和胞內(nèi)酶（如氧化還原酶等）。這些酶類和醬油品質(zhì)和原料利用率關(guān)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 Zygosaccharomycesrouxii 是醬油釀造中的主要酵母菌。最適生長溫度為2830，在3840生長緩慢，42不生長，最適pH 45。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

18、弱，因此，不會因產(chǎn)過量的乳酸使醬醅中的pH過低而造成醬醅質(zhì)量變壞。適量的乳酸是構(gòu)成醬油風(fēng)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(chǎn)膜酵母、枯草芽孢桿菌、小球菌等。當(dāng)制曲條件控制不當(dāng)或種曲質(zhì)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(chǎn)生異臭，造成醬油渾濁，風(fēng)味不好。 醬油生產(chǎn)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(fēng)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

19、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(zhì)人工接種 米曲霉制曲時應(yīng)控制前期溫度3235，有利于菌體生長；后期溫度控制2830，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(diào)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(yīng)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(zhì)原料經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵和蒸餾而制成。根據(jù)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