第八章食品制造中的主要微生物及其应用

接种
发酵液提取（等电点、离子交换等） 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。
35
发酵工程
我国工业生产 味精使用的菌 种主要是经过 诱变育种得到 的营养缺陷型 的北京谷氨酸 棒状杆菌
36
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。
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。
40
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：啤酒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。
38
二 酵母菌用于酒类的生产 酿造酒的种类很多，有蒸溜酒（白酒）、发酵酒 （黄酒、啤酒、葡萄酒） 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。 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”。
41
纯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。
39
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，啤酒的生产规 模日益扩大，生产效率稳步提高。
形成凝块 粉碎凝块
加入凝乳酶、发酵剂及色素
排除乳清 发酵成熟
切割凝块、搅拌、加热 入模压榨 加盐
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。

3
第八章食品制造中的主要微生物及其应用
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。
33
三
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
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。
8
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、酒化发酵（固态或液态发酵） 加盐陈酿
拌糠
接入醋酸菌种子
醋酸发酵
淋醋
配兑 灭菌 包装 成品
陈酿
9
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) ；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。
20
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 。
21
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。
22
干酪生产工艺流程
原料Biblioteka Baidu加热杀菌
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。
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。
6
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。
第四节
一 二
微生物酶制剂及其在食品工业上的应用
微生物生产酶制剂的优缺点 微生物产生的酶及其在食品工业上的应用
2
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。
14
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。
醋酸菌属G-好氧杆菌，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 C6H12O6 C2H5OH + O2 nC6H12O6(单糖) 2 C2H5OH（乙醇）+2CO2 CH3COOH（醋酸） + H2O
23
左图：法国Brire布尔干酪 右图：法国Roquefort罗奎福特干酪
24
左图：美国Brick砖状干酪 右图：意大利ascarpone 莫斯卡普干酪
25
左图：西班牙Cabrales卡普勒斯干酪 右图：瑞士Emmental埃门塔尔干酪
26
左图：英国Cheddar契达干酪 右图：丰富多彩的干酪
7
酿造微生物：
（1）淀粉液化、糖化微生物
使淀粉液化、糖化的微生物很多，而适合酿醋的主要是 黑曲霉AS 3.4309 米曲霉AS 3.863 （2）酒精发酵微生物 生产上一般采用囊菌亚门酵母属中的酵母，但不同的酵母菌 株，其发酵能力也不同，产生的滋味和香气也不同。 （3）醋酸发酵微生物 醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种。 黄曲霉AS 3.384等。
15
嗜热链球菌（Sc. thermoplilus）
16
保加利亚乳杆菌
17
嗜酸乳杆菌
18
双歧杆菌形态图
19
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。 ⑴ 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。 ⑵ 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。
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。
34
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合适的培养基）
发酵 谷AA结晶
27
干酪生产过程中的凝乳
28
干酪生产过程中的排乳清
29
干酪生产过程中的排乳清
30
利用干酪生产的食品
31
利用干酪生产的食品
32
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。
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。
(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。
10
发酵工程
11
发酵工程
12
发酵工程
13
二 发酵乳制品生产中的细菌
4
第八章食品制造中的主要微生物及其应用
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。
5
第一节
食品制造中的细菌及其应用
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。
第八章食品制造中的主要微生物及其应用
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 二 三 酵母菌用于面包的制造 酵母菌用于酒类的生产 酵母菌用于SCP的生产
1
第三节
一 二 三 四
食品中霉菌的利用
霉菌用于淀粉的糖化 霉菌用于腐乳的制造 霉菌用于酱油的生产 霉菌用于柠檬酸的生产
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，并能产生香味。
37
2．面包生产工艺 面粉加水加酵母菌 发酵 （220℃以上） 成品 面团 揉搓 成型 烘烤