第八章 微生物与发酵食品
微生物与食品发酵
啤 酒 酵 母 的 菌 落
红 酵 母 的 菌 落 各种酵母菌的菌落
黑曲霉
是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。是生产酶制剂 （蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。 生产有机酸（如 柠檬酸、葡萄糖酸等）。农业上用作生产糖化饲料的菌种。 可用来测定锰、铜、钼、锌等微量元素和作为霉腐试验菌。
蒸馏酒:把经过发酵的原酒，经过一次或多次 蒸馏过程提取的高度酒酒液。 世界六大蒸馏酒 白兰地(Brandy)、威士忌(Whisky)、伏特加 (Vodka)、金酒（Gin）、朗姆酒 (Rum)、 中国白酒(Spirit)。
啤酒花为多年生草本植物。蔓长6m以上，通 体密生细毛，并有倒刺。叶对生、纸质，卵形或 掌形，3～5裂，边缘具粗锯齿。花单生、雌雄异 株，雄花排列成圆锥花序，雌花穗状，花期7～8 月，果期9～10月。 啤酒花药用价值：健胃消食，化痰止咳，安 神利尿。用于食欲不振，腹胀，肺结核，胸膜炎， 失眠，癔病，浮肿。
青岛啤酒节吉祥物
• 青岛国际啤酒节始创于 1991年，每年在青 岛的黄金旅游季节8月的第二个周末开幕， 为期16天。
青岛国际啤酒节
泡菜
• 制泡菜的乳酸菌，为原核细胞：细胞无细 胞核，只有核糖体一种细胞器。 • 在较高温度下发酵，不利于乳酸菌形成生 长优势；在较低温度下发酵，6％的盐浓度 比8％的盐浓度能更好地促进乳酸菌的生长； 花椒和碘可使参与发酵的主要菌群乳酸菌 和酵母菌加快生长和繁殖。 • 返回
啤酒小专题
• 扎啤 就是没有经过发酵的啤酒. 普通啤酒
就是经过发酵的啤酒.
• 生啤酒中的鲜酵母可以促进胃液分解、增 进食欲，增强消化功能，易使人发胖，所 以瘦人宜饮生啤。熟啤则经巴氏杀菌后鲜 酵母被杀灭了，所以胖人宜喝熟啤.
青岛啤酒
微生物与发酵食品
第八章微生物与发酵食品第一节细菌在食品制造中的应用一、食醋食醋是我国人民日常生活中主要调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。
（一）、菌种食醋是细菌的发酵产品，常利用醋酸杆菌进行好氧发酵而生产。
如以淀粉为原料，还需霉菌和酵母菌的参与；如以糖类物质为原料，需加入酵母菌；只有以乙醇类物质为原料，单纯利用醋酸杆菌就可完成酿醋作用。
1、曲霉菌酿醋先酿酒，曲霉菌的作用是将淀粉水解为葡萄糖，为酒精发酵提高条件。
常用的菌种是黑曲霉(Aspergillus niger)，宇佐美曲霉(amii)等。
现常用是北微所选育的黑曲霉变异株UV-11，编号为AS.3.4309，最适pH值为3.5-5.0。
米曲霉常用菌株有沪酿 3.040,沪酿 3.042(AS3.951),AS3.863等。
黄曲霉菌株有AS3.800、AS3.384等。
2、酵母菌酵母菌通过其酒化酶系统把葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，完成酿醋过程中的酒精发酵阶段。
其菌种主要是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
3、醋酸菌醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力。
醋酸菌的形态为短杆或长杆细胞，单独、成对或排列成链状。
不形成芽孢，革兰氏染色，幼龄阴性，老龄不稳定。
好氧，喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。
最适生长温度为30o C左右，最适pH 值为5.4-6.3。
目前国内外用于生产的食醋菌种有：奥尔兰醋酸杆菌(Acetobacter orleanwnse)、许氏醋酸杆菌(A.schutzenbachu)、弯曲杆菌(A.curvum)、产醋醋杆菌(A.acetigenum)、醋化醋杆菌(A.aceti)、恶臭醋杆菌(A.ranlens)等。
我国目前使用人工纯培养的醋酸菌种，主要有中微所培育出的恶臭醋杆菌的混浊变种(AS1.41)、上海酿造所和上海醋厂从丹东速酿醋中分离而得的巴氏醋杆菌(A.pasteurianus)巴氏亚种（沪酿1.01号）。
微生物与发酵食品
2.2面包的生产
2.2面包的生产
紛目前，市面上使用较普遍的酵母菌种产品是活性干酵母。 紛活性干酵母是由酵母在低温真空条件下脱水而制成，使用前需通过温水 溶 解等手段活化。
03
发W酵食品中霉菌的利用
3.1腐乳的生产
•腐乳又名豆腐乳，是我国著名的一种发酵食品，早在1500多年前就有历 史 记载。 •按色泽，腐乳分为红腐乳、白腐乳和青腐乳。 •此外，添加其他辅料就可制成别具风味的各式腐乳，如添加黄酒的醉方, 以 及添加芝麻、玫瑰、虾籽、香油等的花色腐乳。
佥当产品中乳酸含量达到一定的浓度，并与空气隔离时，可久贮不坏，达 到 长期保存的目的。
第一阶段，初期发酵
佥优势菌是大肠杆菌。
酬大肠杆菌发酵产生CO2、H2,因 此，
初期会有大量的气体不断由容 器内 向夕卜逸出。
繼发酵初期乳酸量＞0.3%时，由于对酸性物质的敏感性，大肠杆菌被乳酸菌取 而代之。
课后思考
♦请大家课后仔细查阅资
料，搜集微生物其他食品
领域的应用实例1・2个。
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知识点：微生物与发酵食品
情境：发酵食品 任务：微生物与发酵食品
课程：食品微生物技术
I发酵食品与微生物
目录
01发酵食品中细菌的利用 02发酵食品中酵母菌的利用
03发酵食品中霉菌的利用
01
发酵I1 食品中细菌的利用
1发酵食品中细菌的利用
1.1乳酸发酵
@孚L酸菌(Lactic acid bacteria, LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生 大
等
I
等
J
繼蛋白质分解
成氨基酸和一 些风味物质。
翁豆腐坯中的
淀粉转化成酒 精和有机酸。
微生物与食品发酵
微生物与食品发酵微生物是一类非常微小的生物体，包括细菌、真菌和酵母等。
在食品加工和制作过程中，微生物起着至关重要的作用，特别是在食品发酵中。
食品发酵是利用微生物的代谢反应来改善食品的品质、味道和保存性的过程。
一、微生物对食品发酵的作用1. 产生酶：微生物可以产生各种酶，例如淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等。
这些酶可以分解食材中的复杂物质，将其转化为更简单的物质，方便人体吸收和消化。
2. 发酵代谢：微生物通过发酵代谢来改变食材的性质。
比如，乳酸菌发酵牛奶会产生乳酸，使牛奶呈酸性，增加其保鲜期。
另外，酵母菌的发酵可以产生二氧化碳，使面团膨胀发酵，制作出松软的面包。
3. 产生芳香物质：微生物在发酵过程中会产生各种芳香物质，如酮、醇、醛等。
这些化合物可以赋予食品特殊的风味和香气。
4. 抑制食材变质：一些微生物可以产生抑菌物质，抑制其他有害微生物的繁殖，延长食品的保鲜期。
二、常见的发酵食品及其微生物1. 酸奶：酸奶是利用乳酸菌对牛奶发酵制成的。
乳酸菌在发酵过程中将乳糖转化为乳酸，使牛奶变酸。
酸奶富含活性乳酸菌，有助于调节肠道菌群平衡，增强免疫力。
2. 白酒：白酒是利用酒曲中的酵母菌对谷物进行发酵制成的。
酵母菌在发酵过程中将谷物中的淀粉转化为酒精和二氧化碳，形成了酒精，赋予了白酒其特有的香气和味道。
3. 酱油：酱油是利用酱母对大豆和小麦粉进行发酵制成的。
酱母是一种含有多种微生物的发酵剂，包括大豆霉、面霉和酵母等。
在发酵过程中，这些微生物分解大豆中的蛋白质和淀粉，形成酱油中的氨基酸和糖类物质。
4. 咖啡：咖啡是利用咖啡豆发酵制成的。
咖啡豆在采摘后要进行发酵，以去除豆膜和豆浆，使豆子呈现出咖啡的独特风味。
5. 奶酪：奶酪是利用乳酸菌和霉菌对牛奶发酵制成的。
乳酸菌发酵使牛奶变酸，霉菌则负责产生特殊的风味和质地。
三、发酵过程的条件与控制成功的食品发酵过程需要合适的温度、湿度和发酵时间等条件。
1. 温度：不同的微生物对温度有不同的要求。
[农学]微生物与发酵食品
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的发酵乳。
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2、开菲尔的性状：
传统开菲尔：具有强烈气泡的、含有低度酒精的、 带有酵母味的酸性奶品。
现代工艺制作的开菲尔：酒精含量小（0.01~0.05% V/V）, CO2 产量小，产品呈粘稠状，滋味新鲜略带酸 味，稍带一点酵母的清淡味道，质地均一，表面平滑 而具有光泽，酸度为90~100oT。
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③、常用菌种：
嗜热链球菌（Streptococcust hermophilus） 保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus) 嗜酸乳杆菌(Lactobacillus aciditicphilus) 双歧杆菌(Bifidobacterium) 乳脂明串珠菌（Leuconostoc cremoris） 等……
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④ 菌种特性：
嗜热链球菌：微好氧，G+ ，最适40～45℃ ，在85℃条件下能 耐受20～30min；能发酵乳糖、蔗糖、果糖、葡萄糖；分解蛋白 质弱；对抗生素敏感；细胞呈卵圆形，成对或形成长链，但与培 养条件有关：在30℃乳中培养，细胞成对，在45℃时呈短链；在 高酸度乳中呈长链；液体培养呈链状；平板培养时细胞膨胀变粗， 有时呈杆菌状，形成针尖状菌落；某些菌株在平板移接时，如中 间不经过牛奶培养，往往得不到菌落，这是典型的牛奶菌。产L
乳酸菌饮料的概念：是以乳等用乳酸菌或酵母使之发
酵的产品，再经加工或以此为原料而制成的饮料。
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发酵乳制品的种类：酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸
菌乳、马奶酒等。
常用的乳酸菌：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸
保加利亚乳杆菌-食品微生物学
常用的糖化菌种
➢毛霉属：鲁氏毛霉、腐乳毛霉 ➢根霉属：米根霉、华根霉、日本根霉 ➢曲霉属：黑曲霉、米曲霉 ➢红曲属：紫红曲霉、安氏红曲霉
豆腐乳的加工
1. 毛霉及其作用
3➢ 大分子物质降解为小分子物质,为酵母菌等提供 基质；
➢ 反应动力：霉菌产生的酶； ➢ 主要微生物：霉菌。
2）转化阶段
➢ 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； ➢ 主要微生物：酵母菌、细菌等。
3）产物再平衡阶段
➢ 产生风味物质； ➢ 主要反应：酯类反应； ➢ 主要微生物：细菌。
2）狭义：指在无氧条件下,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， 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
1）根据发酵基质不同 ➢ 固体发酵：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。
➢ 液体发酵：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 的形式，容量大，生产效率高，适合机械化。
2）根据微生物对氧的需要
➢ 好氧发酵：柠檬酸、谷氨酸、各种抗生素、醋酸 发酵等。
➢ 厌氧发酵：乳酸发酵等。
3）根据产物的不同
➢ 乳酸发酵、酒精发酵、柠檬酸发酵等。
4）根据生产的连续情况
➢ 连续发酵、半连续发酵、分批发酵等。
二、发酵食品
1.发酵食品：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。
第八章 微生物与发酵食品
微生物与发酵食品知识点
微生物与发酵食品知识点●发酵：利用微生物的代谢活动，通过生物催化剂（微生物细胞或酶）将有机物质转化成产品的过程(广义)；在有氧条件下，糖类或近似糖类物质的分解（狭义）●酿造（天然，有环境微生物进入参与竞争）与发酵比较●同：控制环境因子，利用微生物改变原料的特性，获得所需产品●不同：●发酵食品：经过微生物（细菌、霉菌和酵母等）或酶的作用使加工原料发生许多理想的十分重要的生物化学变化及物理变化后制成的食品。
优点，微生物分解为小分子，易于吸收●乳酸细菌：一类能使可酵解性碳水化合物转化为乳酸的细菌的通称●泡菜制作中微生物的消长变化●发酵乳制品：原乳为原料，经微生物发酵而制成的具有特殊风味的食品●酸奶●嗜热链球菌：阳，微需氧，最适温度40-45度，能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖，蛋白质分解能力弱，对抗生素敏感，卵圆形形成对或长链●保加利亚乳杆菌：阳，微厌氧，40-43度，能发酵葡萄糖、果糖和乳糖，但不能利用蔗糖，热耐受性差，蛋白质●嗜酸乳杆菌：阳，微厌氧35-38，还能利用麦芽糖等作为碳源，热耐受性差，蛋白质分解能力弱，同型乳酸发酵●双歧杆菌：阳●为什么使用混合菌种接种：混合时两者生长状况都比各自的好，保加利亚乳杆菌分解酪蛋白，游离的氨基酸为嗜热链球菌生长提供营养物质，后者产生的甲酸能促进前者的生长。
●干酪●主要成分蛋白质和脂肪●硬、软、半硬●1●纳豆：发酵大豆，抑菌解酒●纳豆菌●发酵食品●发酵剂：是指生产酸乳制品及乳酸菌制剂时所用的特定微生物培养物●组成：单一/混合分类：传代式/直投式●作用：乳酸发酵；产生风味；降解蛋白质、脂肪●真菌发酵食品●霉菌与腐乳-毛霉或根霉●霉菌与豆酱-米曲霉，原理同酱油●霉菌与豆豉-毛霉、曲霉或细菌，原理同酱油●根霉与丹贝-少孢根霉●酱油制曲和酱醅发酵是两个重要阶段●1●要求●酱油生产微生物起的作用即反应式？●酱油发酵过程微生物变化●微生物菌体食品●螺旋藻●单细胞蛋白 SCP●优点●要求●1●食用菌●微生物多糖●醋酸细菌：氧化乙醇生成醋酸的一类细菌总称，醋酸杆菌属、葡萄糖杆菌属●醋酸杆菌属生物学特征●1●食醋酿造中的微生物●淀粉糖化微生物●乙醇发酵微生物●醋酸发酵微生物●后熟与陈酿●1●微生物与酿造酒●啤酒生产流程● 白酒的三种发酵剂●味精-谷氨酸工艺过程和微生物所起的作用。
微生物与食品发酵
发酵食品:经过酶或微生物处理后理化性 质发生改变后制成的食品。
第二节 细菌与食品的酿造
一、乳酸细菌及其产品
（一）乳酸细菌
1.概念：为一类革兰氏染色阳性，能发酵 碳水化合物转化成乳酸的细菌，发酵的唯一或 主要产物为乳酸，目前发现的乳酸细菌有球菌、 杆菌。
2.乳酸菌的种类：
分属于19个属(也有认为4-9个属的)，而且，随 着研究的深入，还不断有新种加入。
微生物与食品发酵
21.05.2024
生产计划部
第一节 概述
酿造，是指利用微生物或酶的发
酵作用，将农产品原料制成食品的过程。
发酵和酿造的异同
相同点
不同点
发酵 酿造
都是通过对环境生 态因子的控制,利 用有益微生物改变 原料的特性.
多是单一微生物 在特定的容器内形 成特定的产物.
是多种微生物的 较为复杂的生态系 统,产生的特定产品 的过程.
2、纳豆细菌 Bacillus subtilis （natto)
属于枯草芽孢杆菌纳豆亚种。最适生长温度为 40~42℃低于10 ℃不能生长，50 ℃生长不好。繁 殖要求相对湿度85%。
3、纳豆的生理功能
（1）溶解血栓的生理功能。 （2）抗菌及降解毒素、助消化，
维持胃肠道健康。 （3）防止骨质疏松症。 （4）抗肿瘤、抗氧化。 （5）降血压。 （6）清除体内放射性元素以及抗衰老。 （7）美容等功效。 （8）产生的黏性物质γ-谷氨酸（γPGA)成为新型外科
（2） 发酵过程：
• 发酵的过程以肠膜明串珠菌为代表的异型乳酸 发酵产生乳酸、乙酸、乙醇、甘露醇、葡聚糖。
• 乳酸发酵程度，一般通过加盐水或添加有抑菌 作用的香辛料来调节。（传统通过压榨、晾晒、 风干等脱水作用调节）
微生物与食品发酵
微生物与食品发酵食品发酵是一种古老的加工技术，通过微生物的作用，将食品中的某些成分转化为有益的产物，提高食品的质量和口感。
微生物在这个过程中起着至关重要的作用，它们包括了厌氧微生物、需氧微生物和兼性微生物等。
本文将会详细介绍微生物参与食品发酵的过程，并探讨微生物对食品品质的影响。
一、微生物在食品发酵中的作用微生物参与食品发酵的过程可以分为以下几个方面：1. 产酸作用：许多微生物在生长代谢过程中，会产生有机酸，例如乳酸菌会将葡萄糖转化为乳酸，酵母菌会将葡萄糖转化为乙醇。
这些有机酸的产生会使食品口感酸甜，增加食品的风味。
2. 产醇作用：酵母菌在发酵过程中会产生乙醇，这进一步改善了食品的风味。
例如，面包中的酵母菌通过产醇作用，使面包具有独特的风味。
3. 分解复杂物质：某些微生物能够分解食品中的复杂物质，将其转化为更易被消化吸收的简单物质。
例如，发酵豆腐中的大豆中含有的抗营养物质在微生物的作用下得以降解，提高了豆腐的营养价值。
4. 抑制有害菌的生长：一些微生物通过产生抗菌物质抑制有害菌的生长，保证食品的安全性。
乳酸菌在酸奶发酵过程中产生的乳酸和乳酸菌素就具有抑制肠道有害菌生长的作用。
二、微生物对食品品质的影响微生物参与食品发酵的过程对食品品质有着深远的影响，下面我们将重点介绍几个方面：1. 改善食品的口感：微生物通过产酸和产醇作用，改变了食品的pH值和味道，使得食品更加酸甜可口。
例如，乳酸菌和酵母菌在酸奶和啤酒的发酵过程中，使得这些食品具有独特的口感。
2. 提高食品的保质期：某些微生物在发酵过程中产生的抗菌物质可以抑制有害菌的生长，延长食品的保质期。
这在很大程度上提高了食品的储存稳定性，减少了食品腐败的可能性。
3. 增加食品的营养价值：微生物能够分解食品中的复杂物质，并转化为更易被人体吸收的简单物质，从而增加了食品的营养价值。
例如，发酵面包中酵母菌通过分解面粉中的淀粉，生成较小的糖分子，提高了面包中的可溶性糖含量。
微生物与发酵食品
细菌
乳酸菌：植物乳杆菌、米酒乳杆菌、弯曲乳杆菌、乳酸片 球菌、戊糖片球菌 微球菌：Micrococcus varians 葡萄球菌：食肉葡萄球菌、木糖葡萄球菌 肠球菌 放线菌 链霉菌(Streptomyeces griseus)
二、肉类发酵剂
Байду номын сангаас
1、酵母：106cfu.g-1,可降低硝酸盐含量、赋予酵 母特有的风味、使肉发色反应保持稳定 2、霉菌：可防止产品发哈和颜色变化，赋予产品 霉菌特有的芳香，一般与酿酒酵母一起使用 3、微球菌：微球菌M53，可以提高颜色的形成速 度、降低PH，较短时间达到产品的组织特性。通 常微球菌与葡萄球菌共同存在于发酵剂中。 4、乳酸菌：嗜乳酸片球菌、戊糖片球菌；植物乳 杆菌、片球菌、米酒乳杆菌、弯曲乳杆菌； 5、链霉菌：唯一的放线菌，数量甚微。
二、柠檬酸发酵：主要有黑曲霉、泡盛曲 霉、文氏曲霉、解脂假丝酵母发酵等很多 种的液体深层。主要原料是淀粉。 三、谷氨酸发酵：主要的菌种有天津短杆 菌、T6-13、FM-415、S914、CMTC6282等， 分别属于短杆菌属和棒状杆菌属。
第八节、食品风味物质
一、微生物香味物质 1、萜烯类化合物：生香酵母，多属于子囊菌和担子菌。 2、内酯类化合物：果味、奶味等，微生物能产具有旋光 性的。 3、酯类化合物：果香的主要成分，担子菌的气味栓菌 4、吡嗪类化合物：牛肚菌、谷氨酸棒状杆菌、枯草杆菌、 假单胞菌。 5、双乙酰：葡聚糖明串珠菌、嗜柠檬酸明串珠菌、乳酸 链球菌。 6、蘑菇香味剂：双孢蘑、香菇等 二、微生物鲜味物资：酵母抽提物 三、微生物风味物资的工业化生产
第二节 真菌发酵食品
三、曲霉与发酵茶叶 1、黑茶：主要的微生物有假丝酵母、黑曲霉、 青霉、芽枝霉、无芽孢杆菌、球菌等 2、茯茶砖：散囊菌，其无性型为针刺曲霉。
微生物与发酵食品
微生物与发酵食品发酵食品是经过微生物或酶作用使加工原理发生理想的十分重要的生物化学变化及物理变化后制成的食品。
特异性营养因子有提供小肠黏膜能源的谷氨酰胺，供结肠黏膜能源物质的短链脂肪酸，以及亚油酸、精氨酸等。
发酵食品的微生物学不仅仅是发酵食品生产的生物学基础和生产实践原理的源泉，而且是微生物学重要的组成部分。
经发酵过程制造食品时所利用的。
最常用的有酵母菌、菌霉以及细菌中的乳酸菌、醋酸菌、棒状杆菌等。
食品工业中常用的细菌一、乳酸菌⑴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、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属、双歧杆菌属。
⑵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酸牛乳：凝固型酸乳的生产；搅拌型酸乳（纯酸奶）的生产；饮料型酸乳（活性乳）的生产。
②干酪③酸性奶油2．果蔬汁乳酸菌发酵饮料3．益生菌制剂1．发酵乳制品的制作■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。
■搅拌型酸乳（纯酸奶）的生产搅拌型酸奶即纯酸奶与凝固型酸奶生产工艺基本相似，所不同的是：前者为先发酵，再搅拌，后分装；后者为先分装，后发酵，不搅拌。
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→搅拌破乳→冷却→分装→冷藏后熟→成品。
食品工艺学微生物与发酵食品PPT课件
发酵食品
发酵定义?
• 生物以厌氧方式将糖类转换成小分子化 合物的代谢过程
• 反应过程无需氧气参与 (厌氧) • 产生能量较呼吸过程要少很多 • 能量大量存在于未完全分解的终产物中 • 许多产物有工业应用价值 (例如酒精,
乳酸, 醋酸….等)
过类型发酵过程
糖类
糖解作用
丙酮酸
乳酸菌
梭胞菌
乳酸
酵母菌 肠
桿
乙醇, CO2
菌
丙 克雷 酸 伯氏 菌菌
丁醇, 丁酸, 异丙 醇, 丙酮, CO2
二丁醇, CO2
醋酸, 琥珀酸, 乙醇, CO2, H2
丙酸, 醋酸, CO2
发酵食品
• 乳酸菌产品
– 奶酪 (cheese), 酸奶 (yogurt), 优酪乳 (drinking yogurt), 养乐多, 酸泡菜, 酸黃瓜, 德式酸泡菜…. 等
• 酵母菌产品
– 面包, 发面制品 (包子, 馒头), 各式发酵饮料类 (米酒, 果酒, 啤酒…等)
• 其他
– 醬油, 醋, 豆瓣, 醬, 味磳, 天貝, 魚露….等
什么是乳酸菌?
• 凡主要代谢产物为乳酸的細菌, 均可称之 为乳酸菌 (Lactic Acid Bacteria), 常简 称为LAB
• 椭圆形单細胞微生物 • 出芽繁殖 (budding) • 真菌, 无叶绿素, 不能行光合作用 • 喜好代谢糖类 • 发酵产物为二氧化碳和酒 • 较一般细菌耐酸及渗透压 • 兼性厌氧 • 在食品行业中常用來发酵面包和酒精饮料 • 在工业上生产酒精, 是未來的能源之星
啤酒酵母酵母 (Saccharomyces
• 將乳糖转化成乳酸, 改善乳糖不耐受症状 • 产生乳酸降低腸道pH值, 抑制杂菌生长 • 分泌抗生性抑菌物质, 如 nisin 等 • 抑制杂菌产生有害胺类物质, 降低大肠癌风险 • 与病原菌拮抗, 减少疾病发生 • 调节产道能菌落分布, 改善便秘 • 降低血液中的胆固醇 • 激发宿主的免疫力
(食品微生物课件)14第八章微生物在发酵食品中的应用-最新课件
（三）醋酸菌
醋酸菌是指氧化酒精生成醋酸的一类细菌的 总称。可划分为两大类：
1.醋酸杆菌属
主要作用是氧化酒精为醋酸，也能氧化葡萄 糖生成少量的葡萄糖酸，并可继续氧化醋酸为CO2 和H2O。
2.葡萄糖量 醋 酸 ， 但 不 能 将 醋 酸 氧 化 成 CO2 和 H2O。
一、发酵豆制品应用的微生物
主要是毛霉
二、发酵豆制品工艺（教材224页）
(食品微生物课件)14
第八章微生物在发酵 食品中的应用
（二）酵母菌
目前我国食醋生产中常用的酵母菌基本上 与酒精、白酒和黄酒生产所用的酵母相同。
从分类系统而言，淀粉质原料酒精发酵 常 用 菌 种 酵 母 属 中 的 啤 酒 酵 母 （ Sa— ccharomyces cereviside）及其变种，如拉斯2 号 （ Rasse—Ⅱ ） 、 拉 斯 12 号 （ R-asse—Ⅻ ） 、 K字酵母及从我国酒精生产中筛选的南阳5号 （代号为1300）、南阳混合（代号为1308）等 酵母菌，其酒精发酵作用均较强。
生产上常用菌种有许诗醋酸杆菌
（ Acetshuenba chii ） ， 醋 化 杆 菌 （ Acet.aceti ） 、 巴 氏 醋 酸 杆 菌 （Acet.pasteurianus）等。目前大多数采用 人工培养的优良醋酸菌，如中国科学院微生 物研究所的As1.41号酿醋菌及沪酿1.01号醋 酸菌。
（五）浸出淋油
浸出淋油是从酱醅中提取有效成分的过程， 浸出是将酱油中的成分溶于盐水中；淋油则 是把酱油与酱渣通过过滤分离出来。
（六）酱油的后处理
酱油的后处理包括灭菌、配制（勾兑）、 质量检查和包装等工序，总的目的是为了保 证成品酱油有一个稳定的质量水平。
第三节 豆制品的发酵
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第八章微生物与发酵食品第一节细菌在食品制造中的作用一、食醋食醋是我国人民日常生活中主要调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。
（一）、菌种食醋是细菌的发酵产品，常利用醋酸杆菌进行好氧发酵而生产。
如以淀粉为原料，还需霉菌和酵母菌的参与；如以糖类物质为原料，需加入酵母菌；只有以乙醇类物质为原料，单纯利用醋酸杆菌就可完成酿醋作用。
1、曲霉菌酿醋先酿酒，曲霉菌的作用是将淀粉水解为葡萄糖，为酒精发酵提高条件。
常用的菌种是黑曲霉(Aspergillus niger)，宇佐美曲霉(amii)等。
现常用是北微所选育的黑曲霉变异株UV-11，编号为AS.3.4309，最适pH值为3.5-5.0。
米曲霉常用菌株有沪酿3.040,沪酿3.042(AS3.951),AS3.863等。
黄曲霉菌株有AS3.800、AS3.384等。
2、酵母菌酵母菌通过其酒化酶系统把葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，完成酿醋过程中的酒精发酵阶段。
其菌种主要是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
3、醋酸菌醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力。
醋酸菌的形态为短杆或长杆细胞，单独、成对或排列成链状。
不形成芽孢，革兰氏染色，幼龄阴性，老龄不稳定。
好氧，喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。
最适生长温度为30oC左右，最适pH值为5.4-6.3。
目前国内外用于生产的食醋菌种有：奥尔兰醋酸杆菌(Acetobacter orleanwnse)、许氏醋酸杆菌(A.schutzenbachu)、弯曲杆菌(A.curvum)、产醋醋杆菌(A.acetigenum)、醋化醋杆菌(A.aceti)、恶臭醋杆菌(A.ranlens)等。
我国目前使用人工纯培养的醋酸菌种，主要有中微所培育出的恶臭醋杆菌的混浊变种(AS1.41)、上海酿造所和上海醋厂从丹东速酿醋中分离而得的巴氏醋杆菌(A.pasteurianus)巴氏亚种（沪酿1.01号）。
（二）、发酵机理(C6H12O6)N+nH2O nC6H12O6C 6H12O6+2ADP+2Pi 2CH3CH2OH+CO2+2ATPCH3CH2OH+NAD CH3CHO+NADH2CH3CHO+NAD+H2O CH3OOH+NADH2色素：美拉德反应和酶促褐变反应；香气：有机酸和醇类通过酯化反应合成各种酯类，脂类以乙酸乙酯为主；酸味：醋酸是形成酸味的主体酸；甜味：糖分；鲜味：蛋白质的水解产物氨基酸和菌体自溶核酸的降解产物核苷酸。
（三）、工艺流程食醋的酿造方法通常分为固态发酵和液态发酵两大类。
我国传统的酿造法多采用固体发酵，该法生产的醋风味较好，但需要辅料多，发酵周期长，原料利用率低，劳动强度大。
一般工艺流程为：原料混合，加水拌匀，烝煮，冷凉和加麸皮和酵母，糖化、发酵，拌糠接入醋酸菌，醋酸发酵，加盐陈酿，淋醋，陈醋，配兑，灭菌，包装，成品。
生产原料可用于食醋生产的原料很多，有糖蜜、高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿等干果以及野生含糖和含淀粉的果实等。
一般著名的醋仍以糯米、大米、高粱等粮食作物为原料。
我国食醋名优产品如山西陈醋、镇江陈醋、江浙玫瑰醋等。
二、发酵乳制品（一）乳酸菌及其有关属1、乳杆菌属形态多样，长、细长、弯曲及短杆、棒形球杆状，一般形成链，通常不运动，无芽胞，G＋。
微嗜氧，营养要求复杂，需要氨基酸、肽、核酸衍生物、盐类、脂肪酸、可发酵的碳水化合物。
生长温度范围2-53℃，最适生长温度30-40℃，耐酸pH5.5-6.2。
不能还原硝酸盐，H2O2酶反应阴性，细胞色素阴性。
G+C范围32%-53%。
常用菌种：德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌等。
目前将乳杆菌分为三个亚属：专性同型发酵群、兼性异性发酵群和专性异型发酵群。
2、链球菌属通常排列成对或链，无芽胞，G＋，发酵碳水化合物主要是乳酸，代谢过程中不能利用氧，但可在氧环境中生长，是一种耐氧的厌氧菌，H2O2酶反应阴性。
该菌属有些是人和动物的病原菌，如牛乳房炎的无乳链球菌；引起咽喉炎的溶血链球菌；食品发酵工业上应用的有乳酸链球菌、乳酪链球菌、嗜热乳链球菌等。
3、明串珠菌属细胞球形，通常呈豆状，G＋，不运动，无芽胞，兼性厌氧，菌落通常小于Φ1㎝，光滑、圆形，灰白色。
培养液生长物混浊均匀，但形成长链的菌株趋向于沉淀。
生长温度范围5-30℃，最适20-30℃。
需要复合生长因子、氨基酸以及烟酸、硫胺素、生物素、可发酵葡萄糖，产生D（-）乳酸，乙醇和CO2。
接触酶阴性，无细胞色素，不水解精氨酸，通常不酸化和凝固牛乳。
不分解蛋白，不产生吲哚，不还原硝酸盐，不溶血。
G+C为38-44%。
食品中常用的菌种有肠膜明串珠菌、及其乳脂亚种、酒明串珠菌等。
4、双歧杆菌属双歧杆菌属细菌的细胞呈现多样形态，有短杆较规则形或纤细杆状带有尖细末端的细胞，有呈球形者，弯曲状的分支或分叉形，棍棒状或匙形。
单个或链状，V形，栅栏状排列，聚合成星状等。
G＋，不抗酸，不形成芽孢，不运动、厌氧，最适生长温度37-41℃，初始生长最适pH6.5-7.0。
G+C含量为55-67%。
常用菌种：模式种为双歧双歧杆菌。
应用在发酵乳制品有双歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌和短双歧杆菌。
5、片球菌属细胞圆球形，一般成对，单个罕见，G＋，不运动，不形成芽孢，兼性厌氧。
菌落大小可变，Φ1.2-2.5㎝，最适生长温度范围25-40℃，生长时需要有复合的生长因子和氨基酸，还需要烟酸、泛酸、生物素。
接触酶阴性，无细胞色素，通常不酸化和凝固牛乳，不分解蛋白，不产生吲哚，不还原硝酸盐，不水解马尿酸钠。
（二）、乳酸发酵类型葡萄糖进入细胞后的代谢情况依微生物的不同而不同。
乳酸菌属于兼性厌氧菌和厌氧菌，它们只能通过发酵作用进行糖代谢，主要产物有乳酸、和一些其它还原性的产物。
根据菌体内酶系统的差异，其代谢途径分三类，即同型发酵途径、异型发酵途径和双歧途径。
同型乳酸发酵是指发酵终产物90%以上为乳酸的乳酸发酵过程。
异型乳酸发酵是指终产物中除乳酸外，还有乙醇、二氧化碳等成分的乳酸发酵过程。
双歧途径是双歧杆菌的产能模式。
在葡萄糖代谢中，2mol葡萄糖产生3mol乙酸，2.5mol乳酸和ATP。
（三）、泡菜泡菜是一种独特而具有悠久历史的大众的乳酸发酵蔬菜制品,制作工艺可以追溯到2000多年前,乳酸发酵的“冷加工”方法对蔬菜和营养成分,色香味体的保持极为有利,产品既有良好的感官品质,又节约能源。
具有设备简单,操作容易,成本低廉,原料丰富,食用方便等众多优点。
千百年来,泡菜以其酸鲜纯正,脆嫩芳香,清爽可口,回味悠久,解腻开胃,促消化,增食欲的品位及功效吸引着国内外众多消费者。
使泡菜这种食文化世代相传、源远流长、经久不衰。
如今以成都泡菜为代表的中国泡菜与韩国泡菜、日本泡菜齐名,成为世界公认的健康发酵蔬菜制品。
虽然三国泡菜生产工艺各有绝技,产品质量各具特色,但是无一不焕发出青春,以崭新的面貌继续造福于人类。
韩国泡菜具有千年以上的历史,但直到1950年前后,仍停留在家庭作坊的制作方式。
自1974年出现第一家工厂化生产泡菜的企业以来,今日韩国泡菜几乎成为纯粹的工业产品。
由于韩国泡菜的不断更新在国际上得到了认可。
1997年在国际食品规格委员会会议上,将泡菜的国际标记定为韩国“泡菜”两字发音的“kimchi”。
此外韩国清州大学于2000年增设了泡菜食品科学专业。
日本生产的日式泡菜源于韩国,后根据本国国情加以改进自成一家。
自80年代后期开始盛行,除满足本国消费外也批量出口。
产品从口味到制作工艺均与中国泡菜和韩国泡菜有明显区别。
制作方式为:使用天然色素或酱油泡制,没有经过乳酸菌作用,属于低盐、低酸的非发酵型蔬菜制品，通常需冷链销售。
国内的泡菜产地主要在四川成都,成都泡菜以其独有的高品质闻名于世。
目前成都地区的蔬菜年产量已达到300万吨。
丰富的原料资源和自然优势造就了泡菜行业的崛起和兴旺。
据不完全统计,仅成都及周边地区的泡菜生产企业就在千家以上。
产品畅销祖国大江南北,甚至远销国外。
但是也应当看到,在众多泡菜生产企业中除为数不多的具备工业化生产能力以外,其余均属零星、分散、小规模的作坊式生产。
在制作泡菜过程中，微生物类群的消长变化，可以分为三个阶段：第一阶段为微酸阶段：乳酸菌利用蔬菜中的可溶性养分进行乳酸发酵，形成乳酸，抑制了其他微生物的活动，主要菌为链球菌和肠膜明串珠菌，另外常见的微生物类群还有假单胞菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌等。
第二阶段为酸化成熟阶段：腐败微生物的活动受到抑制后，更有利于乳酸菌的大量繁殖和乳酸发酵的继续进行使乳酸浓度愈来愈高，达到了酸化成熟阶段。
参与发酵的优势微生物种类有肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、短乳杆菌和发酵乳杆菌。
第三阶段为过酸阶段：当乳酸浓度继续增高，乳酸菌的活动受到抑制，此时泡菜和酸菜内的微生物活动几乎完全停止，因此蔬菜得以长时间保存不坏。
这一期间的优势微生物主要是植物乳杆菌和短乳杆菌。
乳酸菌在发酵过程中，除了产乳酸外，还产生大量的乙醛、乙醇、二氧化碳、甘露醇、葡聚糖及其它风味物质。
（四）、发酵乳制品新鲜的原乳经过微生物的发酵作用，成为具有特殊风味的食品，这些食品称之为发酵乳制品。
该制品具有良好的风味，较高的营养，同时具有一定的保健作用。
其产品主要有干酪、酸奶油、酸乳、马奶酒等。
1、菌种乳酸细菌发酵糖类的类型可分为两种：同型乳酸发酵和异型乳酸发酵。
同型发酵即一些乳酸菌在发酵过程中能使80%-90%的葡萄糖转化为乳酸，仅有很少量的其他产物，引起这种发酵的乳酸菌叫做同型乳酸菌。
常用的菌种有干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、乳链球菌(Streptococcus lactis)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilum)、胚芽乳杆菌(L.plantarum)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、丁二酮链球菌(Strediacetilactis)等等。
异型发酵即一些乳酸菌在发酵过程中，能使发酵液中50%的糖转化为乳酸，另外50%的糖转化为其他有机酸、醇、二氧化碳等，引起这种发酵的乳酸菌叫做异型乳酸菌。
常用的菌种有嗜柠檬酸明串珠菌(Lcuconostoc citrovorum)和葡萄糖明串珠菌(L.dextranicum)等。
所有的乳酸菌通常是不运动的，不形成芽孢。
兼性厌氧，罕见色素，营养要求复杂。
在固体培养基上形成的菌落较小。
它们对酸具有高度的耐性。
2、发酵乳制品种类（1）、酸性奶油酸性奶油就是把从合格鲜乳中分离出来的稀奶油，经过杀菌冷却，接种纯发酵剂，在合适温度下进行发酵而产生一定的芳香风味和酸度，在经物理成熟得到的合格产品。