第九章 微生物在食品制造中的应用

食醋发展史



70 年代中期,上海市酿造科学研究所与上海醋厂协作,研究自吸 式发酵罐应用于液体深层醋生产,并于1977 年通过技术鉴定,作 为商业部重点推广项目。 1978 年上海醋厂年产6000t 自吸式发酵醋车间正式建成投产。 食醋生产进入国际先进行列。工艺特点是:设备新颖、工艺合理、 原料利用率高、机械化程度高、厂房占地面积小、发酵周期短、 劳动生产率高、可以不用麸皮、砻糠等辅料.获得商业部1990年 科技进步一等奖和1991年国家级科技进步三等奖。 90 年代初,河北省调味食品研究所对“高浓度醋酸工艺研究”获 得成功,应用自吸式发酵罐采用深层发酵法,使食醋产酸浓度达 11%以上。
第一节 酱油的制造
我国首创，传入日本和南洋群岛，后传入欧美各国.酱油 是一种由蛋白质原料和淀粉质原料经多种微生物酿制而成 的一种咸味调味品。 酱油不仅含有人体生理需要的各种营养物质，还含有多 种调味成分，如食盐的咸味、氨基酸钠盐的鲜味，糖及其 它的糖醇物质的甜味、有机酸类物质的酸味，酪氨酸等爽 口的苦味，所以是咸、甜、鲜、苦、酸五味的调和，此外 还含有特殊的香味及天然瑰丽的棕红色素，因而是一种色 、香、味俱佳的调味品。
（二） 酒精发酵微生物
生产上一般采用子囊菌亚门酵母属中的酵母，但 不同的酵母菌株，其发酵能力不同，产生的滋味 和香气也不同。 北方地区常用1300酵母 上海香醋选用工农501黄酒酵母 K字酵母适用于以高梁、大米、甘薯等为原料而酿 制普通食醋 AS 2.109、AS 2.399适用于淀粉质原料
一、 生产原料
主要原料有：薯类 如甘薯、马铃薯等；粮谷类 如玉米、大米等；粮食加工下脚料 如碎米、麸皮、 谷糠等；果蔬类 如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等；野 生植物 如橡子、菊芋等；其他 如酸果酒、酸啤 酒、糖蜜等。 还需要疏松材料如谷壳、玉米芯等，使发酵料通透 性好，好氧微生物能良好生长。
二、酿造微生物
五、发酵机理 1、蛋白质分解：米曲霉所分泌的蛋白酶将原料中的 蛋白质逐渐分解为蛋白眎、胨、多肽、氨基酸， 形成酱油的特有风味。 2、淀粉糖化：原料中的淀粉在米曲霉分泌的淀粉酶 的作用下水解，形成葡萄糖、糊精、麦芽糖、果 糖，也构成酱油特有的风味。 3、酒精发酵：制曲和发酵中某些酵母可发酵其中的 糖生成酒精，部分氧化为有机酸，部分与氨基酸 结合生成酯，形成酱油的香味。 4、酸类发酵：发酵时有些细菌能使糖转换为酸，增 加酱油的风味，但含量要适宜。
第九章 微生物在食品制造中的应用

微生物与人类生活有着极其密切的联系，它们可 以造福人类，也会给人类带来巨大的灾难。现在， 微生物工业已发展成为整个工业的一个重要组成 部分，被广泛地用于制造食品、饲料、肥料、医 药化工、冶金、纺织、污水处理等方面。
微生物用于食品制造是人类利用微生物最早，重 要的方面，在我国已有数千年的历史。人们在长 期的实践中积累了丰富的经验，利用微生物制造 了种类繁多、营养丰富、风味独特的食品。随着 科学技术的进步，微生物在食品工业中的应用前 景将更加广阔。
醋酸菌的培养及保藏
b 醋酸菌培养与保藏

斜面接种醋酸菌后臵于30-32℃恒温箱内培养48h。
醋酸菌因为没有孢子，所以容易被自己所产生的 酸杀死。在醋酸菌中，特别能产生香酯的菌种每 过十几天即死亡 宜保藏在0-4℃冰箱内备用。由于培养基中已加 入碳酸钙，以中和产生的酸，所以保藏时间长一 些。

醋酸菌的发酵原理

AS 2.1189、AS 2.1190适用于糖蜜原料。
（三） 醋酸发酵微生物
醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种 醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力，其形态为长 杆状或短杆状细胞，单独、成对或排列成链状。不 形成芽孢，革兰氏染色幼龄菌阴性，老龄菌不稳定， 好氧，喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。其生 长最适温度为28-32℃，最适pH值为3.5-6.5。 醋厂选用的醋酸菌的标准为：氧化酒精速度快、耐 酸性强、不再分解醋酸制品、风味良好的菌种。

醋酸菌的培养及保藏
a 斜面试管培养基
酒精(6%) 100ml 、葡萄糖 0.3g、酵母膏 1g 、 CaCO3 1.5g、琼脂 2.5g； 葡萄糖1g 酒精2ml 碳酸钙（CaCO3）1.5g 酵 母膏1g 琼脂2.5g 水100ml。 pH值自然（各种成分先加热溶解后再将酒精 加热）。

目前国内外在生产上常用的醋酸菌有：

奥尔兰醋杆菌(A. orleanense) ：法国奥尔兰地区用葡萄酒生产 醋的主要菌种。生长最适温度为30℃。该菌能产生少量的酯， 产酸能力较弱，但耐酸能力较强。

许氏醋杆菌(A. schutzenbachii) ：国外有名的速酿醋菌种，
制醋工业较重要的菌种之一。在液体中生长的最适温度为2527.5℃，固体培养的最适温度为28-30℃，最高生长温度37℃。 该菌产酸高达11.5%。对醋酸没有氧化作用。
传统酿醋是利用自然界中的野生菌制曲、
发酵，因此涉及的微生物种类繁多。
新法制醋均采用人工选育的纯培养菌株进
行制曲、酒精发酵和醋酸发酵，因而发酵Fra Baidu bibliotek
周期短、原料利用率高。
（一）淀粉液化、糖化微生物
适合于酿醋的淀粉液化、糖化的微生物主要是曲霉菌。 常用的曲霉菌种有： 甘薯曲霉AS 3.324：该菌生长适应性好、易培养、有强单宁 酶活力，适合于甘薯及野生植物等酿醋； 东酒一号 它是AS 3.758的变异株：培养时要求较高的湿度和 较低的温度，上海地区应用此菌制醋较多； 黑曲霉AS 3.4309(UV-11)：该菌糖化能力强、酶系纯，最适 培养温度为32℃。制曲时，前期菌丝生长缓慢，当出现分生 孢子时，菌丝迅速蔓延； 宇佐美曲霉 AS 3.758：是日本在数千种黑曲霉中选育出来的 其糖化力极强、耐酸性较高的糖化型淀粉酶菌种。菌丝黑色 至黑褐色。孢子成熟时呈黑褐色。能同化硝酸盐，其生酸能 力很强。对制曲原料适宜性也比较强。 此外还有米曲霉菌株：沪酿3.040、沪酿3.042(AS 3.951)、 AS 3.863等。黄曲霉菌株：AS 3.800，AS 3.384等。
一、原料 1、蛋白质原料：传统的酱油酿造以大豆为原 料，但其含20%脂肪不可利用，目前以脱脂 大豆（豆饼）、花生饼等为原料。 2、淀粉质原料：传统以面粉和小麦为主，现 多用麸皮加部分小麦粉。 3、食盐和水
二、菌种与制曲
1、菌种：米曲霉（常见的米曲霉有沪酿3.042、沪酿UV-336、 渝3.811和渝 10B。) 2、种曲制备：麸皮、面粉（80：20）——加水混合——常压蒸 煮1h——冷却——接种（0.5%比例，三角瓶种子）——拌 匀——装匾——曲室培养（28-30℃16h，翻 曲，补水， 38℃70-80h）形成含大量孢子——种曲（种曲的孢子数要求 50亿个／克曲） 3、成曲制备：原料（豆饼、麸皮8：2；7：3）——粉碎——润 水（40-50%）——蒸煮——冷却——接种（0.3%量接种种 曲）——通风培养（装箱温度为32℃，经6h，当温度达到 37℃时通风培养，维持35℃，期间翻曲，22-26h）——成曲。 4、发酵：酱油曲用食盐溶液拌湿后才进发酵罐（或池）内， 食盐溶液用量为原料量的 2～2.5倍。48-50℃起温，每天升 温2℃，最高达55℃，4天即成熟。
类型：（目前世界上普遍食用的酱油有三类）
一种是欧洲型的蛋白质水解液，即用无机酸来水解蛋白
质，然后用碱中和，再经过滤加入酱色和调味料而制成， 这种方法生产酱油速度快，产量高，但产品质量差。 亚洲型的鱼露，即用小鱼小虾酿制而成，尤以日本的鱼 露较为出名，我国江浙一带也生产此类酱油。 中国型的以豆、麦为原料酿制而成的酱油，且均以我国 的酱油质量最优，风味最佳。
用水将酱醅中的可溶性物质提取出来的过程
水加热
三油加热
二油加热
成熟酱醅一次浸泡头渣二次浸泡二渣三次浸泡残渣 第一次滤油 头油 第二次滤油 二油 第三次滤油 三油
四、成品配制 各滤生酱油的质量应按SB74—78《酱油、 食醋、酱类的检验方法》进行检测，然后 按产品等级标准进行配兑。 经配兑的酱油，加热至90℃，送进沉淀罐 静臵沉淀7天。 已澄清的酱油，必须经60℃加热灭菌 30min后，才装瓶出售。
三、浸出抽油
酱醅成熟后加水将其中的可溶性物质提取出来的 过程叫浸出抽油。 此时豆粒已溃烂，酱醅色泽已变暗褐，醅液氨基 酸态氮含量约为1g/100mL，前后一周无大变动时， 意味醅已成熟，可以放出酱油。抽油后，头滤渣 用食盐溶液浸泡，10天后抽二滤油，二滤渣用加 盐后的四滤油及食盐溶液浸泡，时间也为10天， 放出三滤油后，三滤酱渣改用80℃热水浸泡一夜， 即行放油， 抽出的四滤油应即加盐，供下批浸泡二滤酱渣使 用。四滤渣含食盐量应在2g/100g以下，氨基酸含 量不应高于0.05g/100g。
◆ 醋酸菌 为好氧菌，必须供给充足的氧 气才能正常生长繁殖。生长繁殖的适宜温 度为28～33℃，最适pH值为3.5～6.5，醋酸 菌最适宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖， 其次是蔗糖和麦芽糖等。 ◆ 醋酸发酵的生物化学反应过程 酵母菌 醋酸菌 可发酵性糖 CH3CH2OH CH3COOH

沪酿1.01醋酸菌：丹东速酿醋中分离得到，食醋工厂常用的菌 种。细胞呈杆形，常呈链状排列，菌体无运动性，不形成芽孢。 在含酒精的培养液中，常在表面生长，形成淡青灰色薄层菌膜。 在不良的条件下，细胞会伸长，变成线状或棒状，有的呈膨大 状、分支状。该菌由酒精生成醋酸的转化率平均高达93-95%。

恶臭醋杆菌(A. rancens) ：我国酿醋常用菌株之一。该 菌在液面处形成菌膜，并沿容器壁上升，菌膜下液体不 浑浊。一般能产酸6-8%，有的菌株副产2%的葡萄糖酸， 并能把醋酸进一步氧化成二氧化碳和水。 AS 1.41醋酸菌，属于恶臭醋酸杆菌：酿醋常用菌株。细 胞呈杆状，常呈链状排列，单个细胞大小为（0.3-0.4） μm×（1-2）μm，无运动性、无芽孢。在不良的环境条 件下，细胞会伸长变成线形、棒形或管状膨大。平板培 养时菌落隆起，表面平滑，菌落呈灰白色，液体培养时 则形成菌膜。该菌生长的适宜温度为28-30℃，生成醋酸 的最适宜的温度为28-33℃，最适PH3.5-6.0，耐受酒精 浓度为8%（体积分数）。最高产醋酸为7-9%，产葡萄糖 酸力弱。能氧化分解醋酸为二氧化碳和水。
食醋发展史

我国的酿醋技术已有几千年的历史,明清年代,我国酿醋生产 技术发展到一个高潮。
50 年代,济南酿造厂使用纯种人工培养的曲霉和酵母进行固 态糖化酒精发酵, 提高了出醋率,但它没有应用人工培养醋 酸菌,没有解决人工翻醅的问题。


60 年代,上海创造了酶法液化自然通风回流的固体发酵工艺, 解决了人工倒醅的问题,进一步提高了原料的利用率,缩短了 醋酸发酵周期。其工艺特点是:将食醋生产全过程明显划为

利用微生物的菌体和内容物
例如：酵母菌的应用，菌体蛋白、维生素、核酸等.
利用微生物产生的酶
例如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等二十多种酶制剂
利用微生物的某些代谢产物

例如：酒精、乳酸、柠檬酸、氨基酸、抗生素等。
微生物在食品工业中的应用
酱油的制造
食醋的酿造 腐乳制造 面包制造 啤酒的制造
酸牛乳
第二节食醋的酿造
食醋发展史
一、生产原料
二、酿造微生物 三、生产工艺 四、发酵机理
食醋
食醋是一种酸性调味品。 山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙 玫瑰米醋、福建红曲醋 按加工方法分为合成醋、酿造醋、再制醋。 酿造醋的产量最大，是用粮食等淀粉质为原料，经 微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿 制而成。 主要成分除醋酸(3%～5%)外，还含有各种氨基酸、 有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味 成分，具有独特的色、香、味。
液化、糖化、酒精发酵、醋酸发酵四个生化阶段,并分别使
用了纯种培养的曲霉菌、酵母菌、醋酸菌作为各阶段的发酵 剂。

70 年代初,山西长治试产成功生料制醋新工艺。工艺特点是:主 辅料全是生的,但麸曲用量较大,可节约用煤和蒸煮工段所耗的劳 动力。同期,石家庄开始研究深层发酵制醋工艺,5000L 标准罐试 产成功。