食品科学概论 第十四章 食品微生物与发酵

科
学 实质上是微生物的代谢类型。不同种类的微生物，有着
概 不同的酶系统，要求不同类型的营养物质，进行着不同
论
类型的物质代谢。微生物的营养类型依据碳源和能源可
分为两类，即自养型和异养型。
精 微生物的培养类型
品
课
液体批量培养：在液体培养基中培养，培养过程中不
程 需要加入新的培养基。
琼脂斜面培养：在试管或小瓶中装入约5mL固体培养基
氧呼吸作用、无氧呼吸作用和发酵作用。
精
品
课 微生物无氧酵解的类型
程
食
微生物在无氧条件下对葡萄糖的降解：葡萄糖经1,6-二
品
科 磷酸果糖降解为丙酮酸，这是大多数厌氧菌和兼性厌氧微生
学 物进行葡萄糖无氧分解的共同途径。丙酮酸以后，不同种类
概
论 的微生物有不同发酵类型，形成不同的发酵产物。其发酵类
型有：酒精发酵，同型乳酸发酵，丁酸发酵，丙酸发酵，混
合酸发酵等。
精
品
课
微生物酶
程
食
在我国，微生物酶用于食品生产历史十分悠久，如：酒
品 的酿造，豆腐乳、豆豉、酸菜等的制造。微生物酶工业生产
科
学 的基本工艺包括菌种培养、菌种扩大培养、种子罐扩大培养、
概 论
生产培养以及酶的抽提、纯化、浓缩、沉淀回收、干燥、粉
碎、稳定、检测、成品。
由于微生物酶的存在部位不同，有胞外酶和胞内酶之分。
斯曼的分类系统。
精
品
课
程
真菌的分类系统
食
品
在真菌分类方面，近年来趋向于采用Ainsworth的分类
科 学
系统。该分类系统认为真菌不属于低等植物，而是属于单独
概 成立的真菌界。界以下分为粘菌门和真菌门。在国内，中国
论
科学院微生物研究所新编著的《常见与常用真菌》一书最具
代表性。
精
品
微生物的鉴定方法
课
为CO2的固定作用，或CO2的同化。
①自养型微生物：自养菌可通过磷酸核酮糖环或乙酰
CoA环将CO2同化成碳水化合物。
②异养型微生物：异养菌则利用有机物(如丙酮酸及其
衍生物、α-酮戊二酸等)、CO2等共同进行CO2的固定。
精
品 蛋白质与氨基酸的代谢
课
程
蛋白质与氨基酸的分解代谢
食
品
蛋白质是大分子化合物，不能直接进入细胞，必须在
食
品
工
程 与
第十四章 食品微生物与发酵
营
养
科
第一节 食品微生物概述
学
学
院
第二节 发酵技术
<<
食
第三节 发酵产品及生产工艺
品
科
学
概
论
>>
精 品 课 程
食 品 科 学 概 论
精 品 课 程
食 品 科 学 概 论
精
微生物的分类系统
品
课 细菌的分类系统
程
目前比较有代表性的和有参考价值的分类系统有三个：
精
碳水化合物的代谢
品
课 碳水化合物的分解代谢
程
各种多糖首先被相应的胞外酶(如淀粉酶、纤维素酶等)
水解成双糖或单糖。双糖的分解一般是在细胞内发生的，
食
品 有两种方式：一种是双糖被相应的水解酶分解成单糖，另 科 一种是在相应的磷酸解酶的作用下，加磷酸分解。
学 碳水化合物的合成代谢
概
论
少数微生物能将空气中的CO2同化成细胞物质的过程称
振荡培养：使用含固体培养基的试管或瓶子。培养基熔
化后，于45℃保温、接种，在手中充分振荡、转动混匀，垂
直放置使之固化。
平板培养： ①平板划线法 ，②倾倒平皿法
精
品 课
微生物的培养基
程
食
培养基是由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生
品 代谢产物用的混合营养料。任何培养基都应具备微生物生
科
学 长所需的六大营养素，且其间的比例合适。培养基按成分
概 可分为天然培养基、组合培养基和半组合培养基；按外观
论
的物理状态可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养
基和脱水培养基；根据培养基对微生物的功能分为基础培
养基、加富培养基、选择性培养基、鉴别性培养基。
精
品
三、微生物的代谢与调节
课
程 微生物的呼吸作用
食
微生物的呼吸作用，是在细胞内酶的催化下，氧化基质，
品
科 释放能量的过程，即生物氧化作用。
学
在呼吸过程中，凡以氧为受氢体，必须在有氧条件下生
概 长繁殖的微生物，称为需氧性微生物(或好气性微生物)；凡
论
以无机氧化物作为最终电子受体必须在无氧条件下生长繁殖
的微生物，称为厌氧性微生物。在有氧和无氧条件下都能生
长繁殖的微生物，称为兼性厌氧性微生物。
微生物的呼吸作用可根据最终电子受体的性质，分为有
学
营养是指生物体从外部环境中摄取必需的能量和物
概 论
质，以满足自身生理需要的必要生物学过程。营养物则
是微生物所需要的、具有营养功能的物质，在微生物学
中，它还包括非常规物质形式的光辐射在内。微生物的
营养物包括六大营养要素：碳源、氮源、能源、生长因
子、无机盐和水。
精 品 课 程
食 微生物的营养类型
品
微生物的营养类型也就是微生物需求的营养范围，
食 (如营养琼脂)熔化后摆成斜面冷却。将接种物涂布到斜面或
品 用接种环在斜面上划线。
科
学
穿刺培养：将含琼脂或明胶培养基的试管或瓶子垂直放
概 置，使培养基凝固，用接种针挑取少量接种物垂直穿入至容
论 器的中部。
半固体培养：菌株所生长的培养基含有足够的琼脂
(0.02%～0.3%)使其有一定的黏度，但却没有完全固化。
品
课
程 蛋白质的合成：蛋白 氨基酸的合成：微生物通过固氮作
食 质 的 生 物合 成 ， 是由 用，或硝酸还原作用所生成的NH3，
品 该生物的DNA决定的，或直接吸收外界的NH3，以及含氨
程
微生物的分类鉴定方法通常可分成四个不同水平：
食 品
①细胞形态和习性水平，
科
②细胞组分水平，
学
概
③蛋白质水平，
论
④核酸水平，随着科技日新月异的发展，在化学分
类学和数值分类学等的基础上，许多高新技术也逐渐应
用于微生物的分类鉴定。
精
品
二、微生物的营养
课
程
微生物的营养需要与营养类型
食
品
微生物的营养需要
科
科 细胞外被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸后才能被微生物利用。
学
概
氨基酸的降解有脱氨和脱羧两种基本方式，分别被脱
论
氨酶和脱羧酶所催化。当培养基的pH值偏碱时，进行脱氨
作用，偏酸时进行脱羧作用。脱氨作用主要有：氧化脱氨、
水解脱氨、还原脱氨、直接脱氨和Stickland反应等五种。
精
蛋白质与氨基酸的合成代谢
食 一个是苏联的克拉Baidu Nhomakorabea里尼科夫编著的《细菌和放线菌的鉴
品
科 定》，一个是法国的普雷沃编著的《细菌分类学》，第三
学 个是美国布瑞德等人主持编著的《伯杰氏鉴定细菌学手
概
论 册》。其中以《伯杰氏鉴定细菌学手册》一书最有影响。
放线菌的分类系统
放线菌目前应用较广泛的分类系统主要有两个：一个是
苏联的克拉西里尼科夫的分类系统，另一个是美国的瓦克