第九章 微生物在食品制造中的作用精选PPT.ppt

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1、第九章微生物在食品制造中的作用第1页，本讲稿共37页第2页，本讲稿共37页食醋能增进食欲，帮助消化，在人们饮食生活中不可缺少。食醋能增进食欲，帮助消化，在人们饮食生活中不可缺少。著名的山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙玫瑰米著名的山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙玫瑰米醋、福建红曲醋等是食醋的代表品种。食醋按加工方法可分为合醋、福建红曲醋等是食醋的代表品种。食醋按加工方法可分为合成醋、酿造醋、再制醋三大类。其中产量最大且与我们关系最为成醋、酿造醋、再制醋三大类。其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋，它是用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲、密切的是酿造醋，它是用粮食等淀

2、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。其主要成分除醋酸糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。其主要成分除醋酸(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。酯等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味。一、食醋一、食醋第3页，本讲稿共37页生产原料生产原料目前酿醋生产用的主要原料有：薯类目前酿醋生产用的主要原料有：薯类如甘薯、马铃薯等；粮谷类如玉米、大如甘薯、马铃薯等；粮谷类如玉米、大米等；粮食加工下脚料米等；粮食加工下脚料如碎米、麸皮、谷如碎米、麸皮、谷糠等

3、；果蔬类如黑醋栗、葡萄、胡萝卜糠等；果蔬类如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等；野生植物等；野生植物如橡子、菊芋等；其他如如橡子、菊芋等；其他如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。生产食醋除了上述主要原料外，还需要生产食醋除了上述主要原料外，还需要疏松材料如谷壳、玉米芯等，使发酵料通疏松材料如谷壳、玉米芯等，使发酵料通透性好，好氧微生物能良好生长。透性好，好氧微生物能良好生长。第4页，本讲稿共37页酿造微生物酿造微生物传统工艺酿醋是利用自然界中的野生菌传统工艺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。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

4、进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，因而发酵行制曲、酒精发酵和醋酸发酵，因而发酵周期短、原料利用率高周期短、原料利用率高。第5页，本讲稿共37页第6页，本讲稿共37页二、发酵乳制品二、发酵乳制品发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，称为发酵乳制产生具有特殊风味的食品，称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、还具有一定的保健作用。并深受养价值、还具有一定的保健作用。并深受消费者的普遍欢迎。常用发

5、酵乳制品有酸消费者的普遍欢迎。常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。第7页，本讲稿共37页常用菌种常用菌种发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类，生产发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类，生产菌种主要是乳酸菌。乳酸菌的种类较多，常用的有菌种主要是乳酸菌。乳酸菌的种类较多，常用的有干酪乳杆菌干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、植物乳杆菌植物乳杆菌(L.plantarum)、乳酸乳杆菌乳酸乳杆菌(L.Lactis)、乳酸乳球菌乳酸乳球菌(Lac

6、tococcuslactis)、嗜热链球菌嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)等。等。第8页，本讲稿共37页近年来，随着对双歧乳酸杆菌在营近年来，随着对双歧乳酸杆菌在营养保健方面作用的认识，人们便将其引养保健方面作用的认识，人们便将其引入酸奶制造，使传统的单株发酵，变为入酸奶制造，使传统的单株发酵，变为双株或三株共生发酵。由于双歧杆菌的双株或三株共生发酵。由于双歧杆菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促进肠引入，使酸奶在原有的助消化、促进肠胃功能作用基础上，又具备了防癌、抗胃功能作用基础上，又具备了防癌、抗癌的保健作用。癌的保健作用。第9页，本讲稿共37页第10页，本讲

7、稿共37页第11页，本讲稿共37页三、氨基酸发酵三、氨基酸发酵氨基酸是组成蛋白质的基本成分，其中有氨基酸是组成蛋白质的基本成分，其中有8种氨种氨基酸是人体不能合成但又必需的氨基酸，称为必需氨基基酸是人体不能合成但又必需的氨基酸，称为必需氨基酸，人体只有通过食物来获得。另外在食品工业中，氨酸，人体只有通过食物来获得。另外在食品工业中，氨基酸可作为调味料，如谷氨酸钠、肌苷酸钠、鸟苷酸钠基酸可作为调味料，如谷氨酸钠、肌苷酸钠、鸟苷酸钠可作为鲜味剂，色氨酸和甘氨酸可作为甜味剂，在食品可作为鲜味剂，色氨酸和甘氨酸可作为甜味剂，在食品中添加某些氨基酸可提高其营养价值等等。中添加某些氨基酸可提高其营养价值等

8、等。第12页，本讲稿共37页第13页，本讲稿共37页第14页，本讲稿共37页一、面包一、面包面包是产小麦国家的主食，几乎世界各面包是产小麦国家的主食，几乎世界各国都有生产。它是以面粉为主要原料，以国都有生产。它是以面粉为主要原料，以酵母菌、糖、油脂和鸡蛋为辅料生产的发酵母菌、糖、油脂和鸡蛋为辅料生产的发酵食品，其营养丰富，组织蓬松，易于消酵食品，其营养丰富，组织蓬松，易于消化吸收，食用方便，深受消费者喜爱。化吸收，食用方便，深受消费者喜爱。第15页，本讲稿共37页酵母是生产面包必不可少的生物松软剂。面包酵酵母是生产面包必不可少的生物松软剂。面包酵母是一种单细胞生物，属真菌类，学名为啤酒酵母。母

9、是一种单细胞生物，属真菌类，学名为啤酒酵母。酵母为兼性厌氧性微生物，在有氧及无氧条件下都可酵母为兼性厌氧性微生物，在有氧及无氧条件下都可以进行发酵。酵母生长与发酵的最适温度为以进行发酵。酵母生长与发酵的最适温度为2630，最适，最适pH为为5.05.8。酵母耐高温的能力不及耐低。酵母耐高温的能力不及耐低温的能力，温的能力，60以上会很快死亡，而以上会很快死亡，而-60下仍具有下仍具有活力。生产上应用的酵母主要有鲜酵母、活性干活力。生产上应用的酵母主要有鲜酵母、活性干酵母及即发干酵母酵母及即发干酵母。第16页，本讲稿共37页二、二、酿酒酿酒我国是一个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古国，我国是一

10、个酒类生产大国，也是一个酒文化文明古国，在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。在应用酵母菌酿酒的领域里，有着举足轻重的地位。酿酒具有悠久的历史，产品种类繁多如：黄酒、白酒、酿酒具有悠久的历史，产品种类繁多如：黄酒、白酒、啤酒、果酒等品种。而且形成了各种类型的名酒，如绍兴啤酒、果酒等品种。而且形成了各种类型的名酒，如绍兴黄酒、贵州茅台酒、青岛啤酒等。酒的品种不同，酿酒所黄酒、贵州茅台酒、青岛啤酒等。酒的品种不同，酿酒所用的酵母以及酿造工艺也不同，而且同一类型的酒各地也用的酵母以及酿造工艺也不同，而且同一类型的酒各地也有自己独特的工艺。有自己独特的工艺。第17页，本讲稿共37页啤酒啤酒啤酒

11、是以优质大麦芽为主要原料，大啤酒是以优质大麦芽为主要原料，大米、酒花等为辅料，经过制麦、糖化、啤米、酒花等为辅料，经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。它是世界上产量最大的酒种之一。酒。它是世界上产量最大的酒种之一。第18页，本讲稿共37页葡萄酒葡萄酒是新由鲜葡萄或葡萄汁通过葡萄酒是新由鲜葡萄或葡萄汁通过酵母的发酵作用而制成的一种低酒精含酵母的发酵作用而制成的一种低酒精含量的饮料。葡萄酒质量的好坏和葡萄品量的饮料。葡萄酒质量的好坏和葡萄品种及酒母有着密切的关系。因此在葡萄种

12、及酒母有着密切的关系。因此在葡萄酒生产中葡萄的品种、酵母菌种的选择酒生产中葡萄的品种、酵母菌种的选择是相当重要的。是相当重要的。第19页，本讲稿共37页单细胞蛋白单细胞蛋白酵母细胞中含有蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐等，其中蛋酵母细胞中含有蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐等，其中蛋白质含量特别丰富，如啤酒酵母蛋白质含量占细胞干重的的白质含量特别丰富，如啤酒酵母蛋白质含量占细胞干重的的42%53%，产假丝酵母为，产假丝酵母为50%左右。左右。蛋白质中氨基酸的含量除蛋氨酸比动物蛋白低外，苏氨酸、蛋白质中氨基酸的含量除蛋氨酸比动物蛋白低外，苏氨酸、赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸等含量均较高，氨基酸组

13、成比较完全。赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸等含量均较高，氨基酸组成比较完全。人体必须的人体必须的8种氨基酸的多数也都比小麦中的含量高；维生素种氨基酸的多数也都比小麦中的含量高；维生素在在14种以上，因此，它具有较高的营养价值，是良好的蛋白质资种以上，因此，它具有较高的营养价值，是良好的蛋白质资源，可作为食用和饲用。源，可作为食用和饲用。随着世界人口的不断增长和动植物资源的短缺，从微生物中随着世界人口的不断增长和动植物资源的短缺，从微生物中获得蛋白质获得蛋白质(单细胞蛋白单细胞蛋白)是解决人类蛋白质食物资源的一条重要而有是解决人类蛋白质食物资源的一条重要而有效的途径。效的途径。第20页，本讲稿共37页

14、第21页，本讲稿共37页第三节第三节霉菌在食品制造中的应用霉菌在食品制造中的应用第22页，本讲稿共37页在许多食品制造中，除了利用霉菌以外，在许多食品制造中，除了利用霉菌以外，还要有细菌、酵母的共同作用下来完成。还要有细菌、酵母的共同作用下来完成。在食品酿造业中，常常以淀粉质为主要原在食品酿造业中，常常以淀粉质为主要原料。只有将淀粉转化为糖才能被酵母菌及料。只有将淀粉转化为糖才能被酵母菌及细菌利用。细菌利用。第23页，本讲稿共37页生产用霉菌菌种生产用霉菌菌种根霉属中常用的有：根霉属中常用的有：日本根霉日本根霉(RhizopusjaponicusAS3.849)、米根霉米根霉(Rhizopus

15、oryzae)、华根霉华根霉(Rhizopuschinensis等；等；曲霉属中常用的有：曲霉属中常用的有：黑曲霉黑曲霉(Aspergillusniger)、宇佐美曲霉宇佐美曲霉(Asp.usamii)、米曲霉米曲霉(Asp.oryzae)和和泡盛曲霉泡盛曲霉(Asp.awamori)等等；第24页，本讲稿共37页毛霉属中常用的有：毛霉属中常用的有：鲁氏毛霉鲁氏毛霉(Mucorrouxii)红曲属红曲属(Monascus)中常用的有：中常用的有：紫红曲霉紫红曲霉(Monascus.Purpurens)、安氏红曲霉安氏红曲霉(Monascus.anka)、锈色红曲霉锈色红曲霉(Monascus.

16、rubiginosusr)、变红曲霉变红曲霉(Monascus.serorubesconsAS3.976)第25页，本讲稿共37页一、一、酱类酱类酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制品，酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制品，都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用以米曲霉为主的微生物都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用以米曲霉为主的微生物经发酵酿制的。经发酵酿制的。用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉（用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉（Asp.oryzae），生），生产上常用的有沪酿产上常用的有沪酿3.042，黄曲霉，黄曲霉Cr-1菌株（不产生毒素），菌株（不产生

17、毒素），黑曲霉（黑曲霉（Asp.Nigerf-27）等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶、）等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶、淀粉酶及纤维素酶的活力，它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉酶及纤维素酶的活力，它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉变为糖类，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，淀粉变为糖类，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成酱类特有的风味。形成酱类特有的风味。第26页，本讲稿共37页二、酱油二、酱油酱油是人们常用的一种食品调味料，营养丰富，味道酱油是人们常用的一种食品调味料，营养丰富，味道鲜美，在我国已有两千多年的历史。它是用蛋白质原料鲜美，在我国已有两千多年的历史。它

18、是用蛋白质原料(如豆饼、豆柏等如豆饼、豆柏等)和淀粉质原料和淀粉质原料(如麸皮、面粉、小麦如麸皮、面粉、小麦等等)，利用曲霉及其他微生物的共同发酵作用酿制而成的。，利用曲霉及其他微生物的共同发酵作用酿制而成的。酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉等，酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉等，生产中常常是由两菌种以上复合使用，以提高原料蛋白质生产中常常是由两菌种以上复合使用，以提高原料蛋白质及碳水化合物的利用率，提高成品中还原糖、氨基酸、色及碳水化合物的利用率，提高成品中还原糖、氨基酸、色素以及香味物质的水平。除曲霉外，还有酵母菌、乳酸菌素以及香味物质的水平。除曲霉外，还有酵母菌、

19、乳酸菌参与发酵，它们对酱油香味的形成也起着十分重要的作用参与发酵，它们对酱油香味的形成也起着十分重要的作用。第27页，本讲稿共37页三、柠檬酸三、柠檬酸柠檬酸又名枸橼酸，柠檬酸是生物体主要代谢产物之一。柠檬酸又名枸橼酸，柠檬酸是生物体主要代谢产物之一。早期的柠檬酸生产是以柠檬、柑桔等天然果实为原料加工而早期的柠檬酸生产是以柠檬、柑桔等天然果实为原料加工而成的。成的。1893年德国微生物学家年德国微生物学家Wehmen发现二种青霉菌能够积发现二种青霉菌能够积累柠檬酸，累柠檬酸，1923年美国科学家研究成功了以废糖蜜为原料的年美国科学家研究成功了以废糖蜜为原料的浅盘法柠檬酸发酵，并设厂生产。浅盘法

20、柠檬酸发酵，并设厂生产。1951年美国年美国Miles公司首先公司首先采用深层发酵大规模生产柠檬酸。我国采用深层发酵大规模生产柠檬酸。我国1968年用薯干为原料采年用薯干为原料采用深层发酵法生产柠檬酸成功，由于工艺简单、原料丰富、发用深层发酵法生产柠檬酸成功，由于工艺简单、原料丰富、发酵水平高，各地陆续办厂投产，至酵水平高，各地陆续办厂投产，至20世纪世纪70年代中期，柠檬酸工年代中期，柠檬酸工业已初步形成了生产体系。业已初步形成了生产体系。柠檬酸发酵微生物，黑曲霉（柠檬酸发酵微生物，黑曲霉（Aspergillusniger）第28页，本讲稿共37页第四节第四节微生物酶在食品工业上的应用微生物

21、酶在食品工业上的应用在生产中广泛应用的有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、在生产中广泛应用的有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、纤维素酶、葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶等十几种。利用微生物纤维素酶、葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶等十几种。利用微生物生产生物酶制剂要比从植物瓜果、种子、动物组织中获得更容易。生产生物酶制剂要比从植物瓜果、种子、动物组织中获得更容易。微生物种类繁多、生长速度快、加工提纯容易、加工成本相对比微生物种类繁多、生长速度快、加工提纯容易、加工成本相对比较低，充分显示了微生物生产酶制剂的优越性。现在除少数几种较低，充分显示了微生物生产酶制剂的优越性。现在除少数几种酶仍从动、植物中提取外，

22、绝大部分是用微生物来生产的。酶仍从动、植物中提取外，绝大部分是用微生物来生产的。酶制剂可以由细菌、酵母菌、霉菌、放线菌等微生物生产。酶制剂可以由细菌、酵母菌、霉菌、放线菌等微生物生产。第29页，本讲稿共37页第30页，本讲稿共37页一、酶制剂在食品保鲜方面的应用一、酶制剂在食品保鲜方面的应用酶法保鲜技术是利用生物酶的高效的催化作用，防止或酶法保鲜技术是利用生物酶的高效的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品质和特性的技术。由于酶具有专一性强、催化效率高、作品质和特性的技术。由于酶具有专一性强、催化效率高、作用条

23、件温和等特点，可广泛地应用于各种食品的保鲜，有效用条件温和等特点，可广泛地应用于各种食品的保鲜，有效地防止外界因素，特别是氧化和微生物对食品所造成的不良地防止外界因素，特别是氧化和微生物对食品所造成的不良影响。影响。常用的酶有：葡萄糖氧化酶（常用的酶有：葡萄糖氧化酶（Glucoseoxidase）、溶菌酶（溶菌酶（Lysozyme）第31页，本讲稿共37页二、酶制剂在淀粉类食品生产中的应用二、酶制剂在淀粉类食品生产中的应用在淀粉类食品的加工中，多种酶被广泛在淀粉类食品的加工中，多种酶被广泛地应用，其中主要的有地应用，其中主要的有a-淀粉酶、淀粉酶、-淀粉酶、淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、葡萄糖异

24、构酶等。糖化酶、支链淀粉酶、葡萄糖异构酶等。第32页，本讲稿共37页三、酶在蛋白质食品生产中的应用三、酶在蛋白质食品生产中的应用蛋白酶（蛋白酶（Proteinases）是一类催化蛋白质水解的）是一类催化蛋白质水解的酶。来自微生物的蛋白酶主要是枯草杆菌蛋白酶、黑曲酶。来自微生物的蛋白酶主要是枯草杆菌蛋白酶、黑曲霉蛋白酶等。蛋白质在加酶水解之前必须经过一定的处霉蛋白酶等。蛋白质在加酶水解之前必须经过一定的处理，以破坏其完整的空间结构，使其变性，以利于酶的理，以破坏其完整的空间结构，使其变性，以利于酶的水解。一般可以采用加热处理的方法。也可采用生化分水解。一般可以采用加热处理的方法。也可采用生化分离

25、技术将蛋白质先提取出来，再进行酶解。离技术将蛋白质先提取出来，再进行酶解。第33页，本讲稿共37页四、酶在果蔬食品生产中的应用四、酶在果蔬食品生产中的应用常用果胶酶处理果汁、果酒、果胨、常用果胶酶处理果汁、果酒、果胨、果蔬罐头等的生产。在果汁生产过程中，果蔬罐头等的生产。在果汁生产过程中，应用果胶酶处理，有利于压榨、提高出汁应用果胶酶处理，有利于压榨、提高出汁率。果胶酶已广泛用于苹果汁、葡萄汁、率。果胶酶已广泛用于苹果汁、葡萄汁、柑橘汁等的生产。柑橘汁等的生产。第34页，本讲稿共37页五、酶在果酒生产中的应用五、酶在果酒生产中的应用在葡萄酒生产的过程中，已广泛应用酶制剂，主在葡萄酒生产的过程中

26、，已广泛应用酶制剂，主要应用的酶有果胶酶和蛋白酶。果胶酶用于葡萄酒生产，要应用的酶有果胶酶和蛋白酶。果胶酶用于葡萄酒生产，不仅可以提高葡萄汁和葡萄酒的产率、有利于过滤和澄不仅可以提高葡萄汁和葡萄酒的产率、有利于过滤和澄清，而且可以提高产品质量。除了葡萄酒以外，在其他清，而且可以提高产品质量。除了葡萄酒以外，在其他果酒如桃酒、荔枝酒等的生产过程中，也可采用酶法处果酒如桃酒、荔枝酒等的生产过程中，也可采用酶法处理，以提高产率和产品质量。理，以提高产率和产品质量。第35页，本讲稿共37页六、酶在食品添加剂生产中的应用六、酶在食品添加剂生产中的应用酶作为一种高效生物催化剂，逐渐在食品添加剂的酶作为一种

27、高效生物催化剂，逐渐在食品添加剂的生产中获得较广泛的应用。介于天然提取和化学合成两种生产中获得较广泛的应用。介于天然提取和化学合成两种方法之间，酶合成的工艺具有前两者无法比拟的优点：酶方法之间，酶合成的工艺具有前两者无法比拟的优点：酶的催化活性高，产品合成速度快，酶的催化特异性，产品的催化活性高，产品合成速度快，酶的催化特异性，产品纯度高，且能获得指定构象的产品。酶的使用确实能解决纯度高，且能获得指定构象的产品。酶的使用确实能解决化学合成和天然提取方法中的问题，也就为食品添加剂的化学合成和天然提取方法中的问题，也就为食品添加剂的生产提出新的思路。生产提出新的思路。第36页，本讲稿共37页第37页，本讲稿共37页