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1、食品微生物课件第1页，本讲稿共73页本次课程内容l1.乳酸菌l2.醋酸菌l3.谷氨酸菌第2页，本讲稿共73页1.乳酸菌乳杆菌属细胞多样呈杆状。生理生化特点：化能异养型，营养要求严格。可将乳杆菌属划分为三个类群：同型发酵群，兼异性发酵群，异型发酵群。乳杆菌属的代表种：保加利亚乳杆菌：细胞形态长杆状，两端钝圆。固体培养生长的菌落呈棉花状，易与其他乳酸菌区别。最适生长温度3745，温度高于50或低于20不生长。常作发酵酸奶生产菌。嗜酸乳杆菌：细胞形态比保加利亚乳杆菌小，呈细长杆状。最适生长温度37，20以下不生长，耐热性差。最适生长pH5.56.0，耐酸性强，能在其他乳酸菌不能生长的酸性环境中生长。
2、第3页，本讲稿共73页形态特征：细胞呈球形或卵圆形，成对、链排列。革兰氏染色阳性，无芽孢，不运动，不产生色素。生理生化特点：化能异养型链球菌属的代表种：嗜热链球菌：细胞呈长链球状。最适生长温度4045，温度低于20不产酸。耐热性强，能耐6568的高温。常作酸乳、干酪的生产菌。乳酸链球菌：细胞形态呈双球、短链或长链状。同型乳酸发酵。1040均产酸，最适生长温度30，对热抵抗力弱，60 30min全部死亡。常生长干酪、酸制奶油及乳酒菌种。乳脂链球菌：细胞比乳酸链球菌大，长链状。同型乳酸发酵。产酸温度较低，约1820，37以上不产酸、不生长。常作为干酪、酸制奶油发酵剂菌种。1.乳酸菌链球菌属第4页，
3、本讲稿共73页1.乳酸菌明串珠菌属形态特征：细胞球形或豆状，成对或成链排列。革兰氏染色阳性，不运动，无芽孢。生理生化特点：化能异养型，生长繁殖需要复合生长因子。生长温度范围530，最适生长温度为25。明串珠菌属的培养特征：固体培养，菌落较小，光滑、圆形、灰白色，液体培养通常混浊均匀，但长链状菌可形成沉淀。代表菌种：肠膜状明串珠菌：细胞球形或豆状，成对或短链排列。固体培养，菌落较小，液体培养基，混浊均匀。最适生长温度25，生长的pH范围3.06.5，具有一定嗜渗压性。第5页，本讲稿共73页形态特征：细胞球形，成对或四联球排列。革兰氏染色阳性，无芽孢，不运动，固体培养，菌落大小可变，直径1.02.
4、5mm，无细胞色素。生理生化特点：化能异养型，生长繁殖需要复合生长因子。生长温度范围2540,最适生长温度30.可以含6%8%的NaCl环境中生长，耐NaCl浓度13%20%20%。1.乳酸菌片球菌属第6页，本讲稿共73页1.乳酸菌双歧杆菌属形态特征：细胞呈多样形态。革兰氏染色阳性，无芽孢、无鞭毛，不运动。生理生化特点及其功能性：化能异养型，对营养要求苛刻，生长繁殖需要多种双歧因子。生长温度范围2545,最适生长温度37。生长pH范围4.58.5，最适生长起始pH6.57.0，不耐酸，酸性环境对菌体存活不利。第7页，本讲稿共73页1.乳酸菌乳酸菌在食品工业中的应用例：酸乳的生产l定义：l酸乳是
5、指以牛乳为原料，添加适量的砂糖，经巴氏杀菌后冷却，再加入纯乳酸菌发酵剂经保温发酵而制得的产品。第8页，本讲稿共73页原料乳 标准化 调配(蔗糖10%+葡萄糖2%)均质(1520MPa)杀菌(115，8min)冷却(3840)适量维生素C接种(两歧双歧杆菌6%、嗜热链球菌3%)灌装消毒瓶 发酵(38-39，6h)冷却(10左右)冷藏(15)成品工艺流程工艺流程第9页，本讲稿共73页一、一、发酵发酵剂剂（一）传统构成菌嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）和保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）（二）其他构成菌嗜酸乳杆菌（Lactobacil
6、lus cillus acidophilus）、双歧杆菌（Bifidob acterium）第10页，本讲稿共73页二、二、酸乳的生产工艺酸乳的生产工艺1.凝固型酸乳(1)分类l高脂酸乳（脂肪含量大于6%）l全脂酸乳（脂肪含量大于3%）l中脂酸乳（脂肪含量大于1.5%）l脱脂酸乳（脂肪含量小于0.3%）l无糖酸乳l加糖酸乳（含糖4%8%）第11页，本讲稿共73页(2)(2)凝固型酸乳工艺凝固型酸乳工艺l1原料鲜乳 2配料l3浓缩 4预热、均质、杀菌和冷却 l5接种（1）接种量（2）接种方法l6灌装 7发酵 l8冷却 9后熟第12页，本讲稿共73页.搅拌型酸乳搅拌型酸乳l定义l搅拌型酸乳，是经过
7、处理的原料乳接种了发酵剂之后，先在发酵罐中发酵至凝乳，再降温搅拌破乳、冷却，分装到销售用小容器中，即为成品。第13页，本讲稿共73页搅拌型酸乳的生产工艺搅拌型酸乳的生产工艺条件条件l1破乳的理论 均质粒子直径都在0.01mm。l2.破乳方法 搅拌法 第14页，本讲稿共73页3 3影响搅拌型酸乳增稠的因素影响搅拌型酸乳增稠的因素l（1）乳固体和非乳固体含量（2）原料乳均质 l（3）原料乳加热处理 9095，5min l（4）搅拌的速度要慢，强度要中等或弱，时间要短（4min），pH要低（pH4.34.4），温度要低（一般低于3840）。l（5）菌种特性的影响干酪生产、酸制奶油生产（自学）干酪生产
8、、酸制奶油生产（自学）第15页，本讲稿共73页2.醋酸菌醋酸菌的主要种类分为醋酸杆菌属和葡萄糖氧化菌属。生物学特性细胞呈椭圆形杆状，革兰氏染色阳性，无芽孢，有鞭毛或无鞭毛，运动或不运动。不产色素，液体培养形成菌膜。化能异氧型。主要醋酸菌种纹膜醋酸杆菌：培养时液面形成乳白色，皱褶状的粘性菌膜。生长温度范围442，最适生长温度30，能耐14%15%的酒精。第16页，本讲稿共73页奥尔兰醋酸杆菌：是纹膜醋酸杆菌的亚种，生长温度范围739，最适温度30。许氏醋酸杆菌：耐酸能力较弱，最适生长温度2527.5，最高生长温度37。AS1.41醋酸杆菌：细胞杆状，常呈链排列，液体培养形成菌膜并沿容器上升。最适
9、生长温度2830，最适生长pH3.56.5。耐酒精浓度8%。沪酿1.01醋酸杆菌：细胞杆状，常呈链状排列。液体培养形成淡青色薄层菌膜。氧化酒精生成醋酸的转化率达9395%95%。2.醋酸菌第17页，本讲稿共73页2.醋酸菌在食品工业中的应用熟料固态酿醋熟料固态酿醋醋酸菌在充分供给氧的情况下生长繁殖，并把基质中的乙醇氧化为醋酸，这是一个生物氧化过程，其总反应式为：C2H5OH+O2=CH3COOH+H2O醋酸菌种制备工艺流程斜面原种斜面菌种(3032，48h)三角瓶液体菌种(一级种子3032，振荡24h)种子罐液体菌种(二级种子)(3032，通气培养2224h)醋酸菌种子第18页，本讲稿共73页
10、生产工艺流程生产工艺流程第19页，本讲稿共73页生产工艺 原料配比及处理 甘薯或碎米、高粱等100kg，细谷糠80kg，麸皮120kg，水400kg，麸曲50kg，砻糠50kg，醋酸菌种子40kg，食盐3.757.5kg(夏多冬少)。将薯干或碎米等粉碎，加麸皮和细谷糠拌合，加水润料后以常压蒸煮1h或在0.15MPa压力下蒸煮40min，出锅冷却至3040。第20页，本讲稿共73页 发酵 原料冷却后，拌入麸曲和酒母，并适当补水，使醅料水分达60%66%。入缸品温以2428为宜，室温在2528左右。入缸第二天后，品温升至3840时，应进行第一次倒缸翻醅，然后盖严维持醅温3034进行糖化和酒精发酵。
11、入缸后57d酒精发酵基本结束，醅中可含酒精7%8%，此时拌入砻糠和醋酸菌种子，同时倒缸翻醅，此后每天翻醅一次，温度维持3739。约经12d醋酸发酵，醅温开始下降，醋酸含量达7.0%7.5%时，醋酸发酵基本结束。此时应在醅料表面加食盐。一般每缸醋醅夏季加盐3kg，冬季加盐1.5kg。拌匀后再放两天，再经2d后醋醅成熟即可淋醋。第21页，本讲稿共73页淋醋 淋醋工艺采用三套循环法。先用二醋浸泡成熟醋醅2024h，淋出来的是头醋，剩下的头渣用三醋浸泡，淋出来的是二醋，缸内的二渣再用清水浸泡，淋出三醋。如以头淋醋套头淋醋为老醋；二淋醋套二淋醋3次为双醋，较一般单淋醋质量为佳。第22页，本讲稿共73页
12、陈酿及熏醋 陈酿是醋酸发酵后为改善食醋风味进行的储存、后熟过程。陈酿有两种方法，一种是醋醅陈酿，即将成熟醋醅压实盖严，封存数月后直接淋醋。或用此法贮存醋醅，待销售旺季淋醋出厂。另一种是醋液陈酿，即在醋醅成熟后就淋醋，然后将醋液贮入缸或罐中，封存12个月，可得到香味醇厚、色泽鲜艳的陈醋。有时为了提高产品质量，改善风味，则将部分醋醅用文火加热至7080，24h后再淋醋，此过程称熏醋。第23页，本讲稿共73页 配兑和灭菌 陈酿醋或新淋出的头醋都还是半成品，头醋进入澄清池沉淀，调整其浓度、成分、使其符合质量标准。除现销产品及高档醋外，一般要加入0.1%苯甲酸钠防腐剂后进行包装。陈醋或新淋的醋液应于85
13、90维持50min杀菌，但灭菌后应迅速降温后方可出厂。一般一级食醋的含酸量5.0%，二级食醋含酸量3.5%。酿醋的新型工艺技术：酿醋的新型工艺技术：生料固态酿造法生料固态酿造法酶法液化通风回流喷淋制醋酶法液化通风回流喷淋制醋自学自学液体深层发酵制醋、速酿醋液体深层发酵制醋、速酿醋第24页，本讲稿共73页3.谷氨酸菌主要种类谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)、乳糖发酵短杆菌(Brevibacterium lactofermentum)、黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)。我国使用的生产菌株是北京棒杆菌(Corynebacterium pek
14、inenese n.sp.)AS1.299、北京棒杆菌D110、钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum n.sp)AS1.542、棒杆菌S-914和黄色短杆菌T613（Brevibacterium flavum T613）等。第25页，本讲稿共73页谷氨酸发酵及味精生产1）生产原料 发酵生产谷氨酸的原料有淀粉质原料：玉米、小麦、甘薯、大米等。其中甘薯和淀粉最为常用；糖蜜原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜；氮源料：尿素或氨水。2）工艺流程味精生产全过程可分五个部分：淀粉水解糖的制取；谷氨酸生产菌种子的扩大培养；谷氨酸发酵；谷氨酸的提取与分离；由谷氨酸制成味精。第26页，本讲稿共73页
15、最适温度在3236，发酵中、后期适当提高罐温 温度 pH值发酵前期将pH值控制在7.58.0左右较为合适，而在发酵中、后期将pH值控制在7.07.6左右 通风 发酵前期以低通风量；发酵中、后期以高通风量泡沫的控制机械消泡 发酵时间发酵时间为45h 第27页，本讲稿共73页第七章第七章 发酵食品微生物发酵食品微生物第二节第二节 食品工业中常食品工业中常用的酵母菌及其应用用的酵母菌及其应用第28页，本讲稿共73页一、啤酒酵母1、形态特征：细胞呈圆形或短卵圆形。不运动。2、培养特征：麦芽汁固体培养，菌落呈乳白色，不透明，有光泽，表面光滑湿润，边缘略呈锯齿状，随培养时间延长，菌落颜色变暗，失去光泽。麦
16、芽汁液体培养，表面产生泡沫，液体变混，培养后期菌体悬浮在液体面上，形成酵母泡盖。3、生理生化特性：化能异养型。最适生长温度25，发酵最适温度1025。最适pH为4.56.5。真正发酵度达60%65%。第29页，本讲稿共73页二、葡萄酒酵母1、形态特征：细胞呈椭圆形或长椭圆形，可形成有规则的假菌丝。2、培养特征：葡萄汁固体培养，菌落呈乳黄色，不透明，有光泽，表面光滑湿润，边缘整齐。随培养时间延长，菌落颜色变暗。液体培养变浊，表面形成泡沫，聚凝性较强，培养后期菌体沉降于容器底部。3、生理生化特点：化能异养型。最适生长温度25，葡萄酒发酵最适温度1525。最适发酵pH为3.33.5。耐酸、耐乙酸、耐
17、高渗、耐二氧化硫能力强于啤酒酵母。葡萄酒发酵发酵后乙醇含量达16以上。第30页，本讲稿共73页三、卡尔酵母1、形态特征：细胞呈椭圆形，分散独立存在，不运动。2、培养特征：麦芽汁固体培养，菌落呈乳白色，不透明，有光泽，表面光滑湿润，边缘整齐，随培养时间延长，菌落颜色变暗，失去光泽。液体培养，表面产生泡沫，液体变混，培养后期菌体沉降于容器底部。3、生理生化特点：化能异养型。最适生长温度25，啤酒发酵最适温度510。最适发酵pH为4.56.5，真正发酵度为55%60%。第31页，本讲稿共73页四、产蛋白假丝酵母1、形态特征：细胞呈圆形、椭圆形或腊肠形，以多边出芽方式进行无性繁殖，形成假丝。2、培养特
18、征：麦芽汁固体培养，菌落呈乳白色，表面光滑湿润，有光泽或无光泽，边缘整齐或菌丝状。3、生理生化：化能异养型。最适生长温度25，最适生长pH为4.56.5。第32页，本讲稿共73页五、酵母菌在食品工业中的应用1、啤酒、啤酒2、果酒、果酒3、白酒、白酒4、面包、面包5、SCP第33页，本讲稿共73页啤酒第34页，本讲稿共73页啤酒的原料和酿造 u 啤酒的原料 l 大麦 啤酒以大麦为原料，取其淀粉和蛋白质成分。酿造啤酒优质大麦的特征应为：子粒饱满，皮薄，色浅，发芽率高，无病虫害和霉变的大麦。第35页，本讲稿共73页l 酒花 酒花又称蛇麻花，是大麻科律草属多年生草本植物，可生存20-30年，酒花为雌雄
19、异株。选择酒花应以色泽黄绿、有清香味为好。第36页，本讲稿共73页l 辅助原料 在酿造啤酒中，为降低成本提高啤酒的质量，选择一些含淀粉较多的谷物和糖类为辅助原料。再不降低质量为前提下，尽量使用辅助原料，常用的有大米、糖和去胚玉米。第37页，本讲稿共73页l 啤酒酵母 酿造啤酒的酵母必须是纯种培养的耐低温酵母。按发酵的特点可分为上面酵母和下面酵母两类。目前我国啤酒生产采用下层发酵工艺，主要用下面酵母。第38页，本讲稿共73页l 水 酿造啤酒所用水应符合饮用水标准，水质的选择对成品啤酒风味和质量影响很大。第39页，本讲稿共73页l麦芽制造 l制取麦汁l发酵u啤酒酿造 第40页，本讲稿共73页啤酒的
20、种类啤酒的种类u 根据啤酒的色泽分类：l浅色啤酒 l金黄色啤酒 l棕黄色啤酒 l浓色啤酒 l黑色啤酒 第41页，本讲稿共73页u 按麦汁浓度分类 l高浓度啤酒 l中浓度啤酒 l低浓度啤酒 第42页，本讲稿共73页u 按工艺中是否杀菌 l鲜啤酒 又称生啤酒。在生产中未经杀菌，味鲜美，营养价值高，稳定性差，多为夏季桶装啤酒。l熟啤酒 装瓶后经过巴氏杀菌，防止酵母发酵和微生物引起的质量变化，稳定性好，不易发生混浊，易保管。多用于瓶装和罐装。第43页，本讲稿共73页u按国外风味分 l慕尼黑啤酒 l多特蒙德啤酒 l跑特啤酒 l司都特啤酒 l爱尔兰啤酒 l拉戈啤酒 第44页，本讲稿共73页葡萄酒和果酒 第
21、45页，本讲稿共73页葡萄酒和果酒的原料 u葡萄 葡萄属于浆果，既可鲜食又能加工成果汁、葡萄干，还可以作为酿造葡萄酒的原料。第46页，本讲稿共73页u 果实 酿酒的果品很多，应选择含糖量高，酸度适中，果汁多的品种。酿造果酒的果品主要有苹果、梨、草莓、沙果等。第47页，本讲稿共73页u酵母 酿造葡萄酒和果酒所用的酵母，因酒的品种而异。酿造红葡萄酒，果皮上存在天然酵母，带皮发酵，可利用野生酵母。酿造白葡萄酒，在发酵时需加入培养酵母。第48页，本讲稿共73页葡萄酒的酿造方法 u混合发酵法 酿造红葡萄酒和深色果酒常采用的方法。u分离发酵法 酿造白葡萄酒和浅色果酒常采用的方法。第49页，本讲稿共73页葡
22、萄酒和果酒种类 u葡萄酒的分类 l按颜色的不同分为 红葡萄酒：选用红色或紫黑色葡萄为原料，采用带皮发酵酿制而成。白葡萄酒：选用黄绿色葡萄或红葡萄的果汁发酵酿制而成。果肉中的多酚类色素在发酵中氧化形成邻醌色素，酒色呈浅黄色或金黄色。口味鲜爽，澄清透明，柔和，有愉快的清香。第50页，本讲稿共73页l按酒中含糖量分 葡萄酒：葡萄中糖分经发酵后，大部分成为了酒精。100毫升酒含糖量在0.4克以下，口味清爽，协调柔和，有明显的葡萄果香，多为佐餐饮料。甜葡萄酒：酒中糖分含量高，100毫升酒含糖分在5克以上，口味甜爽。我国甜葡萄酒中糖分含量一般为12%左右。半甜葡萄酒：100毫升酒中含糖分在1.2-5.0克
23、，口味微甜，醇厚。半干葡萄酒：100毫升酒中含糖分在0.4-1.2克，酒香浓郁，微酸、爽口。第51页，本讲稿共73页u按酿造方式分 天然葡萄酒：也称原汁葡萄酒，全部由葡萄发酵而成，不添加任何物质，如干葡萄酒。半汁葡萄酒：原葡萄酒中，加入葡萄酒精和糖调配而成。第52页，本讲稿共73页 调味加强葡萄酒：原汁葡萄酒中加入植物药材为香料配制而成，如味美思、桂花陈酒、人参葡萄酒等。起泡酒：酒中含有大量二氧化碳，开瓶时产生大量泡沫，如香槟酒等。蒸馏酒：葡萄皮渣经发酵后蒸馏的原白兰地，经过陈酿，调配成为白兰地，属于蒸馏酒。第53页，本讲稿共73页u果酒 果酒酿造方法与葡萄酒相似。果酒都是以果实名称命名的，如
24、山楂酒、苹果酒、梨酒、黑豆蜜酒等。第54页，本讲稿共73页酿酒基本原理 在酿酒过程中，淀粉吸水膨胀，加热糊化，形成结构疏松的淀粉，在淀粉酶的作用下分解为低分子的单糖。单糖在脱羧酶、脱氢酶的催化下分解，逐渐分解形成二氧化碳和酒精。以淀粉为原料酿酒，需经过两个主要过程，一是淀粉糖化过程，另外还要经过酒精发酵过程。第55页，本讲稿共73页v淀粉的糖化 淀粉在催化剂淀粉酶的作用下水解为单糖。淀粉酶来源于酒曲中的微生物，反应过程如下：(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6第56页，本讲稿共73页v 酒精发酵 淀粉在淀粉酶作用下转化为葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下转化为酒精，酒化酶是由酵母菌分
25、泌出来的。多数酒曲中也含酵母菌（除麸曲）。第57页，本讲稿共73页 反应过程如下：C6H12O6 2C2H5OH +2CO2第58页，本讲稿共73页白酒 第59页，本讲稿共73页白酒的原料 生产白酒的原料包括：主要原料、辅料、酒曲、酒母、水等。第60页，本讲稿共73页v 主要原料 高粱 是我国酿造名优白酒的主要原料，主要用于大曲酒。玉米 玉米中含有较多植酸，发酵中分解形成甜味物质和甘油，使白酒的味甜醇。第61页，本讲稿共73页 大米 是我国酿造小曲酒的主要原料。大米质地纯净、无皮壳，成品酒带有特殊的米香。大麦 大麦中的蛋白质含量高，蛋白质含量高发酵后产生较多的高级醇，使酒味冲、辣。第62页，本
26、讲稿共73页 薯类 薯类淀粉含量高，产量大，适用于酿酒，而且出酒率高，但酒中甲醇含量高，薯干味较浓。第63页，本讲稿共73页v辅料 辅料又称填充料。工艺中采用固态法发酵时，必须加入一定的辅料，调整淀粉浓度有利于糖化发酵。酿造白酒常加入的辅料主要有稻壳、谷壳、花生壳和玉米芯等。第64页，本讲稿共73页v 酒母 纯种酵母扩大培养后，含有大量酵母菌的培养液称为酒母。主要作用是使可发酵糖转变为酒精和二氧化碳，也称酿酒中的发酵剂。v 酒曲 使用淀粉为原料酿酒的糖化发酵剂。酒曲中生长各种微生物，分解出淀粉酶，使原料中的淀粉转化为可发酵糖，发酵微生物，可将发酵糖转化为酒精。第65页，本讲稿共73页v 水 水
27、是酒中的主要成分之一，水质的好坏直接影响到产品的质量和风味，俗话说“名酒产地，必有佳泉”，在酿酒过程中，水是物料和酶的溶剂，直接影响糖化和发酵，因此，酿造白酒所用的水最低也应符合饮用水的标准。第66页，本讲稿共73页白酒的酿造工艺白酒的酿造工艺第67页，本讲稿共73页v固态发酵法生产白酒 固态法生产的白酒糖化和发酵都是在低温下进行的。可以防止酵母过早衰老，提高发酵力。固态法发酵原料含水量在5060%，原料基本被水吸收，经过一次糖化发酵后，原料中还有较多的淀粉，工艺中采用继渣配醅反复多次糖化发酵，可提高原料中淀粉的利用率。经多次糖化发酵，形成较多的呈香呈味物质，有利于提高白酒的风味。第68页，本
28、讲稿共73页v 麸曲白酒生产工艺 麸曲白酒以高粱、玉米、薯干为原料，采用纯种麸曲酒母代替大曲（麦曲）作糖化发酵剂，发酵周期短，淀粉出酒率高，特别是酒中酯含量低，香气不浓，质量一般。麸曲白酒生产特点是麸曲加酒母，合理配料，低温发酵，定温定烧。第69页，本讲稿共73页v液态发酵法生产白酒 液态发酵法生产的白酒，目前采用一步法发酵工艺，在风味和质量上达不到要求，只能将它作为酒基（半成品），再经工艺浸香、调香、串香等，也是固态结合法生产的白酒。第70页，本讲稿共73页面包生产工艺面包生产工艺1）面团调制2）面团发酵3）整形与醒发4）烘烤5）面包的冷却与包装6）面包的老化第71页，本讲稿共73页SCP生产，微生物对营养要求适应性强，可利用多种廉价原料进行生产。开发SCP的微生物主要是酵母菌，其次是细菌、霉菌和藻类。生产SCP的原料：工农业生产的废弃物。碳水化合物类。碳氢化合物类。石油产品类。无机气体类。SCP的生产工艺：生产工艺同活性酵母的生产工艺。单细胞蛋白（SCP）的开发第72页，本讲稿共73页作业：作业：P248(1.3)第73页，本讲稿共73页