第八章在食品制造中的主要微生物及其应用

第八章在食品制造中的主要微生物及其应用 西昌学院轻化工程学院

1．以细菌为主体的发酵食品 • 食醋 • 乳酸发酵食品 • 氨基酸

1.1食醋 • 菌种：主要是醋酸杆菌属，例如膜醋酸杆菌、许氏醋酸杆菌、巴氏醋酸杆菌等。

发酵机理 a.淀粉糖化（曲霉菌）（C6H10O5）n+nH2O→nC6H12O6 b.酒精发酵（酵母菌） C6H12O6+2ADP+2Pi→2CH3CH2OH2+CO2+6H2O+38ATP c.醋酸发酵（醋酸菌）

食醋的色、香、味 a.色素——美拉德反应和酶促褐变 b.香气——酯类(乙酸乙酯) c.味——醋酸、糖、氨基酸、食盐

1.2 乳酸发酵食品 通过乳酸菌进行乳酸发酵而生产出来的食品通称为乳酸发酵食品。 • 菌种：乳酸菌（自然界中能使糖类发酵产生以乳酸为主要的细菌），干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜热链球菌等。

发酵机理 a.同型乳酸发酵:乳酸菌几乎能将全部葡萄糖转变为乳酸； b.异型乳酸发酵:除将葡萄糖转变为乳酸外，还同时产生乙醇和二氧化碳等物质。 • 主要的乳酸发酵食品：酸牛奶、干酪、酸菜、泡菜

1.3 谷氨酸发酵 • 菌种：谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、黄色短杆菌。

发酵机理：淀粉质原料经糖化处理后转化成可供味精生产菌利用的单糖。单糖经糖酵解(EMP）和单磷酸己糖支路（HMP）生成丙酮酸，然后加入三羧酸循环（TCA）生产α－戊二酮，在谷氨酸脱氢酶的作用下α－戊二酮被氨基化形成谷氨酸。发酵机理：淀粉质原料经糖化处理后转化成可供味精生产菌利用的单糖。单糖经糖酵解(EMP）和单磷酸己糖支路（HMP）生成丙酮酸，然后加入三羧酸循环（TCA）生产α－戊二酮，在谷氨酸脱氢酶的作用下α－戊二酮被氨基化形成谷氨酸。

2．以酵母菌为主体的发酵食品 • 面包 • 酿酒 • 酵母细胞的利用—单细胞蛋白

2.1 面包 菌种：目前最常用的菌种是啤酒酵母。 • 压榨鲜酵母 • 活性干酵母

β－淀粉酶 • 发酵机理: a. 2（C6H10O5）+2nH2O → n (C12H22O11) 淀粉麦芽糖 b. C12H22O11 + H2O→ 2 C6H10O6 麦芽糖葡萄糖 C12H22O11+ H2O→ C6H10O6 + C6H10O6 麦芽糖葡萄糖果糖麦芽糖酶蔗糖转化酶

c. 进行有氧呼吸和无氧呼吸 C6H10O6 + 6O2 →6CO2+ 6H2O + 2817.3kj C6H10O6 →C2H5OH+2CO2+ 100.3kj 有氧呼吸无氧呼吸

酵母菌在面包生产中的作用： • 体积大、组织松软; • 改善面包的风味; • 增加面包的营养价值.

2.2 啤酒 • 菌种：酿造啤酒的酵母主要有两种,啤酒酵母和卡尔酵母。 • 发酵机理：麦芽经过糖化后，制成含麦芽、葡萄糖的麦芽汁。麦芽汁再经过啤酒酵母进行发酵，其主要生化反应仍是葡萄糖通过EMP途径，形成CO2和乙醇。

2.3 单细胞蛋白 • 单细胞蛋白的优点： • 不受外界环境条件的影响，能实现工业化生成； • 微生物的生长速度远动植物快

生产单细胞蛋白的原料： • 糖质原料——酿酒酵母和假丝酵母 • 石油原料——细菌 • 石油化工产品——能利用甲醇主要为细菌，放线菌、酵母菌和霉菌次之；能利用乙醇的主要是酵母菌，其次为细菌和霉菌； • 氢气和碳酸气——氢细菌

3.以霉菌为主体的发酵食品 • 淀粉的糖化 • 酱油的酿造 • 酱类（大豆酱、面酱、豆瓣酱等）的制作 • 豆腐乳 • 有机酸(柠檬酸、乳酸、醋酸等的发酵生产)

3.1 酱油 • 菌种：酱油是多种微生物混合作用的结果，霉菌（米曲霉）、酵母菌和细菌都参与了复杂的物质转化过程。

发酵机理： a.蛋白质的分解（米曲霉） b.淀粉的分解（米曲霉） c.乳酸发酵（乳酸菌） d.酒精发酵（酵母）

酱油色素的形成 • 美拉德反应 • 酶促褐变 • 酱油的五味： • 鲜味——氨基酸和核酸类物质的钠盐 • 甜味——糖类、醇类和某些氨基酸 • 酸味——有机酸 • 苦味——酪氨酸 • 咸味——食盐

3.2 腐乳 • 菌种：主要是毛霉中的腐乳毛霉、鲁氏毛霉、五通桥毛霉、总状毛霉、华根霉等。

发酵机理： • 在发酵前期，主要是毛霉等的生长发育期，同时分泌各种酶，引起豆乳中少量淀粉的糖化和蛋白质的逐步降解。 • 装坛后，即进行厌氧的后发酵，毛霉产生的蛋白酶和细菌、酵母菌的发酵作用，经过复杂的生物化学变化，将蛋白质分解为胨、多肽和氨基酸等物质。同时生成一些有机酸、醇类、酯类。

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