文档介绍：模块五微生物在食品工业中的应用
本章学习目标:
了解不同的食品中微生物的生物学特征。
掌握不同的微生物在食品工业中作用机理。
了解生产单细胞蛋白(SCP)的微生物及其作用
掌握生产微生物酶制剂的种类及其在食品中的应用。
食品工业包括食品酿造和食品发酵。而酿造和发酵是食品微生物学中常见的两个概念,二者既有相同之处,又有差别。相同之处:都是通过对环境生态因子的控制,利用有益微生物改变原料的特性,获得所需产品的过程。酿造通常是多菌种混合形成较为复杂的生态系统,共同作用于固体或半固体原料,经长时间作用形成特定产品的过程。发酵则大多数是单一特定微生物在特定容器内,以工业化生产控制,使培养基质转化为特定产品的过程。
微生物应用于食品工业是人类利用微生物的最早、最重要的一个方面,在我国已有数千年的历史。在食品工业中,可利用微生物制造出许多食品,如乳酸饮料、酒类、含酒精饮料及种类繁多的调味品等。下面选择几种利用不同的微生物生产的食品作简要介绍。
第一节微生物与乳制品
一、乳制品中的乳酸细菌类群
乳酸细菌是一类能使可发酵性碳水化合物转化成乳酸的细菌的统称。它并非是微生物分类学上的名词,只是由于这类细菌在自然界分存广泛,在工业、农业和医药等与人类生活密切相关的重要领域应用价值高,且有些种、属的细菌对人的健康带来益处,也有些对人畜致病,而受到人们的极大重视。
随着人们对乳酸菌的研究不断深入,乳酸菌群中出现了许多新的属、种。几乎每年都有乳酸细菌新种(属)的报道。目前发现的乳酸菌,至少分布于19个属的微生物中。下面介绍几种在乳制品中的乳酸菌属(种)。
乳杆菌属(Lactobacillus)
(1)形态特征细胞多呈长或细长杆状、弯曲形短杆状及棒状球杆状,一般呈链排列。大多数革兰氏染色阳性,有些菌株革兰氏染色或甲基蓝染色显示两极体,内部有颗粒物条纹状。通常不运动,有的具有周生鞭毛能够运动。无芽孢。大多不产色素。
(2)生理生化特点化能异养型,对营养要求严格,生长繁殖需要多种氨基酸、维生素等。根据对碳水化合物的发酵类型,可将乳杆菌属分为三个类群,即第一类是同型发酵群:发酵葡萄产生85%以上的乳酸,不能发酵戊糖和葡萄糖酸盐;第二类是兼异性发酵群:即能发酵葡萄产生85%以上的乳酸,也以发酵某些戊糖和葡萄糖酸盐;第三类是异型发酵群:发酵葡萄产生等量物质的乳酸、乙酸、乙醇及CO2。
(3)乳酸杆菌属的代表种
①保加利亚乳杆菌(L. bulgaricus)。细胞形态长杆状、两端钝圆。固体培养基生长的菌落呈棉花状,极易于其它乳酸菌区别。能利用葡萄糖、果糖、乳糖进行同型乳酸发酵,不能利用蔗糖。是乳菌菌中产酸能力最强的菌种,其产酸能力与菌体形态有关,菌形越大,产酸能力强,反之就弱。最适生长温度370C -450C,温度高于500C或低于200C不生长。
②嗜酸乳杆菌(L. acidophilus)。细胞形态比保加利亚乳杆菌小,呈细长杆状。能利用葡萄糖、果糖、乳糖及蔗糖进行同型乳酸发酵。生长繁殖需一定的维生素等生长因子(凡是微生物生命活动不可缺少,而微生物自身又不能合成的微量有机物质都称为生长因子)。生长因子通常是指氨基酸、嘌呤、嘧啶和B族维生素的一种,又叫维生素H或辅酶R。最适生长温度370C,低于200C不生长。耐热性差,耐酸性强,能在其它乳酸菌不能生长的酸性环境中生长繁殖。
嗜酸乳杆菌是能够在人体肠道内有益的微生物菌群之一,其代谢产物乳杆菌素(Lactocidin)嗜酸乳素(Acidophilin)、酸菌素(Acidolin)可抑制病原菌和腐败菌的生长。此外,该菌在改善乳糖不耐症、治疗便秘、痢疾及激活人体免疫系统,抗肿瘤等方面都具有一定的功效。
链球菌属(us)
(1)形态特征细胞呈球形或卵园形,成对或成链排列。革兰氏染色阳性,无芽孢,一般不运动,不产生色素。
(2)生理生化特点化能异养型,同型乳酸发酵产生右旋乳酸,兼性厌氧型,厌氧培养生长良好。
(3)链球菌属的代表种
①嗜热链球菌(St. thermophilus)。细胞呈长链球状。能利用葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖进行同型乳酸发酵产生L型乳酸。可使牛乳凝固。蛋白质分解能力较弱。其特征是:在高温条件下产酸,低于20℃不产酸。最适生长温度40℃~45℃,耐热性强,能耐65℃0∽
68℃,常作为发酵乳、干酪的生产菌。
②乳酸链球菌(St. lactis)。细胞呈双球、短链或长链状。同型乳酸发酵。牛乳随便放置时的凝固大部分由该菌所致。产酸能力弱。对温度适应范围广,最适生长温度30℃。对热抵抗力弱,60℃,30min全部死亡。常作为干酪、酸奶油及乳酒发酵菌种。
③乳脂链球菌(St. cremoris)。细胞比乳酸链球菌大,长链状,同型乳酸发酵。产酸和耐酸能力都较弱,产酸温度低,