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1、第七章 微生物与食品生产,第一节 食品工业中常用的细菌及其应用第二节 食品工业中酵母菌及其应用 第三节 食品工业中霉菌及其应用第四节 微生物酶制剂及其在食品工业中的应用,第一节 食品工业中常用的细菌及其应用,一、乳酸菌（一）乳酸菌的概念及其分布概念：指能够利用发酵性糖类产生大量乳酸的一类微生物的统称。分布：它们不仅栖息在人和各种动物的肠道及其他器官中，而且在植物表面和根际、人类食品、动物饲料、有机肥料、土壤、江、河、湖、海中都发现大量乳酸菌的存在。,（二）乳杆菌属1.乳杆菌属的形态特征细胞呈多样形杆状，一般成链排列。革兰氏染色阳性，内部有颗粒物或呈现条纹。通常不运动，有的能够运动具有周生鞭毛。
2、无芽孢。无细胞色素，大多不产色素。2.乳杆菌属的生理生化特点化能异氧型，营养要求严格，生长繁殖需要多种氨基酸、生素、肽、核酸衍生物。根据碳水比合物发酵类型，可将乳杆菌属划分同型发酵群兼异性发酵群异型发酵群,3.乳杆菌属的代表种（1）保加利亚乳杆菌细胞形态长杆状，两端钝圆。固体培养基生长的菌落量棉花状，易与其他乳酸菌区别。能利用葡萄糖、果糖、乳糖进行同型乳酸发酵产生D型乳酸，不能利用蔗糖。该菌是乳酸菌中产酸能力最强的菌种，菌形越大，产酸越多，最高产酸量2%。蛋白质分解力较弱，发酵乳中可产生香味物质乙醛。最适生长温度3745，温度高于50或低于20不生长。常作为发酵酸奶的生产菌。,保加利亚乳杆菌之
3、父,（2）嗜酸乳杆菌细胞形态比保加利亚乳杆菌小，呈细长杆状。能利用糖类进行同型乳酸发酵产生DL型乳酸，生长繁殖需要一定的生长因子，37培养生长缓慢，23d可使牛乳凝固。蛋白质分解力较弱，耐热性差，耐酸性强。其代谢产物有机酸和抗菌物质，可抑制病原菌和腐败菌的生长。改善乳糖不耐症，治疗便秘、痢疾、结肠炎，激活免疫系统，抗肿瘤，降低胆固醇。,（三）链球菌属1链球菌属的形态特征 细胞呈球形或卵圆形，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。但肠球菌群中某些种能运动或产色素。2链球菌属的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，接触酶反应阴性，厌氧培养生长良好。
4、根据生理生化特性可将链球菌属分为四个种群（见表7-1）。,3链球菌属的代表种（1）嗜热链球菌（2）乳酸链球菌（3）乳脂链球菌,嗜热链球菌,（四）明串珠菌属1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。2生理生化特点化能异养型。利用葡萄糖进行异型乳酸发酵，可使苹果酸转化为L型乳酸。通常不酸化和凝固牛乳。兼性厌氧型，接触酶反应阴性。生长温度范围530，最适生长温度25。,3明串珠菌属的培养特征固体培养，菌落一般小于1.0mm，光滑、圆形、灰白色；液体培养，通常混浊均匀，但长链状菌株可形成沉淀。4代表种肠膜状明串珠菌细胞球形或豆状，成对或短链排列。最适生长温度25，生长的
5、pH范围3.06.5，具有一定嗜渗压性。该菌不仅是酸泡菜发酵重要的乳酸菌，而且已被用于生产右旋糖苷的发酵菌株，右旋糖苷是代血浆的主要成分。,（五）片球菌属1形态特征细胞球形，成对或四联状排列。革兰氏染色阳性，无芽孢，不运动，菌落大小可变，无细胞色素。2生理生化特点化能异养型。利用葡萄糖进行同型乳酸发酵产生DL型或L型乳酸。通常不酸化和凝固牛乳，不分解蛋白质，不还原硝酸盐，不产吲哚。兼性厌氧，接触酶反应阴性。,（六）双歧杆菌属1形态特征细胞Y字型、V字型、弯曲状、勺型，典型形态为分叉杆菌。革兰氏染色阳性，无芽孢和鞭毛，不运动。2生理生化特点化能异养型。能利用葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖。蛋白质分解
6、力微弱，能利用铵盐作为氮源，不还原硝酸盐，不水解精氨酸，不液化明胶，不产生吲哚，联苯胺反应阴性。专性厌氧，接触酶反应阴性。最适生长温度37，最适生长pH6.57.0，不耐酸。,（七）乳酸菌在食品工业中的应用1.发酵乳制品发酵乳制品系指良好的原乳经过微生物(主要是乳酸菌)，发酵作用后制成的具有特殊风味、较高营养价值和一定保健功能的乳制品。其种类包括：发酵乳饮料（酸牛乳、酸豆乳乳洒等）、干酪和酸制奶油。（1）酸牛乳酸牛乳是新鲜牛乳经过乳酸菌发酵后制成的发酵乳饮料。根据生产方式可分为凝固型、搅拌型、饮料型三种。,菌种的选择和发酵剂的制备发酵剂系指生产发酵乳制品过程中用于烤种使用的特定的微生物培养物。
7、工艺流程：菌种活化母发酵剂中间发酵剂工作发酵剂凝固型酸乳的生产 原料鲜乳净化标准比均质杀菌冷却接种分装发酵冷却冷藏后熟成品搅拌型酸乳（纯酸奶）的生产原料鲜乳净化标准化调制均质杀菌冷却接种发酵剂发酵搅拌破乳冷却分装冷藏后熟成品,搅拌型,（2）干酪发酵剂菌种用于发酵剂的菌种大多是乳酸菌，但有的干酩使用丙酸菌和霉菌。将干酪生产的乳酸出发酵剂菌种分为二大类：一类是适温型乳酸菌一类是嗜热型乳酸菌,干酪生产原料乳检验净化标准化调制杀菌冷却添加发酵剂色素、CaCl2和凝乳酶静置凝乳凝块切割搅拌加热升温、排出乳清压榨成型盐渍生干酪发酵成熟上色挂蜡成熟干酪,干酪拉伸机,（3）酸制奶油发酵剂菌种目前都采用混合乳酸
8、菌发酵剂生产酸制奶油。发酵剂菌种分为二大类：一类是产酸菌种；另一类是产香菌种。酸制奶油的生产原料乳离心分离脱脂乳稀奶油标准化调制加碱中和杀菌冷却接种发酵剂发酵物理成熟添加色素搅拌排出酪乳洗涤加盐压练包装成品,2.果蔬汁乳酸菌发酵饮科乳酸菌发酵果蔬汁是一种新型饮料，它综合了乳酸菌和果蔬汁两方面的营养保健功能，而且产品的原料风味和发酵风味浑然一体，所以深受消费者喜爱。番茄汁乳酸菌发酵饮料的生产工艺流程：番茄清洗热烫榨汁均质调节pH杀菌冷却接种发酵剂发酵加糖调配包装成品,3.益生菌制剂目前常见的双歧杆菌酸牛乳饮料生产工艺流程如下,二、醋酸菌（一）醋酸菌的主要种类在细菌分类学主要分布于醋酸杆菌属和葡萄
9、糖氧化杆菌属。用于酿醋的醋酸菌种大多属于醋酸杆菌属。(二）醋酸杆菌属的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，其中极生鞭毛菌不能将醋酸氧化为CO2和H2O。而周生鞭毛菌可将醋酸氧化成CO2和H2O，不产色素，菌体培养形成菌膜。,（三）主要醋酸菌种（1）纹膜醋酸杆菌（2）奥尔兰醋酸杆菌（3）许氏醋杆菌（4）As1.41醋酸杆菌（5）沪酿1.01醋酸杆菌,纹膜醋酸杆菌,（四）醋酸杆菌在食品工业中的应用1.熟料固态酿醋(传统酿造法）,传统酿醋工艺工艺流程：甘属干或碎米、高粱粉碎添加麸皮、谷糠润水浸渍蒸煮冷却过筛接种麸曲、酒母加水拌匀入缸淀物糖化、酒精发酵、倒
10、醅接种醋母添加粗谷糠拌匀醋酸发酵、倒酵加盐后熟淋醋陈酿澄清配兑煎醋（杀菌）成品,2.酿醋的新生工艺技术（1）生料固态酿造法：生料固态酿醋法是原料不进行蒸煮，而是经过粉碎、浸泡后直接进行糖化和发酵，可以降低能耗，简化生产工艺。技术关键就是要采取措施解决好生淀粉糖化困难和防止杂菌污染。工艺流程：原料粉碎添加麦麸、水、麸曲、酵母混合拌匀稀醪糖化、酒精发酵添加麦麸、稻壳、酵母混合拌匀固态醋酸发酵加盐陈酿淋醋配制成品,（2）酶法液化通风回流喷淋制醋,图7-1 通风回流喷淋式醋酸发酵池1-回流管 2-喷淋管 3-水泥池壁 4-木架 5-竹篾假底 6-水泵 7-醋汁管 8-储醋池 9-温度计 10-出渣门
11、11-通风洞 12-醋汁存留处,（3）空气自吸式罐液体深层发酵制醋空气自吸式罐液体深层发酵制醋是将淀粉质原料经液化、糖化、酒精发酵后，在空气自吸式发酵罐中完成液体深层醋酸发酵的新工艺。具有原料利用率高，机械化程度高，生产周期短（7d），产品质量稳定等优点，但缺点是醋的风味较差。,图 7-2 空气自吸式醋酸发酵罐,（4）速酿醋速酿醋也称塔醋，呈无色或略带微黄色，澄清透明，醋香味纯。目前我国生产速酿醋主要集中在东北地区。速酿塔结构见图7-3。,图7-3 速酿塔结构示意图1-陶瓷塔臂 2-通风管 3-离心泵 4-排气孔 5-喷淋管 6-填充料 7-插温度表 8-木盖,三、谷氨酸菌,谷氨酸菌在细菌分类
12、学中属于棒杆菌属、短杆菌属、小杆菌属和节杆菌属中的细菌。目前我国谷氨酸发酵最常见的生产菌种是北京棒杆菌AS 1.299和钝齿棒杆菌AS 1.542。1.北京棒杆菌AS 细胞呈短杆或棒状，有时略呈弯曲状,两端钝圆，排列为单个，成对或V字形。革兰氏染色阳性。无芽孢，无鞭毛，不运动。普通肉汁固体平皿培养，菌落圆形，中间隆起，表面光滑湿润，边缘整齐，不产水溶性色素。普通肉汁液体培养，稍混浊，有时表面呈微环状，管底有粒状沉淀。,化能异养型，能进行谷氨酸发酵，不分解淀粉，纤维素、铵盐和尿素均可作为氮源，能还原硝酸盐，不同化酪蛋白。要求多种无机离子，需要生物素作为生长因子。好氧或兼性厌氧，过氧化氢酶反应阳性
13、。不受钝齿棒杆菌AS 1.542噬菌体侵染。,2.钝齿棒杆菌AS 1.542细胞呈短杆或棒状，两端钝园，排列为单个、成对或V字形。革兰氏染色阳性。无芽孢，无鞭毛，不运动。细胞内次极端有异染颗粒并存在数个横隔。普通肉汁固体平皿培养，菌落扁平，呈草黄色，表面湿润无光泽，边缘较薄呈钝齿状，不产水溶性色素。普通肉汁液体培养混浊，表面有薄菌膜，管底有较多沉淀。化能异养型，能进行谷氨酸发酵，不分解淀粉、纤维素、油酯和明胶。铵盐和尿素均可作为氮源，能还原硝酸盐，不同化酪蛋白。要求多种无机离子，需要生物素作为生长因素。好氧或兼性厌氧，过氧化氢酶反应阳性。不受北京棒杆菌1.299的噬菌体侵染。,(二)谷氨酸发酵
14、及味精生产1谷氨酸菌的扩大培养 谷氨酸发酵生产通常采用谷氨酸菌二级扩大的种子液获得发酵所需的菌量。扩大培养的工艺流程：斜面原种斜面活化(32 1824h)200mL液体振荡培养(32 12h)1000mL三角瓶(一级种子)50L500L种子罐(二级种子),2谷氨酸发酵及味精生产工艺(1)工艺流程：淀粉质原料粉碎调浆水解糖化冷却中和脱色过滤添加氮源、无机盐和生长因子接种二级种子谷氨酸发酵谷氨酸提取加碱中和除铁脱色浓缩干燥过筛包装成品味精,（三）5肌苷酸发酵,1.5肌苷酸(5-IMP)的生物合成途径也称Denovo途径(图7-4),25-肌苷酸发酵生产 生产5-肌苷酸的方法选育肌苷酸高产变异菌株直
15、接发酵生产(直接发酵法或一步法)。利用微生物发酵法生产肌苷，然后用化学法或酶法进行磷酸化(二步法)。在发酵过程中添加前体物次黄嘌呤，经微生物产生的胞外酶催化转化为肌苷酸(半合成法)。先发酵生产腺苷或5-腺苷酸，然后用化学法或酶法生产5-肌苷酸。,(1)5-肌苷酸产生菌 目前，国内外直接发酵法生产肌苷酸的菌株主要有：产氨短杆菌、谷氨酸棒杆菌、谷氨酸小球菌、嗜醋酸棒杆菌、枯草芽孢杆菌等。(2)直接发酵法生产5-肌苷酸 工艺流程：发酵培养基接种发酵板框压滤脱色活性炭吸附浓缩结晶精制成品,第二节 食品工业中酵母菌及其应用,一、啤酒酵母属于典型的上面酵母，又称爱丁堡酵母。广泛应用于啤酒、白酒酿造和面包制
16、作。二、葡萄酒酵母 属于啤酒酵母的椭圆变种，简称椭圆酵母。常用于葡萄酒和果酒的酿造。三、卡尔酵母属于典型的下面酵母，又称卡尔斯伯酵母或嘉士伯酵母。常用于啤酒酿造、药物提取以及维生素测定的菌种。,四、产蛋白假丝酵母 又称产朊假丝酵母或食用圆酵母，富含蛋白质和维生素B，常作为生产食用或饲用单细胞蛋白以及维生素B的菌株。,五、酵母菌在食品工业中的应用,（一）啤酒酿造,啤酒是世界产量最高、发展速度最快的酒种。啤酒的种类：根据酵母品种可分为上面发酵啤酒和下面发酵啤酒；根据颜色可分为淡色啤酒和浓色啤酒；根据生产方式可分为鲜啤酒、纯鲜啤酒和熟啤酒；根据消费对象又可分为低醇啤酒和低糖啤酒等。,1啤酒发酵优良酵
17、母的评估及选育(1)啤酒酵母优良性状的评估啤酒酵母应具有以下优良性状：生长繁殖力强，发酵活力高；代谢产物能够赋予啤酒良好的风味；聚凝性强，沉降速度快，发酵结束易与发酵液分离，便于菌体回收。(2)优良菌种的选育菌种筛选诱变育种杂交育种细胞融合育种,2啤酒酵母的扩大培养 斜面原种活化（25 12d）2个100mL巴士瓶(25 12d)2个1000mL巴士瓶(2512d)2个10L卡氏罐(2512d)200L汉森式种母罐(15 12d)2t扩大罐(10 12d)10t繁殖槽(8 12d)主发酵 3啤酒酿造工艺 原料大麦清选分级浸渍发芽干燥麦芽及辅料粉碎糖化过滤麦汁煮沸麦汁沉淀麦汁冷却接种酵母繁殖主发
18、酵后发酵过滤包装杀菌贴标成品,（二）果酒酿造,1果酒的主要种类果酒一般以所用的原料来命名，如葡萄酒、苹果酒、梨酒等，根据分类标准不同，果酒有如下种类。（1）根据酿制方法：发酵酒：用果汁或果浆经酒精发酵酿制而成。蒸馏酒：发酵果酒经蒸馏后制成，如白兰地、水果白酒。露酒：用果实、果汁或果皮经酒精浸泡、兑制而成。汽酒：含CO2的果酒。,（2）根据果酒含糖量：干酒。每100mL酒中含糖量少于0.4g。半干酒。每100mL酒中含糖量为0.41.2g。半甜酒。每100mL酒中含糖量为1.25.0g。甜酒。每100mL酒中含糖量为5g以上。（3）根据果酒酒精含量：低度果酒。酒精含量在17%（体积分数）以下果酒
19、。高度果酒。酒精含量在18%（体积分数）以上的果酒。,2酒母的扩大培养(以葡萄酒母为例)斜面原种活化(接l0mL葡萄汁，25 l2d)2个500mL三角瓶(扩培比112.5，25 12d)10L卡氏罐(扩培比112，25 12d)200L酒母罐(扩培比123，2025 l2d)主发酵 3果酒酿造工艺 工艺流程：水果分选洗涤破碎压榨果汁成分调整添加SO2、接种酒母主发酵后发酵陈酿冷、热处理过滤调配灌酒杀菌贴标成品,（三）白酒酿造,白酒是以高粱、大米等谷物、薯类为原料，用曲作为糖化剂和发酵剂，经淀粉糖化、酒精发酵、蒸馏、陈酿、勾兑等工艺制成的。其酒精含量较高，具有独特的芳香和风味。,白酒种类 按生
20、产工艺分为：固态法白酒、液态法白酒、半固态法白酒。按酿酒原料分为：粮食酒、薯类酒、代用原料酒。按使用的糖化发酵剂分为：大曲酒、小曲酒、麸曲酒；按酒度分为：高度酒（超过50的酒）、降度酒（酒度在4050之间的酒）、低度酒（酒度在40以下的酒）按酒的香型分为：酱香型、浓香型清香型(以汾酒为代表)、米香型、其它香型（包括兼香型白酒，凤香型白酒，药香型白酒，豉香型白酒，芝麻香型白酒，特型白酒）。,酒曲的主要种类（1）大曲:大曲是固态发酵法酿造大曲白酒的糖化发酵剂。它以小麦或大麦、豌豆为曲料，经过粉碎、加水拌料、踩曲制坯、堆积培养，依靠自然界带入的各种酿酒微生物在其中生长繁殖制成成曲，再经贮存后制成陈曲
21、。大曲有高温曲和中温曲两种类型。目前国内绝大多数著名的大曲白酒均采用高温曲生产，如茅台、泸州、西凤、五粮液等。高温型大曲制作的工艺流程：小麦 调料磨碎添加曲母和水拌料踩曲曲坯堆积培养 成品曲出房贮存成品曲,（2）麸曲:麸曲是固态发酵法酿造麸曲白酒的糖化剂。它以麸皮为主要曲料，以新鲜酒糟为配料，经过润水、蒸煮、冷却后，接入糖化种曲，再经通风培养制成成曲。工艺流程：麸皮、新鲜酒糟混合 润水蒸煮冷却接入糖化种曲通风制曲成品,（3）小曲(米曲)：小曲(米曲)是半固态发酵法酿造小曲白酒(米酒)的糖化发酵剂。它以米粉或米糠为原料，添加或不添加中草药，经过浸泡、粉碎，接入纯种根霉和酵母菌或二者混合种曲，再经
22、制坯、入室培养、干燥等工艺制成小曲。小曲根据是否添加中草药，分为药小曲(俗称酒药)和无药白曲，其制作方法大同小异，下面以药小曲为例介绍其制作方法。,药小曲制作的工艺流程：大米 浸泡粉碎添加中草药、接种曲母制抷入室培曲 干燥成品药小曲,（4）液体曲：液体曲可作为液态发酵法酿酒制醋的糖化剂。它是将曲霉菌的种子液接人发酵培养基中，在发酵罐中进行深层液体通气培养，得到含有丰富酶系的培养液称为液体曲。工艺流程：发酵培养基灭菌冷却发酵罐接种通气培养液体曲,（四）面包加工,面包是一种营养丰富、组织膨松、易于消化的方便食品。它以面粉、糖、水为主要原料，利用面粉中淀粉酶水解淀粉生成的糖类物质，经过酵母菌的发酵作
23、用产生醇、醛、酸类物质和CO2；在高温焙烤过程中，CO2受热膨胀使面包成为多孔的海绵结构和松软的质地。,1菌种及发酵剂类型 早期面包制造主要是利用自然发酵法生产，而现代面包制造大多采用纯种发酵剂发酵生产。面包发酵剂菌种是啤酒酵母,应选择发酵力强、风味良好、耐热、耐酒精的酵母菌株。面包发酵剂类型有压榨酵母和活性干酵母二种。压榨酵母又称鲜酵母，是酵母菌经液体深层通气培养后再经压榨而制成。发酵活力高，使用方便，但不耐贮藏。活性干酵母是压榨酵母经低温干燥或喷雾干燥或真空干燥而制成。便于贮藏和运输，但活性有所减弱，需经活化后使用。,2活性干酵母面包发酵剂的制备 工艺流程糖蜜澄清处理添加氮源、磷源灭菌发酵
24、培养基接入种子液液体深层通气培养冷却酵母分离洗涤压榨成形干燥成品,3面包生产工艺面包生产工艺分为一次发酵法和两次发酵法，目前我国面包生产多采用两次发酵法。两次发酵法面包生产工艺流程：配料第一次发酵面团配料和面第二次发酵切块揉搓成形放盘饧皮烘烤冷却包装成品,（五）单细胞蛋白（SCP）的开发 1应用微生物生产SCP的优点 细胞的蛋白质含量高达50%左右，并含有多种氨基酸、维生素、矿物元素和粗脂肪等营养成分，易被人畜消化吸收；微生物繁殖快，短时间可获得大量产品；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；微生物的生长条件完全受人工控制，可在工厂中大量生产。,2开发单细胞蛋白常用菌种及其使用
25、的主要原料,第三节 食品工业中霉菌及其应用,一、毛霉属毛霉属属于接合菌亚门，接合菌纲，毛霉目，毛霉科。该菌为中温性，生长的适温为2530，毛霉喜高湿，孢子萌发的最低水活度为0.880.94。该菌有很强的分解蛋白质和糖化淀粉的能力，因此，常被用于酿造、发酵食品等工业。1高大毛霉2总状毛霉3鲁氏毛霉,二、根霉属根霉属，常引起谷物、瓜果、蔬菜及食品腐败。根霉与毛霉类似，能产生大量的淀粉酶，故用作酿酒、制醋业的糖化菌。有些种根霉还用于甾体激素、延胡索酸和酶剂制生产。1.米根霉2.黑根霉,米根霉,三、红曲霉属红曲霉属在分类上属于子囊菌亚门、不整囊菌纲、散囊菌目、红曲科。红曲霉能产生淀粉酶、蛋白酶、柠檬酸
26、、乙醇、麦角甾醇等。有的能产生红色色素和黄色色素、降血脂成分等。因此，红曲霉用途很广，我国常用来制成红曲作为食品着色剂或调味剂。此外还可用来酿酒、制醋、腐乳等发酵食品。,四、曲霉属曲霉广泛分布于土壤、空气、谷物和各类有机物品中，在湿热相宜条件下，引起皮革、布匹和工业品发霉及食品霉变。同时，曲霉亦是发酵工业和食品加工方面应用的重要菌种，如黑曲霉是化工生产中应用最广的菌种之一，用于柠檬酸、葡萄糖酸、淀粉酶和酒类的生产。米曲霉具有较强的淀粉酶和蛋白酶活力，是酱油、面酱发酵的主发酵菌。1米曲霉 2黄曲霉3黑曲霉 4棒曲霉群5白曲霉 6灰绿曲霉7杂色曲霉 8构巢曲霉,五、青霉属青霉属，一般在较潮湿冷凉的
27、基质上易分离到它。许多是常见的有害菌。不仅导致食品和原材料的霉腐变质，而且有些种，可产生毒素，引起人、畜中毒；也有些青霉菌是重要的工业菌株。在医药、发酵、食品工业上被广泛应用来生产抗生素和多种有机酸如生产柠檬酸、葡萄糖酸、纤维素酶和常用的抗生素青霉素。1桔青霉2娄地青霉3展开青霉,六、霉菌在食品工业中的应用,（一）酱油酿造,(二)酱类的酿制 酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱及其加工制品，它营养丰富，易于消化吸收，具特有的色、香、味，是一种受欢迎的大众化调味品。用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉。,(三)腐乳发酵现在用于腐乳生产的菌种主要霉菌，如：腐乳毛霉、鲁氏毛霉、总状毛霉、华根霉等，但克东腐
28、乳是利用微球菌，武汉腐乳是用枯草杆菌进行酿造的。,（四）柠檬酸发酵 柠檬酸的分子式为C6H8O7。能产生柠檬酸的微生物种类很多，其中包括青霉、曲霉、毛霉和假丝酵母等，目前生产上常用产酸能力强的是黑曲霉。另外泡盛曲霉、斋藤曲霉、桔青霉等产酸能力也都很强。柠檬酸发酵可为分固体发酵和液体发酵两大类。液体法又分浅盘发酵法和液体深层发酵法。目前世界各国多采用液体深层发酵法进行生产。柠檬酸生产的全部过程包括：试管斜面菌种培养、种子扩大培养、发酵和提炼四个阶段。,第四节 微生物酶制剂及其在食品工业中的应用,一、淀粉酶 按照水解淀粉方式不同可将淀粉酶分为：-淀粉酶、-淀粉酶、糖化酶和普鲁兰酶（葡萄糖异构酶）。
29、（1）-淀粉酶，也称液化淀粉酶 它作用于淀粉时可从淀粉分子内部切开-1,4糖苷键生成糊精和还原糖。但不能分解-1,6糖苷键，因产物的末端葡萄残基C1碳原子为-构形故称。不同的微生物种类产生的-淀粉酶的性质也不同。,（2）-淀粉酶 早年是从麦芽、大麦、甘薯和大豆等高等植物中提取，近些年来发现不少的微生物能产-淀粉酶，且其对淀粉的作用与高等植物的-淀粉酶是相同的，而在耐热性等方面优于高等植物-淀粉酶，更适合于工业化应用。,（3）糖化酶，也称葡萄糖苷酶 其作用方式与-淀粉酶相似，也由淀粉非还原端开始，逐次分解淀粉为葡萄糖，它也能水解-1,6糖苷键，所以水解产物除葡萄糖外，还有异麦芽糖，这点-淀粉酶不
30、同。,（4）葡萄糖异构酶 也称普鲁兰酶、淀粉-1,6 葡萄糖苷酶、R-酶等 异构酶可以分解支链淀粉-1,6糖苷键，生成直链淀粉。可以产生异构酶的微生物有酵母菌、产气气杆菌、假单胞菌、放线菌、乳酸杆菌、小球菌等。中国多采用产气气杆菌。,二、果胶酶 果胶酶是指能分解果胶质的多种酶的总称，不同来源的果胶酶期特点也不同。根据不同的微生物来源将果胶酶分为：聚半乳糖醛酸酶（PG）、聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)、聚甲基半乳糖醛酸裂和果胶酯酶（PE）。能够产生果胶酶的微生物很多，但在工业生产中采用真菌，大多数菌种生产的果胶酶都是复合酶，也有微生物却能产生单一果胶酶，如斋藤曲酶，主要产生PG，而镰刀霉主要生产原
31、果胶酶。,三、纤维素酶 纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类酶的总称。纤维素酶可分为酸性纤维素酶和碱性纤维素酶。产生纤维素酶的微生物有很多，如真菌、放线菌和细菌等，但作用机理不同。大多数的细菌纤维素酶在细胞内形成紧密的酶复合物，而真菌纤维素酶均可分泌到细胞外。,四、蛋白酶 蛋白酶是水解蛋白肽键的一类酶的总称。按其降解多肽的方式分为：内肽酶和端肽酶。内肽酶的作用是降解大的蛋白质分子，使蛋白便于进入细胞内。属于胞外酶。端肽酶常存在于细胞内，称胞内酶。目前工业常用的蛋白酶是胞外酶。按产生菌的最适pH为标准，将蛋白酶分为中性蛋白酶、碱性蛋白酶和酸性蛋白酶。,（1）酸性蛋白酶 多数酸性蛋白酶在pH 25
32、范围内是稳定的，一般在pH 7，40条件下，处理30min立即使酸性蛋白酶失活，在pH2.7，30条件下可引起大部分酸性蛋白酶失活。生产酸性蛋白酶的微生物有：黑曲酶、米曲霉、方斋藤曲霉、金黄曲霉、拟青霉、微小毛霉、白假丝酵母、枯草杆菌等等。中国生产酸性蛋白酶的菌种为黑曲霉。,（2）中性蛋白酶 大多数微生物产生的蛋白酶是金属酶，是微生物蛋白酶中最不稳定的酶，很容易自溶，即使在低温冷冻干燥下，也会造成分子质量的明显减少。中性蛋白酶的热稳定性较差，钙对中性蛋白酶的热稳定性有保护作用。生产中性蛋白酶的微生物有：桔草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酱油曲霉、米曲霉和灰色链霉菌等。,（3）碱性蛋白酶 碱性蛋白酶是
33、一类作用最适pH911范围的蛋白酶，由于其活性中心含丝氨酸，所以也叫丝氨酸蛋白酶。碱性蛋白酶作用位置是要求在水解肽键的羧基侧具有芳香族或疏水性氨基酸（如苯丙氨酸、酪氨酸等）它比中性蛋白酶的水解能力更强，能水解酯键、酰胺键和转肽的能力。生产碱性蛋白酶的微生物主要是芽孢杆菌属的几个种，如地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌和灰色链球菌等。,五、其他微生物酶类 由酵母菌、霉菌产生的脂肪酶；霉菌产生的半纤维素酶、葡萄糖氧化酶、蔗糖酶、橙皮苷酶、柚柑酶；由细菌、放线菌产生的葡萄糖异构酶等。一种酶可以有多种微生物产生，而一种微生物也可以产生多种酶。因此可经根据不同条件利用微生物来生产酶制剂。,六、微生
34、物酶制剂在食品工业中的应用1、酶制剂在食品保鲜中应用 酶法保鲜技术是利用生物酶的高效催化作用，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影响。（1）葡萄糖氧化酶（2）溶菌酶,葡萄糖氧化酶,溶菌酶,2、酶制剂在淀粉类食品生产中的应用 目前以淀粉为原料生产味精、啤酒、面包酵母、淀粉糖、酒精等企业广泛应用淀粉酶进行淀粉糖化和液化。（1）在酒精生产过程中酶法液化代替高压蒸煮（2）双酶水解淀粉质粗原料发酵谷氨酸（3）啤酒酿造（4）高麦
35、芽糖浆制备,3、酶制剂在蛋白质食品生产中的应用 蛋白质食品是指含大量蛋白质或以蛋白质为主要原料加工而成的食品，如酱油、豆制品，明胶等。（1）酱油发酵时加入纤维素酶，可提高成品酱油的氨基酸和糖分含量，且酱油的色泽好，不需另加糖色。（2）在豆浆生产中加入一定的中性蛋白酶，不仅能提高豆浆中的干物质，同时能在一定程度上去除豆腥味。（3）干酪的生产可以采用乳酸菌发酵的方法，也可采用凝乳蛋白酶的方法。（4）可用蛋白酶法水解生产明胶，明胶是一种热可溶性的蛋白质凝胶，在食品加工中有广泛的用途。,4 酶在果蔬食品生产中的应用（1）果胶酶澄清果汁蔬菜汁（2）生产果冻、果酱及奶糖等中的应用（3）在果蔬制品的脱色方面（4）纤维素酶在果品、蔬菜和豆制品加工中的应用,5 酶在果酒生产中的应用 葡萄酒生产主要应用的酶有果胶酶和蛋白酶。,
