8微生物在食品工业中的应用名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,第八章在食品制造中主要微生物及其应用,西昌学院,食品科学系,第1页,1以细菌为主体发酵食品,食醋,乳酸发酵食品,氨基酸,第2页,1.1食醋,生产原料,淀粉质原料,糖质原料,乙醇原料,冰醋酸原料,第3页,1.1食醋,菌种：,主要是醋酸杆菌属，比如膜醋酸杆菌、许氏醋酸杆菌、巴氏醋酸杆菌等。,第4页,发酵机理,a.淀粉糖化（曲霉菌）,（C,6,H,10,O,5,）,n,+nH,2,O,n,C,6,H,12,O,6,b.酒精发酵（酵母菌）,C,6,H,12,O,6,+2ADP+2Pi2CH,3,CH,2,OH,2,+CO,2,+6H,2,O+38ATP,c.醋酸发酵（醋酸菌）,第5页,食醋色、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,第6页,食醋生产工艺,原料混合 加水拌匀、蒸煮、糊化 冷凉后加麸曲,和酒母 糖化发酵（固态或液态发酵）拌糠,加盐陈酿,接入醋酸菌种子 醋酸发酵,淋醋 陈酿,配兑 灭 菌 包装 成品,第7页,主要工艺关键点：,(1),原料,：粮食(南方为大米、糯米；北方为高梁、玉米)；薯类(甘薯、马铃薯、木薯)；农副产品下脚料、水果等残果、次果等。,(2),发酵,：固态和液态发酵。,(3),拌糠,：加辅料、疏松料(起吸收水分、疏松醋醅、贮存空气作用)。,(4),灭菌,：杀死醋中微生物和残留酶，使醋成份基本固定下来。其次是经过加热使香气更浓，味道更友好。,(5),加盐陈酿,：抑制醋酸菌活动，调整风味。有醋醅陈酿和醋液陈酿。,第8页,1.2发酵乳制品,1.2.1发酵乳制品,食品中把以乳液作为主要原料，经微生物发酵而制成乳制品均称为,发酵乳制品,。,当然在发酵乳制品生产中，除了利用细菌作为发酵剂外，还能够与其它微生物联合，作为一个混合发酵剂来使用。,第9页,1.2.2发酵乳制品中乳酸细菌及发酵类型,用于生产发酵乳制品细菌主要是,乳酸菌,。,乳酸菌是一群能利用可发酵性碳水化合物产生乳酸G,+,细菌通称。,乳酸菌种类较多，当前已发觉有23个属。在发酵乳制品中包括有乳杆菌属、乳球菌属、链球菌属、明串珠菌属和双歧杆菌属。,最惯用是干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜热链球菌、丁二酮链球菌、乳脂链球菌、噬柠檬酸链球菌、双歧杆菌等。,第10页,1.,2.2发酵乳制品中乳酸细菌及发酵类型,通常依据乳酸菌对糖发酵特征能够分为二种类型，同型发酵LAB和异型发酵LAB。,同型发酵乳酸菌,指是在发酵过程中，能使发酵液中80-90%糖转化为乳酸，仅产生极少许其它产物。如干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌等。,异型发酵乳酸菌,指是在发酵过程中，能使发酵液中50%糖转化为乳酸，另外50%糖转变为其它有机酸、醇、CO,2,、H,2,等。如明串珠菌、短乳杆菌等。,第11页,1.2发酵乳制品,1.2.3几个常见发酵乳制品,酸性奶油,酸性奶油,：就是把从合格鲜乳中分离出来稀奶油，经过杀菌、冷却后，接种乳酸菌发酵剂于适当温度下进行发酵，然后再经物理成熟而制成一个发酵乳制品。,制造酸性奶油最主要是要有优良纯发酵剂，即乳酸菌含有较强化学活力并有生香作用。,第12页,酸性奶油,惯用作酸性奶油生产乳酸菌菌种多为两种以上菌种混合发酵，主要有：乳酸乳球菌、乳脂链球菌、副噬柠檬酸链球菌、噬柠檬酸链球菌、丁二酮乳链球菌。,其中乳酸乳球菌和乳脂链球菌主要是把稀奶油中乳糖发酵生成乳酸，后二种是将稀奶油中柠檬酸代谢成丁二酮增加香味。,第13页,生产工艺流程(整个过程12hr左右),稀奶油加热灭菌 冷却至18-20 加入5%发酵剂,18-20发酵 每隔1hr搅拌5min 发酵结束快速冷,却至5以下 物理成熟 搅拌 洗涤,加色 压炼 成品 包装,值得注意是酸奶油生产过程中还需要预防噬菌体和杂菌污染。,第14页,1.2发酵乳制品生产中细菌,1.2.3,几个常见发酵乳制品,干酪,干酪是由优质鲜乳经过消毒后，加入凝乳酶或乳酸菌菌种，首先使乳液凝块，再脱去乳清，压成块状，然后在乳酸菌作用下逐步成熟而制成一个发酵乳制品。,干酪主要成份是酪蛋白和乳脂（脂肪），还含有Ca、P、S及较多B族维生素和维生素A，故是一个比较轻易消化营养价值较高食品。,第15页,干酪,制造干酪惯用发酵剂是乳酸菌（用丙酸菌和丝状真菌），惯用乳酸菌有：,乳球菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、噬柠檬酸链球菌,。,惯用凝乳酶为,皱胃酶,，也有用木瓜蛋白酶和微生物产生凝乳酶，也能够用乳酸菌发酵作用凝乳。,第16页,干酪,干酪生产用发酵剂与酸性奶油相同，常采取多菌种混合发酵，再添加一些乳杆菌。,乳酸菌除了发酵乳糖产生乳酸促使乳液凝块外，有些乳酸菌还能分解蛋白质并产生香味。干酪特有风味物质主要是蛋白质分解产生氨基酸，乳糖、柠檬酸发酵，脂肪水解产生挥发性酸及其盐类或酯类以及丁二酮等形成。,第17页,干酪生产工艺流程,原料乳加热杀菌 加入凝乳酶、发酵剂及色素,形成凝块 切割凝块、搅拌、加热 排除乳清,粉碎凝块 入模压榨 加盐 发酵成熟,当然不一样品种干酪加工工艺不尽相同(硬质、软质、干、半干等)，所用发酵剂组成也不一样。,干酪在发酵成熟过程中，最初含菌量较多，乳酸菌占优势，数量增加较快，但伴随干酪成熟，乳糖被消耗，乳酸菌逐步死亡，最先死亡是乳球菌，最终是乳杆菌。,第18页,左图：法国Brire布尔干酪右图：法国Roquefort罗奎福特干酪,第19页,左图：法国Camembert卡门培尔干酪右图：意大利parmesan帕尔梅散干酪,第20页,左图：美国Brick砖状干酪右图：意大利ascarpone 莫斯卡普干酪,第21页,左图：西班牙Cabrales卡普勒斯干酪右图：瑞士Emmental埃门塔尔干酪,第22页,左图：英国Cheddar契达干酪右图：丰富多彩干酪,第23页,干酪生产过程中凝乳,第24页,干酪生产过程中排乳清,第25页,干酪生产过程中排乳清,第26页,干酪成熟与评选,第27页,利用干酪生产食品,第28页,利用干酪生产食品,第29页,干酪生产中要注意预防杂菌污染，尤其是噬菌体对干酪生产威胁较大。干酪腐败变质常出现2种变质现象。,产气。内部形成多孔状结构，原因是污染了一些产气细菌,如大肠菌群细菌、乳糖发酵酵母菌部分芽孢杆菌（多粘芽孢杆菌、浸麻芽孢杆菌），在干酪成熟早期，使乳糖发酵产气，造成内部不规则气孔并使干酪膨胀。在成熟中期以后，发生产气细菌主要是一些厌氧梭状芽孢杆菌，如巴氏固氮梭菌、生孢梭菌、酪酸菌（是干酪中有害酪酸发酵代表菌）等。,第30页,干酪变色、变味、发粘和发臭。,干酪表面常因有酵母菌、霉菌和一些分解蛋白质细菌生长而使干酪软化、褪色和产生臭味；其次因为假单孢菌、产碱杆菌和变形杆菌等属中一些细菌污染可引发干酪表面发粘，另外因为液化链球菌、圆酵母等分解蛋白质菌污染，还会使干酪变味（出现苦味）；而一些霉菌和球菌污染还能够在干酪表面形成色斑。,所认为了确保质量，干酪在生产过程中必须注意卫生管理第31页,酸乳及乳酸菌活性乳饮料,酸乳是一个由加热处理后标准化乳,经嗜热链球菌和德氏保加利亚乳杆菌混合发酵而成一个半固体乳制品。,酸乳制作历史也非常悠久，在古希腊、印度、埃及，人们早已知道酸牛奶制作方法。当然最早酸奶可能是游牧民族偶然做成，那就是牛奶在一些微生物作用下变酸凝结，经尝试发觉味道变得更加好而逐步被人们所接收。,第32页,酸乳保健效果,营养作用,缓解乳糖不耐症,整肠作用,抑菌作用,改进便秘作用,降低胆固醇,抗癌作用,第33页,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,。,第34页,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,）生产戊二酮，在谷氨酸脱氢酶作用下戊二酮被氨基化形成谷氨酸。,第35页,2以酵母菌为主体发酵食品,面包,酿酒,酵母细胞利用单细胞蛋白,第36页,2.1 面包,生产原料,面粉,盐,糖,油脂,添加剂,水,第37页,2.1 面包,菌种：,当前最惯用菌种是啤酒酵母。,压榨鲜酵母,活性干酵母,第38页,发酵机理:,a.2,（C,6,H,10,O,5,）+2nH,2,O,n,(C,12,H,22,O,11,),淀粉 麦芽糖,b.C,12,H,22,O,11,+H,2,O,2,C,6,H,10,O,6,麦芽糖 葡萄糖,C,12,H,22,O,11,+H,2,O,C,6,H,10,O,6,+C,6,H,10,O,6,麦芽糖 葡萄糖 果糖,淀粉酶,蔗糖转化酶,麦芽糖酶,第39页,c.,进行有氧呼吸和无氧呼吸,C,6,H,10,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+2817.3kj,C,6,H,10,O,6,C,2,H,5,OH+2CO,2,+100.3kj,无氧呼吸,有氧呼吸,第40页,酵母菌在面包生产中作用：,体积大、组织松软;,改进面包风味,;,增加面包营养价值,.,第41页,2.2 啤酒,生产原料,大麦,酒花,水,辅料,第42页,2.2 啤酒,菌种：,酿造啤酒酵母主要有两种,啤酒酵母和卡尔酵母。发酵机理：,麦芽经过糖化后，制成含麦芽糖、葡萄糖麦芽汁。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经过EMP路径，形成CO,2,和乙醇。,第43页,啤酒生产用酵母菌及生产工艺流程,啤酒生产用菌种为,啤酒酵母菌,。,啤酒生产工艺流程,大麦 浸泡 发芽 麦芽 粉碎 糖化,（麦芽汁制备）过滤 麦芽汁煮沸 冷却、澄清,初发酵 后发酵 啤酒过滤（分离）啤酒,包装 成品啤酒,第44页,2.3 单细胞蛋白,单细胞蛋白优点：,不受外界环境条件影响，能实现工业化生产；,微生物生长速度远动植物快,微生物菌体内含量较多蛋白质和较各种类氨基酸，有还富含维生素,第45页,生产单细胞蛋白原料：,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；能利用乙醇主要是酵母菌，其次为细菌和霉菌；,氢气和碳酸气氢细菌,第46页,3.,以霉菌为主体发酵食品,淀粉糖化,酱油酿造,酱类（大豆酱、面酱、豆瓣酱等）制作,豆腐乳,有机酸(柠檬酸、乳酸、醋酸等发酵生产),第47页,3.1酱油,酱油是一个由蛋白质原料和淀粉质原料经各种微生物酿制而成一个咸味调味品，是咸、甜、鲜、苦、酸五味调和。,酱油不但含有些人体生理需要各种营养物质，还含有各种调味成份，如食盐咸味、氨基酸钠盐鲜味，糖及其它糖醇物质甜味、有机酸类物质酸味，酪氨酸等爽口苦味，所以是,咸、甜、鲜、苦、酸,五味调和，另外还含有特殊香味及天然瑰丽棕红色素，因而是一个色、香、味俱佳调味品。,第48页,2)类型：（当前世界上普遍食用酱油有三类）,一个是欧洲型蛋白质水解液，即用无机酸来水解蛋白质，然后用碱中和，再经过滤加入酱色和调味料而制成，这种方法生产酱油速度快，产量高，但产品质量差。,亚洲型鱼露，即用小鱼小虾酿制而成，尤以日本鱼露较为知名，我国江浙一带也生产这类酱油。,中国型以豆、麦为原料酿制而成酱油，且均以我国酱油质量最优，风味最正确。,第49页,3.1 酱 油,3)菌种和发酵机理,菌种：,酱油是各种微生物混合作用结果，,霉菌（米曲霉）,、酵母菌和细菌都参加了复杂物质转化过程。,第50页,发酵机理：,a蛋白质分解（米曲霉）,b.淀粉分解（米曲霉）,c.乳酸发酵（乳酸菌）,d.酒精发酵（酵母）,第51页,酱油色素形成,美拉德反应,酶促褐变,酱油五味,：,鲜味氨基酸和核酸类物质钠盐,甜味糖类、醇类和一些氨基酸,酸味有机酸,苦味酪氨酸,咸味食盐,第52页,3）酱油酿造用微生物,酱油酿造是各种微生物发酵结果。包含有,霉菌、酵母、细菌,。其中最主要是霉菌中,米曲霉,。常见米曲霉有沪酿3.042、沪酿UV-336、渝3.811和渝 10,B。,4）生产工艺,种曲 热盐水,原料 处理 制曲 制醅发酵,淋油 加热 配制 成品,第53页,3.2 腐乳,腐乳又名豆腐乳，是豆腐坯经毛霉或根霉发酵后，再经食盐和各种辅料腌制而成一个滋味鲜美，风味独特、营养丰富、价廉物美发酵豆制品。,第54页,3.2 腐乳,1）菌种：主要是毛霉中腐乳毛霉、鲁氏毛霉、五通桥毛霉、总状毛霉、华根霉等。,第55页,2）发酵机理：,在发酵前期，主要是毛霉等生长发育期，同时分泌各种酶，引发豆乳中少许淀粉糖化和蛋白质逐步降解。,装坛后，即进行厌氧后发酵，毛霉产生蛋白酶和细菌、酵母菌发酵作用，经过复杂生物化学改变，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。,第56页,生产工艺,菌液,豆腐坯 入笼格 接种 培养 调温,养花 凉花 搓毛 掩坯（加盐，含盐量,16%）装坛（加辅料）后熟 成品,前发酵与后发酵：,前发酵是在白坯上培养,毛霉或根霉,，让菌丝生长繁殖，分泌酶系形成一个皮膜。后发酵是将毛坯用盐腌，然后再依据不一样品种要求，给以配料、装坛贮藏形成产品。,第57页,