第五章乳中的微生物ppt课件.ppt

第五章乳中的微生物本章重点：本章重点：鲜乳中微生物的种乳中微生物的种类、来源及性状；、来源及性状；微生物在乳品工微生物在乳品工业中的中的应用方法；用方法；鲜乳异常乳异常发酵酵产生的原因生的原因讲授授时数：数：2学学时第一第一节乳中微生物的种乳中微生物的种类与来源与来源一、种一、种类1病原微生物2有害微生物3有益微生物来源于乳房内的来源于乳房内的污染染乳房中微生物多少取决于乳房的清乳房中微生物多少取决于乳房的清洁程度，程度，许多多细菌通菌通过乳乳头管栖生于乳池下部，管栖生于乳池下部，这些些细菌从乳菌从乳头端部侵入乳房，由于端部侵入乳房，由于细菌本身的繁殖和乳房的物理菌本身的繁殖和乳房的物理蠕蠕动而而进人乳房内部。因此，第一股乳流中微生物人乳房内部。因此，第一股乳流中微生物的数量最多。的数量最多。正常情况下，随着正常情况下，随着挤乳的乳的进行乳中行乳中细菌含量逐菌含量逐渐减少。所以在减少。所以在挤乳乳时最初最初挤出的乳出的乳应单独存放，另独存放，另行行处理。理。二、乳中微生物的来源二、乳中微生物的来源来源于牛体的来源于牛体的污染染挤奶奶时鲜乳受乳房周乳受乳房周围和牛体其他部分和牛体其他部分污染的染的机会很多。因机会很多。因为牛舍空气、牛舍空气、垫草、草、尘土以及本身土以及本身的排泄物中的的排泄物中的细菌大量附着在乳房的周菌大量附着在乳房的周围，当，当挤乳乳时侵人牛乳中。侵人牛乳中。这些些污染菌中，多数属于染菌中，多数属于带芽芽孢的杆菌和大的杆菌和大肠杆菌等。所以在杆菌等。所以在挤乳乳时，应用温用温水水严格清洗乳房和腹部，并用清格清洗乳房和腹部，并用清洁的毛巾擦干。的毛巾擦干。来源于空气的来源于空气的污染染挤乳及收乳乳及收乳过程中，程中，鲜乳乳经常暴露于空气中，因此常暴露于空气中，因此受空气中微生物受空气中微生物污染的机会很多。牛舍内的空气含有染的机会很多。牛舍内的空气含有很多的很多的细菌，尤其是在含灰菌，尤其是在含灰尘较大的空气中，以大的空气中，以带芽芽孢的杆菌和球菌属居多，霉菌的的杆菌和球菌属居多，霉菌的孢子也很多。子也很多。现代化代化的的挤乳站，机械化乳站，机械化挤乳，管道封乳，管道封闭运运输，可减少来自，可减少来自于空气的于空气的污染。染。来源于来源于挤乳用具的乳用具的污染染挤乳乳时所用的桶、所用的桶、挤乳机，乳机，过滤布、洗乳房布、洗乳房用布等，如果不事先用布等，如果不事先进行清洗行清洗杀菌，菌，则通通过这些用具也使些用具也使鲜乳受到乳受到污染。所以乳桶的清洗染。所以乳桶的清洗杀菌，菌，对防止微生物的防止微生物的污染有重要意染有重要意义。5其它来源其它来源操操作作工工人人的的手手不不清清洁，或或者者混混入入苍蝇及及其其他他昆昆虫虫等等，都都是是污染染的的原原因因。还须注注重重勿勿使使污水水溅入入桶桶内内，井井防防止止其其他他直直接接或或间接接的的原原因因从从桶桶口口侵入微生物。侵入微生物。牛乳在健康的乳房中牛乳在健康的乳房中时就已有某些就已有某些细菌存在，菌存在，加上在加上在挤乳和乳和处理理过程中外畀微生物不断侵入，程中外畀微生物不断侵入，因此乳中微生物的种因此乳中微生物的种类很多。很多。一、一、细菌菌牛乳中的牛乳中的细菌，在室温或室温以上温度大量增殖，根菌，在室温或室温以上温度大量增殖，根据其据其对牛乳所牛乳所产生的生的变化可分化可分为以下几种：以下几种：产酸菌酸菌主要主要为乳酸菌，指能分解乳糖乳酸菌，指能分解乳糖产生乳酸的生乳酸的细菌。在乳菌。在乳和乳制品中主要有乳球菌科和乳杆菌科，包括和乳制品中主要有乳球菌科和乳杆菌科，包括链球菌属、球菌属、明串珠菌属和乳杆菌属。明串珠菌属和乳杆菌属。第二第二节乳中各种微生物的性状乳中各种微生物的性状产气菌气菌这类菌在牛乳中生菌在牛乳中生长时能生成酸和气体。例如大能生成酸和气体。例如大肠杆菌和杆菌和产气杆菌是常出气杆菌是常出现于牛乳中的于牛乳中的产气菌。气菌。产气杆菌能在低温下增殖，是低温气杆菌能在低温下增殖，是低温储藏藏时能使牛乳酸能使牛乳酸败的一种重要菌种。另外，可从牛乳和干酪中分离的一种重要菌种。另外，可从牛乳和干酪中分离得到得到费氏丙酸杆菌和氏丙酸杆菌和谢氏丙酸杆菌。生氏丙酸杆菌。生长温度范温度范围为1540。用丙酸菌生。用丙酸菌生产干酪干酪时，可使，可使产品具有品具有气孔和特有的气孔和特有的风味。味。肠道杆菌道杆菌肠道杆菌是一群寄生在道杆菌是一群寄生在肠道的革道的革兰氏阴性短氏阴性短杆菌。在乳品生杆菌。在乳品生产中是中是评定乳制品定乳制品污染程度的染程度的指指标之一。其中主要有大之一。其中主要有大肠菌群和沙菌群和沙门氏菌族。氏菌族。芽抱杆菌芽抱杆菌该菌因能形成耐菌因能形成耐热性芽性芽孢，故，故杀菌菌处理后，理后，仍残存在乳中。可分仍残存在乳中。可分为好气性杆菌属和嫌气性好气性杆菌属和嫌气性梭状菌属两种。梭状菌属两种。球菌球菌类一般一般为好气性，能好气性，能产生色素。牛乳中常出生色素。牛乳中常出现的有的有微球菌属和葡萄球菌属。微球菌属和葡萄球菌属。低温菌低温菌7以下能生以下能生长繁殖的繁殖的细菌称菌称为低温菌；在低温菌；在20以下能繁殖的称以下能繁殖的称为嗜冷菌。乳品中常嗜冷菌。乳品中常见的低温菌属的低温菌属有假有假单胞菌属和醋酸杆菌属，胞菌属和醋酸杆菌属，这些菌在低温下生些菌在低温下生长良好，能使乳中蛋白良好，能使乳中蛋白质分解引起牛乳分解引起牛乳胨化，并分解化，并分解脂肪使牛乳脂肪使牛乳产生哈喇味，引起乳制品腐生哈喇味，引起乳制品腐败变质。高温菌和耐高温菌和耐热性性细菌菌高温菌或嗜高温菌或嗜热性性细菌是指在菌是指在40以上能正常以上能正常发育的菌群。如乳酸菌中的嗜育的菌群。如乳酸菌中的嗜热链球菌、保加利球菌、保加利亚乳杆菌、好气性芽乳杆菌、好气性芽孢菌菌(如嗜如嗜热脂肪芽脂肪芽孢杆菌杆菌)和和放放线菌等。特菌等。特别是嗜是嗜热脂肪芽脂肪芽孢杆菌，最适杆菌，最适发育育温度温度为6070。耐耐热性性细菌在生菌在生产上系指低上系指低温温杀菌条件下菌条件下还能生存的能生存的细菌菌(135，数秒，数秒)，上，上述述细菌及其芽菌及其芽孢都能被都能被杀死。死。蛋白分解菌和脂肪分解菌蛋白分解菌和脂肪分解菌(1)蛋白分解菌蛋白分解菌蛋白分解菌是指能蛋白分解菌是指能产生生蛋白蛋白酶而将蛋白而将蛋白质分解的菌群。生分解的菌群。生产发酵酵乳制品乳制品时的大部分乳酸菌能使乳中蛋白的大部分乳酸菌能使乳中蛋白质分解，属于有用菌。也有属于腐分解，属于有用菌。也有属于腐败性的蛋性的蛋白分解菌，能使蛋白白分解菌，能使蛋白质分解出氨和胺分解出氨和胺类，可使牛乳可使牛乳产生黏性、碱性、生黏性、碱性、胨化。化。(2)脂肪分解菌脂肪分解菌脂肪分解菌系指能使甘油酸脂肪分解菌系指能使甘油酸酯分解分解生成甘油和脂肪酸的菌群。脂肪分解菌中，除一部生成甘油和脂肪酸的菌群。脂肪分解菌中，除一部分在干酪生分在干酪生产方面有用外，一般都是使牛乳和乳制方面有用外，一般都是使牛乳和乳制品品变质的的细菌，尤其菌，尤其对稀奶油和奶油危害更大。主稀奶油和奶油危害更大。主要的脂肪分解菌要的脂肪分解菌(包括酵母、霉菌包括酵母、霉菌)有：有：荧光极毛杆光极毛杆菌、蛇蛋果假菌、蛇蛋果假单胞菌、无色解脂菌、解脂小球菌、胞菌、无色解脂菌、解脂小球菌、干酪乳杆菌、白地霉、黑曲霉、大毛霉等。大多数干酪乳杆菌、白地霉、黑曲霉、大毛霉等。大多数解脂解脂酶有耐有耐热性，并且在性，并且在0以下也具活力。因此，以下也具活力。因此，牛乳中如有脂肪分解菌存在，即使牛乳中如有脂肪分解菌存在，即使进行冷却或加行冷却或加热杀菌，也往往菌，也往往带有意想不到的脂肪分解味。有意想不到的脂肪分解味。与与乳乳品品方方面面有有关关的的有有分分枝枝杆杆菌菌属属、放放线菌菌属属、链霉霉菌菌属属。分分枝枝杆杆菌菌属属以以嫌嫌酸酸菌菌而而闻名名，是是抗抗酸酸性性的的杆杆菌菌，无无运运动性性，多多数数具具有有病病原原性性。例例如如结核核分分枝枝杆杆菌菌形形成成的的毒毒素素，有有耐耐热性性，对人人体体有有害害。放放线菌菌属属中中与与乳乳品品有有关关的的主主要要有有牛牛型型放放线菌菌，此此菌菌生生长在在牛牛的的口口腔腔和和乳乳房房，随随后后转入入牛牛乳乳中中。链霉霉菌菌属属中中与与乳乳品品有有关关的的主主要要是是干干酪酪链霉霉菌菌，属属胨化化菌菌，能使蛋白能使蛋白质分解分解导致腐致腐败变质。9放放线菌菌二、酵母二、酵母乳与乳制品中常乳与乳制品中常见的酵母有脆壁酵母的酵母有脆壁酵母(Sacharfrahilis)、膜酺膜酺毕赤氏酵母赤氏酵母(Pmembranefaeiens)、汉逊氏酵母氏酵母(Debhansenii)和和圆酵母属及假酵母属及假丝酵母属等。酵母属等。1脆壁醇母能使乳糖形成酒精和二氧化碳。脆壁醇母能使乳糖形成酒精和二氧化碳。该酵母是生酵母是生产牛乳酒、酸牛乳酒、酸马奶酒的珍奶酒的珍贵菌种。乳清菌种。乳清进行酒精行酒精发酵酵时常用常用此菌。此菌。2毕赤氏酵母能使低赤氏酵母能使低浓度的酒精度的酒精饮料表面形成干燥皮膜，料表面形成干燥皮膜，故有故有产膜酵母之称。膜酺膜酵母之称。膜酺毕赤氏酵母主要存在于酸凝乳及赤氏酵母主要存在于酸凝乳及发酵奶油中。酵奶油中。5假假丝酵母属的氧化分解能力很酵母属的氧化分解能力很强。能使乳酸分。能使乳酸分解形成二氧化碳和水。由于酒精解形成二氧化碳和水。由于酒精发酵力很高，因酵力很高，因此，也用于开菲乳此，也用于开菲乳(kefir)和酒精和酒精发酵。酵。4圆酵母属是无酵母属是无孢子酵母的代表。能使乳糖子酵母的代表。能使乳糖发酵，酵，污染有此酵母的乳和乳制品，染有此酵母的乳和乳制品，产生酵母味，并能生酵母味，并能使干酪和使干酪和炼乳罐乳罐头膨膨胀。3汉逊氏酵母多存在于干酪及乳房炎乳中。氏酵母多存在于干酪及乳房炎乳中。牛乳及乳制品中存在的霉菌主要有根霉，毛霉、曲牛乳及乳制品中存在的霉菌主要有根霉，毛霉、曲霉、青霉、串珠霉等，大多数霉、青霉、串珠霉等，大多数(如如污染于奶油、干酪表染于奶油、干酪表面的霉菌面的霉菌)属于有害菌。与乳品有关的主要有白地霉、属于有害菌。与乳品有关的主要有白地霉、毛霉及根霉属等，如生毛霉及根霉属等，如生产卡卡门培培尔(camembert)干酪、干酪、罗奎福特奎福特(roguefert)干酪和青干酪和青纹干酪干酪时需要依靠霉菌。需要依靠霉菌。三、霉菌三、霉菌噬菌体是侵入微生物中病毒的噬菌体是侵入微生物中病毒的总称，故也称称，故也称细菌病菌病毒。它只能生毒。它只能生长于宿主菌内，并在宿主菌内裂殖，于宿主菌内，并在宿主菌内裂殖，导致宿主的破裂。当乳制品致宿主的破裂。当乳制品发酵酵剂受噬菌体受噬菌体污染后，就染后，就会会导致致发酵的失酵的失败，是干酪、酸乳生，是干酪、酸乳生产中必中必须注意的注意的问题。四、噬菌体四、噬菌体第三第三节微生物在乳品工微生物在乳品工业中的中的应用用发酵：微生物作用于碳水化合物或酵：微生物作用于碳水化合物或类似于碳水似于碳水化合物的物化合物的物质引起不完全氧化的引起不完全氧化的过程。一般在程。一般在部分或完全缺氧情况下才不完全氧化或部分或完全缺氧情况下才不完全氧化或厌氧分氧分解，形成一些不完全氧化物（中解，形成一些不完全氧化物（中间产物）。物）。具体：微生物具体：微生物对基基质（乳糖）（乳糖）进行分子内的行分子内的厌氧呼吸，一般是基氧呼吸，一般是基质分子被脱分子被脱氢等一系列作用等一系列作用而生成各种中而生成各种中间产物，即物，即发酵酵产物。物。一、乳酸一、乳酸发酵（酵（lacticacidfermentation）乳酸乳酸发酵：酵：葡萄糖葡萄糖经微生物的酵解作用微生物的酵解作用产生乳酸生乳酸的的过程称程称为乳酸乳酸发酵。酵。同型同型发酵：酵：发酵酵产物中全物中全为乳酸的乳酸的为同型同型发酵。酵。异型异型发酵：酵：发酵酵产物中除乳酸外物中除乳酸外还有乙醇、乙酸、有乙醇、乙酸、二氧化碳和二氧化碳和氢等，等，为异型异型发酵。酵。应用于乳品中的乳酸菌用于乳品中的乳酸菌目目前前应用用于于乳乳品品中中的的乳乳酸酸菌菌主主要要包包括括5个个属属，它它们分分别是是乳乳杆杆菌菌属属、链球球菌菌属属、明明串串珠珠菌菌属属、双双歧歧杆杆菌菌属属和和片球菌属。片球菌属。1.乳乳杆杆菌菌属属的的乳乳酸酸菌菌一一般般呈呈细长的的杆杆状状，大大小小为（0.51）（210）m，常常呈呈链状状排排列列，也也有有单生生的的例例子子，革革兰氏氏阳阳性性无无芽芽孢微微需需氧氧菌菌。目目前前应用用于于乳乳品品工工业的的菌菌种种主主要要有有：同同型型发酵酵乳乳杆杆菌菌，如如德德氏氏乳乳杆杆菌菌（L.delbueckii）、保保加加利利亚乳乳杆杆菌菌（L.bulgaricus）、瑞瑞 士士 乳乳 杆杆 菌菌（L.heveticus）、嗜嗜 酸酸 乳乳 杆杆 菌菌（L.acidophilus）和和干干酪酪乳乳杆杆菌菌（L.casei）及及其其亚种种等等；异异型型发酵酵乳乳杆杆菌菌，如如短短乳乳杆杆菌菌（L.brevis）和和发酵酵乳杆菌（乳杆菌（L.fermentum）。）。2.链球球菌菌属属乳乳酸酸菌菌一一般般呈呈短短链或或长链状状排排列列，为无无芽芽孢革革兰氏氏阳阳性性兼兼性性厌氧氧菌菌。在在乳乳品品中中应用用的的主主要要菌菌种种有有：乳乳酸酸链球球菌菌（S.lactis）、丁丁二二酮乳乳 链 球球 菌菌(S.diacetilactis)、乳乳 酪酪 链 球球 菌菌(S.creamoris)和和嗜嗜热链球球菌菌（S.thermophilus）等。等。3.明明串串珠珠菌菌属属呈呈圆形形或或卵卵圆形形，菌菌种种排排列列呈呈链状状。目目前前应用用于于乳乳品品工工业中中的的菌菌种种主主要要有有肠膜膜明明串串珠珠菌菌（Leuc.mesenteroides）及及其其乳乳脂脂亚种种（Leuc.cremoris）、葡葡聚聚糖糖亚种种（Leuc.dextranicum）、噬噬柠檬檬酸酸明明串串珠珠菌菌（Leuc.citrovorum）、乳乳 酸酸 明明 串串 珠珠 菌菌（Leuc.lactis）和和酒酒明明串串珠珠菌菌（Leuc.oenos）等等。它它们在在乳乳品品中中主主要要发酵酵柠檬檬酸酸产生生特特征征风味味物物质，故故又又称称风味味菌菌、香气菌或香气菌或产香菌。香菌。4.双双歧歧杆杆菌菌因因其其菌菌体体尖尖端端呈呈分分支支状状（如如Y或或V字字型型）而而得得名名，是是无无芽芽孢革革兰氏氏阳阳性性专性性厌氧氧菌菌。目目前前已已知知的的双双歧歧杆杆菌菌有有24种种，其其中中9种种存存在在于于人人的的肠道道中中，而而应用用于于乳乳品品工工业上上的的仅其其中中的的5种种，如如两两歧歧双双歧歧杆杆菌菌（B.bifidum）、长双双歧歧杆杆菌菌（B.longum）、短短双双歧歧杆杆菌菌（B.breve）、婴儿儿双双歧歧杆杆菌菌（B.infantis）和和青青春双歧杆菌（春双歧杆菌（B.adolescentis）。）。5.片球菌属乳酸菌的片球菌属乳酸菌的细胞排列呈四胞排列呈四联体。体。目前目前应用于乳品工用于乳品工业上的菌种只上的菌种只有乳酸片球菌（有乳酸片球菌（P.acidilactici）和戊）和戊糖片球菌（糖片球菌（P.pentosaceus）两种。）两种。发酵酵过程：程：C12H22O11+H2O2C6H12O6C6H12O62C3H6O3乳糖乳糖酶乳酸乳酸发酵的酵的应用用酸奶、干酪、酸性奶油、酸性酪乳等。酸奶、干酪、酸性奶油、酸性酪乳等。二、酒精二、酒精发酵（酵（alcoholfermentation）概念：概念：乳中的乳糖分解（葡萄糖）乳中的乳糖分解（葡萄糖）产生酒生酒精和精和CO2的的过程。程。C6H12O6+2ADP+2H3PO42CH3CH2OH+2ATP+2CO2+2H2OEMP应用：用：乳酒（乳酒（Kefir、Koumiss）和乳清）和乳清酒，一般不酒，一般不单独酒精独酒精发酵，伴随有乳酸酵，伴随有乳酸发酵。酵。菌种：菌种：酵母（球酵母（球拟酵母、假酵母、假丝酵母、乳酸酵母、乳酸克克鲁维酵母、脆壁酵母）和霉菌（毛霉和酵母、脆壁酵母）和霉菌（毛霉和根霉）根霉）三、丙酸三、丙酸发酵（酵（propionicacidfermentation）概念：概念：葡萄糖葡萄糖经过糖酵解途径生成的丙糖酵解途径生成的丙酮酸可酸可羧化形成草化形成草酰乙酸，草乙酸，草酰乙酸乙酸还原成琥珀酸，再原成琥珀酸，再经脱脱羧而而产生丙酸。此外，少数丙酸菌生丙酸。此外，少数丙酸菌还能以乳酸能以乳酸为底物、能源，通底物、能源，通过发酵将其酵将其转化化为丙酸，丙酸，这类发酵的酵的终产物均物均为丙酸，故称之丙酸，故称之为丙酸丙酸发酵。前酵。前者者为琥珀酸琥珀酸-丙酸途径，后者丙酸途径，后者为丙丙烯酸途径。酸途径。1.琥珀酸琥珀酸-丙酸途径丙酸途径2.丙丙烯酸途径酸途径丙丙酮酸酸草草酰乙酸乙酸苹果酸苹果酸琥珀酸琥珀酸丙酸丙酸L-乳酸乳酸2羟丙丙酰COA丙丙烯COA丙丙酰COA丙丙酸酸COACO2H-2H2O-CO2应用：用：干酪成熟（干酪成熟（Swisscheese）四、丁二四、丁二酮发酵（酵（biacetylfermentation）概念：概念：微生物利用微生物利用柠檬酸檬酸经发酵生成酵生成许多具有良多具有良好好风味的小分子物味的小分子物质（如丁二（如丁二酮）的）的过程。其程。其风味物味物质除丁二除丁二酮外，外，还有乙有乙醛、乙酸、乳酸、丙、乙酸、乳酸、丙酸、乙醇等。酸、乙醇等。菌种：菌种：乳酸乳酸链球菌丁二球菌丁二酮亚种、乳脂明串珠菌、种、乳脂明串珠菌、嗜嗜柠檬酸明串珠菌等。檬酸明串珠菌等。使乳与乳制品使乳与乳制品变质的微生物的微生物发酵酵1丁酸丁酸发酵（酵（butyricacidfermentation）除除产生丁酸外，生丁酸外，产生大量的二氧化碳和生大量的二氧化碳和氢，由于，由于这一一发酵会使干酪酵会使干酪风味味变坏，坏，产生异臭和生异臭和质地因地因产气膨气膨胀而破（断）裂，被而破（断）裂，被认为是乳品工是乳品工业中有中有害害发酵。酵。菌种：菌种：一些一些专性性厌氧的梭状芽氧的梭状芽孢杆菌（如丁酸梭杆菌（如丁酸梭菌、酪丁酸梭菌、生菌、酪丁酸梭菌、生孢梭菌等）梭菌等）C12H22O11+H2O2C6H12O6C6H12O6CH3CH2CH2COOH+2CO2+2H22腐腐败过程程由于腐由于腐败菌的作用使乳中的蛋白菌的作用使乳中的蛋白质、脂肪、脂肪发生分解，生分解，产生一系列生一系列产物，如物，如H2S、NH3、胺等，使乳、胺等，使乳产生苦味生苦味和各种异味，和各种异味，严重重时可可产生引起人畜中毒的有害物生引起人畜中毒的有害物质。此此过程程为乳的腐乳的腐败过程。程。菌种：菌种：脂肪分解菌、蛋白脂肪分解菌、蛋白质分解菌等。分解菌等。另外，另外，肠杆菌及其他杆菌及其他产气菌引起的气菌引起的发酵，能使乳糖酵，能使乳糖分解形成大量的混合酸分解形成大量的混合酸类（乳酸、醋酸、丁酸等）以（乳酸、醋酸、丁酸等）以及酒精和大量气体（及酒精和大量气体（CO2、NH3），出），出现这种种发酵酵时，乳将形成松乳将形成松软多孔的凝多孔的凝块，如果，如果发生在干酪成熟生在干酪成熟过程程中，将出中，将出现严重的膨重的膨胀现象。象。