發酵食品微生物

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更新時間: 2013-12-10

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發酵食品微生物 ,經發酵過程製造食品時所利用的食品微生物。最常用的有酵母菌、麴黴以及細菌中的乳酸菌、醋酸菌、黃短桿菌、棒狀桿菌等。

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1 發酵食品微生物 -簡介

通過這些微生物作用製成的食品通常有以下5類(見表):①酒精飲料,如蒸餾酒、黃酒、果酒、啤酒等;②乳製品,如酸奶、酸性奶油、馬奶酒、乾酪等;③豆製品,如豆腐乳、豆豉、納豆等;④發酵蔬菜,如泡菜、酸菜等;⑤調味品,如醋、黃醬、醬油、甜味劑(如天冬甜味精)、增味劑(如5′-核苷酸)和味精等。

發酵食品微生物發酵食品微生物

2 發酵食品微生物 -細菌  

細菌的形態常隨生活環境的變化而改變。但在一定的環境條件下,各種細菌具有一定的形態,基本形態有球狀、桿狀和螺旋狀 3種。大多數球菌的直徑為0.5~2.0µm,桿菌一般寬 0.5~1µm,長 1~5µm。產芽孢的細菌一般比無芽孢的細菌稍大些。細菌的質量約為1×10-9~1×10-10mg。細菌的表面積/體積比很大,因此它們的新陳代謝十分活躍。如乳酸桿菌的表面積/體積比為120000,而體重為100kg的人的表面積/體積比只有0.3;乳酸桿菌1小時所產生的乳酸約為其體重的1000~10000倍,而一個人要想得到1000倍於其體重的糖代謝物則需要40年。利用細菌這種活躍的代謝功能可在發酵食品中創造多種有用產品。

細菌的繁殖是以細胞分裂方式進行的,其繁殖速度很快,最短的世代時間僅十幾分鐘,生長緩慢的細菌也只需幾小時。

用於發酵食品中的細菌,主要有醋酸桿菌、非致病棒桿菌和乳酸菌3種。

醋酸桿菌  

常見於腐爛的水果、蔬菜、酸果汁、醋和飲料酒中。屬革蘭氏陰性無芽孢桿菌,兼性好氧,但易出現退化型。退化型菌體出現枝狀、絲狀等彎曲狀。老培養物中的菌株革蘭氏染色也常常出現變化。醋酸桿菌能氧化乙醇使之成為乙酸,因而是製造食醋的主要菌種。

非致病棒桿菌  

經常從土壤、水、空氣和被污染的細菌培養皿或血平板中分離得到。非致病棒桿菌中的谷氨酸棒桿菌、力士棒桿菌、解烴棒桿菌經常用於味精(L-谷氨酸鹽)的生產。它們能將糖分解成有機酸,並將含氮物質分解成銨離子,再進一步合成谷氨酸並積累於發酵液中。

乳酸菌  

能產生乳酸,是發酵乳製品製造過程中起主要作用的一類菌。按其對糖發酵特性可分為同型發酵菌和異型發酵菌。

同型發酵菌在發酵過程中,能使發酵液中80~90%的乳糖轉化成乳酸,僅有少量的其他副產物。常用的菌種有:乾酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌,瑞士乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌及乳鏈球菌丁二酮乳新亞種。

異型發酵菌在發酵過程中,能使發酵液中50%的乳糖轉化為乳酸,另外50%的糖轉變為其他有機酸、醇、二氧化碳、氫等。在食品中使用的菌種有葡聚糖明串珠菌和乳脂明串珠菌。

根據不同產品的要求,將以上各菌種以不同的組合形式製成發酵劑,用於發酵乳製品的生產。常見的產品有酸性奶油、乾酪、酸奶等(見乳和乳製品)。

酵母  

屬真菌,酵母細胞多為單細胞,有球形、卵圓形、圓柱形、檸檬形、梨形等。在特定條件下某些菌種形成延長的細胞長鏈,形狀與黴菌菌絲相似,稱為假菌絲。酵母細胞的大小因培養基成分及菌齡的不同而異,一般是(8~10)×(1~5)µm。

利用酵母的菌體或酵母的發酵作用能製造酒類、饅頭、麵包、單細胞蛋白等多種食品。

酵母細胞中含有蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素、酶和無機鹽等。其中蛋白質含量(按干基計)一般為51~55%,有的甚至更高。組成此蛋白質的氨基酸有13種以上,營養價值高且易於消化吸收。維生素含量也很豐富,已知有14種以上,而且絕大多數是水溶性的。因此酵母是良好的蛋白質資源。

過量的核酸會引起人體發生痛風和腎結石症等疾病。因此供食用的酵母必須加以精製以除去核酸。酵母的浸出液可用於生物營養及營養食品的調味,滋補劑及填充劑等。

食品工業中常用的酵母菌有釀酒酵母、橢圓酵母、卡爾酵母和異常漢遜酵母四種。

釀酒酵母  

大多呈橢圓形,長與寬之比為2∶1。對酒精有較大的耐力,能發酵葡萄糖、麥芽糖、半乳糖、蔗糖及1/3棉子糖,不能發酵乳糖和蜜二糖。不能同化硝酸鹽。常存在於酒麴、果皮、發酵的果汁以及果園的土壤中。是釀酒工業中最常用的菌,也是啤酒釀造中典型的上面發酵酵母;還可發酵制麵包;它的轉化酶可以轉化糖,也可用於巧克力的製作。
橢圓酵母  細胞為卵圓形,其他生化特性與釀酒酵母相似,除能耐較高濃度的乙醇外,還能耐較高的葡萄汁酸度和較低濃度的二氧化硫,因而常用於葡萄酒的釀造。

卡爾酵母  

是啤酒釀造中典型的底面酵母。它的形態與生化特性都與釀酒酵母相似,不同之處是它具有完全發酵棉子糖的能力。

異常漢遜酵母  

細胞呈圓形、橢圓形或臘腸形。在特定條件下能生成發達的假菌絲。能發酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、半乳糖、棉子糖;不能發酵蜜二糖和乳糖。能同化硝酸鹽,分解楊梅苷。由於能產生乙酸乙酯,因而在改善食品風味中能起一定作用。如白酒和無鹽發酵醬油的增香都可採用此菌。

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3 發酵食品微生物 -黴菌  

不是分類學上的名稱。它是絲狀真菌的統稱。凡在營養基質上長有菌絲體的真菌統稱為黴菌。它包括分類上很不同的許多真菌,如藻狀菌綱、子囊菌綱、擔子菌綱和半知菌綱。

食品工業中常用的黴菌有毛霉屬、根霉屬、麴黴屬和地霉屬4個屬。

毛霉屬  

具有毛狀的外形,無假根和匍匐枝,菌絲無橫隔,孢子囊梗直接由菌絲體生出。繁殖方式可以由子囊孢子直接萌發,也可由接合孢子進行繁殖。毛霉能產生蛋白酶,因而有分解大豆的能力。中國在製作豆腐乳、豆豉時即利用毛霉分解蛋白質產生鮮味。某些種毛霉還具有較強的糖化力,能糖化澱粉。中國酒藥中的毛霉就屬此類。毛霉還可用於酒精和有機酸工業原料的糖化和發酵過程。

根霉屬  

菌絲體產生匍匐枝,匍匐枝末端長有假根。這是與毛霉屬區別的主要形態特徵。根霉具有很強的糖化酶活力,能使澱粉分解為糖,是釀酒工業常用的糖化菌。

麴黴屬  

菌絲體分枝並具有橫隔,分生孢子從分化了的菌絲(具有厚壁的足細胞)上直立長出。分生孢子的形狀、大小、顏色和紋飾都是鑒別麴黴種的重要依據。

麴黴具有分解有機物質的能力。在釀造等工業中得到廣泛應用。它具有多種強活性的酶系。例如應用於釀酒的糖化菌具有液化、糖化澱粉的澱粉酶,同時還有蔗糖轉化酶、麥芽糖酶、乳糖酶等;有些菌能產生較強的酸性蛋白酶,可用來分解蛋白質或用作食品消化劑。黑麴黴所產生的果膠酶,常用於果汁澄清,柚苷酶和陳皮苷酶用於柑橘類罐頭去苦味或防止產生白色沉澱,葡萄糖氧化酶則用於食品的脫糖和除氧。

麴黴能產生延胡索酸、乳酸、琥珀酸等多種有機酸,其中草醯乙酸和乙醯輔酶A通過縮合成為檸檬酸。在食品工業中應用較多的麴黴屬的菌有宇佐美麴黴、黃曲霉、米麴黴和黑麴黴等。這些麴黴在中國的傳統食品豆醬、醬油、白酒、黃酒中起著重要的作用。

地霉屬  

其菌落類似於酵母,故為酵母狀黴菌。但它有真菌絲,菌絲有橫隔,成熟后菌絲斷裂成裂生孢子。裂生孢子多為長筒形,也有方形或橢圓形。一般多呈白色。地霉常見於泡菜、腐爛的果蔬以及動物糞便中。白地霉的菌體蛋白質營養豐富,可供食用或作飼料用。

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