第八章微生物与发酵食品
第八章微生物与发酵食品
第一节细菌在食品制造中的应用
一、食醋
食醋是我国人民日常生活中主要调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。
（一）、菌种
食醋是细菌的发酵产品，常利用醋酸杆菌进行好氧发酵而生产。如以淀粉为原料，还需霉菌和酵母菌的参与；如以糖类物质为原料，需加入酵母菌；只有以乙醇类物质为原料，单纯利用醋酸杆菌就可完成酿醋作用。
1、曲霉菌
酿醋先酿酒，曲霉菌的作用是将淀粉水解为葡萄糖，为酒精发酵提高条件。常用的菌种是黑曲霉(Aspergillus niger)，宇佐美曲霉(https://www.wendangku.net/doc/908414047.html,amii)等。现常用是北微所选育的黑曲霉变异株UV-11，编号为AS.3.4309，最适pH值为3.5-5.0。米曲霉常用菌株有沪酿 3.040,沪酿 3.042(AS3.951),AS3.863等。黄曲霉菌株有AS3.800、AS3.384等。
2、酵母菌
酵母菌通过其酒化酶系统把葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，完成酿醋过程中的酒精发酵阶段。其菌种主要是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
3、醋酸菌
醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力。醋酸菌的形态为短杆或长杆细胞，单独、成对或排列成链状。不形成芽孢，革兰氏染色，幼龄阴性，老龄不稳定。好氧，喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。最适生长温度为30o C左右，最适pH 值为5.4-6.3。
目前国内外用于生产的食醋菌种有：奥尔兰醋酸杆菌(Acetobacter orleanwnse)、许氏醋酸杆菌(A.schutzenbachu)、弯曲杆菌(A.curvum)、产醋醋杆菌(A.acetigenum)、醋化醋杆菌(A.aceti)、恶臭醋杆菌(A.ranlens)等。我国目前使用人工纯培养的醋酸菌种，主要有中微所培育出的恶臭醋杆菌的混浊变种(AS1.41)、上海酿造所和上海醋厂从丹东速酿醋中分离而得的巴氏醋杆菌(A.pasteurianus)巴氏亚种（沪酿1.01号）。
（二）、发酵机理
(C
6H
12
O
6
)
N
+nH
2
O nC
6
H
12
O
6
C
6H
12
O
6
+2ADP+2Pi 2CH
3
CH
2
OH+CO
2
+2ATP
CH
3CH
2
OH+NAD CH
3
CHO+NADH
2
CH
3CHO+NAD+H
2
O CH
3
OOH+NADH
2
食醋在发酵过程中，通过美拉德反应和酶促褐变反应生成色素。发酵过程中产生各种有机酸和醇类，通过酯化反应合成各种酯类，赋予特殊的香气。脂类以乙酸乙酯为主。醋酸是形成酸味的主体酸，甜味来自糖分。鲜味来自蛋白质的水解产物氨基酸和菌体自溶核酸的降解产物核苷酸。
（三）、工艺流程
食醋的酿造方法通常分为固态发酵和液态发酵两大类。我国传统的酿造法多采用固体发酵，该法生产的醋风味较好，但需要辅料多，发酵周期长，原料利用率低，劳动强度大。
一般工艺流程为：原料混合，加水拌匀，烝煮，冷凉和加麸皮和酵母，糖化、发酵，拌糠接入醋酸菌，醋酸发酵，加盐陈酿，淋醋，陈醋，配兑，灭菌，包装，成品。
可用于食醋生产的原料很多，有糖蜜、高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿等干果以及野生含糖和含淀粉的果实等。一般著名的醋仍以糯米、大米、高粱等粮食作物为原料。
我国食醋名优产品如山西陈醋、镇江陈醋、江浙玫瑰醋、四川麸醋÷福建红曲醋、东北白醋等。
二、乳酸发酵制品
（一）乳酸菌及其有关属
按生化性状分类法：乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和片球菌属。
1、乳杆菌属
形态多样，长、细长、弯曲及短杆、棒形球杆状，一般形成链，通常不运动，无芽胞，G=。
微嗜氧，营养要求复杂，需要氨基酸、肽、核酸衍生物、盐类、脂肪酸、可发酵的碳水化合物。
生长温度范围2-53o C，最适生长温度30-40o C，耐酸H5.5-6.2。不能还原硝
酸盐，H
2O
2
酶反应阴性，细胞色素阴性。G+C范围32%-53%。
德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌等。
目前将乳杆菌分为三个亚属：专性同型发酵群、兼性异性发酵群和专性异型发酵群。
2、链球菌属
通常排列成对或链，无芽孢，G=，发酵碳水化合物主要是乳酸，代谢过程中
不能利用氧，但可在氧环境中生长，是一种耐氧的厌氧菌，H
2O
2
酶反应阴性。
该菌属有些是人和动物的病原菌，如牛乳房炎的无乳链球菌；引起咽喉炎的溶血链球菌；食品发酵工业上应用的有乳酸链球菌、乳酪链球菌、嗜热乳链球菌等。
3、明串珠菌属
细胞球形，通常呈豆状，G=，不运动，无芽胞，兼性厌氧，菌落通常小于Φ1㎝，光滑、圆形，灰白色。培养液生长物混浊均匀，但形成长链的菌株趋向于沉淀。
生长温度范围5-30o C，最适20-30o C。
需要复合生长因子、氨基酸以及烟酸、硫胺素、生物素、可发酵葡萄糖，产生D（-）乳酸，乙醇和CO
2
。
接触酶阴性，无细胞色素，不水解精氨酸，通常不酸化和凝固牛乳。不分解蛋白，不产生吲哚，不还原硝酸盐，不溶血。G+C为38-44%。
食品中常用的菌种有肠膜明串珠菌、及其乳脂亚种、酒明串珠菌等。
4、双歧杆菌属
双歧杆菌属细菌的细胞呈现多样形态，有短杆较规则形或纤细杆状带有尖细末端的细胞，有呈球形者，弯曲状的分支或分叉形，棍棒状或匙形。
单个或链状，V形，栅栏状排列，聚合成星状等。G=，不抗酸，不形成芽孢，不运动、厌氧，最适生长温度37-41o C，初始生长最适PH6.5-7.0。G+C含量为55-67%。
模式种为双歧双歧杆菌。应用在发酵乳制品有双歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌和短双歧杆菌。
5、片球菌属
细胞圆球形，一般成对，单个罕见，G=，不运动，不形成芽孢，兼性厌氧。菌落大小可变，Φ1.2-2.5㎝，最适生长温度范围25-40o C，生长时需要有复合的生长因子和氨基酸，还需要烟酸、泛酸、生物素。接触酶阴性，无细胞色素，通常不酸化和凝固牛乳，不分解蛋白，不产生吲哚，不还原硝酸盐，不水解马尿酸钠。
（二）、乳酸发酵类型
葡萄糖进入细胞后的代谢情况依微生物的不同而不同。乳酸菌属于兼性厌氧菌和厌氧菌，它们只能通过发酵作用进行糖代谢，主要产物有乳酸、和一些其它
还原性的产物。根据菌体内酶系统的差异，其代谢途径分三类，即同型发酵途径、异型发酵途径和双歧途径。
同型乳酸发酵是指发酵终产物90%以上为乳酸的乳酸发酵过程。
异型乳酸发酵是指终产物中除乳酸外，还有乙醇、二氧化碳等成分的乳酸发酵过程。
双歧途径是双歧杆菌的产能模式。在葡萄糖代谢中，2mol葡萄糖产生3mol 乙酸，2.5mol乳酸和ATP。
（三）、泡菜
泡菜是一种独特而具有悠久历史的大众的乳酸发酵蔬菜制品,制作工艺可以追溯到2000多年前,乳酸发酵的“冷加工”方法对蔬菜和营养成分,色香味体的保持极为有利,产品既有良好的感官品质,又节约能源。具有设备简单,操作容易,成本低廉,原料丰富,食用方便等众多优点。千百年来,泡菜以其酸鲜纯正,脆嫩芳香,清爽可口,回味悠久,解腻开胃,促消化,增食欲的品位及功效吸引着国内外众多消费者。使泡菜这种食文化世代相传、源远流长、经久不衰。如今以成都泡菜为代表的中国泡菜与韩国泡菜、日本泡菜齐名,成为世界公认的健康发酵蔬菜制品。虽然三国泡菜生产工艺各有绝技,产品质量各具特色,但是无一不焕发出青春,以崭新的面貌继续造福于人类。
韩国泡菜具有千年以上的历史,但直到1950年前后,仍停留在家庭作坊的制作方式。自1974年出现第一家工厂化生产泡菜的企业以来,今日韩国泡菜几乎成为纯粹的工业产品。由于韩国泡菜的不断更新在国际上得到了认可。1997年在国际食品规格委员会会议上,将泡菜的国际标记定为韩国“泡菜”两字发音的“kimchi”。此外韩国清州大学于2000年增设了泡菜食品科学专业。
日本生产的日式泡菜源于韩国,后根据本国国情加以改进自成一家。自80年代后期开始盛行,除满足本国消费外也批量出口。产品从口味到制作工艺均与中国泡菜和韩国泡菜有明显区别。制作方式为:使用天然色素或酱油泡制,没有经过乳酸菌作用,属于低盐、低酸的非发酵型蔬菜制品，通常需冷链销售。
国内的泡菜产地主要在四川成都,成都泡菜以其独有的高品质闻名于世。目前成都地区的蔬菜年产量已达到300万吨。丰富的原料资源和自然优势造就了泡菜行业的崛起和兴旺。据不完全统计,仅成都及周边地区的泡菜生产企业就在千家以上。产品畅销祖国大江南北,甚至远销国外。但是也应当看到,在众多泡菜生产企业中除为数不多的具备工业化生产能力以外,其余均属零星、分散、小规模的作坊式生产。
在制作泡菜过程中，微生物类群的消长变化，可以分为三个阶段：
第一阶段为微酸阶段：乳酸菌利用蔬菜中的可溶性养分进行乳酸发酵，形成乳酸，抑制了其他微生物的活动，主要菌为链球菌和肠膜明串珠菌，另外常见的微生物类群还有假单胞菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌等。
第二阶段为酸化成熟阶段：腐败微生物的活动受到抑制后，更有利于乳酸菌的大量繁殖和乳酸发酵的继续进行使乳酸浓度愈来愈高，达到了酸化成熟阶段。参与发酵的优势微生物种类有肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、短乳杆菌和发酵乳杆菌。
第三阶段为过酸阶段：当乳酸浓度继续增高，乳酸菌的活动受到抑制，此时泡菜和酸菜内的微生物活动几乎完全停止，因此蔬菜得以长时间保存不坏。这一期间的优势微生物主要是植物乳杆菌和短乳杆菌。
乳酸菌在发酵过程中，除了产乳酸外，还产生大量的乙醛、乙醇、二氧化碳、甘露醇、葡聚糖及其它风味物质。
（四）、发酵乳制品
新鲜的原乳经过微生物的发酵作用，成为具有特殊风味的食品，这些食品称之为发酵乳制品。该制品具有良好的风味，较高的营养，同时具有一定的保健作用。其产品主要有干酪、酸奶油、酸乳、马奶酒等。
1、菌种
乳酸细菌发酵糖类的类型可分为两种：同型乳酸发酵和异型乳酸发酵。同型发酵即一些乳酸菌在发酵过程中能使80%-90%的葡萄糖转化为乳酸，仅有很少量的其他产物，引起这种发酵的乳酸菌叫做同型乳酸菌。常用的菌种有干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、乳链球菌(Streptococcus lactis)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilum)、胚芽乳杆菌(L.plantarum)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、丁二酮链球菌(Strediacetilactis)等等。异型发酵即一些乳酸菌在发酵过程中，能使发酵液中50%的糖转化为乳酸，另外50%的糖转化为其他有机酸、醇、二氧化碳等，引起这种发酵的乳酸菌叫做异型乳酸菌。常用的菌种有嗜柠檬酸明串珠菌(Lcuconostoc citrovorum)和葡萄糖明串珠菌(L.dextranicum)等。
所有的乳酸菌通常是不运动的，不形成芽孢。兼性厌氧，罕见色素，营养要求复杂。在固体培养基上形成的菌落较小。它们对酸具有高度的耐性。
2、发酵乳制品种类
（1）、酸性奶油
酸性奶油就是把从合格鲜乳中分离出来的稀奶油，经过杀菌冷却，接种纯发
酵剂，在合适温度下进行发酵而产生一定的芳香风味和酸度，在经物理成熟得到的合格产品。其工艺流程如下：乳的验收→离心→分离→稀奶油→中和→杀菌→冷却→添加发酵菌剂→物理成熟→添加色素→搅拌→排除酪乳→压练包装→检验→成品。
目前常用混合菌剂进行发酵，酸制奶油菌种有乳酸链球菌、乳脂（酪）链球菌、嗜柠檬酸链球菌、丁二酮乳链球菌和嗜柠檬酸明串珠菌等。乳链球菌和乳酪链球菌产酸较强，但产香味能力较差。而嗜柠檬酸链球菌、丁二酮乳链球菌能使乳液中的柠檬酸分解为羟丁酮，再氧化为具有芳香味的丁二酮。
目前认为较好的奶油发酵酒一般含有乳链球菌乳酪链球菌和丁二酮乳链球菌三种菌种的混合菌种。在生产中要防止噬菌体和杂菌的浸染。
（2）、干酪
干酪是由优质鲜乳经杀菌后，加入凝乳酶或微生物菌种，首先使乳液形成凝块，然后脱去乳清，再压块，发酵，逐渐“成熟”而成。其主要成分是酪蛋白和乳脂，还含有丰富的钙、磷、硫等，也含有较多的B族维生素和V
。
A 干酪发酵剂也多采用多菌种混合，与酸奶油基本相似，再添加一些乳杆菌，除产生乳酸外，还能分解蛋白质产生香味，其风味物质主要是蛋白质分解产生氨基酸，由乳糖及柠檬酸发酵，脂肪水解产生挥发酸及盐类或酯类、以及丁二酮等物质形成。
干酪在发酵过程中，初期含菌量较多，乳酸菌占优势，数量增加较快，随着干酪成熟，乳糖被消耗，乳酸菌随之逐渐死亡。
干酪在生产中，要注意防止微生物污染，特别说噬菌体对干酪生产威胁较大。表面如污染了酵母和霉菌以及一些分解蛋白质的细菌，常使干酪软化、褪色和产生臭味等等。所以为了保证干酪的发酵质量，必须严格质量管理和菌种选育。
（3）、酸牛乳
酸牛乳是新鲜牛乳经乳酸菌发酵制成的发酵食品，具有整肠，增加人体的抵抗力，减轻乳糖的不耐受性，降低血液中胆固醇的含量，抑制肠道中有害菌的生长等保健作用，因此，它深受消费者的喜爱。
酸牛奶制品中典型的混合发酵剂是保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌（1：1），它们的最适生长温度为42-43o C，采用混合菌生产比单一菌种产酸率要高很多。
酸牛乳在生产过程中要严格注意操作人员和环境的卫生，防止杂菌和病原菌的污染。
三、氨基酸
氨基酸是组成蛋白质的基本成分。常见的有20种氨基酸，其中有8种氨基
酸是人体必需但在体内又不能合成的，通常称为必需氨基酸。另外在食品工业中，氨基酸可作为调味品，如谷氨酸钠作鲜味剂用，色氨酸和甘氨酸可作甜味剂。在某些食品中还可通过添加某种氨基酸来调整氨基酸的比例，可提高蛋白质的利用率。在畜禽生产中也通常要加入必需的氨基酸。所以氨基酸的生产具有重要意义。
1、谷氨酸的生产
用于谷氨酸发酵生产的微生物有谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)、黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)等。我国使用的菌株是北京棒状杆菌(Corynebacterium Pekinese sp)AS1.299、钝齿棒杆菌(Corgnebacterium crenatum)AS1.542等。
在用于谷氨酸生产菌中，除芽孢杆菌外，其他菌随不属于一个种，但都具有共同的特征，菌体为球形、短杆或棒状，无鞭毛，不运动，不形成芽孢，革兰氏染色呈阳性，需要生物素，在通气条件下培养产生谷氨酸。
微生物合成谷氨酸的途径大致是葡萄糖经糖酵解和单磷己糖支路两种途径生成丙酮酸，丙酮酸进一步生成乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环，生成α-酮
存在时生成L-谷氨酸。
戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的作用下，有NH+
4
谷氨酸生产原料通常有淀粉质类的物质。以甘薯淀粉最为常用。
2、赖氨酸生产
赖氨酸生产上主要应用营养缺陷型菌株，目前国内主要用生产谷氨酸的北京棒状杆菌AS1.299经硫酸二乙酯诱变选育出的高丝氨酸缺陷型菌株AS1.563。
生产赖氨酸的碳源很广，常用玉米、小麦、甘薯、甘蔗糖液、甜菜糖液等；常用尿素和硫铵作氮源。
四、维生素C
维生素C不仅是重要的营养成分外，在食品工业中常用作抗氧化剂，常用于脂肪、油、冷藏食品、啤酒的保藏，同时也是重要的医药制品。
目前我国二次发酵法生产维生素C生产工艺处于世界领先水平。该工艺是以氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)为主要产酸菌，以条纹假单胞菌(Pseudomonas striata)为伴生菌的自然共生菌丝。单纯培养时，前者生长缓慢且产酸能力弱，而后者根本不产酸，但两者共同发酵时，都能将L-山梨糖直接转化成2-酮基-L-古洛糖。
在将D-山梨醇转化为L-山梨糖发酵中，常用的菌种是弱氧化醋酸杆菌(Acetobacter suboxydans)和生黑醋酸杆菌(Acetobacter melanogenum)。另外还可使用生黑葡萄糖醋酸杆菌(Gluconobacter roscum)、恶臭醋酸杆菌(Acetobacter rancens)、醋化醋酸杆菌(Acetobacter aceti)和拟胶醋酸杆菌(Bscterium xlinoxides)
等。
生产时，可直接用葡萄糖作原料，也可用甘薯、木薯或马铃薯淀粉为起始原料，经酸法或酶法转化成精制葡萄糖水溶液进行发酵生产。
五、纳豆菌与纳豆发酵
纳豆是日本的传统发酵大豆食品。传统的方法是以稻草包裹煮熟的大豆，经自然发酵而成。纳豆不仅营养丰富，而且具有抑菌、解酒、恢复疲劳、改善肝功能、预防口腔炎、肺结核和心脑血官疾病等功效，长期食用可达到美白肌肤的效果。
纳豆生产用的纳豆菌属枯草芽孢杆菌纳豆菌亚种。G+、好氧、有鞭毛、极易成链。营养琼脂培养基上的菌落特征为粗糙型，表面有皱褶，边缘不整齐，圆形或不规则形，易蔓延；能发酵葡萄糖、木糖、甘露醇产酸，不产气、有荚膜。0-100℃℃可存活，最适生长温度为40-42℃。纳豆菌在生长繁殖过程中，可产生淀粉酶、蛋白酶、脱氨酶和纳豆激酶等多种酶类化合物。
纳豆菌可杀死霍乱菌、伤寒菌、大肠杆菌O
-157H
7
等，起到抗生素的作用。纳
豆菌还可以灭活葡萄酒菌肠毒素；纳豆中含有100种以上的酶，特别是纳豆激酶，具有很强的溶血栓作用。另外纳豆菌在发酵过程中能产生大量的黏性物质，主要成分是γ-谷氨酸的聚合物（γ-PGA），可开发成新型的外科手术材料。纳豆中
含有丰富的维生素B
2、B
6
、B
12
、E、K等多种营养物质。每克纳豆中含有38.5-229.1ug
的染料木素，71.7-492.8mug染料木甙，染料木素是抗癌的主要活性成分。
其基本的生产工艺为：精选大豆→浸泡、沥干→蒸煮→冷却、接种纳豆菌→发酵→4℃放置1天→纳豆。
第二节酵母菌在食品制造中应用
一、面包
面包是一种营养丰富、组织膨松、易于消化吸收、食用方便的食品之一。它是以面粉为主要原料，加上适量的酵母菌和其他辅助材料，用水调制成面团，再经过发酵、整形、成型、烘烤等工序而制成。
（一）、菌种
在面包生产中，所用的菌种主要有压榨酵母和活性干酵母。压榨酵母又称鲜酵母，它是用酵母液经压榨而制成，使用方便，但不易久存。活性干酵母是由压榨酵母经低温干燥而成，其发酵力有所减弱，使用时须活化再用。
酵母在面包中所起的作用如下：
1、使面包结构膨松。酵母菌在发酵过程中产生大量的二氧化碳能使面包疏
松多孔，呈海绵状。
2、改善面包的风味。酵母菌在发酵过程中产生的酒精和其它物质，与面团中的有机酸在烘烤中形成特有的香味。
3、增加面包的营养价值。酵母细胞含有丰富的营养物质，菌体残留在面包中，因而提高了发酵食品的营养价值。
（二）、发酵机理
将酵母加入面粉和水的混和物中，在适当的温度下（28o C左右），酵母便开始生长繁殖。它首先利用面粉中含有的少量单糖和蔗糖。在发酵同时，面粉中的β-淀粉酶能将面粉中的淀粉转化为麦芽糖。
麦芽糖的增加为酵母菌进一步提供营养物质，酵母菌本身能够分泌麦芽糖酶和蔗糖酶，将麦芽糖和蔗糖分解成单糖，供酵母使用。
、酵母菌利用这些糖类及其它物质先后进行有氧呼吸和无氧呼吸，产生CO
2醇、醛和一些有机酸等产物。
生成的CO
被面筋包围，不易逸散，从而使面团逐渐胖大，发酵后的面团，
2
经揉搓、造型后、烘烤，由于CO2受热膨胀，从而使面团形成多孔海绵状。在发酵中形成的其它物质，如乙醇、乳酸、醛、酮等，在烘烤中形成面包特有的香味。（三）、危害面包的微生物
在菌种生长过程中，有些酵母如圆酵母(Torula)、假丝酵母及醭酵母(Mycoderma)等常比啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiac)生长快，妨碍了啤酒酵母的大量繁殖，从而降低了酵母的发酵生产能力。
许多微生物在压榨酵母上也能生长，造成菌种污染腐败，如乳粉孢霉(Oidiumlactis)能使压榨酵母产生霉味；青霉属的一些种在菌种上形成绿色的菌斑；曲霉则在菌种上形成浅黄至褐色一层。
面粉中含有较多微生物，如烘烤时间不够，在面包中心会残留少量的微生物，如巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)、粘稠芽孢杆菌(Bacillus viscosus)存在时，会使面包发粘，产生典型的抽丝现象。酪酸（丁酸）梭状芽孢杆(Clostridium butyricum)菌能使面包产生酸败的臭味。
二、酵母细胞的利用
酵母细胞含有丰富的蛋白质、糖类、维生素和脂肪。随着人口的增长和动植物资源的限制，从微生物中获得蛋白质（单细胞蛋白）是解决人类蛋白质食物资源的一条重要而有效的途径。微生物生长繁殖迅速，其生长条件完全受人工控制，而微生物对营养物质适应性强，可利用农副产品废弃物糖蜜、纸浆废液、烃类及醇类进行生产。以酵母菌发酵生产单细胞蛋白主要有如下用途：
1、用作食品
酵母菌菌体营养丰富，含有除蛋氨酸外其它人体必需氨基酸，素有“人造肉”之称，成人每天吃干酵母10-15g，蛋白质就能满足。
2、用作发酵剂
新鲜酵母和活性干酵母可用作面包和馒头发酵剂。
3、用作饲料
用假丝酵母和产朊酵母作为菌种，利用亚硫酸废液或石油生产酵母菌体，可用于牲畜饲料。
4、用作医药
酵母片可帮助消化，从酵母中提取的凝血质用于各种出血，麦角固醇是制造维生素D的原料，辅酶A可用于治疗动脉硬化、白细胞减少症、慢性肝炎、血小板减少症等。辅酶I（NAD）用于治疗肝病或肾病，细胞色素C是细胞呼吸激活剂。
5、用作试剂
酵母浸出汁和酵母海藻糖等可用作生物试剂，用于生化、微生物等研究。三、酿酒
（一）、白酒
白酒又名烧酒，是用高粱、小麦、玉米等淀粉质原料经蒸煮、糖化发酵和蒸馏而制成。根据发酵剂与工艺的不同，一般可将蒸馏白酒分为大曲酒、小曲酒、麸曲白酒及液态白酒四大类。
1、酒窖窖泥微生态系
“千年老窖出好酒”是中国传统白酒生产实践的科学总结。窖泥是采用黄土建成，新的发酵窖经过七八轮发酵后，窖泥由黄色变为黑色，再经过约两年的发酵，又逐渐变为乌白色，并变绵软为脆硬，产品质量也随着时间的推移和窖泥的变色二逐渐提高。老窖与新窖的根本差别是它们所含的产香微生物数量和种类的不同。老窖泥中主要有己酸菌、丁酸菌等细菌类微生物以及酵母和少量的放线菌等。其中厌氧芽孢杆菌在酒窖中占有主导的地位，为优势微生物群，在酒窖微生态中有重要的生态功能。
2、大曲发酵
大曲酒发酵是较为粗放的多菌种混合发酵，参与发酵的微生物种类很多，数量大，它们相互依存，密切配合，形成一个动态的微生物群系。由于生产工艺、曲的种类和窖池以及地区、季节的不同，发酵酒醅微生物的构成也不一样，并且随发酵过程的进展而变化。
茅香型酒醅中一般以芽孢杆菌类较多，其中包括巨大芽孢杆菌、地衣型芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌以及枯草芽孢杆菌等；而霉菌和酵母较少。泸香型酒曲霉菌和酵母菌较多，主要的霉菌有米曲霉、黄曲霉、根霉、毛霉、红曲霉等；酵母菌主要有假丝酵母、拟内酵母、酵母属酵母和汉逊氏酵母等。
发酵酒醅的微生物来源主要有两个方面：
（1）、发酵酒醅的微生物主要来源于酒曲。通过接种使酒醅获得菌种，同时还给酒醅提供了大量的淀粉酶、蛋白酶等各种酶类。通过这些酶的作用，为酒醅微生物的生长繁殖提供大量的营养和能源。
（2）、窖泥、环境空气、酿造用水、器具设备等也是酒醅微生物的重要来源。
3、小曲微生物
小曲酒在我国具有悠久的历史，其特点是用曲量小，发酵期短，出酒率高等。小曲又名药曲，因曲胚形小而得名。是用米粉、米糠和中草药接入隔年老曲经过自然发酵而成。小曲中的优势微生物种类主要是根霉和少量的毛霉等，此外还有乳酸菌、醋酸菌以及污染的一些杂菌。如芽孢杆菌、青霉、黄曲霉等。
4、麸曲白酒酿造中的微生物
麸曲白酒是新中国成立后发展起来的。采用麸曲加酒母代替传统大曲所酿制的蒸馏白酒称为麸曲白酒。
麸曲又名糖化曲，它是用以进行淀粉糖化的霉菌制品，主要的糖化菌以曲霉为主，常用的有黑曲霉、米曲霉、黄曲霉及甘薯曲霉等。
（二）、啤酒
啤酒是以麦芽、酒花为原料，经过麦芽糖化和酵母发酵而成的、含有低度酒精（3-5%左右）的饮料酒，营养价值高，素有“液体面包”之称。
酿造啤酒的菌种采用啤酒酵母的各种菌株。啤酒酵母的细胞形态为圆形或卵圆形。幼年细胞较小，成熟时细胞较大。液体中培养的细胞往往大于在固体培养基中生长的细胞。在麦芽汁固体培养基上生长，菌落表现出光滑、湿润、乳白色、边缘整齐的特征。在液体培养基中，呈混浊状态。上面啤酒酵母，悬浮于液体表面形成醭。而下面酵母则呈絮凝状，沉积于容器的底部。另外用梨形酵母和蠕形杆菌共同发酵可以酿造姜汁啤酒。
啤酒酿造中常见的杂菌污染主要有巴氏乳杆菌和啤酒片球菌以及某些野生酵母。
第三节霉菌在食品工业中应用
一、酱油
酱油是日常生活中重要的调味品，我国生产已有两千多年历史。主要是由曲霉产生的蛋白酶将大豆蛋白进行分解，并同其他微生物共同作用，形成营养丰富，风味独特的食品。
（一）、菌种
酱油是多种微生物混合作用的结果。
1、米曲霉和酱油曲霉
酱油中应用的曲霉菌主要是米曲霉(Aspergillus oryzae)和酱油曲霉(A.sojse)，米曲霉和酱油曲霉对原料发酵快慢、成品颜色浓淡、味道鲜美程度有直接关系。
米曲霉菌落生长很快，初为白色外，渐变黄色。分生孢子成熟后，成黄绿色。分生孢子头为放射形，顶囊球形或瓶形，粗糙或近于光滑。
米曲霉有复杂的酶系统，主要有蛋白酶、谷氨酰胺酶、淀粉酶，此外还有果胶酶、半纤维素梅和酯酶等。其中重要的是蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶，它们决定着原料的利用率，酱醪发酵成熟的时间以及产品的味道和色泽。
酱油曲霉是日本学者坂口在30年代从酱油中分离出来的，并应用于酱油的生产。酱油曲霉分生孢子囊表面有小突起，孢子柄表面平滑。含有蛋白酶、聚半乳糖醛酸酶等。
目前日本制曲用混合菌种，其中米曲霉占79%，酱油曲霉占21%。我国则使用纯米曲霉菌种，广泛使用是米曲霉3.042，该菌特点是产蛋白酶高，生长速度快，抗杂菌能力强，酱油的香气和滋味均优良，不产黄曲霉毒素等。现对3.042进行诱变育种，获得产蛋白酶高一倍的沪酿UE328和沪酿UE336新菌株。另外，对UE336进行诱变，筛选出谷氨酰胺酶活力比对照组高2倍以上的沪酿422号，
。
在同等发酵条件下，谷氨酸含量提高40%左右，并且不含黄曲霉毒素B
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2、酵母菌
从酱醪中分离出的酵母有7个属，23个种，其基本形态是圆形、卵圆形、柠檬形、腊肠形等，最适生长温度为28-30o C，pH值是在4.6-5.6之间。
与酱油质量关系密切的是鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii)、易变球拟酵母(Torulopsis versatilis)、埃契氏球拟酵母(T.etchellsii)、无名球拟酵母(T.famata)等。鲁氏酵母主要是发酵葡萄糖等生成乙醇、甘油等，从而进一步生成酯、糖醇等，增加酱油的风味。在后发酵期，鲁氏酵母开始自溶，促进了易变拟球酵母和埃契氏球拟酵母的生长，它们是酯香型酵母，参与酱醪的成熟，生成烷基苯酚类香味物质，如4-2乙基苯酚等，改善了酱油的风味。
3、乳酸菌
从酱醪中分离的细菌有6个属18个种，和酱油关系最密切的是乳酸菌。其菌体杆状、球形，分散或成链状。对氧要求不一，其中酱油四联球菌(Tetrecoccus soyae)、嗜盐片球菌(Pediococcus halophilus)、酱油片球菌(P.soyae)与酱油风味形成有密切关系。在酱醪发酵过程中，前期嗜盐片球菌多，后期四联球菌多些。
乳酸菌的作用是利用糖产生乳酸。与乙醇作用生成乳酸乙酯，香气很浓，由于乳酸降低了发酵醪的pH值(5.0)，这样可促进鲁氏酵母的繁殖。乳酸菌和酵母菌联合作用，赋予酱油特殊的香气。根据经验，乳酸菌与酵母菌数之比为10：1时，效果最好。
近年来，又发现某些芽孢杆菌也参与酱油的酿造，而且是影响风味的主要因素。
（二）、机理
酿造酱油的过程，实际是多种微生物的协同作用的过程，通过微生物产生的酶的催化作用，将原料中的大分子物质分解为简单物质，再经复杂的物理化学和生物化学反应，就形成了具有独特风味的调味副食品。目前，已知酱油的化学成分达三、四百种。
原料中的蛋白质经米曲霉分泌的蛋白酶作用，逐渐分解成胨、多肽和氨基酸。米曲霉分泌的蛋白酶有三种：酸性(pH3)、中性(pH7左右)、碱性(pH8)，其中以碱性蛋白酶最多，所以如果发酵过程中pH值过低，会影响蛋白质的水解。米曲霉中的外肽酶高于其他曲霉，故有利于氨基酸的生成，谷氨酰胺酶又能将游离的谷氨酰胺分解成氨基酸。
原料中的淀粉经淀粉酶的糖化作用，水解成糊精和葡萄糖等。单糖或其他糖类，有的可被微生物作碳源利用，有的可形成酱色，增加酱油的甜味和粘稠度。
酱油中含有的有机酸有乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖酸等，是乳酸菌发酵产生的，这些酸都是酱油重要的呈味物质，又是香味重要成分。
酵母菌发酵产生乙醇等，构成了脂类的前体物质。在发酵过程中产生的酯类以及由化学反应形成的酯类，构成了酱油香气成分的主体。据目前分析有276种成分。
关于酱色的形成，目前一般认为有二种途径。第一种途径是美拉德反应。它是氨基化合物和羰基化合物之间的氨基-羰基反应，最终形成褐色物质——类黑色素，这是主要的生成途径；第二种途径是经过酶褐变反应，由曲生成的多酚氧化酶将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。
一般认为，酱油的鲜味来自氨基酸和核酸类物质的钠盐；甜味来自与糖类、
某些氨基酸（甘氨酸）和醇类（甘油）等；酸味来自于糖类；苦味来自于某些氨基酸（如酪氨酸等）、乙醛等；咸味来自于食盐。
（三）、影响酱油质量的微生物
1、曲霉污染
有些原料本身发霉或在发酵过程中污染某些曲霉，这些曲霉能产生黄曲霉毒素，有些菌种也能产黄曲霉毒素。
2、细菌污染
酱油卫生指标中，细菌数每毫升不超过5万个，大肠杆菌近似值100ml不超过30个，致病菌不得检出。如果超标，表示发生污染。主要来源于种曲、容器等，也可能与污染粪便有关。
3、酱油生“花”
酱油生“花”是污染了耐盐性酵母所致，如盐生接合酵母(Zygosaccharomyces alsus)、日本接合酵母(Z.japonicus)、粉状毕赤氏酵母(Pichia farinose)、球拟酵母属(Torulopsis)和醭酵母属(Mycoderma)中的某些种等。酱油生“花”是由于浓度过稀，成熟不完全，含糖过多，食盐不足，灭菌不彻底或容器不清洁所引起的。酱油生霉后引起质量下降，糖和氮减少，香气消失，鲜味减弱，并产生臭味，苦涩味。
二、豆腐乳
腐乳为我国著名的传统食品，有1000多年的历史，它味道鲜美，营养丰富，价格便宜，深受人们喜爱。
（一）、菌种
腐乳以前靠自然发酵，周期长，受季节影响，而且容易污染。目前采用人工纯培养，缩短生产周期，而且不易污染，常年可生产。主要菌种有腐乳毛霉(Mucer sufu)、鲁氏毛霉(M.rouxianus)、五通桥毛霉(M.wutangkial)、总状毛霉(M.recemosus)、华根霉(Rhzopus chinensis)等。另外，还有细菌型腐乳，克东腐乳是利用微球菌属(Micrococrs)中的种进行酿造的，武汉腐乳是利用枯草杆菌进行酿造的。
（二）、机理
腐乳的酿造过程是微生物及其所产的酶不断作用的过程。在发酵前期，主要是毛霉等生长发育期，在豆乳胚周围布满菌丝，同时分泌各种酶，使豆乳中少量淀粉和蛋白质逐步分解，此时由外界来到胚上的细菌、酵母也随之繁殖，参与发酵。加入食盐、红曲、黄油等辅料，装坛后，即进行厌氧后发酵，毛霉产生的蛋白酶和细菌、酵母的发酵作用，将蛋白质分解为眎、胨、多肽和氨基酸等物质，
同时生成一些有机酸、醇类、酯类，最后制成具有特殊色、香、味的腐乳成品。（三）、红曲
红曲是制造腐乳不可缺少的原料，红曲霉色素是天然色素，使用安全，它是红曲霉属的一些种经固体或液体培养产生的色素。红曲霉色素包括红曲霉素(monascin)、红曲霉红素(monascornbin)、红曲霉黄素(monasscoflavin)和红斑红曲霉素(rubropurctatin)等几种色素。
红曲霉的菌丝分隔，初为白色，后逐渐变为红色或紫色，它既能产生分生孢子，也产生子囊孢子。腐生菌，嗜酸，耐高温（35-47O C），耐乙醇（4%-10%），能利用多种碳源，本身能合成多种维生素，抗杂菌污染能力强。
三、豆酱
酱类制品起源于我国周朝，唐代开始传出国外。酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣辣酱及其加工制品等。它是以豆类与面粉为原料，经蒸熟、制曲、发酵，由成熟酱醅直接配制或经研磨制得的半固态产品，呈红褐色，味鲜香浓，咸淡相宜的产品。米曲霉是酱类生产的主要微生物。
四、丹贝
丹贝又称天培（Tempeh），是印度尼西亚的传统大豆发酵制品。它是大豆经浸泡、脱皮、蒸煮后，接入霉菌，在37℃下于袋中发酵而成的产品。生产菌种为少孢根霉（Rhizopus oligosporus）。另外从丹贝中分离到葡之根霉、米根霉和无根根霉。
丹贝生产的关键是控制空气平衡。处于严格厌氧条件下霉菌生长不良，甚至不生长，但在氧气过多的条件下霉菌产生孢子，形成有一种难闻气味的黑色产品。在氧气平衡时霉菌形成紧密的白色乳状菌丝，缚在豆瓣上，形成一个坚硬的糕状物，煮后带有柔和的坚果味。由于食品级的塑料袋的透气性较差，所以要用特别的带有小孔的袋子，这样可使霉菌生长良好而无孢子产生。
丹贝在发酵过程中，由于大豆子叶组织出现松弛，使大豆蛋白质、脂肪在霉菌酶体系作用下发生分解，因而丹贝具有柔软、黏滑的口感。
丹贝中含有的染料木素和大豆甙元，具有抑制癌细胞的作用。糖肽和异黄酮混合物对金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、普通变形杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌、蜡样芽胞杆菌等食品中常见的腐败菌和致病菌有抑制作用。此外，少孢根霉在丹贝的发酵过程中还可以分泌丰富的SOD。
五、柠檬酸
柠檬酸(Citric acid)是生物体主要代谢产物之一,主要存在水果中,以未成熟的水果含量较多。柠檬酸是食品、医药、化工等领域应用最广泛的有机酸之一。
柠檬酸发酵可利用的微生物很多。主要有黑曲霉(Asp.niger)、文氏曲霉(Asp.wentii)、泡盛曲霉(Asp.awamoti)、宇佐美曲霉(https://www.wendangku.net/doc/908414047.html,amii)、淡黄青霉(Penicillium)、梨形毛霉(Mucor piriforms)、普通黑粉霉(Ustulinavulgaris)、绿色木霉（Trichlderma viride）以及解脂假丝酵母等等。最广泛采用的是黑曲霉(Asp.niger)、文氏曲霉(Asp.wentii)和解脂假丝酵母等菌种。
柠檬酸工业化生产有三种发酵方法：浅盘发酵、固态发酵和液体深层发酵。一般采用深层发酵法生产。
第四节微生物菌体食品
一、螺旋藻
螺旋藻属于蓝藻门，它们与细菌一样细胞核外无核膜，无有丝分裂器，细胞壁也与细菌相似，有多黏复合物构成，并含有二氨基庚二酸，G-。螺旋藻外观为青绿色，显微镜观测成螺旋状。它是由许多细胞组成的螺旋状盘曲的不分枝的丝状体。可进行光合作用。生长温度为25-36℃，最适pH为9-11，在这样的环境条件下，其它许多生物都难以生存，而螺旋藻却能迅速生长繁殖。
螺旋藻蛋白质的含量在60%左右，由18种氨基酸组成，含有丰富的维生素及微量元素，具有很高的保健功效。
二、食用菌
食用菌是可以食用的一类大型真菌，主要有蘑菇、木耳、银耳等。食用菌营养丰富，味道鲜美。还有一些食用菌含有的真菌多糖具有增强机体免疫功能和抗癌作用。
食用菌在分类上属于真菌门的子囊菌亚门和担子菌亚门。我国常见的食用菌属于子囊菌的有地菇科、马鞍菌科和盘菌科。属于担子菌的有木耳科、银耳课、口蘑科、侧耳科等26个科。据统计我国食用菌约有350种。最主要的有木耳属的黑木耳、银耳属的银耳、猴头菌属的猴头、伞菌属的双孢蘑菇、小苞脚菇属的草菇、香菇属的香菇侧耳属的平菇。
食用菌的生产通常采用农业栽培法和液体深层发酵法。
传统发酵食品
【摘要】众所周知，微生物所构成的发酵食品通常存在于复杂的微生态环境，发酵完成的产品的品质与风味是与其代谢机制有着密不可分的联系。这样就使很多功能性的微生物具备了一定的活性物质。但是，我们必须高度重视的一点问题是，当微生物在代谢过程中，随之也会产生一些有害代谢物质，这样就会对传统发酵食品的安全造成极大的威胁。因此，这一问题也成了当前我国传统发酵行业十分关注的内容，各大发酵企业也正在积极寻找一切有效的措施来对其进行解决，以此来提高传统发酵食品的质量。下面，笔者就通过结合自身多年的工作经验，针对传统发酵食品中的微生物及其代谢作用进行了研究讨论，并得出以下相关结论，以供参考。 【关键词】传统发酵食品；微生物代谢作用 0.引言 传统的发酵食品具有悠久的历史，品种多样。其中，比较常见的发酵食品有：发酵乳制品、豆制品、肉制品等。并且，我国传统食品发酵体系通常都是由一种、或是多种的微生物所构成的，其处于特殊的微生态环境中，所产生的微生物是与发酵制品的气味、品质等有着直接的联系。除此之外，很多我微生物能够在代谢过程中，产生大量的活性物质，促使发酵食品具有良好的保健功效，在我国的医药、食品行业具有十分广泛的应用前景，势必会成为传统发酵食品业未来主要的发展大方向。以下，本文就对传统发酵食品中的微生物及其代谢作用进行了探讨分析，从而总结出一些自身的观点与建议。 1.传统发酵工艺的发展现状 在以往传统的食品发酵工艺中，通常参与代谢的微生物都是由各自的原生产地进行统一的富集，共同组成了一个完整而又复杂性的结构体系。而伴随着科学技术水平的不断提升，现有的食品发酵工艺也取得了进一步的发展与进步。当前大部分的微生物群落结构体系已经逐渐成熟。然而，因为传统的食品发酵工艺是在自然环境下形成的，常常会受到地理环境、或是其他方面因素的影响，再加之地域的差异性，就导致发酵完成的食品在特性上存在着十分明显的区别。这样以来，其所构成的微生物群落发挥的作用也各不相同。相关人员在对发酵工艺进行深入研究分析以后发现，部分重要的微生物并未真正发挥自身重要的作用机制，这是由于我国目前对发酵工艺中微生物的产物累积机制等方面的研究较少，再加之缺乏一个明确的理论概念，大多数的发酵企业技术水平滞后，无法充分保障食品的发酵质量。为此，加强对传统发酵食品的微生态环境的分析是非常有必要的，这也是促使发酵食品业可持续发展的重要保障。 2.传统大豆发酵食品中的微生物及其代谢作用 传统大豆发酵食品主要有酱油、豆酱、腐乳和豆豉等，制曲是其发酵的关键步骤，曲中的微生物及其分泌的胞外酶对食品后期发酵过程中的风味形成、营养成分变化及功能因子形成等有重要影响。我国传统酱油酿制及日本传统酱油发酵生产过程中使用的发酵剂“Koji”，其主要微生物是霉菌，其中以米曲霉为主。在发酵过程中，米曲霉分泌多种水解酶，水解原料曲中的蛋白质和碳水化合物，分解物质可供其他微生物利用，产生独特的风味物质和营养物质。同时，在霉菌的作用下，一些不溶性膳食纤维降解为水溶性糖类，提高了发酵豆制品的功能性和可利用性。乳酸菌在酱油的酿制过程中也起关键性作用。与酱油风味形成有关系
微生物发酵工程课程感受
《微生物发酵工程》课程感受 《微生物发酵工程》带给我的最大收获是让我完整的经历了查找文献，筛选文献，翻译文献以及从文献中找到值得学习的地方等一系列过程。在这其中带给我了很多的启发。 首先，对于大三即将结束，马上就要开始毕业设计以及毕业后读研的我们来说，如何有效快速的查找到我们所需要的文献是我们必须要掌握的技能。在平时的学习过程中这样的训练或者是锻炼机会并不多，而《微生物发酵工程》就给我们提供了一个非常好且及时的锻炼机会。我原来无论是做专业选修课还是一些E类课论文时，文献查找只局限用知网查找中文文献。现在宋老师的作业要求让我开始接触了英文文献的查找。我现在已初步学会了利用学校购买的英文文献数据库如nature、science等来查找英文文献资料，学会了通过一篇文献的摘要快速的判断文献是否是我们所需要的，适应了英文的阅读环境。这些让我获益匪浅，相信对我以后的研究生的学习生涯有很大帮助。 其次，在听别的小组同学汇报时，也可以学到很多东西。比如说，我从第一个展示的同学身上学到的就是如何高效传达出一篇文献或者说是我们自己的某些想法的主要内容。原来我在做展示一篇文献时所遵循的原则是按照文章顺序用简洁的语言表达。通过比较，我才发现这种我一直以来遵循的原则的缺陷——展示的结构不太清晰或者说是展示缺乏一种内在的逻辑，容易让听者搞不清每个实验每个步骤之间的关系从而产生混乱。大四学姐的展示则是自己把文献划分为四部分：为什么做、怎么做、做了什么和实验结果。这样这个展示的结构就清晰明了，每个实验每个步骤的目的也就一清二楚，听者也很清楚。我想，学习了这一点我以后的展示效果也一定会进步一大块的。此外宋老师还建议再加上实验创新之处和我能从文章中借鉴什么。 最后，在课程展示这一环节中我还发现我的一个不足。我只能做到听懂展示同学介绍的PPT内容，却无法就实验内容提出自己的疑问。这说明我平时无法锻炼，缺乏自主思考的能力。这一点应该是我在今后的学习生活中着力改善的一点。
微生物技术与食品发酵
微生物技术与食品发酵 可以说食品生产是世界上最大的工业之一。在工业化国家，食品消费至少占家庭预算的20%~30%。食品业范围很广，有专门的行业和职业，还有全球的食品生产和销售的跨国公司，随着运输业的发展，各种各样的食品可运至世界各地，而保鲜技术的进步，使得人们可品尝到一年四季的季节性产品，事实上，食品业正为社会提供高质量，有益健康的食品，不受季节和原产地的限制。 食品链主要开始于农业生产中的作物种植或动物饲养，终止于消费者对他们的利用。除了蔬菜和水果，大不分食品材料需要某种程度的加工如谷类和肉类，农产品和消费者之间的环节是食品工业，通过他们，相对庞大的，易腐烂的粗制品的农产品，转变成货架上便利而美味的食品和饮料。 充分认识生物技术对满足当今社会对食品需求的潜力，无论对发达或不发达的国家都是非常重要的，食品生物技术包含的内容很广，如提高食品质量，营养，安全性和食品保藏等；它有赖于现代生物知识和技术与食品加工和保险生物工程原理的有机结合。不过单凭生物技术的进步还不能使食品工业发生革命，而经济和消费者接受力，对生屋技术应用和推广也有很大的影响，有时超过技术障碍。 食品和饮料与制药业很不同，他们的产品不停地被消费并受市场调节。许多食品和饮料所投入的研究经费占销售额的不到1%。他们加工容易，加工的方法得不到专利保护。许多食品和饮料是大批量，低价格的，所有对市场的研究与基础研究一样重要。面对市场对食品和饮料需求的日益上升，微生物技术对发酵技术的开发展现出良好的商业前景。 食品和饮料的发酵是通过微生物技术或酶对农产品原料的作用，发生相关的化学反应，使最终产品口味，色泽等发生感官上的改善，产品通常更有营养，更易消化，口味更好，并无病原微生物，无毒害，发酵的食品包括面包，乳酪，泡菜，酱油等。发酵的饮料包括啤酒，葡萄酒，白兰地，威士忌和非酒精饮料如茶，咖啡，可可等。 发展发酵技术的一个重要应用是防止有机物的腐烂。另一个重要应用是使口味平淡的原料发生感官的，物理的和营养方面的变化，改善风味和维生素成分，使某些植物性的原料获得肉类的质地和口感。现代的发酵技术方法，使产品更易受控制，更稳定，而且更能确保产品的安全性。 对大多数的发酵过程，人们往往忽略了微生物所起的作用。最初的工匠们无意识的控制和利用微生物的作用，仅凭经验但也得到稳定的终产品，公元前800年，埃及人和巴比伦人就从大麦和产于欧洲的黑麦制得的酸面团发酵生产酒精饮料。只有到了现代，微生物在发酵中起作用的本质才被认识到，有些发酵只有微生物起作用，另一些是多种微生物共同起作用，过程十分复杂，机理尚未完全认识清楚。这些发酵工业的进一步研究，现代生物技术的进一步应用，食品饮料工业技术必得到突飞猛进的发展。目前，能具体体现发酵技术应用价值的是以下几方面。 1. 酒精饮料 世界范围的酿造业是当前商业中具有最稳定经济效益的行业。提高转化率或产量以获得高额利润是发展和改进技术的动力。 原材料主要包括两种：糖类物质和淀粉物质，后者需要在发酵前水解成单糖。当这些底物与适当的微生物一起酝酿，提供发酵条件，最终会得到一种液体，它含有很多成分，酒精含量从百分之几到百分之几十，由于酸性的pH值可以抑制微生物的生长，使得产品更加稳定和安全，这类酒可以直接饮用。但人们更习惯存放一段时间，使得他们口感更好，进一步蒸馏可提高酒精浓度，得到各种类型的酒。最常用的发酵微生物是酵母菌，这种微生物可以吸收和利用单糖，如葡萄糖和果糖，将他们代谢成乙醇，可以使乙醇达到高浓度，这里简单介绍葡萄酒，它是世界范围生物技术酿酒工业的主要代表。 葡萄酒大多数销售的葡萄酒是由葡萄品种Vitisvinifera发酵的产品，这种葡萄的种植已推广到全世界，土质对葡萄酒的质量有着重要的影响。
微生物发酵工程思考题
思考题 1 了解发酵工程的发展简史 2微生物代谢调节的特点和方式 3酶合成调节的特点和机制 4酶活性调节的类型 5诱导、阻遏、分解代谢物阻遏、反馈抑制的定义 6代谢控制发酵的定义 7营养缺陷型突变株积累产物的特点。 8抗反馈调节突变株的定义 9谷氨酸、赖氨酸代谢控制发酵的应用举例 10自然界分离微生物的一般操作步骤？ 11 从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？ 12 菌种选育分子改造的目的？ 13 什么叫自然选育？ 14什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？ 15代谢工程的定义和方法 16常用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？ 17什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？ 18常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？19无机盐的影响？ 20 什么是前体？前体添加的一般方式？ 21什么是生长因子？生长因子的来源？ 22 什么是产物促进剂？产物促进剂举例？ 23柠檬酸发酵的培养基条件 24物料粉碎的力学分析和粉碎原理 25气流输送的原理和方式？ 26淀粉糖的酶法制备原理与技术？ 27 高温瞬时灭菌的原理？ 28 介质过滤除菌的机理是什么 29典型的空气除菌流程（两级冷却两级分离加热流程是重点）？ 30 什么是菌体的生长比速？产物的形成比速？基质的消耗比速？维持消耗？ 31 什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？ 32什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？ 33连续发酵动力学的应用 34温度对微生物生长、产物形成的影响？发酵热的定义, 35 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？ 36为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素？ 37 影响微生物需氧的因素有哪些？ 38 发酵液中的体积氧传递方程？其中Kla的物理意义是什么？ 39如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平？ 40发酵过程中生长速度和菌体浓度的控制方法？ 41 发酵中泡沫形成的原因是什么？ 42圆筒锥底啤酒发酵罐的主要特点？罐内传质和传热如何实现 43 通风发酵设备的设备要求？通风搅拌发酵罐的主要结构？ 44构建基因工程菌中常用宿主系统是什么？ 45基因不稳定性的原因？ 46工程菌发酵过程中，减少乙酸积累的措施？ 47大肠杆菌高密度发酵的策略？ 48甲醇营养酵母的主要特点？
发酵食品微生物的应用现状及发展方向
. 一、发酵食品微生物及发酵方式 利用微生物的作用而制得的食品都可称之为发酵食品。我国传统发酵食品历史悠久，曾影响着日本、朝鲜等国家。近年来，我国发酵食品工业化水平逐年提高，白酒、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的工业化生产发展迅速，其它产品如腐乳、豆豉、酱油、发酵肠等，工业化程度相对较低。因此必须提高我国传统发酵食品工业化水平，参与国际竞争。 1 发酵食品生产中使用的微生物 用于传统发酵食品的微生物有酵母菌、霉菌、细菌等。如中国的著名大曲酒一茅台酒，其发酵所用的大曲由大麦、小麦等粮食原料保温培菌制得。曲中的微生物由曲霉、红曲霉、根霉等霉菌，假丝酵母、汉逊酵母等酵母菌，以及乳酸菌、丁酸菌、耐高温芽抱杆菌等细菌组成；酸奶及发酵乳饮料是由乳酸杆菌、乳酸球菌、双歧杆菌等发酵制得；啤酒发酵是利用酵母菌；发酵肉制品主要的微生物有乳酸菌、片球菌、霉菌等。黄酒发酵利用毛霉、根霉、酵母；酱油生产则利用米曲霉、酵母菌、乳酸菌；醋的生产主要是醋酸菌的作用。 为提高发酵水平，很多发酵食品应用现代生物技术选育优良菌株进行纯种发酵。如英国采用转基因啤酒酵母进行啤酒的生产，可直接利用淀粉和糊精，提高了发酵产率。目前国内外酸奶生产大多使用直投式乳酸菌粉，发酵剂产品质量均一，接种量可精确控制，同时省去了菌种车间，减少投资，简化了生产工艺。 2 发酵食品的发酵形式 . . 发酵食品的发酵形式主要有液态或固态发酵和自然或纯种发酵。 固态发酵广义上讲是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬 浮在液体中的深层发酵，也包括在没有(或几乎没有)游离水的湿固体材料上培 养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。与液态培养方式相比，固态发酵具有如下优点：培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料；投资少，能耗低，技术较简单；产物的产率 较高；基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理,环境污 染较少，后处理加工方便；发酵过程一般不需要严格的无菌操作；通气一般可由气体扩散或间歇通风完成，不需要连续通风，空气一般也不需严格的无菌空气。
微生物工程期末考试试题
一、选择题（多项或单项） 1．发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C．菌种筛选技术D、产物分离工艺E．发酵设备 2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递得主要阻力就是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力 3．微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) A、产物就是微生物菌体本身 B、产品就是微生物初级代谢产物 C、产品就是微生物次级代谢产物 D、产品就是微生物代谢得转化产物 E、产品就是微生物产生得色素 4．引起发酵液中pH下降得因素有：( BCDE ) A、碳源不足 B、碳、氮比例不当 C、消泡剂加得过多 D、生理酸 性物质得存在E、碳源较多 5．发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是（B ） A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7．发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式，通常说得乳酸发酵属于（ A ） A、厌氧发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵 8．通过影响微生物膜得稳定性，从而影响营养物质吸收得因素就是（ B ） A、温度 B、pH C、氧含量D．前三者得共同作用 9．在发酵工艺控制中，主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD ) A、温度 B、罐压 C、搅拌转速与搅拌功率 D、空气流量 E、菌体接种量10．发酵过程中较常测定得参数有：( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题
微生物与发酵食品
第八章微生物与发酵食品 一、填空题 1、泡菜制作中，微生物类群的消长变化经历的三个阶段是_______、_______、 _______。 2、细菌发酵中最常见的最终产物是_______。 3、能够积累柠檬酸的霉菌以_______、_______和_______为主。 4、我国食醋的主要代表品种有_______、_______、_______、_______和_______。 5、参与食醋酿造的微生物主要有_______、_______和_______。 6、参与酱油发酵的微生物主要有_______、_______和_______。 7、纳豆生产菌种是_______。 8、食醋生产的菌种包括_______和_______。 二、判断是非 1、酵母菌可将淀粉经发酵后生成酒精。 2、在谷氨酸发酵中，生物素的浓度对其产量有明显的影响，高浓度的生物素有 利于谷氨酸的高产。 三、名词解释 1、同型乳酸发酵：指发酵终产物90%以上为乳酸的发酵过程。 2、异型乳酸发酵：指终产物中除乳酸外，还有乙醇、二氧化碳等成分的乳酸发酵过程。 3、发酵乳制品：是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作 用，产生具有特殊风味的食品。 4、共生发酵法：在酸乳生产中，将双歧杆菌与兼性厌氧的酵母菌同时在脱脂牛 乳中混合培养，利用酵母菌在生长过程中的呼吸作用，以生物法耗氧，创造一个适合于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境。 四、选择题 1、酵母菌在条件下进行酒精发酵. A、有氧 B、无氧 C、有二氧化碳 D、有水 2、在制作酸菜或青贮饲料时，一般并不人工接种乳酸菌，这是人们利用了植物的。 A、根际微生物 B、叶面附生微生物 C、与植物共生的根瘤菌 D、寄生于植物的微生物 3、柠檬酸发酵是。 A、好气发酵 B、厌气发酵 C、兼厌气发酵 D、以上答案都不是 4、酒精发酵是 B 。 A、好气发酵 B、厌气发酵 C、兼厌气发酵 D、以上答案都不是 5、乳酸发酵是。 A、好气发酵 B、厌气发酵 C、兼厌气发酵 D、以上答案都不是 6、在柠檬酸发酵中，最常用的微生物是。
最新微生物发酵工程测试题
微生物发酵工程测试 题
微生物发酵工程测试题 一、单选题： 1.下列关于微生物的叙述正确的是（） A．所有微生物个体都非常微小，需借助显微工具才能看清 B．所有微生物在生态系统中的成分都是分解者 C．微生物包含了除植物界和动物界以外的所有生物 D．微生物少数对人是有用的，多数对于人和动植物是有害 2．非典型性肺炎、禽流感、炭疽热、人间鼠疫都是一些传染性极强的疾病，对人们的生命健康造成很大的威胁。引起这些传染病的致病微生物分别是 （） A．病毒、细菌、病毒、细菌 B.病毒、病毒、细菌、细菌 B．病毒、病毒、病毒、病毒 D.细菌、细菌、细菌、细菌 3．据报道，一些日本人根本没有饮用任何酒精饮料，却经常呈醉酒状态。经抗生素治疗，很快恢复健康。下列是对致病原因的分析，合理的是 （） A．由于人体细胞无氧呼吸产生过多酒精所致 B.由于肠道中感染的乳酸菌无氧发酵所致 C．于肠道中感染的酵母菌酒精发酵所致 D．D.由于肠道中大肠杆菌的有氧呼吸所致 4．下列关于微生物的碳源说法不正确的是（） A．微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖 B.自养型微生物以CO2等无机物作为唯一或主要的碳源
C.常糖类是异养型微生物的主要碳源和能源 D.不同种类的微生物对碳源的需求相差不大 5．19世纪后期，著名的德国细菌学家科赫发明了纯培养技术，分离出了霍乱弧菌、结核杆菌等，这种培养技术中，很重要的一点就是要判断在培养基上细菌哪些是同一种。他的判断依据是（）Ａ.细菌鞭毛的有无 B.细菌能否形成芽孢 C.细菌的菌落特征 D.细菌荚膜的有无 6．关于细菌培养过程说法错误的是（） A．培养基、手、接种环的灭菌、消毒方法分别是高压蒸汽灭菌、酒精、火焰烧灼 B．培养基分装的高度为试管长度的1/5，搁置斜面的长度不超过试管的1/3 C．高压蒸汽灭菌结束时，当压力为0时，才能打开排气阀 D．接种时，不要画破培养基，也不能使接种环接触管壁或管口 7．下列关于平菇培养过程的叙述正确的是（） A．培养基也可采用高压蒸汽灭菌，所需压强、时间与细菌培养基灭菌时完全一样 B．培养基的pH应调至高无上8.0 C．接种过程中，要在火焰旁操作，防止杂菌感染 D．接种后应放在完全密闭的适宜温度的房间里培养 8．下列关于固氮菌的叙述中，错误的是（） Ａ.不同的根瘤菌只能侵入特定种类的豆科植物Ｂ.具有根瘤的豆科植物能以氮气为氮源
微生物与发酵工程
微生物与发酵工程 13101002 朱梦雪发酵工程是生物工程的重要组成部分,也是现代微生物学的核心内容;任何产品的发酵生产都必须通过微生物发酵或细胞扩大培养才能实现。因此,微生物与发酵是紧紧联系在一起的。微生物发酵工程是加快发酵工程研究成果转化为生产力,取得最佳效益的重要手段。微生物科学工作者应不失时机地积极而科学地运用这种手段为社会社会主义市场经济服务。 根据文献的调查，微生物的发酵工程主要应用于以下几点： 首先是在农业生产上，巴西全国土壤生物研究中心的研究人员发现一种新固氮菌,即固氮醋杆菌(Aeetobaeterdiazotrophyeus)。这是人类发现的第一个有固氮能力的醋杆菌,生活在甘蔗根部,具有很强的抗酸性。由于它的高效固氮能力,可使甘蔗年产量提高2倍(由60吨/公顷提高到180吨/公顷)。在固氮菌的研究方面,我国作物茎瘤固氮根瘤菌的高效固氮活性,以及小麦、玉米、陆生水稻固氮根瘤菌研究取得重要进展;英国诺丁汉大学一个研究小组也获得田著根瘤菌进入小麦、水稻、玉米和油菜等非豆科植物侧根中形成小根瘤,且有固氮作用的类似结果。今年拟在埃及、印度、墨西哥分别进行小麦、水稻、玉米的田间试验。这些非豆科专性共生固氮菌尚处在试验研究阶段。而我国联合固氮微生物早已产业化生产,其产品推广应用于农业生产实践,获得了增产的效果。近又发现一些新的联合固氮菌如产酸克氏杆菌、植皮克氏杆菌(Klebsiellaplantieola)等,为扩大联合固
氮菌AIJ新品种的研制做出了新贡献。 其次是在生物材料方面。有很多生物材料都是应用微生物发酵来生产的。我了解到的有生物可降塑料、建筑用生物材料和壳聚糖材料。 生物可降解塑料:微生物合成塑料物质:加拿大蒙特利尔生物技 术研究所以甲醇为原料利用从土壤中选育的嗜甲基细菌生产聚件轻 基丁酸(PHB),在我国,武汉大学生物工程研究中心用圆褐固氮菌发酵生产PHB;中国科学院微生物研究所用真养产碱杆菌生产PHB,在培养基中累积的量达细胞干重的63%(W/W);山东大学微生物研究所用该菌生产PHB的研究取得类似结果。 建筑用生物材料：某些微生物及其代谢产物如橡胶物质、弹力纤维、高分子多糖等作为混凝土添加剂,制造富有弹性的牢固的生物混凝土材料是有可能的,提供生物建筑材料的另一种可能性是某些微生物—蓝细菌或微型藻类,它们有分泌石灰石(碳酸钙)能力。 多用途的壳聚糖材料：壳聚糖又叫脱乙酞基多糖,用途极其广泛,几乎各个行业都用得着它。从微生物发酵生产,如真菌细胞壁含几丁质成分20%一22%,毛霉细胞壁中几丁质含量高达30写一40%,利用黑曲霉或其他真菌来生产壳聚糖是完全可能的。 还有就是利用微生物发酵生产两类重要有机酸这里着重介绍两 类重要有机酸,都有可能通过微生物发酵途径索取。 衣康酸(itaconicac记)进人规模生产:衣康酸又称甲叉丁二酸,系一种不饱和的二梭酸,用途广、需求量大,它是制造合成树脂、合成纤维、塑料、橡胶、表面活性剂、去垢剂、润滑油添加剂等的原料,
微生物代谢产物生产食品综述
微生物代谢产物生产食品综述 摘要：微生物代谢产物的种类很多，已知的有37个大类，其中16类属于药物，如氨基酸、核并酸、蛋白质、核酸、糖类、抗生素、生物碱、细菌毒素等。利用微生物的代谢产物可以生产十分丰富的食品。本文介绍了发酵生产食品的一般过程，并以谷氨酸为例详细说明。 关键词：微生物代谢产物食品谷氨酸发酵 正文： 微生物代谢产物的种类很多，已知的有37个大类，其中16类属于药物。在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、核并酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长繁殖所必需的。这些产物叫做初级代谢产物，许多初级代谢产物在经济上具有相当的重要性，分别形成了各种不同的发酵工业。在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系，叫做次级代谢产物。次级代谢产物多为低分子量化合物，但其化学结构类型多种多样，据不完全统计多达４７类，其中抗生素的结构类型，按相似性来分，也有１４类。由于抗生素不仅具有广泛的抗菌作用，而且还有抗病毒、抗癌和其他生理活性，因而得到了大力发展，已成为发酵工业的重要支柱。 利用微生物的代谢产物可以生产十分丰富的食品。以下举例说明： 1、食醋：食醋是人们日常生活所必需的调味品，也是最古老的利用微生物生产的食品之一。食醋生产是利用醋酸菌在充分供氧的条件下将乙醇氧化为醋酸。能用于食醋生产的醋酸菌有纹膜醋酸菌、许氏醋酸菌、恶臭醋酸菌和巴氏醋酸菌等。不同原料还需加入不同的微生物。以淀粉为原料时加入霉菌和酵母菌，糖类为原料时加入酵母菌。获得风味迥异的食醋品种。 2 ．酒类：酒类的发酵生产主要是利用酵母菌在厌氧条件下将葡萄糖发酵为酒精的过程。不同酒类的发酵工艺不同：不同的酒类酿造所选用的酵母菌不同。所选用的原料、水质、甚至环境都会影响酒类的品质和风味。纯净的矿泉水往往较河水和自来水好。有人发现，贵州茅台酒之所以具有其独特的芬芳风味，与其酿酒厂环境中存在的微生物区系有关。 3 、发酵生产乳制品：利用乳酸细菌进行发酵，使成为具有独特风味的食品很多。如酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳（活性乳）、马奶酒、面包格瓦斯以及酸泡菜、乳黄瓜等等。这些乳制品不仅具有良好而独特的风味，而且由于易于吸收而提高了其营养价值。发酵乳制品的主要乳酸菌有干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳链球菌、乳脂链球菌、嗜热链球菌、噬柠檬酸链球菌、副柠檬酸链球菌等许多种。嗜柠檬酸链球菌还可以把柠檬酸代谢为具有香味的丁二酮等，使乳制品具有芳香味。 4 、发酵生产酱油：酱油是包括霉菌、酵母菌和细菌等多种微生物参与原料物质转化的混合作用的结果。对发酵速度、成品色泽、味道鲜美程度影响最大的是米曲霉和酱油曲霉，而影响其风味的是酵母菌和乳酸菌。米曲霉含有丰富的蛋白酶、淀粉酶、谷氨酸胺酶和果胶酶、半纤维素酶、酯酶等。涉及酱油发酵的酵母菌有 7 个属的 23 个种，其中影响最大的是鲁氏酵母，易变圆酵母等。 5 、腐乳的发酵生产：腐乳是大豆制品经多种微生物及其产生的酶，将蛋白质分解为胨、多肽和氨基酸类物质以及一些有机酸，有机醇和酯类而制成的具有特殊色香味的豆制品。涉及的微生物主要是毛霉中的腐乳毛霉、鲁氏毛霉、五通
微生物发酵工程复习题-答案版
第一篇微生物工业菌种与培养基 、选择题 2. 实验室常用的培养细菌的培养基是（A） A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基 3?在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（ D ）培养基 A基础培养基B加富培养基C选择培养基D鉴别培养基 7?实验室常用的培养放线菌的培养基是（C） A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基 8 ?酵母菌适宜的生长PH值为（A）4.5-5 A 5.0-6.0 B 3.0-4.0 C 8.0-9.0 D 7.0-7.5 9. 细菌适宜的生长PH值为（D） A 5.0-6.0 B 3.0-4.0 C 8.0-9.0 D 7.0-7.5 10. 培养下列哪种微生物可以得到淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多肽类抗生素、氨基酸、维生素及丁二 醇等产品。（A ）A枯草芽抱杆菌 B 醋酸杆菌 C 链霉素 D 假丝酵母 二、是非题 1. 根据透明圈的大小可以初步判断菌株利用底物的能力（X ） 2. 凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制性基质。（X ） 3. 在最适生长温度下，微生物生长繁殖速度最快，因此生产单细胞蛋白的发酵温度应选择最适生长温度。（X ） 4. 液体石蜡覆盖保藏菌种中的液体石蜡的作用是提供碳源（X ）. 5. 种子的扩大培养时种子罐的级数主要取决于菌种的性质、菌体的生长速度、产物品种、生产规模等（√） 6. 碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的.（√ ） 7. 亚硝基胍能使细胞发生一次或多次突变，尤其适合于诱发营养缺陷型突变株，有超诱变剂之称.√ 9. 参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。（X） 三、填空题 1. 菌种扩大培养的目的是接种量的需要、菌种的纯化、缩短发酵时间、保证牛产水平。 2. 进行紫外线诱变时，要求菌悬液浓度：细菌约为10^6个∕mL,放线菌为, 霉菌为10^6~10^7个∕mL. 3. 培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是碳源、氮源、无机盐和微量元素、前体、促进剂 和抑制剂和水。
微生物发酵与食品生产
微生物发酵与食品生产 辅导教案1．利用________的方法将特定的基因转移到______中，获得能生产特定产品的__________，再通过工程菌的________技术生产出大量的以前难以得到的各种产品。 2．发酵是指在________利用________________大量生产和积累特定____________的过程。发酵食品是指把____________利用____________生产和加工制作的食品。 3．现代发酵生产的工艺流程包括______、________、____________、______、______、________产物等阶段。 4．发酵过程中，要及时检测培养液中的________、______等，控制发酵进程。还要及时添加必需的______，以满足微生物的营养要求。同时，要严格控制____________、____________、____________等发酵条。参考答案 1．基因工程微生物基因工程菌发酵培养 2．一定条下微生物的生命活动代谢产物或菌体农副产品原料发酵方法 3．菌种选育菌种的扩大培养培养基配制及灭菌 接种发酵分离和提纯 4．菌体浓度产物的含量营养成分温度pH溶氧量
1．微生物有哪些类群？ 答案： 分类形态结构生活方式代表生物病毒无细胞 结构主要由核酸 和蛋白质衣 壳组成寄生植物病毒、 动物病毒、 噬菌体 原核生 物界单细胞原核细 胞结构寄生、腐 生、自养细菌、蓝藻、 放线菌 真菌界单细胞或 多细胞真核细 胞结构腐生、 寄生酵母菌、 霉菌等
原生生 物界单细胞真核细 胞结构寄生、异 养、自养衣藻、变形 虫、疟原 虫等 2．微生物需要哪些营养？ 答案： 营养物质主要种类功能 碳2、NaH3、糖类、脂肪酸等提供微生物合成有机物的碳元素 氮分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏、蛋白胨为微生物合成含氮物质提供氮素 生长因子维生素、氨基酸、碱基(嘌呤、嘧啶)提供合成核酸、酶的原料 水—溶剂和生化反应的介质 无机盐P、S、g、Fe、、a、、n、Ni、u、I、Br等酶的成分、调节渗透压 3．影响发酵过程的因素有哪些？ 答案：(1)温度
微生物工程期末考试试题
一、选择题（多项或单项） 1．发酵工程的前提条件是指具有( A )和( E C)条件 A.具有合适的生产菌种 B.具备控制微生物生长代谢的工艺 C．菌种筛选技术D.产物分离工艺E．发酵设备 2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递的主要阻力是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力 3．微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括: ( ABC ) A.产物是微生物菌体本身 B.产品是微生物初级代谢产物 C.产品是微生物次级代谢产物 D.产品是微生物代谢的转化产物 E.产品是微生物产生的色素 4．引起发酵液中pH下降的因素有：( BCDE ) A.碳源不足 B.碳、氮比例不当 C.消泡剂加得过多 D.生理酸性物 质的存在 E.碳源较多 5．发酵培养基中营养基质无机盐和微量元素的主要作用包括: (ABCD ) A.构成菌体原生质的成分 B.作为酶的组分或维持酶活性 C.调节细胞渗透压 D.缓冲pH值 E.参与产物的生物合成 6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜和10%甘油的作用是（B ） A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7．发酵是利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式，通常说的乳酸发酵属于（ A ）A.厌氧发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵 8．通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是（ B ） A.温度 B. pH C.氧含量D．前三者的共同作用 9．在发酵工艺控制中，主要是控制反映发酵过程中代谢变化的工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD ) A.温度 B.罐压 C.搅拌转速和搅拌功率 D.空气流量 E.菌体接种量 10．发酵过程中较常测定的参数有：( AD ) A.温度 B.罐压 C.空气流量 D. pH E.溶氧 二、填空题 1、获得纯培养的方法有：固体培养基分离、液体培养基分离、显微操作等方法。
微生物发酵剂对发酵食品品质的影响
微生物发酵剂对发酵食品品质的影响 摘要：利用微生物的作用而制得的食品都可以称为发酵食品。发酵乳制品、发酵豆制品、发酵肉制品、发酵果蔬制品在丰富人民生活中发挥了重要作用，因此发酵食品的品质特征与安全性受到人们的极力关注。在近年来研究者也大力研究发酵食品的品质与微生物之间的关系，旨在研究怎样提高发酵食品的品质。本文从发酵食品与微生物的关系出发，综述了不同的微生物发酵剂对不同的发酵食品品质的影响。 关键词：微生物，发酵食品，品质 Effects of microbial starter on the quality of fermented food Abstracts：The food made by the use of the microorganism can be called fermented food.Fermented dairy products，fermented bean products,fermented meat products and fermented fruit and vegetable products play an important role in riching people's life，so people is trying to focus on the quality characteristics and security of fermented food.In recent years researchers also vigorously research the relationship between the quality of fermented food and microbes to learn how to improve the quality of the fermented food. This article reviews the effect of the different microbial starter on the quality of different fermented food from the relationship between fermented food and microbes. Keywords: microbial starter,fermented food,quality 1 前言 发酵食品有着悠久的发展历史、香醇味美、营养丰富，广泛分布于世界上许多国家和地区，如中国的酱油、腐乳、豆豉、食醋，日本的纳豆，韩国的泡菜，意大利的色拉米香肠，以及西方许多国家的奶酪，都是人们餐桌上必不可少的美味佳肴。尤其近年来，国内外专家对发酵食品的功能性活性成分进行了多方研究，揭示了发酵食品众多的生物强化作用及营养功能性，如抗氧化、溶血栓、抗癌、降血糖、降血压等，使得发酵食品越来越受到了人们的青睐。因此，如何生产质量高的发酵食品成为了现在生产的关键问题。 发酵食品的生产有很多种方法，由于中西方思维方法不同，形成混合发酵与纯种发酵两种不同的工艺路线，混合发酵具有菌群生长代谢平衡，克服中间生成物浓度过大，能简化工艺设备，省工节能的优点，适宜生产成分复杂风味要求高的我国传统发酵食品。纯种发酵基质、菌株单一、污染少，宜于生产成分单一纯度要求高的现代发酵产品[1]。另外，由于大多数传统发酵食品中食盐含量均较高，高的食盐含量带来了许多负面的影响，一方面，对于厂家而言，高盐发酵周期较长，导致设备投资大，管理费用高，生产成本上升；另一方面，对于消费者而言，人们长期服用高盐产品易引起心脏病、高血压等心脑血管疾病，不利于人体的健康。开发低盐、超低盐甚至无盐发酵的新型产品，最好的途径是选育优良的微生物纯种，人为创造最适的生长条件，加强乳酸发酵作用，以达到抑制有害微生物的入侵活动又实现了快速发酵的目的[2]。 微生物发酵剂种类主要有细菌、霉菌和酵母菌，这三大类微生物中其中以细菌应用最普遍，这些微生物对于食品品质有着重要的作用。 ２微生物发酵剂对发酵果蔬制品品质的作用 蔬菜发酵加工是以各种蔬菜为原料，利用有益微生物的活动及控制其一定的生长条件对蔬菜进行加工的一种方式。发酵加工主要蔬菜产品有泡菜、酸菜、酱菜和腌菜等，在这些产品加工过程中，均伴随着以乳酸菌为主的微生物生长代谢活动。蔬菜发酵体系是一种微生态环境，其中含有乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等多种微生物。 2.1酸白菜 酸白菜是我国北方古老的加工食品，习称酸菜。传统的酸白菜腌渍发酵是利用天然附着
发酵食品微生物
发酵食品微生物
第一节食品工业中常用的细菌及其 应用 食醋 ■发酵乳制品 ■蔬菜和水果的乳酸发酵食品 ■氨基酸
糟、梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等 食醋 纹膜醋酸菌(Acetobacteraceti)＞许氏醋酸菌 (A.schutzenbachii)、恶臭醋酸菌(A rances)混浊变种、巴 氏醋酸菌(A.pasteurianus)巴氏亚种。 ?:?反应过程：醋酸菌在充分供氧的情况下生长繁殖 ,将乙醇氧化为醋酸。依据菌种的不同，还可产生其它有机酸及有香味的酯类等。 ?:?食醋生产的原料：高粱、大米、玉米、甘薯、糖
发酵乳制品 ■发酵乳制品的种类：酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳、马奶酒等。 ■常用的乳酸菌：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜热链球菌等。 ■反应过程:乳酸菌分解乳糖进行同型乳酸发酵或异型乳酸发酵。 ■注意事项：在整个加工过程中，对原料灭菌处理采用的温度较低，所以接种剂量要大，以防止污染。
蔬菜和水果的乳酸发酵食品 ■主要的乳酸发酵果蔬品种：泡菜、酸菜榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄榄等。 ■发酵方法：自然发酵、纯种发酵 ■常用菌利1:植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等。 ■亚硝酸问题
■食品添加剂中常见的氨基酸种类：谷氨酸钠为鲜 味剂、色氨酸和甘氨酸为甜味剂、赖氨酸为营养增强剂等■生产用菌种：谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等用于生 产谷氨酸；北京棒杆菌的营养缺陷型菌株用于生产赖氨酸。 ■常用原料：小麦、玉米、甘薯、大米等淀粉质物质; 糖蜜等含糖丰富的物质。
微生物发酵工程练习题
微生物发酵工程练习题 一、单项选择题： 1．发酵法生产维生素B2（核黄素）所用的微生物是 A．阿氏假囊酵母B．毕赤氏酵母 C．热带假丝酵母D．葡萄汁酵母 2．在分离霉菌时为了抑制细菌和酵母菌的生长，往往加入 A．氯霉素和放线酮B．红霉素和氯霉素 C．链霉素和放线酮D．红霉素和放线酮 3．曲法保藏是基于（）原理对微生物进行保藏的。 A．干燥B．低温 C．缺氧D．冷冻 4．在微生物发酵工程中，导致菌体过剩，溶解氧下降的可能原因是（）。 A．发酵液转稀B．发酵液过浓 C．种子质量D．pH不正常 5．采用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中所有生命物质的过程称之为（）。A．灭菌B．消毒 C．除菌D．抑菌 6．过滤除菌中的压力降ΔP是一种（）损失。
A．风量B．热量 C．能量D．压力 7．采取一定措施使培养液中的底物浓度较长时间地保持在一定范围内，即保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，中途不排出发酵液。从而达到提高容量产率，产物浓度和得率的目的发酵是 A．半连续发酵B．分批发酵 C．连续发酵D．补料分批发酵 8．发酵工业上对培养基灭菌时, 除了考虑尽可能杀菌之外, 还要尽可能考虑 A．降低能源消耗B．缩短灭菌时间 C．减少培养基成分破坏D．减少人工投入 9．不用空气压缩机的自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐的缺点是进罐空气处于( )，因而增加了染菌机会。A．升压B．降压 C．正压D．负压 10．在发酵过程中，利用菌体的生长代表各种酶的总催化活力即为（）。 A．代谢率B．酶活力 C．生长率D．酶活率 二、多项选择题：
2020人教版高中生物选修二3.1微生物发酵及其应用
《微生物发酵及其应用》教学设计与案例 目标的确定 与本节对应的课程标准具体内容是“举例说出发酵与食品生产”，而本节标题定为《微生物发酵及其应用》。事实上，微生物发酵在现实生活中远远超出了食品工业的范畴。因此，本节内容一开始时并没有局限于食品生产，而是从比较大的视角──发酵工程史话引入，然后探秘发酵过程，再举例说出发酵与食品生产的关系。为此，本节主要教学目标确定为：通过了解发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的关系；说出微生物发酵生产的基本过程；举例说出微生物发酵与食品生产的关系；关注与微生物发酵有关的社会问题等。教学设计思路 教学实施的程序 教学 内容 教学活动教学手段和方法预期目标 1.复习提问，引入新课。 师：同学们在初中时学习过微生物发酵与食品， 我们的日常生活中也接触到许多发酵食品，请同学们思 考这样一个问题：哪些食品是由微生物发酵生产的？相 应的发酵种类是什么？ 生：酸奶、泡菜，它们都是乳酸发酵。 学生很可能 回答不全，教师可提 示。 投影或板书： 第一节微生物发酵 联系日常生活 的实例，在回忆旧知识 的基础上，引入新课， 以激发学生的学习兴 趣，强化从社会中来的 意识。
师：很好！还有其他食品吗？想一想，我们每天 吃的主食有通过发酵制作的吗？ 生：馒头、面包。 师：对，实际上，我们经常食用的许多食品，以 及使用的一些药品，它们的生产过程都离不开微生物发 酵。那么，微生物发酵是如何发展起来的？其生产过程 怎样？它还可应用在哪些方面？现在我们就一起来解 答这些问题。 及其应用 2.新课──发酵工程史话的学习。 师：现在人们能够利用微生物发酵来大规模地生 产食品、药品等许多产品，那么，人们今天的成绩是如 何一步步取得的呢？下面我们先来学习第一个问题：发 酵工程史话。 首先，请大家阅读教材发酵工程史话标题下的第 一自然段。 从这段文字的叙述中，能够看出，人类的祖先很 早就会在不知微生物发酵原理的情况下，利用微生物发 酵技术来生产多种产品，这个方面还有我们中华民族的 贡献。由此可见，发酵技术是从生产实践中一步步产生 的。 师：下面请同学们继续阅读第二自然段。 第二自然段的核心内容是，随着两位科学家研究 出发酵现象的本质和人们对微生物的认识不断深入后， 诞生了传统的发酵工业。这充分说明了发酵技术需要基 础科学研究的指导，即科学研究促进了技术的发展。 师：好，请大家继续阅读后四个自然段的内容。 从中能够看出，发酵技术随着时代的发展而不断向前 发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生 物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且 和基因工程技术的结合使它如虎添翼。由此看来，生 物技术产业的核心是技术，同时科学技术又是一个不断 发展的过程。 投影或板书： 一、发酵工程 史话 学生先阅读教 材相应的段落，教师 就此段落提炼出有 关科学价值观的教 育素材 自然过渡到发酵 工程史话。 让学生体验科学 技术是从生产实践中 产生的。 让学生体验技术 需要以基础科学研究 作指导，科学、技术间 存在相互作用。 让学生认同生物 技术产业的核心是技 术，以及科学技术是 一个不断发展的过程。 3.新课──发酵生产过程探秘。 师：在很多家庭的日常生活中，味精是不可缺少 的调味品，那么，你知道它的化学成分是什么吗？ 生：谷氨酸钠。 师：对！有人认为食用味精对人体有毒害作用， 投影或板书： 二、发酵生产 过程探秘──以味 精生产为例 让学生了解发 酵生产的基本过程。