《微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 》ppt.ppt

《《微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 》ppt.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 》ppt.ppt（48頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微生物在食品制造中的應(yīng)用 主要包括如下三個(gè)方面 一 利用微生物的菌體和內(nèi)容物例如 酵母菌的應(yīng)用 菌體蛋白 維生素 核酸等 二 利用微生物產(chǎn)生的酶例如 淀粉酶 脂肪酶 蛋白酶等二十多種酶制劑三 利用微生物的某些代謝產(chǎn)物例如 酒精 乳酸 檸檬酸 氨基酸 抗生素等 微生物發(fā)酵的工藝過程 1 菌種階段 做好菌種的保藏 防止優(yōu)良性狀的衰退 防止雜菌的污染 菌種使用前的活化 種子擴(kuò)大培養(yǎng)等 2 種子擴(kuò)大培養(yǎng)階段 一級種子 在原種活化的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng) 二級種子 一級種子與發(fā)酵罐之間加入的繁殖罐 種子液量為發(fā)酵液總量的5 10 這里要求種子能夠產(chǎn)生大量的菌體 而不是需要大量的目的產(chǎn)物 3 發(fā)酵階段 主要階段 這里要求必須嚴(yán)格控制條件 使其產(chǎn)生最大量的目的產(chǎn)物 4 提煉階段 將發(fā)酵醪進(jìn)行加工處理 獲得所需要的產(chǎn)品 微生物在食品中的應(yīng)用 一 微生物與乳制品乳制品中的乳酸細(xì)菌類群乳酸細(xì)菌是一類能使可發(fā)酵性碳水化合物轉(zhuǎn)化成乳酸的細(xì)菌的統(tǒng)稱 有些種 屬的細(xì)菌對人的健康帶來益處 也有些對人畜致病 而受到人們的極大重視 隨著人們對乳酸菌的研究不斷深入 乳酸菌群中出現(xiàn)了許多新的屬 種 幾乎每年都有乳酸細(xì)菌新種 屬 的報(bào)道 目前發(fā)現(xiàn)的乳酸菌 至少分布于19個(gè)屬的微生物中 乳制品中的乳酸細(xì)菌類群 乳桿菌屬形態(tài)特征 細(xì)胞多呈長或細(xì)長桿狀 彎曲形短桿狀及棒狀球桿狀 一般呈鏈排列 大多數(shù)革蘭氏染色陽性 有些菌株革蘭氏染色或甲基藍(lán)染色顯示兩極體 內(nèi)部有顆粒物條紋狀 通常不運(yùn)動(dòng) 有的具有周生鞭毛能夠運(yùn)動(dòng) 無芽孢 大多不產(chǎn)色素 乳酸桿菌屬的代表種 保加利亞乳桿菌 細(xì)胞形態(tài)長桿狀 兩端鈍圓 固體培養(yǎng)基生長的菌落呈棉花狀 極易與其他乳酸菌區(qū)別 是乳菌菌中產(chǎn)酸能力最強(qiáng)的菌種 其產(chǎn)酸能力與菌體形態(tài)有關(guān) 菌形越大 產(chǎn)酸能力強(qiáng) 反之就弱 最適生長溫度37 45 溫度高于50 或低于20 不生長 嗜酸乳桿菌 細(xì)胞形態(tài)比保加利亞乳桿菌小 呈細(xì)長桿狀 耐熱性差 耐酸性強(qiáng) 能在其他乳酸菌不能生長的酸性環(huán)境中生長繁殖 嗜酸乳桿菌是人體腸道內(nèi)有益的微生物菌群之一 其代謝產(chǎn)物乳桿菌素 lactocidin 嗜酸乳素 acidoph ilin 酸菌素 acidolin 可抑制病原菌和腐敗菌的生長 此外 該菌在改善乳糖不耐癥 治療便秘 痢疾及激活人體免疫系統(tǒng) 抗腫瘤等方面都具有一定的功效 鏈球菌屬形態(tài)特征細(xì)胞呈球形或卵圓形 成對或成鏈排列 革蘭氏染色陽性 無芽孢 一般不運(yùn)動(dòng) 不產(chǎn)生色素 乳制品中的乳酸細(xì)菌類群 鏈球菌屬的代表種 嗜熱鏈球菌 細(xì)胞呈長鏈球狀 其特征是 在高溫條件下產(chǎn)酸 低于20 不產(chǎn)酸 最適生長溫度40 45 耐熱性強(qiáng) 能耐65 68 常作為發(fā)酵乳 干酪的生產(chǎn)菌 乳制品中的乳酸細(xì)菌類群 雙歧桿菌屬形態(tài)特征 細(xì)胞呈現(xiàn)多樣性 Y字形 V字形 彎曲狀 典型的形態(tài)為分叉桿菌 故取名bifidum 拉丁文指分開 裂開之意 革蘭氏染色陽性 無芽孢和鞭毛 不運(yùn)動(dòng) 專性厭氧 對氧的敏感性不同的菌種有差異 多次傳代后 菌株的耐氧性增強(qiáng) 接觸酶反應(yīng)陰性 最適生長溫度37 不耐酸 酸性環(huán)境 pH 5 5 對菌體存活不利 目前已知的雙歧桿菌共有24種 其中9種存在于人體腸道內(nèi) 它們是兩歧雙歧桿菌 長雙歧桿菌 短雙歧桿菌 嬰兒雙歧桿菌 鏈狀雙歧桿菌 假鏈狀雙歧桿菌和牙雙歧桿菌等 應(yīng)用于發(fā)酵乳制品生產(chǎn)的僅為前面5種 日本在雙歧桿菌研究和產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域一直處于國際領(lǐng)先地位 酸乳中的乳酸菌 酸奶 通常含有四種細(xì)菌 分別是德氏乳桿菌保加利亞亞種 舊稱 保加利亞乳桿菌 嗜熱鏈球菌 嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌 前兩種 德氏乳桿菌保加利亞亞種和嗜熱鏈球菌在酸奶中是 關(guān)系 嗜熱鏈球菌啟動(dòng)乳酸發(fā)酵過程 先進(jìn)行產(chǎn)酸 為德氏乳桿菌保加利亞亞種的生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境 反過來 德氏乳桿菌保加利亞亞種產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)有利于嗜熱鏈球菌的生長 比如游離氨基酸等等 后兩種 不是必須含有 它們是益生菌 促進(jìn)人體健康 發(fā)酵乳制品 目前根據(jù)發(fā)酵乳制品的生產(chǎn)過程 發(fā)酵劑的種類 產(chǎn)品的特征及其他特性的不同大致將發(fā)酵乳制品分為四大類 發(fā)酵乳 干酪 酸乳菌制劑和酸乳粉 有些發(fā)酵乳制品除乳酸菌細(xì)菌外 酵母菌 霉菌也參與發(fā)酵 酸乳生產(chǎn)工藝 菌種 根據(jù)不同的生產(chǎn)目的選擇適當(dāng)?shù)木N 大量的研究證明 混合使用的效果比單一使用的效果好 原料乳 凈化 除去白血球及其它可見異物 脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)化 加入脫脂乳或分離稀如油 配料 在60 時(shí) 加入4 8 蔗糖 添加脫脂奶粉 使非脂固形物達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 均質(zhì) 壓力 8 10mpa 滅菌 參數(shù) 90 5min 85 30min 135 2 3S 接種 43 45 2 3 分裝 發(fā)酵 40 43 3 6h 冷卻 至10 冷藏和后熟 在2 5 下 最好 1 0 混菌發(fā)酵 注 滅菌作用 a 殺滅微生物 特別病原M b 破壞阻礙乳酸菌生長的物質(zhì) c 除去O2及 SH 有利于乳酸菌生長 d 使乳清蛋白變性 改善硬度和粘度 d 使乳中的酶失活 有利于單一乳酸菌生長 冷藏和后熟作用 a 抑制酸度繼續(xù)上升 b 防止乳清析出 c 形成較好的組織狀態(tài) d 有利于香味物質(zhì)的形成 雙歧桿菌酸奶的生產(chǎn)有兩種不同工藝 共同發(fā)酵法生產(chǎn)工藝 原料乳 標(biāo)準(zhǔn)化 調(diào)配 蔗糖10 葡萄糖2 均質(zhì) 15 20MPa 殺菌 115 8min 冷卻 38 40 適量維生素C 接種 雙歧桿菌6 嗜熱鏈球菌 保加利亞乳桿菌 3 灌裝 消毒瓶 發(fā)酵 38 39 6h 冷卻 10 左右 冷藏 1 5 成品 共同發(fā)酵法原理 雙歧桿菌產(chǎn)酸能力低 凝乳時(shí)間長 最終產(chǎn)品的口味和風(fēng)味欠佳 因而 生產(chǎn)上常選擇一些對雙歧桿菌生長無太大影響 但產(chǎn)酸快的乳酸菌 如嗜熱鏈球菌 保加利亞乳桿菌 嗜酸乳桿菌 乳脂明串珠菌等與雙歧桿菌共同發(fā)酵 結(jié)果是 既有足夠量的雙歧桿菌 又可以提高產(chǎn)酸能力 縮短凝乳時(shí)間 并改善口味 雙歧桿菌酸奶的生產(chǎn)有兩種不同工藝 共生發(fā)酵法生產(chǎn)工藝 原料乳 標(biāo)準(zhǔn)化 9 5 蔗糖10 葡萄糖2 調(diào)配 均質(zhì) 15 20MPa 殺菌 115 8min 冷卻 26 28 兩歧雙歧桿菌6 接種 乳酸酵母3 發(fā)酵 26 28 2h 升溫 37 發(fā)酵 37 5h 冷卻 10 左右 罐裝 冷藏 l 5 成品 共生發(fā)酵法的原理 菌種搭配為雙歧桿菌和用于馬奶酒制造的乳酸酵母 酵母先發(fā)酵 為雙歧桿菌生長營造一個(gè)適宜的厭氧環(huán)境 接種后 首先在溫度26 28 下培養(yǎng) 以促進(jìn)酵母的大量繁殖和基質(zhì)乳中氧的消耗 然后將溫度提高到30 左右 以促進(jìn)雙歧桿菌的生長 結(jié)果是 注意 此工藝生產(chǎn)的酸奶最好在生產(chǎn)7d內(nèi)銷售出去 而且在生產(chǎn)與銷售之間必須形成冷凍鏈 雙歧桿菌生長遲緩的狀況大大改觀 總體產(chǎn)酸能力高 凝乳加快 產(chǎn)品口感好 還有酵母香氣 微生物在食品中的應(yīng)用 二 微生物與發(fā)酵調(diào)味品1微生物與食醋食醋是中國勞動(dòng)人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中制造出來的一種酸性調(diào)味品 它能增進(jìn)食欲 幫助消化 在人們飲食生活中不可缺少 釀造醋 食醋按加工方法可分為合成醋 釀造醋 再制醋三大類 其中產(chǎn)量最大且與我們關(guān)系最為密切的是釀造醋 釀造醋 用糧食等淀粉質(zhì)為原料 經(jīng)微生物制曲 糖化 酒精發(fā)酵 醋酸發(fā)酵等階段釀制而成 其主要成分除醋酸 3 5 外 還含有各種氨基酸 有機(jī)酸 糖類 維生素 醇和酯等營養(yǎng)成分及風(fēng)味成分 具有獨(dú)特的色 香 味 釀造醋的生產(chǎn)過程 1 淀粉液化 糖化微生物 曲霉屬2 酒精發(fā)酵微生物 酵母3 醋酸發(fā)酵微生物 醋酸菌 碎米 浸泡 磨漿 調(diào)漿 液化 糖化 酒精發(fā)酵 酒醪 醋酸發(fā)酵 醋醪 壓濾 配兌 滅菌 陳醋 成品 麩曲酒母醋酸菌 醋酸細(xì)菌形態(tài)特征 兩端鈍園和桿狀 單生或呈鏈排列 無芽孢 屬革蘭氏陰性菌 醋酸細(xì)菌生長最適pH為3 5 6 5 醋酸細(xì)菌為好氧菌 氧化酒精生成醋酸 釀醋工業(yè)常用和常見的醋酸菌 1 許氏醋酸桿菌是國外的速釀醋菌種 也是目前制醋工業(yè)較重要的菌種之一 產(chǎn)酸量可高達(dá)11 5 最適生長溫度為28 30 達(dá)到37 即不再產(chǎn)醋酸 它對醋酸沒有進(jìn)一步的氧化作用 2 惡臭醋酸桿菌是中國醋廠使用的菌種之一 該菌種在液面形成菌膜 并沿容器壁上升 菌膜下液體不渾濁 一般能產(chǎn)酸6 8 有的菌株的副產(chǎn)品為2 葡萄糖酸 能把醋酸進(jìn)一步氧化為CO2和H2O 釀醋工業(yè)常用和常見的醋酸菌 3 攀膜醋酸桿菌 4 奧爾蘭醋酸桿菌 5 AS1 41醋酸菌 6 膠膜醋酸桿菌 7 滬釀1 01醋酸菌 食醋生產(chǎn)釀造工藝 固態(tài)法 1 原料處理 1 將碎米 或薯干 粉碎 2 將細(xì)糠與米粉 或薯干粉 拌和均勻 3 進(jìn)行第一次加水 邊翻邊加 使原料充分吸水 4 常壓蒸1h 燜1h 蒸熟后移出過篩 冷卻 2 糖化及酒化 1 熟料降溫至40 左右 進(jìn)行二次灑水 翻一次后攤平 2 將細(xì)碎的麩曲勻布斜面 再將酵母液攪勻撒布其上 充分拌勻后裝缸 每缸約裝酪160kg 入缸醅溫24 25 3 醅溫升至38 時(shí) 倒醅 注意不超過40 4 倒醅后5 8h 醅溫又升至38 39 再倒醅 以后醅溫正常維持在38 40 之間 48小時(shí)后醅溫漸降 每天倒一次 5天降至33 35 糖化及酒化結(jié)束 3 醋酸發(fā)酵 1 酒精發(fā)酵結(jié)束 每缸拌加粗糠10kg 醋酸菌種子8kg 分兩次拌勻倒缸 2 第2 3天起醅溫上升 控制在39 40 之間 每天倒醅一次 12天左右 醅溫降至38 時(shí) 每缸分次加溫1 5 3kg和勻 醋酸發(fā)酵結(jié)束 放置2d 即為后熟 4 陳釀 將經(jīng)后熟的醋醅移入院內(nèi)缸中砸緊 上面蓋食鹽層后 泥封 放置15 20d 中間倒醅一次 封缸存放一個(gè)月以上即可淋醋 5 淋醋 淋醋通常采用三組套淋法 循環(huán)萃取 在第三組醅中加自來水浸淋 淋出液加入第二組醅中淋出二級醋 再以二級醋加入第一組的醅中浸泡20 24h后淋出的 即為一級醋 6 配制與消毒 等級醋按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整后 按規(guī)定添加防腐劑 并在80 進(jìn)行消毒處理 澄清后包裝 即為成品 食醋生產(chǎn)釀造工藝 液態(tài)法 1 調(diào)漿 淀粉 水 碳酸鈉調(diào)pH6 2 6 4 氯化鈣 淀粉酶0 4 充分?jǐn)噭?2 液化 糖化 先滅菌 降溫至60 65 加入糖化曲液 按原料淀粉重量的10 稱取麩曲 以40 溫水浸泡2h 淋出酶液供用 3 酒精發(fā)酵 酒精發(fā)酵罐 按糖液量接入10 的酵母種子液 保溫30 32 進(jìn)行酒精發(fā)酵 50 60小時(shí) 4 醋酸發(fā)酵 醋酸發(fā)酵罐 按規(guī)定種量接入醋酸菌種子液 控制品溫33 37 風(fēng)量前期24小時(shí)內(nèi)為1 0 1 中期48小時(shí)內(nèi)為1 0 15 后期為1 0 1 經(jīng)6小時(shí)左右 醋酸可達(dá)6 以上 待酒精耗盡 醋酸不再上升時(shí)即可放罐 發(fā)酵液經(jīng)過濾 配制 加熱 滅菌后送入成品貯罐澄清 5 連續(xù)發(fā)酵 完成醋酸發(fā)酵后 放出醋液1 3 加入酒精1 5 繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵 經(jīng)24小時(shí)左右 醋酸又可升至5 以上 如此反復(fù)連續(xù)發(fā)酵可達(dá)多次 實(shí)際生產(chǎn)證明 液法 比 固法 出醋率提高12 成本下降12 生產(chǎn)周期由25 27d縮短為6 7d 新型 果醋 飲料 微生物與發(fā)酵調(diào)味品 二 微生物與醬油醬油是一種常用的咸味調(diào)味品 它是以蛋白質(zhì)原料和淀粉質(zhì)原料為主的經(jīng)微生物發(fā)酵釀制而成 醬油中含有多種調(diào)味成分 有醬油的特殊的香味 食鹽的咸味 氮基酸鈉鹽的鮮味 糖及其醇甜物質(zhì)的甜味 有機(jī)酸的酸味等 還有天然的紅褐色色素 醬油釀造中的微生物 主要有米曲霉 酵母菌 乳酸菌和其他細(xì)菌 1 米曲霉米曲霉是曲霉屬的一個(gè)種 同屬于黃曲霉群 但米曲霉不產(chǎn)黃曲霉毒素 成熟后的米曲霉菌叢呈黃褐色或綠褐色 分生孢子呈放射狀 為球形或近球形 好氧微生物 最適合生長的培養(yǎng)基水分為45 pH為6 5 6 8 米曲霉能分泌復(fù)雜的酶系 可分泌胞外酶如 蛋白酶 淀粉酶 糖化酶 谷氨酰酶 果膠酶 纖維素酶等 和胞內(nèi)酶 如氧化還原酶等 這些酶類和醬油品質(zhì)和原料利用率關(guān)系最密切的是蛋白酶 淀粉酶和谷氨酰胺酶 大豆蛋白 小麥淀粉 2 魯氏接合酶母Zygosaccharomycesrouxii是醬油釀造中的主要酵母菌 最適生長溫度為28 30 在38 40 生長緩慢 42 不生長 最適pH4 5 生長在醬醅這一特殊環(huán)境中的魯氏酵母是一種耐鹽性強(qiáng)的酵母 抗高滲透壓 在含食鹽5 8 的培養(yǎng)基中生長良好 在18 食鹽濃度下仍能生長 維生素 泛酸 肌醇等能促進(jìn)它在高食鹽濃度下生長 3 乳酸菌醬油乳酸菌也是生長在醬醅這一特定環(huán)境中的耐鹽乳酸菌 其代表菌有嗜鹽片球菌 醬油微球菌等 這些乳酸菌耐乳酸能力弱 因此 不會因產(chǎn)過量的乳酸使醬醅中的pH過低而造成醬醅質(zhì)量變壞 適量的乳酸是構(gòu)成醬油風(fēng)味的因素之一 4 其他微生物在醬油釀造中除上述優(yōu)勢微生物外 從醬油曲和醬醅中還分離出他一些微生物的存在 如毛霉 青霉 產(chǎn)膜酵母 枯草芽孢桿菌 小球菌等 當(dāng)制曲條件控制不當(dāng)或種曲質(zhì)量差時(shí) 這些菌會過量生長 不僅消耗曲料的營養(yǎng)成分 原料利用率下降 而且使成曲酶活力降低 產(chǎn)生異臭 造成醬油渾濁 風(fēng)味不好 醬油生產(chǎn)工藝 固態(tài)低鹽發(fā)酵法工藝流程 原料混合 潤料 蒸料 冷卻 接種曲 深層通風(fēng)培養(yǎng) 成曲 粉碎 成熟醬 醬醅保溫發(fā)酵 入發(fā)酵容器 拌和制醅 稀鹽水糖 糖漿 鹽水 醬油制作過程中微生物菌群的變化 乳酸菌醬醅pH 乳酸 耐鹽魯氏接合酵母菌 酒精 甘油 其他微生物繁殖發(fā)酵 重芳香物質(zhì) 人工接種 米曲霉 制曲時(shí)應(yīng)控制前期溫度32 35 有利于菌體生長 后期溫度控制28 30 有利于蛋白酶的生成 氧氣 水分充足 米曲霉 食鹽 氧氣量的減少 米曲霉 微生物與其他發(fā)酵調(diào)味品 1泡菜乳酸菌 腸膜明串株菌 植物乳桿菌 發(fā)酵乳桿菌和短乳桿菌2榨菜乳酸菌 腸膜串明珠菌 植物乳桿菌 發(fā)酵乳桿菌和短乳桿菌3豆腐乳絲狀真菌 如毛霉屬 根霉屬等 其中以毛霉菌釀造的腐乳占多數(shù) 酵母 羊肚菌 食藥兩用真菌 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 三 微生物與釀造酒1微生物釀造蒸餾酒蒸餾酒是用高梁 小麥 玉米 薯類等淀粉質(zhì)原料經(jīng)蒸煮 糖化 發(fā)酵和蒸餾而制成 根據(jù)發(fā)酵劑與工藝的不同 一般按曲種可將蒸餾酒分為大曲酒 小曲酒和麩曲白酒 釀酒中的微生物 大曲 大曲中含有豐富的微生物 提供了釀酒所需要的多種微生物混合菌群 特別是大曲中含有霉菌 這是世界上最早把霉菌應(yīng)用于釀酒的實(shí)例 大曲中含有多種酵母菌 具有發(fā)酵能力 產(chǎn)酯能力 在制曲中 一些微生物分解原料產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物 如氨基酸 乳酸等形成大曲酒中特有的香味的前體物質(zhì) 霉菌 黑曲霉群 灰綠曲霉群 毛霉 根霉及紅曲霉等 細(xì)菌 主要以芽孢桿菌類較多 其中包括巨大芽孢桿菌 嗜熱芽孢桿菌 枯草芽孢桿菌等 生酸細(xì)菌 乳球菌和乳酸桿菌為主 酵母菌 以酒精酵母 漢遜氏酵母和假絲酵母較為常見 微生物與釀造酒 2微生物與啤酒啤酒是以麥芽為主要原料的釀造酒 是各種酒類中酒精含量最低的飲料酒 也是世界上產(chǎn)量最大的飲料酒 酵母是決定啤酒質(zhì)量的最重要的因素之一 它與原料一起決定了啤酒的pH 香味和最終質(zhì)量 1 啤酒酵母細(xì)胞呈圓形 卵圓形或臘腸形 2 葡萄汁酵母也叫卡爾酵母細(xì)胞呈橢圓形或長橢圓形 細(xì)胞以出芽方式進(jìn)行無性繁殖 形成有規(guī)則的假菌絲 3 常見的雜菌最重要的是乳桿菌 啤酒片球菌和某些野生酵母 變形黃桿菌在啤酒中留下邪雜味 產(chǎn)氣氣桿菌是污染麥芽汁的雜菌 釀造啤酒的微生物 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 四 微生物與面包制作面包和饅頭幾乎是我國廣大城鄉(xiāng)人民經(jīng)常食用的食品 它們都是由面粉經(jīng)過酵母菌發(fā)酵后制成的 面包制作中的微生物 用于制造面包的酵母 啤酒酵母可以從啤酒廠得到 但有專業(yè)的工廠生產(chǎn)酵母制品 專門用來生產(chǎn)面包的酵母產(chǎn)品有壓榨酵母 鮮酵母 活性干酵母 ADY 一般用壓榨酵母較多 Afterclass 其他食品工業(yè)中的微生物谷氨酸發(fā)酵 味精 檸檬酸發(fā)酵蘋果酸發(fā)酵