【文章內(nèi)容簡介】 傳統(tǒng)工藝制醋是利用自然界中的野生菌制曲、發(fā)酵。因此，涉及的微生物種類多而復(fù)雜。在眾多的微生物中，有對(duì)釀醋有益的菌種，也有對(duì)釀醋有害的菌種。新法釀醋，均采用人工選育的菌種，進(jìn)行制曲、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵。 （ 1）曲霉菌 曲霉菌有豐富的淀粉酶、糖化酶等酶系。因此，常用曲霉菌制糖化曲，其主要作用是將制醋原料中的淀粉水解糊精及葡萄糖；蛋白質(zhì)被水解為肽、氨基酸。常用的有黑曲霉和黃曲霉類群。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 2）酵母菌 在食醋釀造過程中，淀粉質(zhì)原料經(jīng)曲的糖化作用產(chǎn)生葡萄糖，酵母菌則通過其酒化酶系將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，完成釀醋過程中的酒精發(fā)酵階段。除此之外，酵母菌還有麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖分解酶等，在酵母酒精發(fā)酵中，除生產(chǎn)酒精外，還有少量的有機(jī)酸、雜醇油、酯類等物質(zhì)，這些對(duì)形成醋的風(fēng)味有一定的作用。因而，有的廠還添加產(chǎn)酯能力強(qiáng)的產(chǎn)酯酵母進(jìn)行混合發(fā)酵。釀制食醋用酵母菌與生產(chǎn)酒類使用的酵母菌相同。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 3）醋酸菌 醋酸菌可將酵母菌產(chǎn)生的酒精進(jìn)一步氧化成醋酸，是食醋生產(chǎn)的關(guān)鍵菌種。釀醋用的醋酸菌最好是氧化酒精速度快、產(chǎn)醋酸產(chǎn)率高、不再分解醋酸、耐酸性強(qiáng)、制品風(fēng)味好的菌種。在目前發(fā)現(xiàn)和使用的醋酸菌種中，有些醋酸菌雖然不會(huì)分解醋酸；但產(chǎn)醋酸能力弱；有些醋酸菌醋酸產(chǎn)率高，但具有將醋酸氧化成二氧化碳和水的能力。因而目前國內(nèi)外有些工廠用混合醋酸菌生產(chǎn)食醋，除能快速完成醋酸發(fā)酵，提高醋酸產(chǎn)率外，還能形成其他有機(jī)酸和酯類等成分，能增加成品的香氣和固形物含量。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 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。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 醬油釀造是半開放式的生產(chǎn)過程，環(huán)境和原料中的微生物都可以參與到醬油的釀造中來。但在醬油的特定的工藝條件下，只有人工接種或適合醬油生態(tài)環(huán)境的微生物才能生長繁殖，并發(fā)揮其作用。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，它的變種很多，由于它與黃曲霉十分相似，所以同屬于黃曲霉群。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。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 米曲霉是好氣微生物，最適合生長的培養(yǎng)基水分為 45%，pH為 。但是米曲霉的最適生長條件與酶的產(chǎn)生和積累條件往往不一致。 米曲霉能分泌復(fù)雜的酶系，可分泌胞外酶如（蛋白酶、α 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。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 米曲霉可以利用的碳源：單糖、雙糖、淀粉、有機(jī)酸等?？衫玫牡矗轰@鹽、硝酸鹽、蛋白質(zhì)和酰胺等。米曲霉生長需要磷、鉀、硫鈣等。因?yàn)槊浊狗置诘牡鞍酌负偷矸勖甘钦T導(dǎo)酶，在制醬油曲時(shí)要求原料中有較高的蛋白質(zhì)和淀粉含量，而大豆或脫脂大豆富含蛋白質(zhì)，小麥含有淀粉，這些農(nóng)副產(chǎn)品具有較豐富的維生素、無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，以適當(dāng)?shù)谋壤旌献髦魄?，能滿足米曲霉生長需要。 釀造醬油對(duì)米曲霉的要求：不產(chǎn)黃曲霉毒素、蛋白酶和淀粉酶活力高、有谷氨酰酶活力、生長快速、培養(yǎng)條件粗廣；抗雜菌能力強(qiáng)、不產(chǎn)異味、釀造醬油香氣好。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 魯氏酶母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 pH 4～5。 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。 （ 4）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(huì)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。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 5）其他微生物 在醬油釀造中除上述優(yōu)勢(shì)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(huì)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。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 在醬油的釀造過程中，除了利用物理因素來處理原料外，主要地利用多種微生物的酶的作用，把、原料中的復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)分解為簡單的物質(zhì)。同時(shí)經(jīng)復(fù)雜的生物化學(xué)作用，形成獨(dú)特的色、味、體。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 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 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 工藝要求：制曲過程通常是采用人工接種米曲霉或混合霉菌的方法來獲得高品質(zhì)的醬曲。米曲霉生長的最適溫度為32～ 35℃ ，低于 28℃ 和高于 40℃ 生長緩慢， 42℃ 以上停止生長。酶的積累與培養(yǎng)溫度與培養(yǎng)時(shí)間有關(guān)。在一定溫度下，隨著米曲霉培養(yǎng)時(shí)間的延長，酶活力提高，到某一時(shí)間達(dá)到高峰，隨后活力下降。當(dāng)溫度高于 28℃ 時(shí)，溫度越高，蛋白酶生成越少，淀粉酶生成越多。所以，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。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 米曲霉是好氧微生物，當(dāng)氧氣不足時(shí)，生長受到抑制。菌體呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳如過多積聚于曲料中，對(duì)米曲霉的生長和產(chǎn)酶都不利。 米曲霉生長需要一定的水分。當(dāng)曲料中水分少于 40%時(shí)會(huì)影響菌絲的生長，而曲料水分過高時(shí)雜菌容易繁殖。一般在曲霉生長期水分控制在 48%左右為宜，在曲霉產(chǎn)酶期，水分可適降低，有利提高蛋白酶的活力。 醬醅的發(fā)酵階段，由于食鹽的加入和氧氣量的減少，米曲霉生長幾乎完全停止，而鹽性的乳酸菌、和耐鹽酵母菌等大量生長，而成為優(yōu)勢(shì)菌群。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 當(dāng)發(fā)酵初始階段，乳酸細(xì)菌大量繁殖，菌體濃度增高，醬醅 pH開始下降，同時(shí)發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，乳酸是形成醬油芳香和風(fēng)味物質(zhì)的重要成分之一。當(dāng) pH下降到 ，耐鹽魯氏酵母菌生長旺盛，醬醅中的酒精濃度含量達(dá)到 %以上，同時(shí)生成少量的甘油等，是醬油風(fēng)味物質(zhì)重要的來源。在發(fā)酵后期，隨著糖濃度降低和醬醅的 pH下降，魯氏酵母自溶，而球似酵母繁殖和發(fā)酵活躍。而球似酵母是酯香型酵母，能生成醬油重芳香物質(zhì)。但在采用人工培養(yǎng)酵母工藝時(shí)，球擬酵母添加過量，會(huì)使醬醅香味惡化，因球似酵母生成過量的醋酸、烷基苯酚等刺激性強(qiáng)的香味物質(zhì)引起的。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微生物與其他發(fā)酵食品 泡菜 泡菜咸酸適度，味美嫩脆，具有增進(jìn)食欲、助消化的作用，是中國民間的大眾食品。泡菜是鮮蔬菜經(jīng)微生物發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸及其他風(fēng)味物質(zhì)的食品。 （ 1）工藝流程： 菜鹵 （ 鹽水 、 黃酒 、 花椒 、 生姜等 ） ↓ 鮮菜洗凈（控干水分） → 入缸 → 封缸（隔絕空氣） 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 2）在腌制泡菜的過程中，微生物的類群的變化 ① 微酸階段。蔬菜入缸后，其表面的有乳酸細(xì)菌和其他腐敗微生物同時(shí)發(fā)育，在嫌氣條件下乳酸菌活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，尤其腸膜明串珠菌利用菜鹵中的可溶性養(yǎng)分大量增殖，并進(jìn)行乳酸發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸和二氧化碳，使 pＨ迅速下降，從而抑制了其他腐敗菌的生長。同時(shí)二氧化碳取代了菜鹵中的空氣，提供了乳酸菌良好的厭氧環(huán)境。這階段的優(yōu)勢(shì)菌除了腸膜明串珠菌外，還有鏈球菌、假單孢菌、產(chǎn)氣腸桿菌、芽孢桿菌等。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 ② 酸化成熟階段。因腐敗微生物的活動(dòng)受到抑制，更有利乳酸細(xì)菌的大量繁殖和乳酸發(fā)酵進(jìn)行，乳酸濃度越來越高，達(dá)到酸化成熟階段。這一階段的優(yōu)勢(shì)菌有腸膜明串株菌、植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和短乳桿菌等。 ③ 過酸階段。乳酸濃度繼續(xù)增高，乳酸細(xì)菌的活動(dòng)也受到抑制，此時(shí)的微生物活動(dòng)幾乎全部停止，蔬菜得以長期保存不變壞。這一階段的優(yōu)勢(shì)菌有植物乳桿菌和短乳桿菌。 判斷泡菜質(zhì)量的好與壞與發(fā)酵初期微酸階段的乳酸積累有關(guān)。如乳酸積累快，可以盡早地抑制各種有害雜菌的活動(dòng)，從而保證乳酸發(fā)酵正常進(jìn)行。反之，若乳酸積累速度慢，微酸階段過長，各種雜菌生長旺盛，在腐敗菌的作用下，倒致泡菜發(fā)臭。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 榨菜 榨菜是一種工藝簡單、成本又低、風(fēng)味獨(dú)特的大眾化食品，它屬于發(fā)酵腌制品，是利用鹽腌制與微生物發(fā)酵的共同作用而制成的。在屬于醬腌食品。在中國，醬腌菜的制作已有 2022多年的歷史，榨菜是其中的品種之一。 鹽腌不僅能殺死植物細(xì)胞，并將水分和可溶性物質(zhì)抽出，使蔬菜組織變緊，食之有脆感覺，而且可以起到防腐作用。腌菜的發(fā)酵以乳酸發(fā)酵為主，是乳酸細(xì)菌厭氧發(fā)酵（裝壇后）過程。發(fā)酵初期，以腸膜串明珠菌異型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、乙酸、乙醇和少量的葡聚糖等口感和風(fēng)味物質(zhì)。之后同型乳酸發(fā)酵的乳酸菌類發(fā)酵產(chǎn)生大量的乳酸增進(jìn)腌制品的風(fēng)味和增加保藏性。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微生物帶來的有害發(fā)酵：如榨菜或鹵水表面出現(xiàn)一層由產(chǎn)膜酵母產(chǎn)生的灰白色有皺紋的膜。產(chǎn)膜酵母是氧化型酵母，它和霉菌一樣只在有氧的情況下才能利用鹽水中的有機(jī)酸。增殖的結(jié)果使 pH增高，有利于其他腐敗菌生長。此外，丁酸菌利用蔬菜中的糖、淀粉、果膠等進(jìn)行丁酸發(fā)酵，生成一種非常強(qiáng)烈的令人不愉快的臭味。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 豆腐乳 豆腐乳是中國傳統(tǒng)的發(fā)酵調(diào)味品之一，迄今已有 1000多年的生產(chǎn)歷史。它風(fēng)味獨(dú)特 ]滋味鮮美，是一種富有營養(yǎng)的蛋白質(zhì)發(fā)酵食，不僅倍受國內(nèi)外廣大消費(fèi)者的喜愛，而且在國外也有很大的消費(fèi)市場(chǎng)。腐乳在世界發(fā)酵食品中獨(dú)樹一幟，西方人稱之為 “ 東方的植物奶酪 ” 。 腐乳是以大豆為原料，將大豆洗凈、浸泡、磨漿、煮沸、加入適量凝固劑，除去水分制成豆腐，將豆腐切成小方塊，接種微生物進(jìn)行發(fā)酵，然后經(jīng)過腌制，配料裝壇后發(fā)酵即成。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 豆腐乳不僅保留了大豆的營養(yǎng)成分，而且除去了大豆對(duì)人體極不利的溶血素和胰蛋白酶抑制物質(zhì)。另外，通過微生物發(fā)酵，水溶性蛋白質(zhì)及氨基酸含量增多，提高人體對(duì)大豆蛋白的利用率。此外，由于微生物作用，產(chǎn)生了大量的核黃素和維生素 B12。 因此，腐乳不僅是一種很好的調(diào)味品，而且是人體營養(yǎng)物質(zhì)的來源。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 1）釀造腐乳微生物 目前的豆腐乳生產(chǎn)大多采用純菌種接在豆腐坯上，然后置于敞口的自然條件下培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中不可避免地有外界微生物的入侵，而且發(fā)酵的配料可能帶入其他菌類，因而豆腐乳的發(fā)酵過程中的微生物種類十分復(fù)雜。 中國釀造的微生物大多為絲狀真菌，如毛霉屬、根霉屬等，其中以毛霉菌釀造的腐乳占多數(shù)。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 ① 五通橋毛霉。該菌種為目前中國推廣應(yīng)用的優(yōu)良菌株之一。菌絲白色，老后銷黃，孢子梗不分支，孢子囊呈圓形，色淡，厚垣孢子很多。最適生長溫度 10～ 25℃ ，低于4℃ 下勉強(qiáng)能 生長，高于 370C不能生長。 ② 腐乳毛霉。該菌種的菌絲初期為白色，后期為灰黃色；孢子囊呈球形，灰黃色；孢子軸為圓形；孢子橢圓形，表面光滑。它的最適生長溫度為 29℃ 。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 ③ 總狀毛霉。該菌種菌絲初期為白色，后期為黃褐色；孢子梗不分枝；孢子囊為球形，褐色；孢子較短，為卵形。厚垣孢子數(shù)量很多，大小均勻，為無色或黃色。該菌種的最適生長溫度為 23℃ ，在低于 4℃ 和高于 37