【正文】 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 2）雙酶水解淀粉質(zhì)粗原料發(fā)酵谷氨酸 谷氨酸發(fā)酵過去多采用酸水解淀粉為葡萄糖，這工藝不僅要消耗大量的鹽酸，而且浪費糧食大約損失淀粉約 30%。 （ 2）溶菌酶（ lysozyme） 是一種催化細菌細胞壁中的肽多糖水解的水解酶，用溶菌酶處理食品，可以有效地防止和消除細菌對食品的污染，起到防腐保鮮作用，如干酪、水產(chǎn)品、低濃度釀造酒、乳制品等其他食品的保鮮。例如細菌淀粉酶發(fā)酵采取 低濃度發(fā)酵，高濃度補料 ，蛋白酶發(fā)酵采取 提高前期培養(yǎng)溫度 等不同措施，提高了產(chǎn)酶水平。 提高微生物酶活性和產(chǎn)率的途徑是多方面的，其中控制營養(yǎng)和培養(yǎng)條件是最基本也是最重要的途徑。但高產(chǎn)菌種可以通過篩選、誘變、或采用基因工程、細胞工程等技術(shù)而獲得； （ 2）菌種容易培養(yǎng)和管理 要求產(chǎn)酶微生物容易生長繁殖，并且適應(yīng)性較強，易于控制，便于管理； 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 3）菌種產(chǎn)酶穩(wěn)定性好 在通常的生產(chǎn)條件下，能夠穩(wěn)定地用于生產(chǎn)，不易退化與變異。因此可經(jīng)根據(jù)不同條件利用微生物來生產(chǎn)酶制劑。但是，多數(shù)微生物堿性蛋白在 60℃ 以上酶失活很快，只有少數(shù)鏈霉菌屬菌的堿性蛋白酶 70℃ 處理 30min后，酶活性僅損失 10%左右，堿性蛋白酶是商品蛋白酶中產(chǎn)量最大的一類蛋白酶，占蛋白酶總量的 70%左右。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 3）堿性蛋白酶 堿性蛋白酶是一類作用最適 pH9～ 11范圍的蛋白酶，由于其活性中心含絲氨酸，所以也叫絲氨酸蛋白酶。 中性蛋白酶的熱穩(wěn)定性較差，枯草桿菌中性蛋白酶在 pH 7 60℃ 處理 15min， 失活 90%，棲土曲霉中性蛋白酶 55℃ 處理 10min， 失活 80%，而放線菌中性蛋白酶熱穩(wěn)定性更差，只在 35℃ 以下穩(wěn)定， 45℃ 迅速失活。酶的失活是由于酶的自溶引起的，溶液中游離氨基酸的的增加就是有力的證據(jù)，但添加2mol的 NaCl可增加酶的穩(wěn)定性。目前工業(yè)常用的蛋白酶是胞外酶。內(nèi)肽酶可將大分子質(zhì)量的多肽鏈從中間切斷，形成小分子質(zhì)量的朊或胨，端肽酶可分為羧肽酶和氨肽酶，它們分別從多肽的游離羧基末端或游離氨基末端將肽水解，生成氨基酸。產(chǎn)生纖維素酶的微生物有很多，如真菌、放線菌和細菌等，但作用機理不同。根據(jù)不同的微生物來源將果膠酶分為：聚半乳糖醛酸酶（ polygalacturonase,PG）、 聚半乳糖醛酸裂解酶 (polygaalcturomate lyase,PGL)、 聚甲基半乳糖醛酸裂和果膠酯酶（ pectinesterases enzyme,PE）。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 4）葡萄糖異構(gòu)酶（ Isoamylase） 也稱普魯蘭酶、淀粉1,6 葡萄糖苷酶、 R酶等 異構(gòu)酶可以分解支鏈淀粉 α 1,6糖苷鍵，生成直鏈淀粉。由于葡萄異構(gòu)酶和β 淀粉酶可以相互配合使用，可以篩選同時具有這兩種酶的菌種。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 2） β 淀粉酶（ β Amylase） 早年是從麥芽、大麥、甘薯和大豆等高等植物中提取，近些年來發(fā)現(xiàn)不少的微生物能產(chǎn) β 淀粉酶，且其對淀粉的作用與高等植物的 β 淀粉酶是相同的，而在耐熱性等方面優(yōu)于高等植物 β 淀粉酶，更適合于工業(yè)化應(yīng)用。目前具有實用價值的 α 淀粉酶生產(chǎn)菌有：枯草桿菌 JD3 枯草桿菌 BF765 淀粉液化芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌，馬鈴薯芽孢桿菌、嗜熱糖化芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌等。不同的微生物種類產(chǎn)生的 α 淀粉酶的性質(zhì)也不同。現(xiàn)在除少數(shù)幾種酶仍從動、植物中提取外，絕大部分是用微生物來生產(chǎn)的。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 食品工業(yè)中微生物酶制劑 酶是一種生物催化劑，具有催化效率高、反應(yīng)條件溫和和專一性強等特點，已經(jīng)日益受到人們的重視，應(yīng)用也越來越廣泛。參與酶解的纖維素酶系有羧甲基纖維素酶、纖維素二糖酶和葡萄糖苷酶。目前以淀粉質(zhì)為原料生產(chǎn) SCP的最佳方法是酵母菌混合培養(yǎng)法，即采用對淀粉分解活力高的酵母（或霉菌）與快速生長的酵母混合培養(yǎng)。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 生產(chǎn) SCP的微生物 在工業(yè)生產(chǎn)中，作為蛋白質(zhì)資源的微生物菌體，特別的酵母菌和細菌，它們都能利用糖類原料生產(chǎn)菌體蛋白，究竟采用酵母菌和細菌哪種更好呢？這在很大程度上取決于生產(chǎn)SCP的原料。酵母的濃縮蛋白具有顯著的鮮味，已廣泛用作食品的增鮮劑。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 單細胞蛋白不僅能制成 “ 人造肉 ” ，供人們直接食用，還常作為食品添加劑，用以補充蛋白質(zhì)或維生素、礦物質(zhì)等。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 作為食用蛋白質(zhì) 單細胞蛋白所含的營養(yǎng)物質(zhì)極為豐富。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 單細胞蛋白具有以下優(yōu)點：第一，生產(chǎn)效率高，比動植物高成千上萬倍，這主要是因為微生物的生長繁殖速率快。按產(chǎn)生菌的種類不同，又可以分為細菌蛋白、真菌蛋白等。 葡萄汁酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、麥芽糖及全部發(fā)酵棉子糖。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 2）葡萄汁酵母也叫卡爾酵母 細胞呈橢圓形或長橢圓形，細胞以出芽方式進行無性繁殖，形成有規(guī)則的假菌絲。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 培養(yǎng)特征：麥芽汁固體培養(yǎng)， 菌落呈白色，不透明，有光澤，表面光滑濕潤，邊緣略呈鋸齒狀。當醪中的氧耗盡時，酵母菌便在無氧條件下，進行酒精發(fā)酵，產(chǎn)生二氧化碳和水。大麥經(jīng)過發(fā)芽產(chǎn)生多種水解酶類將淀粉及蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分解為可溶性糖、糊精以及氨基酸等制成麥芽汁，麥芽汁通過酵母菌作用生產(chǎn)酒精和二氧化碳以及多種營養(yǎng)物質(zhì)，還有未發(fā)酵的糖、蛋白質(zhì)和芳香物質(zhì)，如酒花、雜醇油等。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 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，人們在適量的飲用時，對人體的毒害相對較小，加之營養(yǎng)豐富，深受消費者喜愛。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 中國麩曲白灑生產(chǎn)是 1949年以后才發(fā)展起來的，麩曲又名糖化曲，是固態(tài)發(fā)酵法釀造白酒的糖化劑。小曲又名藥曲，是以米粉、米糠和中草藥接入純種根霉和酵母菌或二者混合菌種曲，再經(jīng)制坯、入室培養(yǎng)、干燥等工藝制成。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 在大曲培菌過程中，微生物數(shù)量與溫度有關(guān)，低溫期出現(xiàn)一個高峰，高溫期顯著低落；微生物的數(shù)量變化與通氣狀況有一定的相關(guān)性，在新踩的大曲中，曲皮部分好氣菌和嫌氣菌都能生長，而在曲心對好氣菌不利。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)。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 1）高溫型大曲制作工藝流程： 小麥 → 調(diào)料 → 磨碎 → 添加曲母和水 → 拌料 → 踩曲 → 堆積培養(yǎng)→ 成品曲貯藏 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。如享有國內(nèi)外的茅臺酒、汾酒、五糧液白酒等。 ⑦ 羊肚菌。它們都具有產(chǎn)蛋白酶的能力，某些代謝產(chǎn)物在豆腐乳的特色鳳味的形成過程中起作用。該菌種的最適生長溫度為 23℃ ，在低于 4℃ 和高于 37℃ 環(huán)境下都不能生長。它的最適生長溫度為 29℃ 。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。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。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，提高人體對大豆蛋白的利用率。它風味獨特 ]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)外廣大消費者的喜愛，而且在國外也有很大的消費市場。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酸。腌菜的發(fā)酵以乳酸發(fā)酵為主，是乳酸細菌厭氧發(fā)酵（裝壇后）過程。 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、風味獨特的大眾化食品，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。這一階段的優(yōu)勢菌有植物乳桿菌和短乳桿菌。因腐敗微生物的活動受到抑制，更有利乳酸細菌的大量繁殖和乳酸發(fā)酵進行，乳酸濃度越來越高，達到酸化成熟階段。蔬菜入缸后，其表面的有乳酸細菌和其他腐敗微生物同時發(fā)育，在嫌氣條件下乳酸菌活動占優(yōu)勢，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。但在采用人工培養(yǎng)酵母工藝時，球擬酵母添加過量，會使醬醅香味惡化，因球似酵母生成過量的醋酸、烷基苯酚等刺激性強的香味物質(zhì)引起的。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 當發(fā)酵初始階段，乳酸細菌大量繁殖，菌體濃度增高，醬醅 pH開始下降，同時發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，乳酸是形成醬油芳香和風味物質(zhì)的重要成分之一。 米曲霉生長需要一定的水分。當溫度高于 28℃ 時，溫度越高，蛋白酶生成越少，淀粉酶生成越多。 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。如毛霉、青霉、產(chǎn)膜酵母、枯草芽孢桿菌、小球菌等。 （ 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。 釀造醬油對米曲霉的要求：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、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 米曲霉可以利用的碳源：單糖、雙糖、淀粉、有機酸等。 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 。主要有米曲霉、酵母菌、乳酸菌和其他細菌。 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。 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)生的酒精進一步氧化成醋酸，是食醋生產(chǎn)的關(guān)鍵菌種。 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。新法釀醋，均采用人工選育的菌種，進行制曲、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵。此后，生料制醋、固定化細胞連續(xù)發(fā)酵等新工藝成功地運用于生產(chǎn)，使中國制醋工業(yè)水平上了一個又一個的新臺階。在含酒精的培養(yǎng)液中形成淡青色的薄層膜。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 6） 膠膜醋酸桿菌 它是一種特殊的醋酸菌，若在釀酒醪液中繁殖，會引起酒酸敗，變黏。液體培養(yǎng)時形成菌膜。 生長最適溫度為 30℃ 。在醋醅中常能分離出來 。 （ 2）惡臭醋酸桿菌 是中國醋廠使用的菌種之一。增殖最適溫度低于 30℃ ；主要作用是將葡萄糖氧化為葡萄糖酸，將酒精氧化為醋酸的能力較弱，不能將醋酸氧化為 CO2和 H2O。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 （ 3）醋酸細菌分類 ① 醋酸桿菌屬。醋酸細菌生長最適 pH為 ～ 。在高溫或高鹽濃度或營養(yǎng)不足等培養(yǎng)條件下，菌體會伸長，變成線形、棒形或管狀膨大等。其主要成分除醋酸 (3%～ 5%)外，還含有各種氨基酸、有機酸、糖類、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分及風味成分，具有獨特的色、香、味。全國各地生產(chǎn)的食醋品種較多。 未經(jīng)巴氏殺菌的牛奶加入 Nisin， 可以有效地控制鮮乳的質(zhì)量，而且乳酸鏈球菌可以正常地生長并產(chǎn)酸，使干酪具有更好的質(zhì)量與風味。 微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用 在罐頭食品中的應(yīng)用 目前 Nisin已成功地應(yīng)用于高酸性食品（ pH） 的防腐；對于非酸性罐頭食品，添加 Nisin可減緩罐頭熱處理溫度和時間，更好地