【正文】 牛乳。隨著科學(xué)研究的不斷深入，逐步揭示了乳酸菌對(duì)人體健康有益作用的機(jī)理，因而，乳酸發(fā)酵食品更加受到人們的重視，在食品工業(yè)中占有越來越重要的地位。 （七）乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用 ? 在發(fā)酵食品行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的是乳酸菌。 ： 人體腸道中共有 8種，其中數(shù)量最多的 5種為： 兩歧雙歧桿菌（ ）、 嬰兒雙歧桿菌（ ）、 青春雙歧桿菌（ ）、 長雙歧桿菌（ ）、 短雙歧桿菌 ()。 ?生長溫度范圍 25～ 45℃ ，最適生長溫度 37℃ 。 ?蛋白質(zhì)分解力微弱，能利用銨鹽作為氮源，不還原硝酸鹽，不水解精氨酸，不液化明膠，不產(chǎn)生吲哚，聯(lián)苯胺反應(yīng)陰性。無芽孢和鞭毛，不運(yùn)動(dòng)。 （六）雙歧桿菌屬（ Bifidobacterium） ? 1．雙歧桿菌屬的形態(tài)特征 : – 細(xì)胞呈多樣形態(tài)： Y字型、 V字型、彎曲狀、勺型，典型形態(tài)為分叉桿菌，因而取名 bifidus(拉丁語源是分開、裂開之意 )。 ? 該屬中， 嗜鹽片球菌（ ）耐 NaCl濃度 18%～ 20%,是參與醬油釀造的重要乳酸菌 。兼性厭氧，接觸酶反應(yīng)陰性。 ? 利用葡萄糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生 DL型或 L型乳酸。 – 無細(xì)胞色素。 （五）片球菌屬（ Pediococcus） ? : – 細(xì)胞球形，成對(duì)或四聯(lián)狀排列。 ? 最適生長溫度 25℃ ，生長的 pH值范圍 ～ ，具有一定嗜滲壓性，可在含 4%～ 6%的 NaCl培養(yǎng)基中生長。 ? 細(xì)胞球形或豆?fàn)?，成?duì)或短鏈排列。 ? 生長溫度范圍 5～ 30℃ ， 最適生長溫度 25℃ 。 ? 通常不酸化和 凝固牛乳 ，不水解精氨酸 ,不水解蛋白，不還原硝酸鹽，不溶血，不產(chǎn)吲哚。 ? 2．明串珠菌屬的生理生化特點(diǎn) : ? 化能異養(yǎng)型，生長繁殖 需要復(fù)合生長因子 ：煙酸、硫胺素、 生物素和氨基酸，不需要泛酸及其衍生物。 – 細(xì)胞球形或豆?fàn)?，成?duì)或成鏈排列。 ? 此菌常作為干酪、酸制奶油發(fā)酵劑菌種。 ? 由于該菌耐酸能力差，菌種保藏非常困難，需每周轉(zhuǎn)接菌種一次或 在培養(yǎng)基中添加 CaCO3 1%～ 3%保藏。產(chǎn)酸和耐酸能力均較弱。 ? 細(xì)胞比乳酸鏈球菌大，長鏈狀。 ? 常作為干酪、酸制奶油及乳酒和酸泡菜發(fā)酵劑菌種。 ? 可在 4% NaCl肉湯培養(yǎng)基和 %亞甲基蘭牛乳中生長，能水解精氨酸產(chǎn)生 NH3， ? 對(duì)溫度適應(yīng)范圍廣泛， 10～ 40℃ 均產(chǎn)酸，最適生長溫度 30℃ 。牛乳隨便放置時(shí)，牛乳的凝固 90%是由該菌所致。 ? 同型乳酸發(fā)酵。 （ 2）乳酸鏈球菌（ ）。耐熱性強(qiáng)，能耐 65～ 68℃ 的高溫。 – 蛋白質(zhì)分解力較弱，在發(fā)酵乳中可產(chǎn)生香味物質(zhì)雙乙酰。 – 能利用葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生 L型 乳酸（適口性好）。 – 細(xì)胞形態(tài)呈鏈球狀。 表 71 鏈球菌屬不同種群生理生化特征 化膿性群 綠色群 腸球菌群 乳酸鏈球菌 抗原群 A,B,C,F,G 未分群 D N 鮮血瓊脂平板培養(yǎng) 溶血 變綠 變綠或溶血 無 最適生長溫度 ℃ 37 37 35～ 37 35 60℃, 30min存活 － － ＋ ＋ 肉湯中生長 % NaCl － － ＋ － － － ＋ － % 次甲基藍(lán) － － ＋ ＋ 40% 膽汁 － － ＋ ＋ * 乳品工業(yè)中應(yīng)用最多的是鏈球菌屬中的乳酸鏈球菌群 。 2．鏈球菌屬的生理生化特點(diǎn) 化能異養(yǎng)型，同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生右旋乳酸；兼性厭氧型，接觸酶反應(yīng)陰性，厭氧培養(yǎng)生長良好。革蘭氏染色陽性，無芽孢，一般不運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生色素。 嗜酸乳桿菌是能夠在人體腸道定殖的少數(shù)有益微生物菌群之一，其代謝產(chǎn)物有機(jī)酸和抗菌物質(zhì) —— 乳桿菌素（ Lactocidin）可抑制病原菌和腐敗菌的生長。最適生長溫度 37℃ ， 20℃ 以下不生長，耐熱性差。因而，在發(fā)酵劑制造及嗜酸菌乳生產(chǎn)中，常在原料乳培養(yǎng)基中添加 5%的蕃茄汁或胡蘿卜汁。 （ 2）嗜酸乳桿菌（ ）。最適生長溫度 37～ 45℃ ，溫度高于50℃ 或低于 20℃ 不生長。該菌是乳酸菌中產(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)酸越多，最高產(chǎn)酸量 2%；如果菌形為顆狀或細(xì)長鏈狀，產(chǎn)酸較弱，最高產(chǎn)酸量 %～ %。固體培養(yǎng)基生長的菌落呈棉花狀，易與其它乳酸菌區(qū)別。 3．乳桿菌屬的代表種 （ 1）保加利亞乳桿菌（ ）。 – 生長溫度范圍， 2～ 53℃ ，最適生長溫度 30～ 40℃ 。 – 菌落形態(tài) ? 2．乳桿菌屬的生理生化特點(diǎn)： – 化能異養(yǎng)型，營養(yǎng)要求嚴(yán)格，生長繁殖需要多種氨基酸、維生素、肽、核酸衍生物。乳酸菌主要分布在： – 乳桿菌屬（ Lactobacillus） – 鏈球菌屬（ Streptococcus） – 明串珠菌屬（ Leuconostoc） – 片球菌屬（ Pediococcus） – 雙歧桿菌屬（ Bifidobacterium） （一）乳桿菌屬（ Lactobacillus） ? 1． 乳桿菌屬的形態(tài)特征： – 細(xì)胞呈桿狀，多為長桿狀、短桿狀及棒桿狀，一般成短鏈排列。第七章 發(fā)酵食品微生物 ? 第一節(jié) 食品工業(yè)中常用的細(xì)菌及其應(yīng)用 ? 第二節(jié) 食品工業(yè)中酵母菌及其應(yīng)用 ? 第三節(jié) 食品工業(yè)中霉菌及其應(yīng)用 ? 第四節(jié) 微生物酶制劑及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用 第一節(jié) 食品工業(yè)中常用的細(xì)菌 乳酸菌及其在食品工業(yè)上的應(yīng)用 醋酸菌及其應(yīng)用 谷氨酸產(chǎn)生菌及其在味精等調(diào)味品中的應(yīng)用 一、乳酸菌 ? 乳酸菌的概念及其分布 乳酸菌一詞并非生物分類學(xué)名詞，而是指能夠利用發(fā)酵性糖類產(chǎn)生大量乳酸的一類微生物的統(tǒng)稱。雖然有些霉菌也能產(chǎn)生大量乳酸，但以乳酸細(xì)菌為主要類群，因而通常將乳酸細(xì)菌之為乳酸菌。革蘭氏染色陽性，通常不運(yùn)動(dòng)，無芽孢。 – 厭氧、耐氧性厭氧或兼性厭氧； – 生長最適 pH為 ～ ，在 pH≤5 的環(huán)境中可生長，而中性或初始?jí)A性條件下生長速率降低。 – 可還原硝酸鹽，不液化明膠，不分解酪素，聯(lián)苯胺反應(yīng)陰性，不產(chǎn)生吲哚和 H2S，多數(shù)菌株可產(chǎn)生少量的可溶性氮。 細(xì)胞形態(tài)長桿狀，兩端鈍圓。能利用葡萄糖、果糖、乳糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生 D型乳酸（有酸澀味，適口性差），不能利用蔗糖。蛋白質(zhì)分解力較弱，發(fā)酵乳中可產(chǎn)生香味物質(zhì)乙醛。常作為發(fā)酵酸奶的生產(chǎn)菌。 細(xì)胞形態(tài)比保加利亞乳桿菌小，呈細(xì)長桿狀，能利用葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生 DL型乳酸，生長繁殖需要一定的維生素等生長因子， 37℃ 培養(yǎng)生長緩慢， 2～ 3d可使牛乳凝固。蛋白質(zhì)分解力較弱。最適生長 pH ～ ，耐酸性強(qiáng)，能在其它乳酸菌不能生長的酸性環(huán)境中生長繁殖。 （二）鏈球菌屬（ Streptococcus） ? 1．鏈球菌屬的形態(tài)特征 細(xì)胞呈球形或卵圓形，成對(duì)或成鏈排列。但腸球菌群中某些種能運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)色素。根據(jù)生理生化特性可將鏈球菌屬分為四個(gè)種群（見表 71）。 3．鏈球菌屬的代表種 ? （ 1）嗜熱鏈球菌（ ）。某些菌株若不經(jīng)過中間牛乳培養(yǎng)則在固體培養(yǎng)基上得不到菌落。在石蕊牛乳中不還原石蕊，可使牛乳凝固。 – 該菌主要特征是能在高溫條件下產(chǎn)酸，最適生長溫度 40～ 45℃ ，溫度低于 20℃ 不產(chǎn)酸。 – 常作為發(fā)酵酸乳、瑞士干酪的生產(chǎn)菌。 ? 細(xì)胞形態(tài)呈雙球、短鏈或長鏈狀。在石蕊牛乳中可使牛乳凝固。 ? 產(chǎn)酸能力弱，最大乳酸生物量 %～ %。而對(duì)熱抵抗力弱， 60℃ 30min 全部死亡。 （ 3）乳脂鏈球菌（ ）。 ? 同型乳酸發(fā)酵。 ? 產(chǎn)酸溫度較低，約 18～ 20℃ ， 37℃ 以上不產(chǎn)酸、不生長。 ? 不能在 4% NaCl肉湯培養(yǎng)基和 %亞甲基蘭牛乳中生長，不水解精 氨酸。 （三）明串珠菌屬（ Leuconostoc） ? 1．明串珠菌屬的形態(tài)特征 : – 明串珠菌屬的菌落特征 固體培養(yǎng)，菌落一般小于 ，光滑、圓形、灰白色；液體培養(yǎng)，通?；鞚峋鶆?，但長鏈狀菌株可形成沉淀。 – 革蘭氏染色陽性，不運(yùn)動(dòng)，無芽孢。 ? 利用葡萄糖進(jìn)行 異型乳酸發(fā)酵 產(chǎn)生 D型乳酸、乙酸或醋酸、 CO2，可使蘋果酸轉(zhuǎn)化為 L型乳酸。 兼性厭氧型 ，接觸酶反應(yīng)陰性。 ３．代表種 —— 腸膜狀明串珠菌（ ） ? 固體培養(yǎng)，菌落直徑小于 ；液體培養(yǎng)，混濁均勻。 ? 利用葡萄糖進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵，在高濃度的蔗糖溶液中生長合成大量的莢膜物質(zhì) —— 葡聚糖，形成特征性粘液。 ? 該菌不僅是酸泡菜發(fā)酵重要的乳酸菌，而且已被用于生產(chǎn)右旋糖苷的發(fā)酵菌株，右旋糖苷是代血漿的主要成分。 – 革蘭氏染色陽性，無芽孢，不運(yùn)動(dòng)， – 固體培養(yǎng)，菌落大小可變，直徑 ～ 。 2．片球菌屬的生理生化特點(diǎn) : ? 化能異養(yǎng)型，生長繁殖需要復(fù)合生長因子：煙酸、泛酸、生物素和氨基酸，不需要硫胺素、對(duì) 氨基苯甲酸和鈷胺素。 ? 通常不酸化和凝固牛乳，不分解蛋白質(zhì)，不還原硝酸鹽，不產(chǎn)吲哚。 ? 生長溫度范圍 25～ 40℃ ，最適生長溫度 30℃ 。 乳酸片球菌（ ）可在含 6%～ 8% 的 NaCl環(huán)境中生長，耐 NaCl濃度 13%～ 20%，是酸泡菜發(fā)酵中重要的乳酸菌。 – 革蘭氏染色陽性，亞甲基蘭染色菌體著色不規(guī)則。 2．雙歧桿菌屬的生理生化特點(diǎn)及其功能性 : ?化能異養(yǎng)型，對(duì)營養(yǎng)要求苛刻，生長繁殖需要多種雙歧因子（能促進(jìn)雙歧桿菌生長，不被人體吸收利用的天然或人工合成的物質(zhì)）， ?能利用葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖，通過果糖 6磷酸支路生成摩爾比 2:3的乳酸和乙酸及少量的甲酸和琥珀酸。 ?專性厭氧，接觸酶反應(yīng)陰性，對(duì)氧的敏感性存在不同菌種或菌株的差異，多次傳代培養(yǎng)后，菌株的耐氧性增強(qiáng)。生長 pH值范圍 ～，最適生長起始 pH值 ～ ，不耐酸，酸性環(huán)境（ pH≤ ）對(duì)菌體存活不利。 雙歧桿菌是人體腸道有益菌群，它可定殖在宿主的腸粘膜上形成生物學(xué)屏障，具有拮抗致病菌、改善微生態(tài)平衡、合成多種微生素、提供營養(yǎng)、抗腫瘤、降低內(nèi)毒素、提高免疫力、保護(hù)造血器官、降低膽固醇水平等重要生理功能，其促進(jìn)人體健康的有益作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它乳酸菌。經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵作用制成的食品稱為乳酸發(fā)酵食品。 ? 1．發(fā)酵乳制品 ? （ 1）酸牛乳（ Yoghurt） ①凝固型酸乳的生產(chǎn) ? ②攪拌型酸乳（純酸奶）的生產(chǎn) ? ③飲料型酸乳（活性乳）的生產(chǎn) ? （ 2）干酪（ Cheese）。 ① 酸牛乳發(fā)酵劑制備的工藝流程： 菌種活化 → 母發(fā)酵劑 → 中間發(fā)酵劑 → 工作發(fā)酵劑 技術(shù)要點(diǎn)： 菌種活化：將液體菌種或凍干菌種接種于 115℃ 10min 滅菌后的復(fù)原脫脂乳試管培養(yǎng)基中， 42℃ 培養(yǎng)，凝乳后立即進(jìn)行傳代移植。 母發(fā)酵劑的制備：將活化菌種接種量為 1%， 42℃ 培養(yǎng)，凝乳后即為母發(fā)酵劑。 工作發(fā)酵劑的制備：利用中間發(fā)酵劑接種量 1%～ 3%， 42℃ 培養(yǎng)，凝乳后即為工作發(fā)酵劑。 工藝流程：原料鮮乳 → 凈化 → 標(biāo)準(zhǔn)化 → 均質(zhì) → 殺菌 → 冷卻 → 接種 → 分裝 → 發(fā)酵 → 冷卻 → 冷藏后熟 → 成品。 標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制：為了增加非脂乳固體含量（不得低于 12%），需添加脫脂乳粉 %～ %，蔗糖 4%～ 8%。殺菌后立即冷卻至 40～ 45℃ 。 發(fā)酵：發(fā)酵溫度控制在 42℃ ， 3～ 5h后，酸度為 65～ 70176。 冷卻和低溫后熟：后熟過程中，形成香味物質(zhì)和光滑細(xì)膩的質(zhì)地，防止乳清析出和過度產(chǎn)酸。 攪拌型酸乳 （純酸奶）的生產(chǎn) ? 攪拌型酸奶即純酸奶與凝固型酸奶生產(chǎn)工藝基本相似，所不同的是：前者為先發(fā)酵，再攪拌，后分裝；后者為先分裝，后發(fā)酵，不攪拌。 技術(shù)要點(diǎn)： 發(fā)酵：發(fā)酵在發(fā)酵罐中進(jìn)行。 ? 攪拌破乳：發(fā)酵結(jié)束后，將品溫降至 38℃ ，進(jìn)行攪拌。 工藝流程：原料鮮乳 → 凈化 → 標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制 → 均質(zhì) → 殺菌 → 冷卻 → 接種發(fā)酵劑 → 發(fā)酵 → 混和（無菌水、穩(wěn)定劑、香精） → 均質(zhì)→ 分裝 → 冷卻 → 成品 → 入庫冷藏。一般加水量為凝乳的 50%。目前使用較多的是 PGA和 LM果膠，添加量前者為 %，后者為 %。 (2)酸性奶油的制作 ? 酸制奶油