课件：第五章 乳中的微生物.ppt

第三节 微生物在乳品工业中的应用 发酵：微生物作用于碳水化合物或类似于碳水化合物的物质引起不完全氧化的过程。一般在部分或完全缺氧情况下才不完全氧化或厌氧分解，形成一些不完全氧化物（中间产物）。 具体：微生物对基质（乳糖）进行分子内的厌氧呼吸，一般是基质分子被脱氢等一系列作用而生成各种中间产物，即发酵产物。 一、乳酸发酵（lactic acid fermentation） 乳酸发酵：葡萄糖经微生物的酵解作用产生乳酸的过程称为乳酸发酵。 同型发酵：发酵产物中全为乳酸的为同型发酵。 异型发酵：发酵产物中除乳酸外还有乙醇、乙酸、二氧化碳和氢等，为异型发酵。 应用于乳品中的乳酸菌 目前应用于乳品中的乳酸菌主要包括5个属，它们分别是乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和片球菌属。 1.乳杆菌属的乳酸菌一般呈细长的杆状，大小为（0.5~1）×（2~10）μm，常呈链状排列，也有单生的例子，革兰氏阳性无芽孢微需氧菌。目前应用于乳品工业的菌种主要有：同型发酵乳杆菌，如德氏乳杆菌（L.delbueckii）、保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）、瑞士乳杆菌（L.heveticus）、嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）和干酪乳杆菌（L.casei）及其亚种等；异型发酵乳杆菌，如短乳杆菌（L.brevis）和发酵乳杆菌（L.fermentum）。 2. 链球菌属乳酸菌一般呈短链或长链状排列，为无芽孢革兰氏阳性兼性厌氧菌。在乳品中应用的主要菌种有：乳酸链球菌（S.lactis）、丁二酮乳链球菌(S.diacetilactis)、乳酪链球菌(S.creamoris)和嗜热链球菌（S.thermophilus）等。 3. 明串珠菌属呈圆形或卵圆形，菌种排列呈链状。目前应用于乳品工业中的菌种主要有肠膜明串珠菌（Leuc.mesenteroides）及其乳脂亚种（Leuc.cremoris）、葡聚糖亚种（Leuc.dextranicum）、噬柠檬酸明串珠菌（Leuc.citrovorum）、乳酸明串珠菌（Leuc.lactis）和酒明串珠菌（Leuc.oenos）等。它们在乳品中主要发酵柠檬酸产生特征风味物质，故又称风味菌、香气菌或产香菌。 4. 双歧杆菌因其菌体尖端呈分支状（如Y或V字型）而得名，是无芽孢革兰氏阳性专性厌氧菌。目前已知的双歧杆菌有24种，其中9种存在于人的肠道中，而应用于乳品工业上的仅其中的5种，如两歧双歧杆菌（B.bifidum）、长双歧杆菌（B.longum）、短双歧杆菌（B.breve）、婴儿双歧杆菌（B.infantis）和青春双歧杆菌（B.adolescentis）。 5. 片球菌属乳酸菌的细胞排列呈四联体。 目前应用于乳品工业上的菌种只有乳酸片球菌（P.acidilactici）和戊糖片球菌（P.pentosaceus）两种。 发酵过程： C12H22O11+H2O 2C6H12O6 C6H12O6 2C3H6O3 乳糖酶 乳酸发酵的应用 酸奶、干酪、酸性奶油、酸性酪乳等。 二、酒精发酵（alcohol fermentation） 概念：乳中的乳糖分解（葡萄糖）产生酒精和CO2的过程。 C6H12O6+2ADP+2H3PO4 2CH3CH2OH+2ATP+2CO2+2H2O EMP 应用：乳酒（Kefir、Koumiss）和乳清酒，一般不单独酒精发酵，伴随有乳酸发酵。 菌种：酵母（球拟酵母、假丝酵母、乳酸克鲁维酵母、脆壁酵母）和霉菌（毛霉和根霉） 三、丙酸发酵（propionic acid fermentation） 概念：葡萄糖经过糖酵解途径生成的丙酮酸可羧化形成草酰乙酸，草酰乙酸还原成琥珀酸，再经脱羧而产生丙酸。此外，少数丙酸菌还能以乳酸为底物、能源，通过发酵将其转化为丙酸，这类发酵的终产物均为丙酸，故称之为丙酸发酵。前者为琥珀酸-丙酸途径，后者为丙烯酸途径。 1.琥珀酸-丙酸途径 2.丙烯酸途径 丙酮酸 草酰乙酸 苹果酸 琥珀酸 丙酸 L-乳酸 2羟丙酰COA 丙烯COA 丙酰COA 丙酸 COA CO 2H -2H2O -CO2 应用：干酪成熟（Swiss cheese） 四、丁二酮发酵（biacetyl fermentation） 概念：微生物利用柠檬酸经发酵生成许多具有良好风味的小分子物质（如丁二酮）的过程。其风味物质除丁二酮外，还有乙醛、乙酸、乳酸、丙酸、乙醇等。 菌种：乳酸链球菌丁二酮亚种、乳脂明串珠菌、嗜柠檬酸明串珠菌等。