第九章 3发酵食品

第九章微生物与发酵食品了解：霉菌在食品制造中应用的意义掌握：食品制造中霉菌的菌种和适用范围理解：霉菌发酵食品的工艺流程和原理9.3 霉菌在食品工业中应用1、食品制造中霉菌的菌种和适用范围2、霉菌发酵食品的工艺流程和机理食品制造中霉菌的菌种和适用范围在自学的基础上，重点讲授，结合思考题进行消化课后习题6-10找茬：霉变和霉菌发酵食品的异同复习：1、发酵食品中的酵母菌2、酵母菌发酵食品的种类、原理和相关工艺流程引入：发酵食品已经成为食品工业中的重要分支就广义而言；凡是利用微生物的作用制取的食品都可称为发酵食品。

今天我们再来学习霉菌有关的发酵食品。

第三节霉菌在食品工业中应用一、酱油酱油是日常生活中重要的调味品，我国生产已有两千多年历史。

主要是由曲霉产生的蛋白酶将大豆蛋白进行分解，并同其他微生物共同作用，形成营养丰富，风味独特的食品。

（一）、菌种酱油是多种微生物混合作用的结果。

1、米曲霉和酱油曲霉酱油中应用的曲霉菌主要是米曲霉(Aspergillus oryzae)和酱油曲霉(A.sojse)，米曲霉和酱油曲霉对原料发酵快慢、成品颜色浓淡、味道鲜美程度有直接关系。

米曲霉：菌落生长很快，初为白色外，渐变黄色。

分生孢子成熟后，成黄绿色。

分生孢子头为放射形，顶囊球形或瓶形，粗糙或近于光滑。

米曲霉有复杂的酶系统：主要有蛋白酶、谷氨酰胺酶、淀粉酶，此外还有果胶酶、半纤维素梅和酯酶等。

其中重要的是蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶，它们决定着原料的利用率，酱醪发酵成熟的时间以及产品的味道和色泽。

酱油曲霉：是日本学者坂口在30年代从酱油中分离出来的，并应用于酱油的生产。

酱油曲霉分生孢子囊表面有小突起，孢子柄表面平滑。

含有蛋白酶、聚半乳糖醛酸酶等。

目前日本制曲用混合菌种，其中米曲霉占79%，酱油曲霉占21%。

我国则使用纯米曲霉菌种，广泛使用是米曲霉3.042，该菌特点是产蛋白酶高，生长速度快，抗杂菌能力强，酱油的香气和滋味均优良，不产黄曲霉毒素等。

现对3.042进行诱变育种，获得产蛋白酶高一倍的沪酿UE328和沪酿UE336新菌株。

另外，对UE336进行诱变，筛选出谷氨酰胺酶活力比对照组高2倍以上的沪酿422号，在同等发酵条件下，谷氨酸含量提高40%左右，。

并且不含黄曲霉毒素B12、酵母菌从酱醪中分离出的酵母有7个属，23个种，其基本形态是圆形、卵圆形、柠檬形、腊肠形等，最适生长温度为28-30o C，pH值是在4.6-5.6之间。

与酱油质量关系密切的是鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii)、易变球拟酵母(Torulopsis versatilis)、埃契氏球拟酵母(T.etchellsii)、无名球拟酵母(T.famata)等。

鲁氏酵母：主要是发酵葡萄糖等生成乙醇、甘油等，从而进一步生成酯、糖醇等，增加酱油的风味。

易变拟球酵母和埃契氏球拟酵母：在后发酵期，鲁氏酵母开始自溶，促进了易变拟球酵母和埃契氏球拟酵母的生长，它们是酯香型酵母，参与酱醪的成熟，生成烷基苯酚类香味物质，如4-2乙基苯酚等，改善了酱油的风味。

3、乳酸菌从酱醪中分离的细菌有6个属18个种，和酱油关系最密切的是乳酸菌。

其菌体杆状、球形，分散或成链状。

对氧要求不一，其中酱油四联球菌(Tetrecoccus soyae)、嗜盐片球菌(Pediococcus halophilus)、酱油片球菌(P.soyae)与酱油风味形成有密切关系。

在酱醪发酵过程中，前期嗜盐片球菌多，后期四联球菌多些。

乳酸菌的作用：利用糖产生乳酸。

与乙醇作用生成乳酸乙酯，香气很浓，由于乳酸降低了发酵醪的pH值(5.0)，这样可促进鲁氏酵母的繁殖。

乳酸菌和酵母菌联合作用，赋予酱油特殊的香气。

根据经验，乳酸菌与酵母菌数之比为10：1时，效果最好。

近年来，又发现某些芽孢杆菌也参与酱油的酿造，而且是影响风味的主要因素。

（二）、机理酿造酱油的过程，实际是多种微生物的协同作用的过程，通过微生物产生的酶的催化作用，将原料中的大分子物质分解为简单物质，再经复杂的物理化学和生物化学反应，就形成了具有独特风味的调味副食品。

目前，已知酱油的化学成分达三、四百种。

1、原料中的蛋白质经米曲霉分泌的蛋白酶作用，逐渐分解成胨、多肽和氨基酸。

米曲霉分泌的蛋白酶有三种：酸性(pH3)、中性(pH7左右)、碱性(pH8)，其中以碱性蛋白酶最多，所以如果发酵过程中pH值过低，会影响蛋白质的水解。

米曲霉中的外肽酶高于其他曲霉，故有利于氨基酸的生成，谷氨酰胺酶又能将游离的谷氨酰胺分解成氨基酸。

2、原料中的淀粉经淀粉酶的糖化作用，水解成糊精和葡萄糖等。

单糖或其他糖类，有的可被微生物作碳源利用，有的可形成酱色，增加酱油的甜味和粘稠度。

3、酱油中含有的有机酸：有乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖酸等，是乳酸菌发酵产生的，这些酸都是酱油重要的呈味物质，又是香味重要成分。

4、酵母菌发酵产生乙醇等，构成了脂类的前体物质。

在发酵过程中产生的酯类以及由化学反应形成的酯类，构成了酱油香气成分的主体。

据目前分析有276种成分。

5、酱色的形成，目前一般认为有二种途径。

第一种途径是美拉德反应。

它是氨基化合物和羰基化合物之间的氨基-羰基反应，最终形成褐色物质——类黑色素，这是主要的生成途径；第二种途径是经过酶褐变反应。

由曲生成的多酚氧化酶将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。

总结：一般认为，酱油的鲜味来自氨基酸和核酸类物质的钠盐；甜味来自与糖类、某些氨基酸（甘氨酸）和醇类（甘油）等；酸味来自于糖类；苦味来自于某些氨基酸（如酪氨酸等）、乙醛等；咸味来自于食盐。

（三）、影响酱油质量的微生物1、曲霉污染有些原料本身发霉或在发酵过程中污染某些曲霉，这些曲霉能产生黄曲霉毒素，有些菌种也能产黄曲霉毒素。

2、细菌污染酱油卫生指标中，细菌数每毫升不超过5万个，大肠杆菌近似值100ml不超过30个，致病菌不得检出。

如果超标，表示发生污染。

主要来源于种曲、容器等，也可能与污染粪便有关。

3、酱油生“花”酱油生“花”是污染了耐盐性酵母所致，酱油生“花”是由于浓度过稀，成熟不完全，含糖过多，食盐不足，灭菌不彻底或容器不清洁所引起的。

酱油生霉后引起质量下降，糖和氮减少，香气消失，鲜味减弱，并产生臭味，苦涩味。

二、豆腐乳腐乳为我国著名的传统食品，有1000多年的历史，它味道鲜美，营养丰富，价格便宜，深受人们喜爱。

（一）、菌种腐乳以前靠自然发酵，周期长，受季节影响，而且容易污染。

目前采用人工纯培养，缩短生产周期，而且不易污染，常年可生产。

主要菌种有腐乳毛霉(Mucer sufu)、鲁氏毛霉(M.rouxianus)、五通桥毛霉(M.wutangkial)、总状毛霉(M.recemosus)、华根霉(Rhzopus chinensis)等。

另外，还有细菌型腐乳，克东腐乳是利用微球菌属(Micrococrs)中的种进行酿造的，武汉腐乳是利用枯草杆菌进行酿造的。

（二）、机理腐乳的酿造过程是微生物及其所产的酶不断作用的过程。

1、发酵前期：主要是毛霉等生长发育期，在豆乳胚周围布满菌丝，同时分泌各种酶，使豆乳中少量淀粉和蛋白质逐步分解，此时由外界来到胚上的细菌、酵母也随之繁殖，参与发酵。

2、进行厌氧后发酵：加入食盐、红曲、黄油等辅料，装坛后，即进行厌氧后发酵，毛霉产生的蛋白酶和细菌、酵母的发酵作用，将蛋白质分解为眎、胨、多肽和氨基酸等物质，同时生成一些有机酸、醇类、酯类，3、最后制成具有特殊色、香、味的腐乳成品。

（三）、红曲红曲是制造腐乳不可缺少的原料，红曲霉色素是天然色素，使用安全，它是红曲霉属的一些种经固体或液体培养产生的色素。

红曲霉色素包括红曲霉素(monascin)、红曲霉红素(monascornbin)、红曲霉黄素(monasscoflavin)和红斑红曲霉素(rubropurctatin)等几种色素。

红曲霉的菌丝分隔，初为白色，后逐渐变为红色或紫色，它既能产生分生孢子，也产生子囊孢子。

腐生菌，嗜酸，耐高温（35-47O C），耐乙醇（4%-10%），能利用多种碳源，本身能合成多种维生素，抗杂菌污染能力强。

三、豆酱酱类制品起源于我国周朝，唐代开始传出国外。

酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣辣酱及其加工制品等。

它是以豆类与面粉为原料，经蒸熟、制曲、发酵，由成熟酱醅直接配制或经研磨制得的半固态产品，呈红褐色，味鲜香浓，咸淡相宜的产品。

米曲霉是酱类生产的主要微生物。

四、丹贝丹贝又称天培（Tempeh），是印度尼西亚的传统大豆发酵制品。

它是大豆经浸泡、脱皮、蒸煮后，接入霉菌，在37℃下于袋中发酵而成的产品。

生产菌种为少孢根霉（Rhizopus oligosporus）。

另外从丹贝中分离到葡之根霉、米根霉和无根根霉。

丹贝生产的关键是控制空气平衡。

处于严格厌氧条件下霉菌生长不良，甚至不生长，但在氧气过多的条件下霉菌产生孢子，形成有一种难闻气味的黑色产品。

在氧气平衡时霉菌形成紧密的白色乳状菌丝，缚在豆瓣上，形成一个坚硬的糕状物，煮后带有柔和的坚果味。

由于食品级的塑料袋的透气性较差，所以要用特别的带有小孔的袋子，这样可使霉菌生长良好而无孢子产生。

丹贝在发酵过程中，由于大豆子叶组织出现松弛，使大豆蛋白质、脂肪在霉菌酶体系作用下发生分解，因而丹贝具有柔软、黏滑的口感。

丹贝中含有的染料木素和大豆甙元，具有抑制癌细胞的作用。

糖肽和异黄酮混合物对金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、普通变形杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌、蜡样芽胞杆菌等食品中常见的腐败菌和致病菌有抑制作用。

此外，少孢根霉在丹贝的发酵过程中还可以分泌丰富的SOD。

五、柠檬酸柠檬酸(Citric acid)是生物体主要代谢产物之一,主要存在水果中,以未成熟的水果含量较多。

柠檬酸是食品、医药、化工等领域应用最广泛的有机酸之一。

柠檬酸发酵可利用的微生物很多。

主要有黑曲霉(Asp.niger)、文氏曲霉(Asp.wentii)、泡盛曲霉(Asp.awamoti)、宇佐美曲霉(amii)、淡黄青霉(Penicillium)、梨形毛霉(Mucor piriforms)、普通黑粉霉(Ustulinavulgaris)、绿色木霉（Trichlderma viride）以及解脂假丝酵母等等。

最广泛采用的是黑曲霉(Asp.niger)、文氏曲霉(Asp.wentii)和解脂假丝酵母等菌种。

柠檬酸工业化生产有三种发酵方法：浅盘发酵、固态发酵和液体深层发酵。

一般采用深层发酵法生产。

小结：1、酱油的生产菌种、机理和工艺流程2、豆腐乳的生产菌种、机理和工艺流程3、豆酱、丹贝和柠檬酸的生产及菌种。