食品微生物研究進(jìn)展

食品微生物研究進(jìn)展匯報(bào)人：趙琳食品微生物——定義foodmicroorganism

與食品有關(guān)的微生物。研究食品微生物的性狀及其與食品相互關(guān)系的科學(xué)稱為食品微生物學(xué)。它是一門由醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)的微生物學(xué)中與食品生產(chǎn)有關(guān)的部分相互融合而成的一門學(xué)科。

食品微生物學(xué)——發(fā)展大事記1680列文虎克發(fā)現(xiàn)了酵母細(xì)胞1780Scheele發(fā)現(xiàn)酸乳中主要酸是乳酸1880德國開始對牛乳進(jìn)行巴斯德殺菌1908美國官方批準(zhǔn)苯甲酸鈉作為某些食品的防腐劑1926Linden，Turner和Thom提出了首例鏈球菌引起的食物中毒1943美國的B.E.Proctor首次采用離子輻射保存漢堡1960首次報(bào)告黃曲霉產(chǎn)生黃曲霉毒素——摘自《食品微生物學(xué)》食品微生物學(xué)——發(fā)展大事記1971美國馬里蘭州首次爆發(fā)食品介導(dǎo)的副溶血弧菌性胃腸炎，第一次爆發(fā)食物傳播的大腸桿菌性胃腸炎1985英國發(fā)現(xiàn)第一例瘋牛病1990美國對海鮮食品強(qiáng)調(diào)實(shí)施HACCP體系1990第一個(gè)超高壓果醬食品在日本問世1997第一個(gè)真核生物酵母菌基因組測序完成，埃希氏大腸桿菌基因組測序完成1999美國“超高壓技術(shù)”在肉制品商業(yè)化的應(yīng)用——摘自《食品微生物學(xué)》HazardAnalysisandCriticalControlPoint食品立法1890美國通過了第一部關(guān)于肉品檢驗(yàn)的國家法會，但只要求檢驗(yàn)出口的肉制品1958美國通過了食品藥物和化妝品有關(guān)的添加劑條例1995全國人民代表大會常務(wù)委員會通過《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》1996頒布中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB2760-1996《食品添加劑食用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》2009頒布《中華人民共和國食品安全法》——摘自《食品微生物學(xué)》食品微生物——分類食品微生物包括3大類：①：發(fā)酵食品微生物②：食品腐敗微生物③：食源性病原微生物發(fā)酵食品微生物發(fā)酵食品微生物食品工業(yè)中常用的細(xì)菌及其應(yīng)用食品工業(yè)中酵母菌及其應(yīng)用食品工業(yè)中霉菌及其應(yīng)用微生物酶制劑及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用食品工業(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)用酸奶（yoghurt/yogurt）

聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO)將酸奶定義為：鮮乳或乳制品（殺菌乳/濃縮乳）在保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的作用下，經(jīng)乳酸發(fā)酵而得到的凝固型乳制品。雙歧桿Bifidobacterium嗜熱鏈球菌Streptococcustermophilus保加利亞乳酸桿菌Lactobacillusbulgaricus乳酸菌的概念和分類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。乳酸菌主要分類：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）乳桿菌屬（Lactobacillus）形態(tài)特征：細(xì)胞呈桿狀，一般成短鏈排列。革蘭氏陽性，通常不運(yùn)動(dòng)，無芽孢生理生化特點(diǎn)：化能異養(yǎng)型厭氧、耐氧性厭氧或兼性厭氧生長最適pH為5.5～6.2生長溫度范圍2～53℃，最適生長溫度30～40℃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)生少量的可溶性氮乳酸菌屬的代表種保加利亞乳桿菌（L.bulgaricus）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。

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%。

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。最適生長溫度37～45℃，溫度高于50℃或低于20℃不生長。常作為發(fā)酵酸奶的生產(chǎn)菌。乳酸菌屬的代表種嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）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；最適生長溫度37℃，20℃以下不生長，耐熱性差；最適生長pH5.5～6.0，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；

代謝產(chǎn)物有機(jī)酸和抗菌物質(zhì)；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)。革蘭氏染色陽性，亞甲基蘭染色菌體著色不規(guī)則。無芽孢和鞭毛，不運(yùn)動(dòng)。

2．雙歧桿菌屬的生理生化特點(diǎn)及其功能性:化能異養(yǎng)型專性厭氧生長溫度范圍25～45℃，最適生長溫度37℃。酸性環(huán)境（pH≤5.5）對菌體存活不利。能利用葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖，通過果糖-6-磷酸支路生成乳酸和乙酸及少量的甲酸和琥珀酸。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。3.代表種：人體腸道中數(shù)量最多的5種為：兩歧雙歧桿菌（B.bifidum）嬰兒雙歧桿菌（B.infantis）青春雙歧桿菌（B.adolescentis）長雙歧桿菌（B.longum）短雙歧桿菌(B.breve)

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、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。

益生菌食品（probiotics）Probiotics一詞源于希臘語，意思是“forlife”（為了生命）。目前，在世界范圍內(nèi)，學(xué)者對益生菌的定義存在爭議。益生菌是活的微生物，通過攝入充足的數(shù)量，對宿主產(chǎn)生一種或多種特殊且經(jīng)論證的功能性健康益處。

——?dú)W洲食品與飼料菌種協(xié)會現(xiàn)代人攝入高脂肪、高蛋白食物過多，膳食纖維攝入過少，很容易導(dǎo)致體內(nèi)菌群失衡，從而導(dǎo)致亞健康的狀態(tài)甚至是疾病。通過益生菌來調(diào)節(jié)人體的微生態(tài)平衡，在有效防治各種疾病的同時(shí)使人遠(yuǎn)離藥物的副作用。益生菌會幫助你保持健康的身體狀態(tài)，消除健康隱患。

益生菌的作用（1）預(yù)防或改善腹瀉（2）緩解不耐乳糖癥狀（3）預(yù)防陰道感染（4）增強(qiáng)人體免疫力（5）促進(jìn)腸道消化系統(tǒng)健康（6）降低血清膽固醇。益生菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用菌株來源鼠李糖乳桿菌GG芬蘭維利奧公司(ValioLD）長雙歧桿菌SBT2928日本雪印乳品有限公司干酪乳桿菌TT9018法國羅地亞公司短雙歧乳桿菌R-011加拿大羅素公司嗜酸乳桿菌PIM703丹麥漢森公司保加利亞乳桿菌2038丹麥漢森公司醋酸桿菌Acetobacter醋酸菌生物學(xué)特性細(xì)胞呈橢圓形桿狀，革蘭氏染色陽性?；墚愷B(yǎng)型，能利用葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、酒精作為碳源，可利用蛋白質(zhì)水解物、尿素、硫酸銨作為氮源，生長繁殖需要的無機(jī)元素有P、K、Mg。最適生長溫度30～35℃，不耐熱。最適生長pH值為3.5～6.5。不耐食鹽。主要醋酸菌種紋膜醋酸桿菌（A.aceti）奧爾蘭醋酸桿菌（A.orleanense）許氏醋桿菌（A.Schutzenbachii）醋酸桿菌AS1.41：培養(yǎng)時(shí)液面形成乳白色、皺褶狀的粘性菌膜。搖動(dòng)時(shí)，液體變混。能產(chǎn)生葡萄糖酸，最高產(chǎn)醋酸量8.75%。最適生長溫度30℃，能耐14%～15%的酒精。屬紋膜醋酸桿菌的亞種，也是法國奧爾蘭地區(qū)用葡萄酒生產(chǎn)食醋的菌種。最高產(chǎn)醋酸量2.9%，耐酸能力強(qiáng)，能產(chǎn)生少量的酯。最適生長溫度30℃。它是法國著名的速釀食醋菌種，也是目前釀醋工業(yè)重要的菌種之一。最高產(chǎn)醋酸量達(dá)11.5%。對醋酸沒有進(jìn)一步的氧化作用，耐酸能力較弱。最高生長溫度37℃。是我國釀醋工業(yè)常用菌種之一。產(chǎn)醋酸量6%～8%，可將醋酸進(jìn)一步氧化為CO2和H2O。最適生長溫度28～30℃，耐酒精濃度8%。食品微生物的應(yīng)用——味精味精中的主要成分是谷氨酸鈉，俗稱味素。味精對人體沒有直接的營養(yǎng)價(jià)值，但它能增加食品的鮮味，引起人們食欲，有助于提高人體對食物的消化率。盡管味精廣泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸對于增強(qiáng)食物鮮味的作用，在20世紀(jì)早期，才被人們科學(xué)地認(rèn)識到。谷氨酸鈉食品微生物的應(yīng)用——味精味精的誕生距今只有103年。1907年，日本東京帝國大學(xué)的池田菊苗發(fā)現(xiàn)了一種，海帶湯蒸發(fā)后留下的棕色晶體（谷氨酸），嘗起來有一種難以描述但很不錯(cuò)的味道。池田教授將這種味道稱為“鮮味”。繼而，他為大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸晶體的方法申請了專利。鮮味，是怎么產(chǎn)生的？我要吃肉！食品微生物的應(yīng)用——味精一階段：池田菊苗從海帶中分離到L-谷氨酸結(jié)晶體。二階段：在1965年以前，以面筋或大豆粕為原料通過用酸水解的方法生產(chǎn)味精。這個(gè)方法消耗大，成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對設(shè)備要求高，需耐酸設(shè)備。

三階段：以糧食為原料（玉米淀粉、大米、小麥淀粉、甘薯淀粉）通過微生物發(fā)酵、提取、精制而得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的谷氨酸鈉，為市場上增加了一種安全又富有營養(yǎng)的調(diào)味品。

味精生產(chǎn)工藝淀粉質(zhì)原料（玉米、甘薯、小麥等）糖化冷卻過濾加入玉米漿及其他營養(yǎng)物配成的培養(yǎng)基接種菌種（谷氨酸棒狀桿菌）發(fā)酵發(fā)酵液提?。ǖ入婞c(diǎn)法、離子交換法等）谷氨酸結(jié)晶NA2CO3中和谷氨酸鈉鹽去鐵、脫色、濃縮結(jié)晶味精的生產(chǎn)過程

淀粉經(jīng)糖化，產(chǎn)生葡萄糖，葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)，經(jīng)過三羧酸循環(huán)中烏頭酸酶的作用先生成異檸檬酸，再經(jīng)異檸檬酸脫氫酶的作用變?yōu)棣?酮戊二酸，最后經(jīng)谷氨酸脫氫酶的作用，由還原的氨基化反應(yīng)生成L-谷氨酸。食品微生物的應(yīng)用——味精谷氨酸谷氨酸鈉食品微生物的應(yīng)用——味精要注意的是：

100℃以上的高溫加熱半小時(shí)，只有0.3％的谷氨酸鈉生成焦谷氨酸鈉（致癌性），對人體影響甚微。在堿性環(huán)境中，味精會起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生谷氨酸二鈉。所以味精要適當(dāng)?shù)厥褂煤痛娣拧?/p>

食品微生物的應(yīng)用——雞精雞精是一種復(fù)合調(diào)味品，它的基本成分是在含有90％的味精基礎(chǔ)上，加入助鮮劑、鹽、糖、雞肉粉、辛香料、雞味香精等成分加工而成，更含有多種氨基酸。雞精主要由谷氨酸鈉、呈味核苷酸二鈉、食用鹽、雞肉、雞骨粉或濃縮抽取物為基本原料，添加香精（或不添加）、賦型劑，經(jīng)混合、制粒、干燥而成的一種復(fù)合調(diào)味料品。雞精按形態(tài)又可分為粉狀、顆粒狀、塊狀，但以顆粒狀為主。

食品微生物的應(yīng)用——雞精5'-肌苷酸二鈉(IMP)5'-鳥苷酸二鈉(GMP)食品微生物的應(yīng)用——雞精5’-肌苷酸和5’-鳥苷酸都屬于核苷酸，是一種強(qiáng)烈的調(diào)味助鮮劑，肌苷酸、鳥苷酸與谷氨酸適當(dāng)混合后，能使助鮮劑作用強(qiáng)大十倍，其中以鳥苷酸為最鮮。目前核苷酸在食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等方面具有重要用途。食品微生物的應(yīng)用——雞精5’-呈味核苷酸的制造方法有直接發(fā)酵法及酶法降解等。直接發(fā)酵法生產(chǎn)與谷氨酸發(fā)酵基本相似，主要菌種是谷氨酸棒桿菌腺嘌呤缺陷型或者鳥嘌呤缺陷型。酶法降解有兩種：（1）酶解法（2）自溶法食品微生物的應(yīng)用——雞精酶解法一般指專門培養(yǎng)的菌種（如桔青酶）所產(chǎn)生的5’-磷酸二酯酶來降解核糖核酸（自酵母或白地霉中提?。?。核糖核酸5’-磷酸二酯酶橘青霉pH5~65’-核苷酸pH5~6，溫度66°C，維持2h后，即可完成降解。食品微生物的應(yīng)用——雞精自溶法

利用菌體細(xì)胞內(nèi)的5’磷酸二酯酶專一地作用于本身的核糖核酸，使降解成5’核苷酸，然后從細(xì)胞內(nèi)滲出來，可進(jìn)行自溶的有酵母和細(xì)菌。一般酵母在酸性條件下自溶成3’-核苷酸；在堿性條件下才生成5’-核苷酸。只有5’-核苷酸具有極強(qiáng)烈的鮮味，因此必須控制在堿性條件下自溶。食品微生物的應(yīng)用——雞精雞精具有以下特性：取料上是雞肉與雞蛋復(fù)合生產(chǎn)的，既有雞的鮮味又有其香味；化學(xué)成分是將核甘酸與谷氨酸鈉復(fù)合，且鮮度上乘，實(shí)現(xiàn)了增鮮調(diào)味的二合一；鮮度與味精相比是味精的1.5～2倍，是營養(yǎng)成分更高的健康食品；啤酒酵母Saccharomycescerevisia啤酒酵母的生物特性細(xì)胞呈圓形或短卵圓形，大小為3～7×5～10μm，通常聚集在一起，不運(yùn)動(dòng)。單倍體細(xì)胞或雙倍體細(xì)胞都能以多邊出芽方式進(jìn)行無性繁殖，能形成有規(guī)則的假菌絲（芽簇），但無真菌絲。有性繁殖為2個(gè)單倍體細(xì)胞同宗或異宗接合或雙倍體細(xì)胞直接進(jìn)行減數(shù)分裂形成1～4個(gè)子囊