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乳酸菌与乳品发酵剂
发布时间:2020-11-21 10:56 | 信息来源:扑克王app官网

  乳酸菌与乳品发酵剂_能源/化工_工程科技_专业资料。乳酸菌与乳品发酵剂 广西大学行健文理学院 会计 2010 级 9 班 黄琳珊 黄琳珊 1038080908 1038080908 摘要: 摘要:乳酸菌是广泛应用于食品、医药和饲料等行业的一类重要工业

  乳酸菌与乳品发酵剂 广西大学行健文理学院 会计 2010 级 9 班 黄琳珊 黄琳珊 1038080908 1038080908 摘要: 摘要:乳酸菌是广泛应用于食品、医药和饲料等行业的一类重要工业微生物, 乳酸菌中的大多数菌属形成了不同的系统发育累群。 它可以作为细胞工厂生产某 些有价值的产物或产品,亦是开发生物质能源的重要菌种。乳品发酵剂是乳酸菌 子啊乳制品中成功应用的一个实例,乳品发酵剂是生产优良发酵乳制品的关键, 它不仅决定了发酵的成败,而且赋予产品独特的风味和质地。 关键词:乳酸菌;乳品发酵剂;菌种 一、乳酸菌的定义与分类 乳酸菌由一群形态、代谢和生理特性相同的细菌组成。乳酸菌是对乳制品最 为重要而且也是检出率最高的菌群。 一般将这群细菌描述为革兰氏阳性、 无芽孢、 不呼吸的球菌或杆菌, 非运动性, 不产生或极少产生色素, 因其几乎是厌氧性的, 因此表面发酵不明显。 可利用碳水化合物产生乳酸或有时生成挥发酸和酒精是乳 酸菌的特征。不还原硝酸盐,过氧化氢酶阴性菌占大部分,但也有过氧化氢酶阳 性的乳酸菌。 乳酸菌是能从葡萄糖(或可利用的碳水化合物)发酵产生大量乳酸的一群细 菌。这只是一种历史习惯叫法,而不是分类学上的一个术语。这可以追溯到 20 世纪以前。那时“乳酸菌”一词的意思是“使奶变酸的微生物” 。显然这类细菌 的最初纯营养物是 1873 年 J·Lister 获得的“乳酸菌” (可能是乳酸乳球菌) 。 在分离得到具有酸化牛奶能力的细菌和其他来源产乳酸的细菌之后, 研究者们便 对这些细菌进行了分类。而在 Orla-Jensen 关于乳酸菌的专著出版之前,人们普 遍对乳酸菌分类感到迷惑。他的研究对乳酸菌的系统分类产生了重大影响,尽管 他对其进行了很大程度的修正,但其分类基础仍被保留,几乎没有改变。他应用 了如下特征作为分类的基础:在形态学(球状或杆状,或形成四连体) ,葡萄糖 发酵方式 (同型或异型发酵) 在某些 , “重要” 温度下的生长情况 (如 10℃和 45℃) 以及糖的利用范围。这些特点对乳酸菌的分类极为重要。 (一)乳酸球菌 乳酸球菌在牛乳及乳制品中存在的主要菌属为链球菌属、明串珠菌属等,都是兼性厌 氧或微需氧性的。 1、链球菌属 链球菌属在乳品工业中多为重要的菌种,能使碳水化合物发酵生成乳酸,除乳酸外几 乎不产生其他副产物,是同型发酵的菌属。多为无芽孢革兰氏阳性兼性厌氧,菌体成对或链 状排列,主要菌种如下。 (1)嗜热链球菌 广泛存在于乳与乳制品中,是瑞士干酪等发酵剂中采用的菌种,另 外也可利用该菌种作为酸奶的发酵剂菌株。该菌多数不呈溶血性,无运动性,菌体球形或卵 圆形,直径 0.6~1.0μm,双球状或链状排列。 (2)牛链球菌 能在 45℃生长,可耐 60℃30min 加热,能分解淀粉,一般存在于牛乳 的消化器官以及粪便中,会污染牛乳。因其是耐热性菌,因此,在用杀菌乳制造的干酪成熟 过程中常常存在。 (3) 乳酸链球菌 是在乳制品制造中最为重要的有用菌之一, 乳链球菌和乳脂链球菌是 其代表性的菌种。 (4) 酿脓链球菌 为溶血性链球菌的代表。 为动物体的化脓部位以及患乳房炎的乳房污 染菌。可污染牛乳,成为败血症、猩红热等疾病的原因,是高危险的致病菌。 (5)其他一些链球菌 2、肠球菌属 肠球菌属被认为是食品的污染指标之一,与大肠菌受同等重视。其代表为粪肠球菌。 粪肠球菌以前的分类名称为粪链球菌,菌体细胞常为球形或卵圆形,能发酵许多糖类。 在乳与乳制品中常出现,对原料乳有害,但在干酪的生产中可被用作发酵剂。 3、明串珠菌属 固体培养基通常形成直径小于 0.1mm、光滑圆形的灰白色菌落,为微好气性的球菌。 该菌种有肠膜明串珠菌、葡聚糖明串珠菌、乳脂明串珠菌等菌,前二者能从蔗糖生成黏性物 质葡聚糖。 (二)乳酸杆菌和双歧杆菌 乳酸杆菌为生成乳酸的杆状菌总称,根据发酵形式、生成乳酸的种类、生长温度等性质 分类。乳酸菌属为狭义的乳酸杆菌,通常称乳酸杆菌时多是指乳杆菌,分为同型发酵乳酸杆 菌和异型发酵乳酸杆菌两大类, 和乳与乳制品有关者以前者为主。 一般其乳酸生成能力大于 乳酸球菌。 1、同型发酵菌 同型发酵菌就是将碳水化合物发酵之后, 除生成乳酸外几乎无其他副产物生成的发酵类 型。能产生同型发酵的菌种即称为同型发酵菌。 (1) 嗜酸乳杆菌 只在厌氧环境下生长, 形成乳白色、 表面光滑的小菌落。 为好酸性菌, 耐酸性强。但在牛乳中产酸能力弱,对牛乳凝固缓慢,生成消旋乳酸,多用于制备发酵乳制 品的发酵剂。 (2)保加利亚乳杆菌 是重要的、应用最广泛的乳酸菌之一,典型的长杆状菌,有时为 长丝状。通常可与嗜热链球菌一同制成复合菌种,也可单独使用。除常用与酸奶发酵剂外, 瑞士干酪发酵剂以及乳酸制造中也常利用。 (3)干酪乳杆菌 能分解蛋白,可提取蛋白酶,肽酶和脱氨(基)酶,在乳酸含量为 1.5%~1.8%的酸度条件下可存活。 (4) 植物乳杆菌 其特定菌种在微生物学定量法中用其作为试验菌。 它能生成消旋乳酸, 对蔗糖和麦芽糖的发酵性强于干酪乳杆菌。 (5)双歧杆菌 是革兰氏阳性多形态杆菌,其典型特征是有分叉的杆菌。可用于婴儿营 养配方乳粉、酸奶制造等,是人体肠道内典型的有益细菌,它的生长繁殖贯穿在人的整个生 命历程中。 2、异型发酵菌 碳水化合物经过发酵时除生成乳酸之外还生成二氧化碳、 酒精、 乙酸等多种副产物的乳 酸菌总称为异型发酵菌。可分为最适温度在 28~32℃,能发酵阿拉伯糖的巴氏乳杆菌,布氏 乳杆菌以及短乳杆菌和最适温度 35~40℃或以上、不发酵阿拉伯糖的发酵乳杆菌两大类。 二、乳品发酵剂的起源和分类 发酵剂是精心筛选的、 适用于发酵食品的微生物人工培养物。 人类制作发酵乳的历史可 追溯到数千年以前, 最早的发酵可能是游牧民族偶然实现的。 人类使用发酵剂的历史经历了 经验性发酵剂和选择性发酵剂两个阶段。早在公元前 2000 年左右,埃及和古希腊人已经掌 握了发酵乳的手工制作方法, 其实质是利用乳中的固有微生物使其定向繁殖后形成所期望的 产物。 世纪 80 年代, 19 主要在农场小批量地生产黄油和干酪, 其后随着商业化规模的扩大, 生产单位开始合并,导致对发酵剂的需求量增大,因此出现了一些专门生产发酵剂的工厂。 发酵剂一般可以分为三类:嗜温发酵剂、嗜热发酵剂和天然手工发酵剂。嗜温发酵剂的 最适温度为 26℃,嗜热发酵剂的最适温度为 42℃,由于发酵剂的最适温度不同,所以它们 包含截然不同的细菌。 每一类再进一步划分, 又可分为组成不确定发酵剂和组成确定发酵剂。 在 19 世纪末 20 世纪初, 已经用组成不确定发酵剂来发酵乳制品, 生产高质量的干酪和黄油。 多年来,发酵剂经过多次的传代,它们的组成已经发生改变,与最初凝固乳的发酵剂的组成 可能明显不同。 组成确定发酵剂由已知的乳酸菌混合而成。 天然手工发酵剂是通过培养发酵 乳制得的, 或者更经常是在规定的条件下培养发酵乳清制得。 天然手工发酵剂在干酪工厂中 生产,所含有的乳酸菌的数量和种类变比较大,因此从这个意义上说,它们也属于组成不确 定发酵剂。 三、乳品发酵剂的生产 作为原料乳中的天然污染菌, 乳酸菌的发现分离不仅为研究和利用乳中微生物铺平了道 路,还促进了乳品发酵剂工业的崛起。如今乳酸菌及其发酵剂已成为乳制品发酵的核心,对 其研究方兴未艾,前景广阔。 乳酸菌发酵剂的发展大致经历了天然型、 传统人工型和浓缩直投型 3 个阶段。 各国的乳 制品加工企业历来十分重视酸奶发酵剂的质量优劣, 并对酸奶发酵剂的数量、 种类和产品系 列作了大量的研究和改进工作。 1、菌种生理代谢方面。对菌种基因序列分析、功能基因确定、碳氮源代谢途径和所需 工业特性基因的改造等进行全面细致地研究,欲从基因角度了解其发酵机制和过程。 2、乳酸菌生理活性研究与利用。双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等肠道有益菌分泌的代谢产物 对消化道健康、 免疫和抑癌的积极作用已引起世界范围的重视, 使得研究者跳出单纯利用发 酵剂改善产品风味和质构的框架,进一步开发出具有高附加值的功能型乳制品。 3、发酵剂生产技术的提高。高密度培养技术,发酵与产物分离偶联技术和冷冻干燥生 物技术等工程技术的不断改进, 不仅使乳酸菌进行自动化和连续化发酵生产成为可能, 还大 大降低了机械设备和冷冻干燥对菌体的伤害,提高了发酵剂保藏过程中菌体的存活率。 4、质量保证体系的发展与健全。这使人们可以通过现代化技术手段使发酵剂生产和酸 奶生产趋于规范化和机械化,大幅度地提高了产品的质量和档次。 随着现代科技的发展, 乳品发酵剂的研制已经成为现代微生物学、 遗传学和发酵工程等 学科的高度结合, 在某种程度上代表着应用微生物研究的整体水平。 这必将为乳酸菌的广泛 应用开创全新领域,引领乳酸菌工业进入里一个崭新时代。 四、乳酸菌的研究趋势与应用前景 近些年来, 乳酸菌的基础与应用研究领域主要受分子生物学发展以及遗传与分子生物学 手段的主导。尤其在益生菌研究领域中,几年以前只能作为预期的结果现在已经变为现实, 并且在其他领域的突破也即将到来。 乳酸菌最成功的应用是作为发酵剂生产发酵产品以及使用部分具有益生功能的菌种生 产益生产品, 乳酸菌的许多应用及其全新的工业用途反应了基础研究的成功。 在乳品工业中, 一个主要的技术发展是传统的发酵系统被新的浓缩发酵剂和直投式发酵剂概念所取代。 这一 技术要求利用已知的基础研究知识将所要应用的菌株进行长期的优化,进而适应生产的需 要。尽管在发酵剂研究方面已经取得了很大的进步,而且在发酵乳制品生产中广泛应用,但 是噬菌体仍然是一个重要的问题。 乳酸菌新的应用领域受基础研究的影响, 越来越多的乳酸 菌全基因组织序列的公布将会开辟全新的应用领域。 随着知识的积累以及技术的发展, 一些 富有创造力的人很可能会实现乳酸菌应用的重大突破。 参考文献 [1]杜鹏.乳品微生物学实验技术.北京:中国轻工业出版社,2008 [2]郭本恒.益生菌.北京:化学工业出版社,2004 [3]郭兴华.益生菌基础与应用.北京:北京科学技术出版社,2002 [4]罗云波.食品生物技术导论.北京:中国农业大学出版社,2002 [5]焦瑞身.微生物工程.北京:化学工业出版社,2003 [6]陈坚,李寅.发酵过程优化原理与实践.北京:化学工业出版社,2002 [7]夏延斌.食品化学.中国农业出版社,2004 [8]周德庆.我国微生物制剂的现状和发展设想.工业微生物,1(29) :34~43,1999 [9]俞俊棠,唐孝宣.生物工艺学(下册).上海:华东理工大学出版社,2003 [10]冯镇,张兰威.乳酸菌发生自溶的影响因素研究.中国乳品工业,3(31) :7~9,2003 [11]胡耀辉.食品生物化学.化学工业出版社,2009 [12]徐汉生.食品化学.科学出版社,2004 [13]张惠康.微生物学.北京:中国轻工业出版社,1990 [14]江汉湖.食品微生物学.北京:中国农业出版社,2002 [15]徐孝华.普通微生物学.北京:中国农业出版社,1992


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