利用微生物的代謝產(chǎn)物可以生產(chǎn)十分豐富的食品。
1 、發(fā)酵生產(chǎn)食醋
食醋是人們?nèi)粘I钏匦璧恼{(diào)味品,也是最古老的利用微生物生產(chǎn)的食品之一。食醋生產(chǎn)是利用醋酸菌在充分供氧的條件下將乙醇氧化為醋酸。反應(yīng)式為:
CH 3 COOH+H 2 O 能用于食醋生產(chǎn)的醋酸菌有紋膜醋酸菌( Acetobacter aceti )、許氏醋酸菌 ( A. schutzenbachii ) 、惡臭醋酸菌 ( A. rancens ) 和巴氏醋酸菌 ( A. pasteurianus ) 等。不同原料還需加入不同的微生物。以淀粉為原料時加入霉菌和酵母菌,糖類為原料時加入酵母菌。獲得風(fēng)味迥異的食醋品種。我國名優(yōu)食醋有鎮(zhèn)江香醋、山西陳醋、江浙玫瑰醋、四川麩醋等。
2 .酒類:酒類的發(fā)酵生產(chǎn)主要是利用酵母菌在厭氧條件下將葡萄糖發(fā)酵為酒精的過程。不同酒類的發(fā)酵工藝不同:
不同的酒類釀造所選用的酵母菌不同。所選用的原料、水質(zhì)、甚至環(huán)境都會影響酒類的品質(zhì)和風(fēng)味。純凈的礦泉水往往較河水和自來水好。有人發(fā)現(xiàn),貴州茅臺酒之所以具有其獨特的芬芳風(fēng)味,與其釀酒廠環(huán)境中存在的微生物區(qū)系有關(guān)。
3 、發(fā)酵生產(chǎn)乳制品
利用乳酸細(xì)菌進行發(fā)酵,使成為具有獨特風(fēng)味的食品很多。如酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳(活性乳)、馬奶酒、面包格瓦斯以及酸泡菜、乳黃瓜等等。這些乳制品不僅具有良好而獨特的風(fēng)味,而且由于易于吸收而提高了其營養(yǎng)價值。有些乳制品還有抑制腸胃內(nèi)異常發(fā)酵和其他腸道病原菌的生長,因而具有療效作用,受到人們的喜愛。
發(fā)酵乳制品的主要乳酸菌有干酪乳桿菌( Lactobacillus casei )、保加利亞乳桿菌( L. bulgaricus )、嗜酸乳桿菌 ( L.acidophilus ) 、植物乳桿菌( L.plantraum )、瑞士乳桿菌( L. heltyieus )、乳酸乳桿菌( L. lactis )、乳鏈球菌 ( Streptococcus lactis ) 、乳脂鏈球菌( S. cremoris )、嗜熱鏈球菌( S. thermophilus )、噬檸檬酸鏈球菌( S. citrovorus )、副檸檬酸鏈球菌 ( S. paracitrovorus )等許多種。嗜檸檬酸鏈球菌還可以把檸檬酸代謝為具有香味的丁二酮等,使乳制品具有芳香味。
不同的乳制品往往需要由不同的乳酸菌發(fā)酵,以保證不同的口味和質(zhì)量。而且常由兩種或兩種以上的菌種配合發(fā)酵,既可使風(fēng)味獨特多樣,又可防止噬菌體的危害。
4 、發(fā)酵生產(chǎn)醬油
醬油是包括霉菌、酵母菌和細(xì)菌等多種微生物參與原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化的混合作用的結(jié)果。對發(fā)酵速度、成品色澤、味道鮮美程度影響最大的是米曲霉( Aspergillus oryzae )和醬油曲霉 ( A.sojae ),而影響其風(fēng)味的是酵母菌和乳酸菌。米曲霉含有豐富的蛋白酶、淀粉酶、谷氨酸胺酶和果膠酶、半纖維素酶、酯酶等。涉及醬油發(fā)酵的酵母菌有 7 個屬的 23 個種,其中影響最大的是魯氏酵母( Saccharomyces rouxii ),易變圓酵母( Torulopsis versatilis )等。而乳酸菌則以醬油四聯(lián)球菌( Tetrcoccus soyae ) 、嗜鹽片球菌( Pediococcus halophilus )和醬油片球菌( P.soyae )等與醬油風(fēng)味的形成關(guān)系最為密切。因為它們利用糖形成乳酸,再與乙醇反應(yīng)形成特異香味的乳酸乙酯。也已發(fā)現(xiàn)某些芽孢桿菌是影響醬油風(fēng)味的主要微生物。
在醬油生產(chǎn)過程中必須防止霉菌,尤其是那些能產(chǎn)生黃曲霉毒素和其他毒素的曲霉、青霉、鐮刀霉( Fusarium )的污染,還有其他致病細(xì)菌和耐鹽性產(chǎn)膜酵母如鹽生接合酵母( Zygosaccharomyces alsus ),粉狀畢赤氏酵母( Pichia farinosa )等的污染。
5 、腐乳的發(fā)酵生產(chǎn)
腐乳是大豆制品經(jīng)多種微生物及其產(chǎn)生的酶,將蛋白質(zhì)分解為胨、多肽和氨基酸類物質(zhì)以及一些有機酸,有機醇和酯類而制成的具有特殊色香味的豆制品。涉及的微生物主要是毛霉 ( Mucor )中的腐乳毛霉( M.sufu )、魯氏毛霉( M. rouxianus )、五通橋毛霉( M. wutungkial )、總狀毛霉( M. recemosus )、華根霉( Rhizopus chinensis )等,另外也有利用微球菌( Micrococcus )或枯草芽孢桿菌 ( Bacillus subtilis ) 釀造的。
6 、面包的發(fā)酵生產(chǎn)
面包和饅頭都是由面粉經(jīng)酵母菌發(fā)酵后制成。在 30 ℃左右時,酵母菌利用經(jīng)淀粉酶水解的產(chǎn)物麥芽糖、葡萄糖、果糖、蔗糖等,發(fā)酵生成二氧化碳、醇、醛、有機酸等。二氧化碳使面團膨脹發(fā)孔。在高溫下烘烤時使面包成為多孔的海綿狀結(jié)構(gòu),使質(zhì)地松軟可口。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機酸、醇、醛等給予特有的風(fēng)味。再添加各種輔料使面包增添花色。面包的生產(chǎn)工藝較簡單:
7 、氨基酸和維生素 C 等的發(fā)酵生產(chǎn)
氨基酸不僅是人體所必需,而且是眾多食品工業(yè)不可缺少的鮮味劑、甜味劑和添加劑,使食品提高了營養(yǎng)價值和蛋白質(zhì)利用率,增加風(fēng)味。如象谷氨酸鈉即是人們?nèi)粘I钪胁穗鹊恼{(diào)味刺,賴氨酸作為大米或飼料的添加劑,有利于蛋白質(zhì)的合理和高效利用。
用于發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的微生物有谷氨酸棒桿菌( Corynebacterium glutaraicum )、黃色短桿菌( Brevibacterium flavum )等。它們都是球形、短桿至棒狀;無鞭毛,不運動,不形成芽孢, G + ,需 O 2 需生物素的細(xì)菌。合成途徑是在形成丙酮酸后,進一步生成乙酰 -C O A ,進入三羧酸循環(huán),生成 α - 酮戊二酸。在有 NH 4 + 存在時由谷氨酸脫氨酶催化生成 L- 谷氨酸。
維生素 C 的合成發(fā)酵系由兩步完成。首先由弱氧化醋桿菌( A. subaxydans )、黑色醋桿菌( A. melanogenum )、膠醋桿菌( A. xylinum )等將山梨醇轉(zhuǎn)化成山梨糖,然后山梨糖由雙黃假單胞菌氧化為 α - 酮基 -L- 古龍酸,古龍酸再在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為烯醇化合物,加入酸后即轉(zhuǎn)化成為 L- 抗壞血酸。
8 、有機酸的發(fā)酵
食品工業(yè)和其他工業(yè)中都需要大量的有機酸。許多厭氧細(xì)菌和兼性厭氧細(xì)菌可發(fā)酵生產(chǎn)乙酸、乳酸丙酸、丁酸、甲酸以及丙酮等,這已有闡述。而霉菌也能生產(chǎn)多種有機酸,見表 12-6 所示。如檸檬酸就是由黑曲霉 ( Aspergillus niger ) 或溫特曲霉( Asp. wenti i )所發(fā)酵生產(chǎn)。
表 12-6 一些霉菌產(chǎn)生的有機酸
有 機 酸 |
產(chǎn) 生 菌 |
發(fā) 酵 基 質(zhì) |
D- 阿拉伯抗壞血酸 |
點青霉 |
葡萄糖 |
異檸檬酸 |
產(chǎn)紫青霉 |
葡萄糖 |
康酸 |
衣康酸曲霉、土曲霉 |
葡萄糖 |
酒石酸 |
土曲霉,衣康酸曲霉 |
蔗糖 |
檸檬酸 |
黑曲霉,泡盛曲霉 |
葡萄糖 |
葡萄糖酸 |
黑曲霉 |
葡萄糖 |
曲酸 |
黑曲霉 |
葡萄糖 |
吡啶二羧酸 |
桔青霉 |
葡萄糖 |
L- 乳酸 |
米根霉 |
葡萄糖 |
丙酮酸 |
魯氏毛霉 |
蔗糖 |
反丁烯二酸 |
黑根霉 |
淀粉 |
蘋果酸 |
黃曲霉 |
葡萄糖 |