乳品中的微生物.doc

乳 品 中 的 微 生 物n 微生物的发展史n 基本微生物n 乳中微生物n 发酵微生物微生物的发现及微生物学的发展Y1.微生物学的启蒙期形态学期Y2.微生物的奠基时期生理学期Y3.微生物学的分子时代分子生物学期微生物学的启蒙时期形态学期n 1590年，荷兰人Janssen制作了第一架显微镜；n 1664年，英国人Robert Hooke用自己设计的显微镜观察软木塞切片，发现细胞，成为细胞学研究的开创者；n 第一个详细描述生物学形态的是荷兰的一个显微镜业余爱好者列文虎克。微生物学的奠基时期生理学期n 虽然在十七世纪就通过显微镜发现了微生物的存在，但是微生物学直到十九世纪才得到发展。n 十九世纪两个焦点问题的争论促使了微生物研究技术的诞生。n 问题之一：微生物能不能自发产生n 问题之二：传染病的性质是什么n 1748年，John Needham提出微生物自生学说，他认为腐败肉汁中的微生物是自发产生的。当时相当多的人都认同此观点。n 法国科学家Louis Pasteur是自生说的最强烈的反对者。n 1876年，科赫证实是患病的起因微生物的分子生物学期n 1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型，从此微生物进入了分子时代n 半保留复制n 冈奇片断n 乳糖操纵子模型：19601961雅各布和莫诺，开创了基因表达调控的新机制n 遗传密码词典：1965年，尼伦博格n 1952 J.lederberg提出质粒概念n 1976年限制性内切酶的发现n 1976年以后基因工程菌不同时期观察到酵母细胞结构基本微生物n 细菌 酵母 霉菌细 菌n 细菌类型n 球菌（Cocci）: n- spherical shape n- 0.4 - 1.5 mnExamples: staphylococci - form grape-like clusters; streptococci - form bead-like chains 单球菌：细胞呈球形，细菌独立存在。 双球菌：细菌细胞分裂沿一平面进行，新形成的两个球形细胞成对排列，如肺炎双球菌 链球菌：细胞成链状排列，如溶血链球菌、乳链球菌 四联球菌：细胞分裂沿两个相互垂直的方向进行，两次分裂后形成的细胞呈田字形 八叠球菌：细胞分裂沿三个相互垂直的方向进行，分裂后每八个细胞特征性地叠在一起。 葡萄球菌：细胞分裂不规则，细胞堆积在一起，犹如一串葡萄。杆菌（Rods）: n - 0.25 - 1.0 m width by 0.5 - 6.0 m longn Examples: bacilli - straight rod; spirilla - spiral rod细菌生长曲线n Lag phase:n Log phase:n Stationary phasen Death phase: n 酵 母n 霉 菌乳中微生物n Lactic acid bacteria:n乳酸球菌（lactococci） -链球菌属：化脓链球菌、停乳链球菌、缺乳链球菌、乳房链球菌；牛链球菌、嗜热链球菌、粪链球菌、乳链球菌、乳油链球菌 明串珠菌属：肠膜状明串珠菌、戊糖明 串珠菌n乳酸杆菌（lactobacilli）高加索乳杆菌乳酸乳杆菌瑞士乳杆菌嗜酸乳杆菌嗜热乳杆菌干酪乳杆菌赖氏乳杆菌胚芽乳杆菌 n乳中的腐败微生物n psychrotrophic organisms：乳中主要的腐败微生物，绝大多数可经巴氏杀菌杀死，但是n Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas fragi可以产生蛋白酶和脂酶，是热稳定的。n Bacillus, Clostridium, Cornebacterium, Arthrobacter, Lactobacillus, Microbacterium, Micrococcus , and Streptococcus 中的一些菌株可在冷藏条件下生长，是导致乳腐败的主要原因。乳中的致病微生物nBacillus cereu(芽孢杆菌）nListeria monocytogenes nYersinia enterocolitica nSalmonella spp. nEscherichia coli O157:H7 nCampylobacter jejuni 霉 菌n 青霉菌属灰绿青霉、卡门柏青霉、娄地青霉等，后两者用于干酪加工。n 曲霉属黑曲霉：干酪如污染此菌，表面变黑以致变质。米曲霉：可用于制造特殊干酪，具有很强地蛋白分解能力；白地曲霉：分解乳酸，在酸败乳和酸性乳制品表面形成白膜。噬 菌 体n 噬菌体是侵入微生物中病毒地总称，故也称细菌病毒。它只生长在寄主细菌内繁殖，导致寄主的破裂。n 噬菌体主要感染发酵剂，噬菌体生长速度极快，其感染细菌主要分为潜伏期和裂殖期，前期较缓慢，对发酵剂没有影响，进入裂殖期后对发酵剂造成极大危害。n 耐热性低的噬菌体655分钟可破坏，但耐热性强地噬菌体需在7515分钟以上才能杀灭乳中微生物的来源n 来源于乳房的污染n 来源于牛体地污染n 来源于空气地污染n 来源于挤奶用具和奶桶等地污染n 其他污染来源发酵微生物n 发酵剂的发展史n 作为发酵剂的两类微生物n 两类发酵微生物的作用n 发酵剂的选择与生产发酵剂的发展史n 1900前: 乳放置过夜，自然变酸；乳用 乳清接种 n 1857 : 巴斯德（法国）乳酸发酵是由细菌引起；巴氏杀菌概念的产生 n 1873 : 酸乳乳球菌被Lister分离出来 n 1890s: 粉状发酵剂产生Char.Hansen实验室研制出；Lloyd发酵剂试验 n 1960: Marschall发酵剂（USA） 1910:迈克尼考夫（俄国）健康和酸奶细菌 n 1919:奥拉.詹森（丹麦）关于发酵剂自然特性的论文发表 n 1930/1940s:白头（新西兰）单一菌种发现和噬菌体概念的提出 n 1950s:Lewis（UK）提出工业化发酵剂繁殖的体系 n 1960/1970s:浓缩、深冻和冻干发酵剂；抑制噬菌体的媒介 n 1980/90s商业直投式发酵剂；乳酸菌的基因改造 作为发酵剂的两类微生物v第一类乳酸菌：可分为嗜温型和嗜热型两类 嗜温型乳酸菌：最适生长温度为30-33；主要菌为乳酸球菌和明串珠菌；主要用于培养温度为20-40的发酵。 嗜热型乳酸菌：最适生长温度为40-45;主要的嗜热型乳酸菌包括链球菌中的嗜热链球菌亚种、德氏乳酸杆菌的保加利亚亚种；常用于发酵温度为30-50的乳品生产工艺。 除此之外，还有具有健康功能的乳酸菌，如嗜酸乳杆菌、Lb. reuterium、双歧杆菌。 v 乳酸菌发酵剂的作用n 1 酸化作用 酸化作用是乳酸菌的主要作用。酸化作用主要是乳酸菌发酵乳糖变为乳酸，导致pH下降而引起的。酸化作用可以抑制食品中致病菌和食品腐败微生物生长；在干酪制作过程中，可促使干酪凝块中乳清析出，降低干酪中水分含量，提高保藏效果。 n 2改善质构 干酪：在干酪制作过程中，酸化过程加速凝块的收缩，这一脱水过程可被加热和浓缩过程进一步提高。干酪pH在5.2-5.5时,凝块具有弹性，蛋白质聚集的直径在10-15nm；当pH为4.8时，凝块无凝结性，或呈屑状，蛋白质凝聚直径在3-4nm。发酵乳：发酵乳的质构在很大程度上是由乳酸菌发酵产生的乳酸的作用下形成的。个别乳酸菌分泌的胞外多糖（EPS）可以提高发酵乳的粘性或质构（酸乳乳球菌可产生胞外多糖） n 3提高风味 乳酸菌可以通过以下三种途径增强乳的风味：n 通过提高酸度和降低氧化还原电位为乳中的酶和非酶反应的发生提供适宜的条件n 通过乳糖代谢和柠檬酸代谢直接产生风味物质n 分解乳蛋白质或乳脂肪产生肽、氨基酸和挥发性成分。v不同发酵产品的特征风味风味物质1.嗜温发酵产品（酸奶油、fromage frais、 fromage blam、 乡村干酪和乳酸黄油）n 嗜温型乳酸菌发酵乳中柠檬酸盐产生丁二酮。乳酸盐代谢不产生能量，除产生丁二酮外还产生乙酸、2，3-丁二醇、乙醛和二氧化碳。n 典型的柠檬酸盐代谢产物及水平如下：丁二酮 1-10ppm 丙酮0-1ppm 乙醇 0-3ppm 2 嗜热型发酵产品（酸乳）n 嗜热型乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌）n 乙醛嗜主要的风味物质为20-40ppm，其他风味物质还包括：丙酮、丁二酮，这几种物质的浓度较低。第二类为第二菌群n 第二菌群是一类范围较广的微生物，这类微生物主要生长在基质表面，在干酪成熟过程中改善干酪的风味和质构。n 第二菌群包括霉菌、酵母和细菌霉 菌n 沙门柏干酪青霉（Pencillium camemberti）：包括两类一类为P. album(灰白色菌苔),另一类为P. caseicolum(纯白色菌苔)n 白地霉(Geotrichum candidum)-金黄色短菌苔n 娄地干酷青霉(Penicillum roqueforti)酵母菌n 酵母在初期生长在干酪表面，可以在含盐量为4%时生长，其代谢乳酸盐的能力可被病毒强烈抵消；n 酵母具有蛋白分解和脂类分解的能力，产生一系列的挥发性物质和肽类、氨基酸风味物质。细 菌n 棒状杆菌：G+，中性pH值，最适生长温度为20-30；n 微球菌：需氧、耐盐细菌能够在10-20生长；n 乳酸杆菌和片球菌：n 丙酸细菌：代谢乳酸盐为丙酸、乙酸和二氧化碳。第二菌群的作用n 一般来讲，第二菌群的生长所产生的代谢产物、释放出的蛋白酶和脂肪酶可以改变质构和风味。发酵剂的选择与生产v乳酸菌的选择 乳酸菌发酵剂的来源一般包括绿色