食品微生物课程论文
题目乳酸菌的代谢、发酵及其在食品工业中的应用姓名费鹏学号2013309010006 专业食品科学评分
指导教师谢笔钧职称教授
中国·武汉
二○一三年十二月
乳酸菌的代谢、发酵及其在食品工业中的应用
摘要：乳酸菌（lactic acid bacteria, LAB）是最早被人类用于食品储藏加工的微生物之一，其通过发酵糖类，主要产生乳酸，被广泛应用于发酵肉制品、酱油、白酒、饮料等行业。本文对其代谢过程、发酵条件及其在食品中的应用进行了综述。
关键词：乳酸菌；代谢；发酵；食品工业
Abstract: Lactic acid bacteria is one of microorganisms which human being earliest used in food storage and processing. It can produce lactic acid by fermenting saccharides, which were applied in the field of fermented meat product, soy, wine, beverage and so on. This paper introduced the metabolism, fermentation conditions of LAB and its application in food industry.
Keywords: Lactic acid bacteria; metabolism; fermentation; food industry
乳酸菌是一类能利用可发酵性碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称[1]。乳酸菌不是分类学上的名词，属于真细菌纲(Eubacteriac)真细菌目(Eabacteriales)中的乳酸细菌科(lactobacillaceae )。在伯杰氏系统细菌分类学上，目前已发现的乳酸菌，至少分布于乳杆菌属(Lactobacillus )、链球菌属(Strptococcus )、明串珠菌属(Leuconostoc )，乳球菌属(Lactococcus)等19个属的微生物中。其中，在食品、医药等领域应用较多的乳酸菌主要分布在乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、肠球菌属、乳球菌属、片球菌属和明串珠菌属等七个属种。
乳酸菌是革兰氏阳性，不形成芽孢(个别属除外)，不运动或少运动，不耐高温，但耐酸的球菌或杆菌，乳酸菌是一种兼性厌氧菌，适合于在氧含量低或无氧的环境中生长[2]。与其它细菌相比，乳酸菌对营养的要求比较严格，除了要供给适量的水分、充足的碳源、氮源和无机盐类外，还需要加入维生素、氨基酸和肤等生长因子。乳酸菌都能发酵一定的糖类产生乳酸(分同型乳酸发酵和异型乳酸发酵)，但分解蛋白质和脂肪能力微弱，过氧化氢酶反应呈阴性，适宜在偏酸的环境中生长，其结果可使培养基pH值降到5.0以下，产酸及耐酸能力都较强。
1. 乳酸菌的代谢
微生物的代谢是指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。其中分解代谢过程将复杂的有机物分子通过分解代谢
酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用，又称异化作用。合成代谢是在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程[3]。
微生物的分解代谢为微生物的生长提供必须的ATP、还原力[H]、小分子的中间代谢产物。不同微生物由于酶系的差异，代谢途径、代谢底物和代谢产物都有很大差异。在微生物细胞中，有的同时存在多条途径来降解葡萄糖，有的只有一种。乳酸菌的代谢类型主要有：糖酵解途径(embden meyerhof pathway, EMP)、磷酸戊糖途径(hexose monophosphate pathway, HMP)和以氨基酸为底物产能的Stickland反应[3-5]。
1.1 EMP途径
EMP途径又称为己糖二磷酸途径(hexose diphosphate pathway)，是绝大多数生物所公用的一条主流代谢途径，如图1所示。葡萄糖分子经转化成1, 6-二磷酸果糖后，在醛缩酶的催化下，裂解成两个三碳化合物分子，即磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛；3-磷酸甘油醛被进一步氧化生成2分子丙酮酸，1分子葡萄糖可降解成2分子3-磷酸甘油醛，并消耗2分子ATP；2分子3-磷酸甘油醛被氧化生成2分子丙酮酸，2分子NADH2和4分子ATP。
EMP途径的总反应式为：葡萄糖+2NAD++2Pi+2ADP →2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2O
EMP途径产能效率虽低，但其生理功能及其重要，他为生物合成提供了多种中间代谢物，而且是连接其他几个代谢途径的桥梁。
乳酸菌可以冲EMP途径的产物丙酮酸出发进行同型乳酸发酵，主要发酵产物为乳酸。能进行同型乳酸发酵的乳酸菌有德氏乳杆菌(Lactobacillus delbruckii)、嗜酸乳杆菌(L. Acidophilus)、植物乳杆菌(L. Plantarum)和干酪乳杆菌(L. Casei)等。通过同型乳酸发酵可以为乳酸菌提供生命活动所需的能量，而对人类实践，可以通过工业发酵手段大规模生产这些代谢产物，同时发酵中的某些特征代谢产物还是菌种鉴定的重要指标。
图1 EMP途径反应步骤示意图
Fig. 1 Schematic diagram of EMP
2.2 HMP途径
葡萄糖经HMP途径彻底氧化，产生大量的NADPH+H+形式的还原力以及多种重要中间代谢产物。HMP途径过程中葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下，裂解成5-磷酸戊糖和CO2；磷酸戊糖进一步代谢有两种结局：
①磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化，又生成磷酸己糖和磷酸丙糖（3-磷酸甘油醛），磷酸丙糖借EMP途径的一些酶，进一步转化为丙酮酸。
②由六个葡萄糖分子参加反应，经一系列反应，最后回收五个葡萄糖分子，消耗了1分子葡萄糖（彻底氧化成CO2和水）。
HMP途径总反应式：6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O→5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++12CO2+Pi
HMP途径在微生物的总能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活动对其中间产物的需要量相关。通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸等。为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。
乳酸菌由葡萄糖经HMP途径发酵产生乳酸、乙醇、乙酸和CO2等多种产物
的发酵也成为异型乳酸发酵。有些乳酸菌因缺乏醛缩酶和异构酶等若干重要酶，
故其葡萄糖的降解需完全依靠HMP途径。能进行异型乳酸发酵的乳酸菌有肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)、乳脂明串珠菌(L.cremoris)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、发酵乳杆菌(L.fermentum)和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)等，他们虽都进行异型乳酸发酵，但是其途径和产物仍稍有差异，又被分为两条发酵途径：异型乳酸发酵发酵的“经典”途径和异型乳酸发酵的双歧杆菌途径。
异型乳酸发酵的“经典”途径常以肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）为代表，他分别以葡萄糖、核糖、果糖为底物进行代谢。在利用葡萄糖时，发酵产物为乳酸、乙醇和CO2，并产生1H2O和1ATP；利用核糖的发酵产物为乳酸、乙酸、2H2O和2ATP；而利用果糖是发酵产物则为乳酸、乙酸、CO2和甘露糖。具体反应过程如图2所示：
图2 L. mesenteroides的“经典”异型乳酸发酵途径
Fig. 2 “Typial” heterolactic fermentation of L. mesenteroides
图中甘油醛-3-○P至丙酮酸的5步反应仍沿用EMP途径。①己糖激酶；②葡萄糖-6-○P脱氢酶；③6-○P葡萄糖脱氢酶；④核酮糖-5-○P-3-表异构酶；⑤磷酸转酮酶；⑥磷酸转乙酰酶；
⑦乙醛脱氢酶⑧醇脱氢酶⑨同EMP途径相应酶；⑩乳酸脱氢酶
异型乳酸发酵的双歧杆菌途径是一条20世纪60年代中后期才发现的双歧杆菌通过HMP发酵葡萄糖的新途径。其主要特定为2分子的葡萄糖可产3分子乙酸、2分子乳酸和5分子ATP，如图3，4所示：
图3异型乳酸发酵的双歧杆菌途径
Fig. 3 Heterolactic fermentation of bifidobacterium pathway
①己糖激酶和葡萄糖-6-○P脱氢酶；②果糖-6-○P磷酸转酮酶；③转醛醇酶；④转酮醇酶；⑤核糖-5-○P异构酶；⑥核酮糖-5-○P-3-表异构酶；⑦木酮糖-5-○P磷酸转酮酶；⑧乙酸激酶；
⑨同EMP途径相应酶
图4异型乳酸发酵的双歧杆菌途径中部分反应细节
Fig. 4 Some important details in Heterolactic fermentation of bifidobacterium pathway
①磷酸转酮酶；②磷酸转乙酰酶；③乙醛脱氢酶；④乙醇脱氢酶⑤乳酸脱氢酶
由图可知两种异型乳酸发酵途径中消耗葡萄糖产生的ATP是不同的，表一
为同型乳酸发酵与两种异型乳酸发酵的产物比较。
表1 同型乳酸发酵与两种异型乳酸发酵的比较Table 1 Comparison of EMP and HMP
发酵类型途径
发酵产物（1
葡萄糖）
产能（1葡萄
糖）
菌种代表
EMP 2乳酸2ATP 德氏乳杆菌(Lactobacillus delbruckii) 粪链球菌(Streptococcus faecalis)
HMP “经典”
途径
1乳酸
1乙醇
1CO2
1ATP
肠膜明串珠菌(Leuconostoc
mesenteroides)
1乳酸
1乙酸
1CO2
2ATP 短乳杆菌(Lactobacillus brevis)
双歧杆菌
途径
1乳酸
1.5乙酸
2.5A TP 双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)
2.3 Stickland反应
少数厌氧微生物能在无氧环境下利用一些氨基酸作为碳源、氮源和能源。其产能机制为通过部分氨基酸的氧化与一些氨基酸的还原相偶联的独特发酵方式。他以氨基酸作为底物脱氢，并以另外一种氨基酸作为氢的受体而实现生物氧化产能，如图5所示。在Stickland反应中，作为氢供体的氨基酸主要有丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、组氨酸和色氨酸等，作为氢受体的主要有甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、鸟氨酸、精氨酸和色氨酸等。
图5 Stickland反应机制
Fig. 5 The mechanism of Stickland reaction
图中以1分子丙氨酸为氢供体，2分子甘氨酸为氢受体
2. 乳酸菌的发酵条件
乳酸菌大致由20多个属的细菌构成，其中12个被认为是主要的乳酸菌：气球菌属、肉杆菌属、肠球菌属、乳球菌属、乳杆菌属、明串珠菌属、酒球菌属、片球菌属、链球菌属、四联球菌属、漫游球菌属和魏斯氏菌属。不同的乳酸菌由于生长特性和代谢产物的差异，分别被应用到不同的食品发酵工业中。下面根据乳酸菌在不同种类食品中的应用对其发酵条件进行总结[6]。
2.1发酵乳酸菌饮料中的乳酸菌
乳酸菌饮料是一种发酵型的酸性含乳饮料，通常以牛乳或乳粉、植物蛋白乳(粉)、果蔬汁或糖类为原料，经杀菌、冷却、接种乳酸菌发酵剂培养发酵，然后经稀释加工而成。乳酸菌饮料中的乳酸菌一般由嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组成，有时候根据不同的目的也会使用干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等。发酵条件一般为为：发酵温度42-43℃，发酵时间2.5-4h，后熟温度0-4℃，后熟时间10-14h[7]。
2.2发酵肉制品中的乳酸菌
发酵肉制品中使用的乳酸菌主要包括：乳杆菌属、链球菌属和片球菌属。他们都具有较强的食盐耐受性，能耐受6%的食盐浓度；对亚硝酸盐有一定耐受力，在80ppm-100ppm浓度下生长良好；26.7-43℃范围内生长，最适生长温度32℃；同型发酵，利用葡萄糖只产生乳酸；无致病性，对人体无害，不产毒素；。发酵不产生异味等特性。一般发酵香肠的发酵条件为：发酵温度为22-25℃，发酵时间48h，RH 90-95%。酸肉的发酵条件为：接种8%的菌种，前发酵34℃，18h，后发酵25℃，20d[8]。
2.3酒类酿造中的乳酸菌
马奶酒是以新鲜马奶为原料，经乳杆菌属细菌和酵母等微生物共同自然发酵形成的酸性低酒精度乳饮品。在马奶发酵成熟过程中，乳杆菌属细菌和酵母构成其优势微生物类群，赋予马奶酒独特的风味特征[9]。其中主要的发酵乳酸菌为乳杆菌属。用乳酸菌、酵母菌发酵生产乳酒时，一者单独发酵优于混合发酵。最佳工艺为：原料乳加糖8%，酵母菌8%，在30℃发酵22h;然后添加乳酸菌5%，40℃下培养2h。制得的产品日感细腻、滑润，酸度适中，无脂肪及上清液析出，凝乳状态良好，无渣状，乳白色不透明，有较浓厚的醇香味[10]。
2.3调味品发酵中的乳酸菌
食醋、酱油等调味品中发酵使用的一般为四联球菌(Tetracoccus sojae)、嗜盐片球菌(Pediococcus halophilus)及植质乳杆菌(Lactodacillus plautauum)等食盐耐受性，能耐受6%的食盐浓度的嗜盐乳酸菌。一般发酵温度为28-35℃，pH为5.0-6.0左右都能很好的发酵产酸。
3. 乳酸菌在食品工业中的应用
乳酸菌作为一种益生菌，具有多种生理功能。乳酸菌发酵食品是经乳酸菌的发酵作用而制成的产品，该产品能够提高食品的营养价值，改善风味，增强其保健作用，并能延长食品的保存期。
乳酸菌发酵食品己有悠久历史，特别是发酵乳制品己被广泛生产。近年来，乳酸菌的应用领域不断拓展，例如利用乳酸菌发酵果蔬、谷物制品等，另外乳酸菌在肉制品、酿造业等方面也有一些新的应用。
3.1乳酸菌在肉制品发酵中的应用
发酵肉制品是指采用生物发酵技术，在自然或人工控制的条件下将原料肉进行微生物发酵而产生酸或醇，使肉的pH值降低而得到的具有特殊风味、色泽和质地的肉制品。肉的发酵本身是一种原始的贮藏手段，随着人们对其独特风味和良好贮藏性能的认识，逐步演化为一种肉制品的加工方法，在国内外都具有悠久的历史。发酵肉制品的种类较多，传统的中式肉制品中的腊肠、腊肉和火腿都伴随着自身微生物的自然发酵，这些产品通常被称为腌腊制品，具有悠久的生产历史[12]。
适于肉类发酵的乳酸菌应具备一下特征：
①食盐耐受性，能耐受6%的食盐浓度[13];
②对亚硝酸盐有一定耐受力，在80ppm-100ppm浓度下生长良好；
③26.7-43℃范围内生长，最适生长温度320；
④同型发酵，利用葡萄糖只产生乳酸；
⑤无致病性，对人体无害，不产毒素；
⑥发酵不产生异味；
⑦在57-60℃范围内无活性。
乳酸菌在发酵肉制品中起着非常重要的作用[14]:
①降低pH值，减少腐败，改善制品的组织结构。乳酸菌利用碳水化合物发酵而产生乳酸，使产品pH值降低，抑制杂菌生长；同时乳酸菌产生的抗菌物质—Bacteriocin(如Nisin)对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和肉毒杆菌有抑制作用并阻止其毒素的产生。
②pH值的降低，可使部分肌肉蛋白其次，促进发色。随着pH值的降低，促进了亚硝酸盐的分解，使NO2分解为NO，NO与肌红蛋白结合生成稳定的亚硝基肌红蛋白，使产品呈亮红色.
③降低亚硝酸盐残留，减少亚硝胺的生成，提高制品安全性。亚硝酸盐残留降低了，从而减少了亚硝酸盐与二级胺反应生成的致癌物质亚硝胺的含量.
④提高产品的营养价值，促进良好风味的形成。产品在发酵过程中，由于蛋白质的分解，提高了游离氨基酸的含量和蛋白质的消化率。同时，在发酵过程中形成了酸类、醇类、碳氢化合物、杂环化合物、游离氨基酸和核普酸等风味物质，使产品的营养和风味都得到了改善。
经过多年来对乳酸菌发酵肉制品的不断的研究和总结，实际生产中常用的乳酸菌有乳酸杆菌属、链球菌属和片球菌属。
表2 发酵肉制品中常用的乳酸菌
Table 2 LAB of tenused in fermented meat Products
乳酸菌用作肉制品添加剂乳酸菌作为肉制品添加剂，适用于用斩拌机加工，日感细腻的品种，如肉糜肠、鸡肉肠、鱼肉肠、火腿肠、粉肠、烤肠、午餐肉等。
其方法是以肉料5%-10%的比例在拌馅时将乳酸菌制剂加入到斩拌机，搅拌均匀后投入到下一道工序。
3.1.1乳酸菌在酸肉发酵中的应用
湘西酸肉是我国少数民族非常喜爱的一种民间发酵肉制品，特别在苗族和侗族盛行。酸肉可存放几年至数十年不坏，这可能是多重栅栏因子(Hurdle factor)的综合效能所致。主要是：高浓度的食盐抑制了不耐盐的腐败微生物和病原菌；乳酸菌发酵产酸，降低pH值，积累过氧化氢，抑制或杀死了部分腐败微生物；配料中如茶叶的茶多酚、生物碱及黄酮类物质可抑制大肠杆菌、沙门氏菌及部分芽抱细菌的增殖；不同乳酸细菌产生的多种细菌素对大肠杆菌、沙门氏菌及李斯特单核增生菌等有抑制作用；另外，严格的厌氧环境防止了好气性微生物的滋生。发酵肉经长期的微生物及其酶的作用，已发生了复杂而深刻的化学变化，故可开坛即食，食之鲜嫩。
图6 酸肉加工工艺
Fig. 6 The processing technic of acid meat
据李宗军等研究[15,16]，湘西侗族酸肉的优势微生物菌群主要是乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌，其中乳酸菌约占48.3%。而乳酸发酵有其独特的保健作用。乳酸菌不仅可以提高食品的营养价值，改善食品风味，提高食品保藏性，而且，近年来乳酸菌的特殊生理活性和营养功能，日益引起人们的重视。周才琼等[7]研究中报道酸肉发酵中乳酸菌优势菌群主要是戊糖片球菌和植物乳杆菌，约占乳酸菌数的49.1%。且两者比例为3:1，在对传统产品研究的基础上，可以采用人工接种米酒乳杆菌和戊糖片球菌以3:1恒温发酵，确定主发酵期最佳发酵条件，达到快速酸化的目的，为后期发酵创造良好环境。，王海燕等探讨了乳酸菌对酸肉中挥发性风味成分形成的影响，乳酸菌在酸肉发酵过程中分泌的胞外酶含有有脂肪酶和蛋白酶活性，可降解脂肪、蛋白质和氨基酸等，产生特殊发酵风味。此外，乳酸菌中的某些种属也能降解蛋白质和脂肪产生风味物质等，如片球菌是较弱的异型发酵乳酸菌，它产生的甲酮对风味有很大影响。这些微生物的生长促进了脂肪和蛋白质的降解并形成特有的风味成分。即在酸肉发酵中，风味的形成是通过
微生物的生长繁殖分泌胞外酶，导致脂肪及蛋白质降解，产生与发酵风味形成有关的醛、酮、醇、酸等物质，并发生酯化反应，形成酯类香气物质。
3.1.2乳酸菌在发酵香肠中的应用
发酵香肠是指在香肠的配料中加入乳酸菌菌种，灌入肠衣，经发酵而制成具有稳定微生物特性和典型发酵香味的肉制品。乳酸菌发酵香肠在保证产品卫生质量、提高产品的感官性、丰富产品的营养性、提高产品贮藏性等方面有显著优势。
发酵香肠生产在欧洲有着悠久的历史，并有成型的品牌产品。传统工艺是依靠原料肉微生物区系中的乳酸菌和其它细菌的竞争作用，使乳酸菌占优势。而当杂菌占优势时，则产品质量下降，甚至完全腐败变质，因此，用自然发酵法生产发酵香肠必然受到季节，地区和气候等条件所限制。发酵香肠的现代生产工艺则是在原料中添微生物纯培养技术而获得的乳酸菌，从而保证乳酸菌在整个发酵过程中占有势，使产品的食用安全性和质量的稳定性得到保证。
刘战丽等[17]从清酒乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖片球菌、肉糖葡萄球菌和木糖葡萄球菌五株菌中筛选出适合中式快速发酵香肠生产的发酵剂。王永霞(2004)从腊肠、腊肉、金华火腿中筛选得到.戊糖片球菌、米酒乳杆菌、肉糖葡萄球菌，并研究了在模拟肉汤培养基中混合培养的相互关系，初步筛选出没有拮抗作用的戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌混合发酵剂应用于发酵香肠，测定并分析了发酵和成熟过程中理化和微生物指标的变化，认为可以作为混合发酵剂用于香肠的生产;
实验表明:植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌耐盐性和耐亚硝酸盐性都较好，是较理想的乳酸菌种，在发酵香肠中可配合使用，其最佳配比为1:1，接种量106cfu/g，发酵温度30，相对湿度90-95%。
3.1.3乳酸菌在发酵鱼产品中的应用
另外，乳酸菌也被广泛的应用在发酵鱼肉产品中。
碎蜻鱼肉在37℃经乳酸菌发酵后，可提高其品质和功能性。乳酸菌的迅速生长使得pH下降，提高鱼肉的白度，实现乳酸菌价值，增加了非蛋白氮源和与风味有关的自由氨基酸，感官质量提高。然而，不稳定的氮含量下降或等于25mg/100g36小时发酵后的结果。聚内烯酞胺凝胶电泳表明12h发酵后，水溶性和盐溶性的肌蛋白明显下降。用此乳酸菌发酵后的碎鱼肉饲养高血压大鼠，使其
血压、葡萄糖、总胆固醇降低。
Nccthisclvan N等[18]用3种不同的乳酸菌发酵银鲈鱼碎肉，三种乳酸菌分别来源于植物乳杆菌的纯培养、发酵的cABbage和自然发酵的cABbage凝块，它们是乳酸发酵保藏鱼肉理想的乳酸菌来源。48h发酵的eABbag使碎肉pH降到4.4，而在48h中，其它两种(未处理)的碎肉要84h才能达到同样pH值。发酵的eABbage也能保持鱼肉的经济价值。贮藏过程中产品的乳酸含量、MPN、TVBN 和乳酸菌数量都符合良好的发酵产品质量指标。
3.2乳酸菌在调味品酿造中的应用
3.2.1乳酸菌在酱油酿造中的作用
乳酸菌在制曲过程中有很好的抑制杂菌的作用。制曲是酱油生产的关键环节,然而，杂菌的困扰一直是制曲过程中的难题。该阶段污染的杂菌主要有小球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆菌等。杂菌在酱油生产过程中的生长不仅会导致酱油卫生超标，散发讨厌的氨臭味，严重影响酱油风味；另外，杂菌的繁殖还会消耗大量糖分,造成原料浪费。在原料混合、接种阶段接入乳酸菌，然后通过温度的选择来控制乳酸菌的消长。首先将入料品温控制到28-30℃，这个温度不利于小球菌等杂菌生，而乳酸菌生长较好。另外，乳酸菌是厌氧菌，它生长于曲料团粒内部，而米曲霉(或酱油曲霉)是好氧菌，首先生长于曲料团粒的表面，所以它的繁殖又不会对曲霉生长产生抑制，并目随着曲霉的繁殖、产热，发酵品温逐渐升高，乳酸菌的生长又被抑制，不至于造成原料浪费，而此时它生成的乳酸却有效地抑制了小球菌等杂菌的繁殖，所以，将乳酸菌应用于制曲过程中以抑制杂菌是明智的选择[19-20]。
乳酸菌在酱油中的使用还可以提升酱油的风味。酱油具有独特的风味，其风味来源是在酿造过程中，由微生物引起一系列的生化反应形成的。酱油酿造中，对原料发酵成熟的快慢，成品色泽的浓淡以及味道的鲜美有直接关系的微生物是米曲霉和酱油曲霉，对酱油风味有直接关系的微生物是酵母菌和乳酸菌。
酱油乳酸菌是生长在酱醅这一特定环境中的特殊乳酸菌，它们是耐盐的，其能利用糖类产生乳酸。在这类乳酸菌中四联球菌(Tetracoccus sojae)、嗜盐片球菌(Pediococcus halophilus)及植质乳杆菌(Lactodacillus plautauum)与酱油风味的形成有密切关系。在酱油发酵过程中，前期嗜盐片球菌多，后期四联球菌多。乳酸
菌在酱油的酸味中起重要的作用，其中乳酸是主要成分，它赋予酱油以酸味和香气[21]；双乙酞也是其中重要的呈味物质。同时酱油发酵过程中，乳酸菌和酵母菌在酱油风味的产生过程中有协同作用，由于乳酸菌的发酵作用，降低了发酵醒pH至5.5以下，能促进鲁氏酵母的繁殖和发酵。乳酸菌和酵母菌联合作用，生成糠醇，赋子将油特殊的香气。适当协调二者者关系，使乳酸和乙醇的含量达到平衡，可以酿造出香气浓郁、鲜美醇厚的优质酱油。乳酸菌:酵母菌=10: 1为宜。
先固后液发酵法就是在低盐固态完成前期发酵之后，添加酵母、乳酸菌低温后熟发酵增加酱油香气成分，弥补前期发酵风味之不足。低盐固态发酵前期完成后，停止保温，并使产品温度降到40℃以下，添加酵母、乳酸菌并补加食盐，使酱醒的食盐含量达到14%-15%，固液比达到1:2-2.5倍，后发酵温度30-35，经淋浇法，后熟发酵15d以上。采用双菌种制曲提高酱油中谷氨酸含量，增加鲜味[22]。
3.2.2乳酸菌在食醋酿造中的作用
同样，乳酸菌对食醋风味的形成也有重要的作用。酿造醋主要以淀粉为原料，经醋酸菌、乳酸菌等多种菌种复合发酵而成。在液体深层发酵制醋时，加入乳酸菌和酵母菌提高风味。乳酸菌代谢产生的有机酸、双乙酰及其衍生物是食醋中主要的风味物质。另外乳酸菌产生的低级脂肪酸、羟基基化合物两者的香气成分成为一体，形成较复杂的香气[23,24]。
3.3乳酸菌在酿酒工业中的应用
3.3.1乳酸菌在白酒中的应用
乳酸菌是白酒生产中常见菌种，在白酒生产中广泛分布，不同地域、不同工艺下白酒生产中乳酸菌的种类、数量、分布的有很大差异。其的存在可以为发酵微生物提供生长繁殖可利用的必需氨基酸和各种维生素，促进酿酒微生物的生长与繁殖，可以促进美拉德反应，有利于香味物质的形成，乳酸菌木身所产生的酸性代谢产物，维持了酿酒发酵环境的偏酸性，能促进酿酒酶系的糖化与发酵能力;乳酸菌产生的乳酸使酒酷酸度大幅快速上升，有效地抑制了其他部分杂菌的代谢活动，其产生的一些抗菌物质也有利于保持、改善酿酒生产的微生态环境[25]。
乳酸菌的代谢产物乳酸、乙酸可以在发酵过程中可以与乙醇形成乙酸乙酯、乳酸乙酯多种白酒重要的特征香味物质，同时乳酸和双乙酰本身也是白酒中的特
征香味物质。多种乳酸菌混合生长与繁殖，严格厌氧的菌株与非严格厌氧的菌株进行的共同培养，有利于提高酿酒微生物的生物活性。
虽然乳酸菌有很多重要作用，但乳酸菌产生的乳酸乙酯过量会影响到酒质，浓时有黄豆臭，过浓则有青草味。所以在生产上要注意控制乳酸菌的量，以防止其的危害。
3.3.2乳酸菌在黄酒酿造中的应用
乳酸菌是黄酒生产中非常重要的微生物之一，黄酒的酿造离不开乳酸菌的参与，由乳酸菌代谢产生的乳酸与酵母发酵生成的酒精反应生成乳酸乙酷，其含量的多少在一定程度上决定了黄酒的风味。
乳酸菌对黄酒加工工艺中的浸米和发酵过程都有非常重要的作用。黄酒生产工艺中的浸米,不仅仅是米吸水后便于蒸煮,而是在浸米过程中可产生乳酸。传统浸米过程时间较长,米的淀粉损失较多。将从米浆水中分离出的乳酸菌通过厌气培养，在浸米时按0.2%-0.3%接入到浸米水中，浸米时间为9d可使乳酸菌含量上升到108cfu/L以上，酸度13.8g/L，基本达到了传统浸米的要求，与传统工艺相比，缩短浸米时间3d以上，减少了浸米中淀粉的流失，同时，对黄酒发酵质量的稳定和风味的改善都有促进作用[26]。
乳酸菌群在黄酒酿造生产过程中的生长代谢,直接为其它微生物提供了生长繁殖可利用的必需氨基酸和各种维生素,还能提高矿物元素的生物学活性。促进黄酒发酵微生物的生长繁殖。
乳酸菌的代谢产物乳酸、乙酸等对黄酒的风味、品质和稳定性都有重要作用。其中，乳酸菌发酵产生的有机酸通过酯化反应生成相应的乙型酯,是黄酒的重要香味来源，同时有机酸还能增加酒体的醇和度、稳定黄酒的香气[27]。
3.3.3乳酸菌在啤酒中的应用
乳酸菌产乳酸可以用来生产酸化麦芽和酸化麦汁。酸化麦芽是将麦芽中的或其它来源的乳酸菌接种于未加酒花的麦汁中，在适宜的条件下发酵制得乳酸培养液，再用培养液来浸泡绿麦芽或干麦芽后干燥，最后利用酸麦芽在糖化投料中的配比使用，而使醪液和麦汁的特性与组成得以改善;酸化麦汁则是将乳酸培养液直接加入醪液与煮沸麦汁中进行酸化处理。
经过生物酸化处理的啤酒具有较浅的色度，较多的含氮物质和非常适宜的多
酚组成。这些多酚与含量较高的还原物质共同作用而使啤酒具有良好的抗氧化性能，并目会使啤酒的日味柔和，具有杀口感。
生物酸化技术的应用，可以提高酿造用水的酸度，提高淀粉酶的活性，促进淀粉的水解，进而提高啤酒的最终发酵度。生物酸化有利于蛋白质的酶解，改善麦汁的过滤性能，提高啤酒的非生物稳定性，降低啤酒色度，提高啤酒的生物稳定性。乳酸菌能够产生各种抑菌物质，利用乳酸菌素还可以避免巴氏杀菌所带来的“杀菌味”和“老化味”，从而保持啤酒的新鲜度。
3.4乳酸菌在乳制品发酵中的应用
乳制品是乳酸菌发酵应用最多, 也是最为成熟的领域。主要产品有酸奶、奶油和干酪。
3.4.1 酸奶的生产
酸奶是以鲜牛奶或奶粉为主要原料, 经乳酸菌发酵而制得的产品。原料乳经加热杀菌(一般采用90℃，30min)和均质后, 降低到适宜的温度, 添加糖和稳定剂搅拌均匀, 接种乳酸菌发酵剂在适宜的温度下发酵。发酵完毕后, 置于4℃左右的冷库内冷却成熟, 即得成品酸乳[29,30]。
应用于酸乳生产的乳酸菌主要属于乳杆菌属、链球菌属,此外还有双歧杆菌属。生产中常用的有保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、乳链球菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌等。可单菌种发酵, 但一般两种或两种以上菌种混合使用。保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种纯培养发酵剂在生产中很常用[31]。
3.4.2奶油的生产
奶油, 又称黄油, 是以乳经离心分离后所得的稀奶油为主要原料, 经杀菌、冷却、成熟、乳酸菌发酵、搅拌、压炼而制成的乳制品。奶油按发酵方法不同, 分为天然发酵奶油和人工发酵奶油两类。天然发酵奶油以乳中原有的微生物为发酵剂, 让其自然发酵而成。人工发酵奶油, 系将稀奶油杀菌后, 再添加纯培养的发酵剂, 使其发酵而制成。应用于奶油生产的乳酸菌有以下几种:乳酸链球菌、乳油链球菌、噬柠檬酸链球菌、副噬柠檬酸链球菌、丁二酮乳链球菌等。
3.4.3 干酪的生产
干酪是指原料乳经杀菌、冷却后, 加入适量的乳酸菌发酵剂发酵, 使蛋白质
(主要是酪蛋白)凝固后, 排除乳清, 将凝块压成块状而制成的产品。用于生产干酪的乳酸发酵剂, 随干酪种类而异。常用的菌种有乳酸链球菌、乳油链球菌、干酪杆菌, 丁二酮链球菌, 嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌以及噬柠檬酸明串珠菌等。生产中通常选取其中两种以上的乳酸菌混合使用。
4. 小结
利用乳酸菌提高酿造和发酵食品的风味越来越引起了国内外的重视。乳酸菌的生物学特性和保健功能，决定了它不仅在食品工业中有广泛的用途，在今后的保健食品和生物制药方面也将占有重要地位[32]。
目前，乳酸菌在经胃到达小肠的过程中活菌数大大降低，研发使用活菌数高的菌株及能提高活菌数的促进因子必将受到欢迎。另外，乳酸菌作为益生菌的应用已很久，对其进行体外试验也很多，但在体内的作用机制还不是很清楚。利用现代微生物技术和分子生物学技术来改造乳酸菌，使其大量表达所需的目的产物已经在取得了一些成绩，但是仍面临着食品安全和质量的问题，这也是未来科研工作者们应重点攻克的方向之一。
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微生物技术与食品发酵 可以说食品生产是世界上最大的工业之一。在工业化国家，食品消费至少占家庭预算的20%~30%。食品业范围很广，有专门的行业和职业，还有全球的食品生产和销售的跨国公司，随着运输业的发展，各种各样的食品可运至世界各地，而保鲜技术的进步，使得人们可品尝到一年四季的季节性产品，事实上，食品业正为社会提供高质量，有益健康的食品，不受季节和原产地的限制。 食品链主要开始于农业生产中的作物种植或动物饲养，终止于消费者对他们的利用。除了蔬菜和水果，大不分食品材料需要某种程度的加工如谷类和肉类，农产品和消费者之间的环节是食品工业，通过他们，相对庞大的，易腐烂的粗制品的农产品，转变成货架上便利而美味的食品和饮料。 充分认识生物技术对满足当今社会对食品需求的潜力，无论对发达或不发达的国家都是非常重要的，食品生物技术包含的内容很广，如提高食品质量，营养，安全性和食品保藏等；它有赖于现代生物知识和技术与食品加工和保险生物工程原理的有机结合。不过单凭生物技术的进步还不能使食品工业发生革命，而经济和消费者接受力，对生屋技术应用和推广也有很大的影响，有时超过技术障碍。 食品和饮料与制药业很不同，他们的产品不停地被消费并受市场调节。许多食品和饮料所投入的研究经费占销售额的不到1%。他们加工容易，加工的方法得不到专利保护。许多食品和饮料是大批量，低价格的，所有对市场的研究与基础研究一样重要。面对市场对食品和饮料需求的日益上升，微生物技术对发酵技术的开发展现出良好的商业前景。 食品和饮料的发酵是通过微生物技术或酶对农产品原料的作用，发生相关的化学反应，使最终产品口味，色泽等发生感官上的改善，产品通常更有营养，更易消化，口味更好，并无病原微生物，无毒害，发酵的食品包括面包，乳酪，泡菜，酱油等。发酵的饮料包括啤酒，葡萄酒，白兰地，威士忌和非酒精饮料如茶，咖啡，可可等。 发展发酵技术的一个重要应用是防止有机物的腐烂。另一个重要应用是使口味平淡的原料发生感官的，物理的和营养方面的变化，改善风味和维生素成分，使某些植物性的原料获得肉类的质地和口感。现代的发酵技术方法，使产品更易受控制，更稳定，而且更能确保产品的安全性。 对大多数的发酵过程，人们往往忽略了微生物所起的作用。最初的工匠们无意识的控制和利用微生物的作用，仅凭经验但也得到稳定的终产品，公元前800年，埃及人和巴比伦人就从大麦和产于欧洲的黑麦制得的酸面团发酵生产酒精饮料。只有到了现代，微生物在发酵中起作用的本质才被认识到，有些发酵只有微生物起作用，另一些是多种微生物共同起作用，过程十分复杂，机理尚未完全认识清楚。这些发酵工业的进一步研究，现代生物技术的进一步应用，食品饮料工业技术必得到突飞猛进的发展。目前，能具体体现发酵技术应用价值的是以下几方面。 1. 酒精饮料 世界范围的酿造业是当前商业中具有最稳定经济效益的行业。提高转化率或产量以获得高额利润是发展和改进技术的动力。 原材料主要包括两种：糖类物质和淀粉物质，后者需要在发酵前水解成单糖。当这些底物与适当的微生物一起酝酿，提供发酵条件，最终会得到一种液体，它含有很多成分，酒精含量从百分之几到百分之几十，由于酸性的pH值可以抑制微生物的生长，使得产品更加稳定和安全，这类酒可以直接饮用。但人们更习惯存放一段时间，使得他们口感更好，进一步蒸馏可提高酒精浓度，得到各种类型的酒。最常用的发酵微生物是酵母菌，这种微生物可以吸收和利用单糖，如葡萄糖和果糖，将他们代谢成乙醇，可以使乙醇达到高浓度，这里简单介绍葡萄酒，它是世界范围生物技术酿酒工业的主要代表。 葡萄酒大多数销售的葡萄酒是由葡萄品种Vitisvinifera发酵的产品，这种葡萄的种植已推广到全世界，土质对葡萄酒的质量有着重要的影响。
浅谈乳酸菌在食品工程中应用 摘要：我国食品行业的发展带动了全民的生活水平，随着食品行业技术的进步，越来越多新型的食品逐渐占据了市场。乳酸菌的诞生给我国的食品领域带来了巨大的发展商机。目前我国的乳酸菌种类之多，不同种类的乳酸菌都能够适应我国的食品生产过程。乳酸菌技术在我国的应用十分广泛，我国也利用其在食品领域取得了许多的进展，给食品行业引领了新的发展方向。本文将详细介绍常用的乳酸菌种类，同时分析各自的特点并详细分析乳酸菌对我国食品工程产生的影响。 关键词：乳酸菌技术；食品发展；应用技术；前景 我国自古以来一直讲究民以食为天的基本准则，饮食的质量安全直接关系到人们的日常生活，现在具备的食品工程已经远远不能够满足人们的实际需求，现如今人们更加追求食品的种类及入口的感觉，大家都十分注重食品的色香味、为了更好的满足广大群众的实际追求，乳酸菌的诞生解决了食品领域的这一问题，可以说乳酸菌是食品行业的一种有效工具，取得了十分广泛的应用。下述内容仅是笔者的个人意见，希望能够对相关的各位工作者有所助益。 1乳酸菌背景简介 乳酸菌是我国的一项新兴技术，它在食品领域的应用十分广泛，越来越多的乳品行业用该项技术能够制造出不同的奶制品，更好地迎合了大众的口味需求，同时也丰富了食品种类。目前乳酸卷在制造酸奶、奶酪等食品领域发挥了重要性的作用，相比于传统的食品工程来说，乳酸菌技术的应用促进了食品行业的发展，由此可以看出乳酸菌的作用之大，与此同时，乳酸菌更加广泛的应用能够增加企业的生产效率，降低应用成本，促进了企业的经济发展，提供了广大的利润空间。 2常见的乳酸菌种类 乳酸菌在我国的食品行业中应用十分广泛，种类也十分繁多，下面笔者将介绍目前应用较广泛的几种乳酸菌。 第一种乳酸菌：啤酒片球菌。该球菌主要在香肠的生产过程中应用十分广泛，生产香肠过程中，此种菌主要能够控制反映过程的pH值，pH值低的环境能够有利于香肠的生产，啤酒片球菌能够抑制反应过程中的腐败菌，降低食品发生腐败的情况，大大降低了不必要的浪费，此外啤酒片球菌还能够确保香肠的入口感良
食品发酵工艺学 第一章绪论 一、食品发酵与酿造的历史 1.列文虎克Leeuwenhoek Antoni Van ( 1632-1723 )：成功制造了世界上第一台显微镜，并在人类历史上第一次通过显微镜发现了单细胞生命体-----微生物。 2. 巴斯德（Louis Pasteur,1822~1895）巴斯德的主要贡献：发明了巴斯德灭菌法。1861年，巴斯德实验，结束了绵延100多年的争论，把自然发生论赶出了科学界。1865年，巴斯德受农业部长的重托，解决了法国南部蚕业上遇到的疾病使蚕大量死亡的难题。发明了狂犬病疫苗，他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物”。 3.科赫（Koch, Robert 1843~1910）科赫的主要贡献：1881年后，创用了固体培养基划线分离纯种法。建立了单种微生物的分离和纯培养技术。1882年3月24日科赫在德国柏林生理学会上宣布了结核菌是结核病的病原菌。单种微生物分离和纯培养技术的建立，是食品发酵与酿造技术的第一个转折点。 4. 20世纪40年代，好气性发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第二个转折点。 5. 人工诱变育种技术和代谢调控发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第三个转折点。 6．20世纪70年代发展起来的DNA重组技术，又大大推动了发酵与酿造技术的发展。二、食品发酵与酿造的特点以及与现代生物技术的关系 （一）食品发酵与酿造的特点 发酵：泛指利用微生物制造工业原料和工业产品的过程。通常所说的发酵指生物或离体的酶，不彻底地分解代谢有机物，并释放出能量的过程。 酿造：是我国劳动人民对一些特定产品进行发酵生产的一种称谓，通常把成分复杂、风味要求较高，诸如黄酒、白酒、啤酒、葡萄酒等酒类以及酱油、酱、食醋、腐乳、豆豉、酱腌菜等食佐餐调味品的生产称谓酿造。 酿造与发酵的区别：利用生物体或生物体长生的酶进行的化学反应。与化学工业相比，发酵与酿造工业的特点：安全、简单；原料广泛；反应专一；代谢多样；易受污染；菌种选育发酵技术的两个核心：生物催化剂、生物反应系统 第二章菌种选育、保藏与复壮 菌种选育的方法有：自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程。 一、微生物菌种选育的理论基础 微生物的遗传性和变异性的特点：a、微生物由于繁殖速度快、生活周期短；b、微生物由于个体微小，比表面积大，大多以单细胞或极少分化的多细胞存在；c、微生物大多以无性生殖为主，且营养体多数为单倍体。 诱变育种：人为地将对象生物置于诱变因子中，使该生物体发生突变，从这些突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程。 （一）突变：微生物的遗传物质存在于变动着得的环境中，染色体上的遗传信息以及染色体组受到环境的作用而改变，这种改变或多或少是永久性的，从生物表型上说是突然发生可遗传的变换，这种变化就称为突变。自发突变：在自然状况下发生的突变，也称自然突变。诱发突变：人为地利用物理或化学因素诱发的突变。（二）诱变的基本原理 1.诱变剂：用来处理微生物并能提高生物体突变频率的这些物理或化学因素成为诱变因素，又称诱变剂。诱变剂有物理诱变因子（紫外线、Ｘ射线）、化学诱变因子（亚硝基胍、亚硝酸、亚硝基甲基胍）生物诱变因子（噬菌体） 2. 诱变剂作用机理物理诱变因子诱变机理：快中子、γ射线、β射线产生电离辐射，而紫外线是不形成离子的非电离辐射。以紫外线为例，紫外线照射后引起的ＤＮＡ结构改变，Ｄ
1 什么是食品生物技术？ 食品生物技术（food biotechnology）是生物技术在食品原料生产、加工和制造中的应用的一个学科。它包括了食品发酵和酿造等最古老的生物技术加工过程，也包括了应用现代生物技术来改良食品原料的加工品质的基因、生产高质量的农产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养以及与食品加工和制造相关的其他生物技术，如酶工程、蛋白质工程和酶分子的进化工程等。 2 你对食品生物技术在食品工业发展的地位是什么态度？ 3 食品生物技术主要包含哪些内容？（参考1） 4 基因工程技术对未来新食品有什么作用？ 5 什么是基因工程？ 基因工程是指将一种或多种生物体的基因与载体在体外进行剪接重组，然后转入另一种生物体内，是指按照人们的意愿表达出新的性状。 6 基因工程的操作步骤。 ①从供体细胞中分离出基因组DNA，用限制性核酸内切酶分别将外源DNA和载体分子切开（简称切） ②用DNA连接酶将含有外源基因的DNA片段接到载体分子上，构成DNA重组分子（简称接） ③借助细胞转化手段将DNA重组分子导入受体细胞中（简称转） ④短时间培养转化细胞，以扩增DNA重组分子或将其整合到受体细胞的基因组中（简称增） ⑤筛选和鉴定经转化处理的细胞，获得外源基因高效稳定表达的基因工程菌或细胞（简称检） 7 理想的基因工程载体应该具备的特征？ 1)具有对受体细胞的可转移性或亲和性，以提高载体导入受体细胞的效率。 2)具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点，实德外援基因在受体细胞中稳定遗 传。 3)具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点，有利于外源基因的剪切插入。 4)具有合适的选择性标记，便于重组DNA分子的检测。 8 举例说明质粒载体的特点作用？ 特点：自主复制性、可扩增性、可转移性、不相容性。（野生型质粒的基本特点） 根据载体的功能和用途可以分为以下几类：克隆质粒、测序质粒、整合质粒、穿梭质粒、探针质粒、表达质粒。 9 什么是报告基因？常用的报告基因有哪些？ 报告基因(reporter gene)是一种编码可易于鉴定的蛋白质或酶的基因，可用于标定目的基因的表达调控，并筛选得到转化成功的生物个体，通常称为转化体。目前常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、荧光素酶基因(luc)、β-葡萄糖苷酸酶基因(gus)、分泌型碱性磷酸酶基因(seap)、绿色荧光蛋白基因(gfp)等。 10 什么是基因探针？常用的制备基因探针的方法有哪些？ 带有可检测标记(如同位素、生物素或荧光染料等)的一小段已知序列的寡聚核苷酸。可通过分子杂交探测与其序列互补的基因是否存在。 探针的获取有下列多种方法：①目的基因的同源序列②cDNA③人工合成 11 简述反应基因技术的基本概念，原理与特点？ 12 什么是细胞工程？简述其基本原理与技术？ 定义：应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平
乳酸菌在发酵食品中的应用 段振楠梁华忠罗国超王沁峰谢建将曾泽生 （四川高福记生物科技有限公司，四川成都 611732）摘要：乳酸菌是食品发酵工业中重要的细菌，本文主要阐述了传统发酵泡菜、郫县豆瓣、传统豆酱、酱油、发酵肉制品中乳酸菌所起到的作用及其使用现代生物技术制造的制剂通过人工接种在发酵过程所显现出的效果。同时，阐述了乳酸菌在发酵乳制品中的发酵机理和一些特性功能。并对乳酸菌的应用前景进行了展望和建议。 关键词：乳酸菌，发酵食品，泡菜，豆酱，郫县豆瓣，肉制品发酵 Application Of Lactobacillus In The Fermented Food DUAN Zhen-nan, LIANG Hua-zhong,LUO Guo-chao, WANG Qin-feng, ZENG Ze-sheng,XIE Jian-jiang (SiChuan Gaofuji Biotechnology CO.,Ltd,Chengdu 611732,China) Abstract：Lactic acid bacteria is a important bacteria in food fermentation industry. The article focuses on the function of lactic acid bacteria in traditional fermented kimchi , Bean paste, Pixian traditional miso, soy sauce, fermented meat product and the use of modern biotechnology manufacturing by artificial inoculation in the fermentation process as demonstrated in the results. The article also demonstrate the ferment mechanism and certain features of lactic acid, prospect its applications and provide recommendations. Key words:Lactobacillus; Fermented Food; Kimch; Bean paste ;
乳酸菌及其在食品中的应用 系院名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：
摘要 (3) Abstract (4) 1乳酸菌概述 (5) 1.1乳酸菌种类 (5) 1.2乳酸菌基本特征 (6) 1.3乳酸菌发酵类型 (6) 1.3.1同型乳酸发酵 (6) 1.3.2异型乳酸发酵 (6) 1.4乳酸菌代谢产生的抗菌物质 (6) 1.4.1产生有机酸 (6) 1.4.2产生细菌素 (7) 1.4.3产生过氧化氢 (7) 1.5乳酸菌保健功能 (7) 1.5.1产生特殊酶系 (7) 1.5.2具有粘附性和定植能力 (7) 1.5.3产生抑菌活性代谢产物 (8) 1.5.4降低胆固醇 (8) 1.5.5具有抗变异原性 (8) 1.5.6增强免疫功能 (8) 1.5.7具有营养作用 (9) 2乳酸菌在食品中的应用 (9) 2.1乳酸菌在乳制品中的应用 (9) 2.1.1酸奶 (9) 2.1.2凝固型酸奶 (9) 2.1.3乳酸菌奶粉 (9) 2.1.4酸奶油 (10) 2.1.5酸蛋奶冰淇淋 (10) 2.1.6酵母乳酸菌复合发酵奶 (10) 2.1.7干酪 (10) 2.1.8发酵果冻 (10) 2.2 在蔬菜深加工中的应用 (11) 2.3在肉制品生产中的应用 (11) 2.4乳酸菌在酒类产品中的应用 (11) 2.4.1乳酸茵在白酒中的应用 (11) 2.4.2乳酸菌在葡萄酒中的应用 (12) 3乳酸菌国内外研究现状 (12) 4研究目的与意义 (13) 5发展前景 (14) 参考文献 (15)
致谢 (16) 乳酸菌及其在食品中的应用 邢春卿 （黑龙江工业学院环境工程系，黑龙江鸡西 158100 ） 摘要:乳酸菌通过产生乳酸、分泌乳酸菌素等方式抑制病原菌与腐败微生物的活性，被认为是最有效的抗生素替代物。乳酸菌发酵的食品更是具有改善风味、延长保质期等特点，因此，乳酸菌在食品中的应用范围大大扩展，不再限于传统发酵的乳制品。本文对乳酸菌及乳酸菌的抑菌作用机理和在食品中的应用进行了概述，并列举了乳酸菌发酵的新型乳制品及其他一些食品。 关键词：乳酸菌；抑菌作用；乳酸菌发酵产品；应用前景
教案 课题：第二章食品发酵原理审批签字 班级授课日期 学时2学时 教 学目标知识目标： 一、发酵工业的基本概念 二、微生物发酵的基本特征 三、本课程的重点内容和任务 技能目标：使学生能够了解微生物发酵的基本特征 教学 重点难点重点：微生物发酵的基本特征难点：微生物发酵的基本特征 教学 方法讲授法 参考资料 或教具 多媒体课件、教材 教学内容方法过程：附记[组织教学]：师生问好，检查出勤情况 [新课导入]： 近几十年的来微生物发酵不但在应用领域上更加广泛，更重要
教学内容方法过程：附记的是建立了许多新的微生物发酵理论体系，诸如：代谢控制发 酵、基因工程菌发酵等 [讲授新课]：食品发酵原理 二、发酵工业的基本概念 微生物学中的发酵的定义： 微生物发酵工业的概念： 1.发酵工业生产的基本模式 讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生 物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系 2.发酵工业的分类 二、微生物发酵的基本特征 1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程 由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉 及到化工生产的一下领域： （1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等 （2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢 需要稳定的而严格的温度条件。 （3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶 氧、气液混合的关系 （4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学 模型的建立，产物生成动力学模型的建立。 2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵 从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一 个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢 控制发酵？ 定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为 的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌
发酵工程在食品领域的应用 摘要：传统的发酵工程是以非纯种微生物进行的自然发酵，或以纯种微生物进行的工业化发酵。现代发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分，具有广阔应用前景。本文以下将介绍微生物发酵在新食品的配料、食品添加剂、功能性食品的开发等相关的食品领域中的应用以及对发酵工程在食品领域的应用做了展望。 关键词：发酵工程；食品领域；应用 发酵工程在食品领域的应用广泛。如啤酒是用大麦芽和酒花经啤酒酵母发酵而成。酒类饮料生产中常以谷物或水果味原料经不同的微生物（酵母菌、曲霉等）发酵，加工制成不同的酒。酸奶是在鲜奶里加入了乳酸菌经发酵而成。醋是利用米、麦、高粱等淀粉原料或直接用酒精接入醋酸杆菌发酵加工而成。酱是利用麦、麸皮、大豆等原料经多种微生物（曲霉、酵母菌和细菌）的协同作用制成。现代发酵工程包括微生物资源开发利用；微生物菌种的选育、培养；固定化细胞技术；生物反应器设计；发酵条件的利用及自动化控制；产品的分离提纯等技术。 1、生产传统的发酵产品 传统的发酵产品是指传统食品发展中一直存在的应用发酵技术的食品，如料酒、酱油、酒精等。在传统食品的生产中，发酵技术是生产过程中的核心部分。发酵技术的是否成熟，时刻关系到产品的好坏[1]。 1.1酒类酿造 酒类主要是酿造酒和蒸馏酒。原料经发酵后，不需再蒸馏而可直接饮用的酒称为酿造酒，如啤酒、葡萄酒、黄酒、日本清酒、果酒等。将发酵液或酒酿经过蒸馏得到蒸馏酒，如白酒、白兰地、威士忌、朗姆、伏特加等。传统的发酵方法在时间上较长，无法有效地满足啤酒厂家在现阶段啤酒生产的实际需求。但利用固定化酵母的连续发酵工艺，可有效地减少啤酒所需要发酵的实际时间。 1.2调味品生产 运用发酵工艺可以生产酱油、酱品、豆腐乳、豆豉、醋等调味品[2]。现阶段，发酵工艺也有很大提高，发酵工程在我国的酱油、酱类、豆腐乳等传统的制造行业中得到广泛应用。发酵工程最大的一个优点是可有效地缩短发酵的周期，大大地提升原料的利用率，并在一定程度上提高相关产品的品质[3]。 2、食品添加剂的生产 发酵工程在食品的发酵过程中能生产出天然色素和天然香味型剂，这些天然色素和天然香味型剂可以取代人工合成色素与味精，是未来食品添加剂发展的方向。现在市面上常见的各种食用色素以及香料等都是通过发酵工程技术而生产的食品添加剂[4]。江苏化工学院全易等[5]自制得选择性优良且价廉的糖化酶和异淀粉酶,生产出低甜度、低热量、高粘度、不被微生物发酵的甜味麦芽糖醇。食品防腐剂枯草芽孢杆菌是一种非致病型细菌，在生产代谢过程中产生的抗菌肽，可抑制食品中真菌、细菌、酵母菌的生长，且无毒、无残留、抑菌效果显著、无耐药性[6]。 3、功能性食品的开发 我们不仅需要将药用的天然真菌直接作用至功能性食品的开发上，而且还需要批量的生
发酵食品工艺学课程教学大纲 课程名称：发酵食品工艺学（Fermented Food Technology） 课程编号：FFT205 课程类别：专业课程课程性质：选修 总学时：44，其中（理论学时,20 ；实践学时：24 ）学分：2 适用专业：食品科学与工程责任单位：生物食品学院 先修课程： 一、课程性质、目的 发酵食品工艺学是以食品微生物学、食品发酵基础为支撑，利用微生物细胞的特定性状，通过现代化工程技术，生产食品、保健品或添加剂的一门科学技术。它不但是支撑现代食品工业的重要技术，同时也是生物技术产业化的重要手段。为此，食品科学与工程专业开设《发酵食品工艺学》课程，该课程为食品科学与工程专业的专业必修课之一。《发酵食品工艺学》以发酵和酿造食品的工业化生产为主，注重现代生物技术在该领域的应用，对各类产品的发酵、酿造技术和食品工业废弃物的生物学处理进行了论述，为学生从事该领域的生产和科学研究提供必要的基础知识。通过本课程的学习，使学生们熟悉食品发酵与酿造的生产的一般过程，掌握发酵与酿造食品，如酒精发酵与酿酒、氨基酸与有机酸发酵、发酵豆制品、酶制剂等生产的基本理论和技术，了解食品发酵与酿造工业的发展状况及新技术、新设备的应用情况。 二、课程主要知识点及基本要求 第一章绪论 一、发酵食品的概念二、发酵食品的种类三、发酵食品的特点四、发酵食品的发展历史 教学目的与要求：了解发酵食品的概念、种类、特点及发展历史。明确学习这门课程的目的和任务。 重点：发酵、发酵食品的概念 第二章发酵食品与微生物 第一节发酵食品与细菌 一、乳酸菌二、醋酸菌三、枯草杆菌四、棒杆菌 第二节发酵食品与酵母 一、酵母的繁殖方式二、酵母的糖代谢三、常见的酵母种类 第三节发酵食品与霉菌 教学目的与要求：了解食品发酵过程中的主要微生物的形态、特征及生理特性，掌握发酵食品中常见微生物的判别方法和用途，生产出优质发酵食品。 重点：发酵食品常用微生物的形态、特征及生理特性。
乳酸菌及其在食品工业中的应用 陈杰 （宜宾学院食品与科学工程2011级） 摘要：阐述了乳酸菌的定义、基本特征、分类、改善食品的品质和营养、抗菌、降低胆固醇、维持微生态环境、抗肿瘤、抗变异原和增强免疫力功能。综述了乳酸菌在酒类、乳制品、植物蛋白饮料、蔬菜深加工、肉制品生产、食品防腐及保鲜中的应用。 关键词:乳酸菌;分类;发酵特性；食品工业 随着生物技术的发展，对乳酸菌的研究越来越受微生物学家、营养学家、免疫学家和医学家们的关注和重视。由于乳酸菌是人体的正常菌群,也是食品加工和保藏的重要菌种,乳酸菌具有抗菌、降低胆固醇、维持微生态系统平衡、抑癌和增强免疫力等重要生物学功能，赋予食品特殊的风味，改进食品的品质和营养，所以在食品工业中被广泛的运用。 1 乳酸菌的定义 乳酸菌不是分类学上的名词,而是指一群可发酵碳水化合物、产生大量乳酸的革兰氏阳性球菌或杆菌的统称。它们具有以下基本特征:1)细胞为革兰氏阳性;2)细胞形态为杆菌或球菌;3)过氧化氢酶为阴性;4)消耗的葡萄糖50%以上产生乳酸;5)不形成内生孢子;6)无运动性,或极少运动;7)分解蛋白质,但不产生腐败产物;8)脂肪分解能力较弱。 培养特征：乳酸菌能够在空气或氧气下生长，是厌氧菌，耐氧。一方面乳酸菌的生长需要辅助因子，它们大多需要某些维生素(核黄素、硫胺素、泛酸、烟酸、叶酸、生物素)、氨基酸、嘌呤和嘧啶。另一方面乳酸菌具有大部分微生
物所没有的利用乳糖的能力。在固体培养基表面，一般仅形成少量的菌体生物量，仅长出淡色小菌落，直径1～2mm在液体培养基中细菌浓度很低，这些是由营养、代谢等生理特性所决定。 2 乳酸菌的分类 对于乳酸菌的分类,目前尚未有统一的定论,依据《伯杰氏系统细菌学手册》第9版第2卷(1986年),乳酸菌主要归于6个属。另外,工业上应用的肠球菌属和乳球菌属也包括在内。因为双歧杆菌所产的乳酸不足50%,所以双歧杆菌不归于乳酸菌,而单独另辟双歧杆菌属。但考虑其保健作用,双歧杆菌属和肠球菌属也包括到乳酸菌中。 3 乳酸菌的营养和保健功能 乳酸菌能分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素,对脂肪也有微弱的分解能力,能显著提高食物消化率和生物价,改善风味,促进消化吸收,提高营养价值,避免乳糖不耐症的发生,促进钙、磷等元素的吸收。乳酸菌是定居在肠道中的有益菌群,通过代谢产酸降低肠内pH值,或产生抗菌的细菌素,抑制有害菌生长繁殖,维持生态平衡和正常机能。乳酸菌产生的有机酸还能刺激肠管蠕动,增加粪便含水量,有润肠通便功效,对小儿下痢、成人溃疡性肠炎、细菌性下痢有显著治疗效果,并能有效缓解老年人和孕产妇的便秘症状。肠道微生物的水解酶类可以将食物中的致癌物质前体转化为致癌物，乳酸菌的抑癌能力发挥作用的是乳酸菌及其代谢产物对这些酶类(如B一葡萄糖7a-羟化酶、胰蛋白酶等)的抑制作用。乳酸菌细胞直接吸收胆固醇；乳酸菌的胆盐水解酶的活性使胆盐结合态转变为脱合态与胆固醇发生共同沉淀；菌体吸收和共同沉淀的联合作用，不同条件下乳酸菌会表现出某一种作用方式为主的能力。乳酸菌是一种被公认的益生菌，能够刺激免
《现代食品发酵技术》课程（090234）教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称：现代食品发酵技术 课程代码：090234 学分和学时：3学分72学时（其中理论课3学分、54学时；实验课0.5学分、18学时）课程性质：专业选修课 授课对象：生物技术及使用专业 二、课程教学目标和任务 现代食品发酵技术是一门综合性及实践性很强的课程，是以微生物生理及其发酵的生化机制、微生物遗传育种、代谢调节等理论为基础，以化工原理、发酵动力学、发酵技术及设备等工科内容为支撑，要求学生通过本课程的学习，了解发酵食品的起源及发展状况，以适应食品研究开发、生产经营管理、质量控制等各行业对人才知识结构的需求。 该课程的基本任务是：理解掌握各种发酵食品如啤酒、葡萄酒、蒸馏酒、味精、酱油、食醋、酸奶、干酪等生产工艺原理、种类及其卫生和安全等方面的基本知识，掌握所授发酵食品生产的工艺控制措施，要求学生了解发酵食品的最新研究进展，为今后从事相关工作奠定基础。 三、学时分配 课程内容和学时分配表 章节内容学时分配绪论 2 一发酵食品生产及控制 4 二啤酒的生产工艺20 三葡萄酒的生产工艺12 四蒸馏酒生产工艺 5 五酿造调味品生产工艺 4 六发酵畜产品生产工艺 4 合计54 四、课程教学内容和基本要求 绪论 教学目的：系统地介绍和讲解发酵食品的种类及发酵工业现状；立足于本课程的特点，在对实际问题进行分析的过程中讲解本课程的基本内容和核心内容。 基本要求：熟悉发酵、发酵工业的含义；了解当前发酵食品的种类；了解发酵食品的发展概况。 重点和难点：发酵工业现状。 教学方法：讲授、多媒体。
主要内容： 一、国内外发酵食品发展概况。 二、发酵食品及工艺概述。 第一章发酵食品生产及控制 教学目的：介绍发酵食品原料处理及菌种的选育和扩培、发酵机制、产物的提取和精制，基本要求：了解发酵食品的生产及控制要点。 重点和难点：食品发酵机制及产物的提取、精制原理。 教学方法：讲授、多媒体。 主要内容： 一、原料处理。 二、常用发酵微生物及培养。 三、发酵机制。 四、产物的提取和精制过程。 第二章啤酒的生产工艺 教学目的：介绍啤酒分类和啤酒工业现状，重点讲授麦芽的生产及麦芽汁的制备技术、啤酒发酵机制及成品啤酒稳定性。 基本要求：了解啤酒工业发展现状及啤酒的后处理工艺；掌握啤酒工业的历史、地位，酒度的表示方法，啤酒原料的种类和性质；重点掌握制麦工艺，麦芽汁制备工艺，啤酒酵母的扩大培养、传统发酵工艺和啤酒的大型圆柱锥底发酵罐发酵法、高浓度酿造法及啤酒的生物、非生物、风味稳定性和防治方法。 重点和难点：麦芽及麦汁制备工艺要点，啤酒的发酵技术，成品啤酒的稳定性。 教学方法：讲授、多媒体。 主要内容： 第一节啤酒和啤酒工业 世界啤酒工业的历史；我国啤酒工业的历史；我国啤酒工业的现状和未来；酒度的表示方法；啤酒的定义、分类及酒度的表示方法 第二节原料和麦芽制备 一、原料 大麦的外形、基本结构、化学组成、生理特征和储藏；啤酒大麦的质量标准；麦芽辅助原料种类；酒花的化学成分及其作用；酒花的加工制品；啤酒酿造用水的质量要求和处理。 二、麦芽制备 大麦清选、分级的方法和设备；浸麦理论、方法和设备；发芽的方法、条件、设备和物质的变化；判断发芽优劣的根据；麦芽干燥的操作、技术条件和干麦芽的质量标准
. 一、发酵食品微生物及发酵方式 利用微生物的作用而制得的食品都可称之为发酵食品。我国传统发酵食品历史悠久，曾影响着日本、朝鲜等国家。近年来，我国发酵食品工业化水平逐年提高，白酒、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的工业化生产发展迅速，其它产品如腐乳、豆豉、酱油、发酵肠等，工业化程度相对较低。因此必须提高我国传统发酵食品工业化水平，参与国际竞争。 1 发酵食品生产中使用的微生物 用于传统发酵食品的微生物有酵母菌、霉菌、细菌等。如中国的著名大曲酒一茅台酒，其发酵所用的大曲由大麦、小麦等粮食原料保温培菌制得。曲中的微生物由曲霉、红曲霉、根霉等霉菌，假丝酵母、汉逊酵母等酵母菌，以及乳酸菌、丁酸菌、耐高温芽抱杆菌等细菌组成；酸奶及发酵乳饮料是由乳酸杆菌、乳酸球菌、双歧杆菌等发酵制得；啤酒发酵是利用酵母菌；发酵肉制品主要的微生物有乳酸菌、片球菌、霉菌等。黄酒发酵利用毛霉、根霉、酵母；酱油生产则利用米曲霉、酵母菌、乳酸菌；醋的生产主要是醋酸菌的作用。 为提高发酵水平，很多发酵食品应用现代生物技术选育优良菌株进行纯种发酵。如英国采用转基因啤酒酵母进行啤酒的生产，可直接利用淀粉和糊精，提高了发酵产率。目前国内外酸奶生产大多使用直投式乳酸菌粉，发酵剂产品质量均一，接种量可精确控制，同时省去了菌种车间，减少投资，简化了生产工艺。 2 发酵食品的发酵形式 . . 发酵食品的发酵形式主要有液态或固态发酵和自然或纯种发酵。 固态发酵广义上讲是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬 浮在液体中的深层发酵，也包括在没有(或几乎没有)游离水的湿固体材料上培 养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。与液态培养方式相比，固态发酵具有如下优点：培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料；投资少，能耗低，技术较简单；产物的产率 较高；基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理,环境污 染较少，后处理加工方便；发酵过程一般不需要严格的无菌操作；通气一般可由气体扩散或间歇通风完成，不需要连续通风，空气一般也不需严格的无菌空气。
◆ 生物技术的确切定义: 人们运用现代生物科学，工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展商业性加工，产品生产和社会服务的新技术领域。 ◆ 生物技术的构成 ◆ 生物技术各构成成分之间的关系 现代生物技术的核心是基因工程，而现代生物技术的基础和归宿则是发酵工程和酶工程，否则就不能获得产品和经济效益，也就体现不了基因工程和细胞工程的优越性。 基因工程的定义： ▼ 是指按照人们的意愿和设计方案， ▼ 以分子生物学，分子遗传学，生物化学和微生物学为理论基础， ▼ 通过将一种生物细胞的基因分离出来或人工合成新的基因， 在体外进行酶切和连接并插入载体分子构成遗传物质的新组合， ▼ 导入到自身细胞或另一种细胞中进行复制和表达等实验手段， ▼ 有目的的实现动物，植物和微生物等物种之间的DNA 重组和转移， 使现有物种在短时间内趋于完善或创造出新的生物特性。 发酵工程的定义 : 基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程 蛋白质工程
利用微生物的某种特性，通过现代化工程技术手段进行工业规模生产的技术. 包括: ①传统发酵（有时称酿造）， ②近代的发酵工业如酒精，如乳酸，丙酮-丁醇等 ③目前新兴的如抗生素，有机酸，氨基酸，酶制剂， 核苷酸，生理活性物质，单细胞蛋白等的发酵生产 酶工程的定义 : 酶工程是利用酶所特有的生物催化性能，将酶学理论与化工技术结合而成的一门生物技术。也就是利用离体酶或者直接利用微生物细胞，动植物细胞，细胞器的特定功能，借助于工程学手段来生产酶制剂并应用于相关行业的一门科学。 细胞工程的定义 : 是利用细胞生物学和分子生物学技术，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质已获得新型生物或特定细胞产品的一门综合性科学技术。 蛋白质工程的定义 : 蛋白质结构和功能的研究为基础，运用遗传工程的方法，借助计算机信息处理技术的支持，从改变或合成基因入手，定向地改造天然蛋白质或设计全新的人工蛋白质使之具有特定的结构、性质和功能，能更好地为人类服务的一种生物技术。 生物技术：农业生物技术、医药生物技术、食品生物技术、海洋生物
酒精阳性乳是指用68%或70%酒精与牛乳混合而产生细微颗粒或絮状凝块的牛乳。 食品发酵工程技术现状与趋势（仅供参考） 发酵工程就是通过研究改造发酵所用的菌种，以及相应的生物技术手段控制发酵过程，来大规模地工业化生产发酵产品。生物技术以基因工程为核心内容，包括细胞工程、酶工程和发酵工程等技术领域，可依据发酵目标产品定向开发菌株。应用现代生物技术分离、选育、改良发酵菌株，人为控制菌种比例和添加量，进行纯种发酵，既可以提高发酵效率, 又能稳定产品质量。 我国是食品发酵与酿造基础较好的国家，传统酿酒和传统酿造在我国历史悠久，现代发酵技术在酿酒工业、酶制剂工业等的带领下，在我国已形成一个完整的工业体系，规模和产量在世界上都占有相当的比重。发展食品发酵与酿造工业在我国已有相当的产业基础、较好的技术力量及广阔的市场和需求。但是，我国传统发酵食品总体工业化程度不高，目前只有酱油、醋等少数产品实现了高度工业化，还有很大一部分传统发酵食品的加工手段比较原始或工业化程度很低，如腐乳、豆豉、酱菜等。 食品发酵工程技术是随着工业技术的进步而不断发展的，随着生物技术的高速发展，发酵工程也得到了迅速发展。发酵工程是生物技术的必由之路，许许多多通过生物技术发展起来的新产品都必须用发酵方法来生产。因此可以说，发酵工程的潜力几乎是无穷的，随着科学技术的进步，发酵工程也必将取得长足的进步。现代食品发酵工程技术的发展主要集中在以下几方面。 （一）利用基因工程技术，人工选育和改良菌种 基因工程是一种将目的基因从DNA上切割下来(或人工合成)，在体外将该基因连接到载体上，通过转化或转导等手段将重组的基因组导人受体细胞，使后者获得复制该基因的能力，从而达到定向改变茵种遗传特性或创造新菌种的目的。这种带有目的基因的受体细胞，具有我们所希望的新的遗传性能和生产性能，这是常规育种方法无法做到的。基因工程已迅速在动植物细胞、微生物中得到应用，我们已能使微生物获得只有动植物细胞才有的生产特性，就是说采用微生物发酵技术就能获得价格昂贵的动物性蛋白质，如胰岛素、干扰素等。可以说，基因工程为发酵与酿造技术提供无限的潜力，掌握了基因工程技术，就可以根据人们的意愿来创造新的物种，利用这些物种为人类做出不可估量的贡献。 （二）结合细胞工程技术，用发酵技术进行动植物细胞培养 细胞原生质体融合技术使动植物细胞的人工培养技术进入了一个新的阶段。借助于微生物细胞培养的先进技术，大量培养动植物细胞的技术日臻完善，有很多已经进行大规模生产。 动植物细胞能产生很多微生物细胞所不具备的特有的代谢产物，进行动植物细胞的培养，就能生产这些特有物质。如动物细胞可生产生长激素、疫苗、免疫球蛋白等；植物细胞可生产生物碱类、色素、类黄酮、花色苦、苯酚、固醇类、菇烯类、植物生长激素类、调味品、香料等。植物细胞培养还可以用于种苗生产，名贵的植物、花卉种苗可在实验室得以培育。 （三）应用酶工程技术，将固定化酶或细胞广泛应用于发酵与酿造工业 将酶固定在不溶性膜状或颗粒状聚合物上，以聚合物作为载体的固定化酶在连续催化反应过程中不再流失，从而可以回收并反复利用，这样就改善了反应的经济性；酶也不会混杂在反应产物中，可大大简化提取纯化工艺；另外，有些酶在游离状况下容易失活，固定后稳定性得以提高。固定化细胞则是将具有一
一、名词解释 1、基因：是具有遗传效应的DNA片段。 2、质粒：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。 3、限制酶：是可以识别特定的核苷酸序列，并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶 4、基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 5、酶工程：是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。 6、末端转移酶：是一种无需模板的DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸结合到DNA 分子的3'羟基端。 7、葡萄糖淀粉酶：又称糖化酶。它能把淀粉从非还原性未端水解a-1.4葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。同时也能水解糊精，糖原的非还原末端释放β-D-葡萄糖。 8、相对酶活力：具有相同酶蛋白量的固定化酶与游离酶活力的比值称为相对酶活力。 9、α-淀粉酶：可以水解淀粉内部的α-1,4-糖苷键，水解产物为糊精、低聚糖和单糖，酶作用后可使糊化淀粉的黏度迅速降低，变成液化淀粉，故又称为液化淀粉酶、液化酶、α-1,4-糊精酶。 10、甲基化酶：作为限制与修饰系统中的一员，用于保护宿主DNA 不被相应的限制酶所切割。 11、葡萄糖异构酶：也称木糖异构酶，能将D-葡萄糖、D-木糖、D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。 12、发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。13、补料分批发酵：又称“流加发酵”，是指在微生物分批发酵过程中，以某种方式向发酵系统中补加一定物料，但并不连续地向外放出发酵液的发酵技术，是介
分子技术在食品乳酸菌分类和鉴定中的应用 近年来,乳酸菌的各种菌株用于多种食品和益生产品。由于乳酸菌的益生功效为菌株依赖性,而单纯采用表型鉴定方法都无法准确鉴别到种属水平。而基于DNA的基因型鉴定技术,因其检测的准确、稳定和灵敏可以实现乳酸菌种属甚至菌株水平的分类和鉴别。本文对目前的主要分子技术在乳酸菌菌株分类和鉴定中 的应用做一综述。 标签： 乳酸菌;益生菌;鉴定;食品;分子技术 随着人们生活品质的提高,人们广泛关注益生菌食品。益生菌是指一类活的,摄入足够量就可以通过改善肠道微生态平衡而促进人体健康的微生物。目前益生菌中应用较多的是乳杆菌和双歧杆菌。益生菌功效主要集中在维持和调节机体的正常肠道菌群上并由此产生一系列的益生作用,但其益生功效为菌株依赖性。由中国疾控中心营养与食品安全所牵头的研究结果证实,含有B益畅菌(即双歧杆菌DN173010)的酸奶能缩短肠道传输时间,对肠易激综合征人群、便秘人群的胃肠道有明显的改善效果。由于不同菌株改善肠道的机制不同,所以对乳酸菌在菌株水平的鉴定就至关重要。传统的表型法鉴定主要建立在形态学及生理生化特征基础上,但因其种间生化性状相似,单纯使用该法往往无法准确区分各个种。随着分子标记技术的发展,基因型鉴定法以核酸为检测对象,因其更加灵敏和准确而被国内 外学者用于乳酸菌的鉴定。 1 乳酸菌 乳酸菌是存在于人体内的益身菌。按照生化分类法,用于食品中乳酸菌分为5个属:乳秆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、明串珠菌属(Leuconostoc)和汁球菌属,每个属包括多种菌种,某些菌种还包括数个亚种。目前益生菌产品中应用较多的是乳杆菌属(Lactobacillaceae L)和双歧杆菌属(Bifidobacteria B)。乳杆菌属中同型发酵乳秆菌包括:德氏乳杆菌(L.delbrueckii)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、瑞士乳秆菌(L.helveticus)、嗜酸乳秆菌(L.acidophilus)和干酪乳杆菌(L.casei);异型发酵乳杆菌包括:短乳秆菌(L.brevis)和发酵乳杆菌(L.fermentum),主要用于发酵工业。双歧杆菌属目前已知的双歧秆菌有24种,而应用于发酵乳制品生产的仅有5种包括:两歧双歧秆菌(B.bifidum)、长双歧杆菌(B.longum)、短双歧秆菌(B.breve)、婴儿双歧秆菌(B.infantis)和青春双歧杆菌(B.adolescentis),它们都存在于人的肠道内。2001年我国卫生部公布的可用于保健食品的益生菌菌种包括:B.bifidum、B.infantis、B.longum、B.breve、B.adolescentis、L.bulgaricus、L.acidophilus、干酪乳杆菌干酪亚种(L.Casei subsp.casei)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)。
◆生物技术的确切定义: 人们运用现代生物科学，工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展商业性加工，产品生产和社会服务的新技术领域。 ◆生物技术的构成 ◆生物技术各构成成分之间的关系 现代生物技术的核心是基因工程，而现代生物技术的基础和归宿则是发酵工程和酶工程，否则就不能获得产品和经济效益，也就体现不了基因工程和细胞工程的优越性。 基因工程的定义： ▼是指按照人们的意愿和设计方案， ▼以分子生物学，分子遗传学，生物化学和微生物学为理论基础， ▼通过将一种生物细胞的基因分离出来或人工合成新的基因， 在体外进行酶切和连接并插入载体分子构成遗传物质的新组合， ▼导入到自身细胞或另一种细胞中进行复制和表达等实验手段， ▼有目的的实现动物，植物和微生物等物种之间的DNA重组和转移，使现有物种在短时间内趋于完善或创造出新的生物特性。 发酵工程的定义 : 利用微生物的某种特性，通过现代化工程技术手段进行工业规模生产的技术. 包括: ①传统发酵（有时称酿造）， ②近代的发酵工业如酒精，如乳酸，丙酮-丁醇等 ③目前新兴的如抗生素，有机酸，氨基酸，酶制剂， 核苷酸，生理活性物质，单细胞蛋白等的发酵生产 酶工程的定义 : 酶工程是利用酶所特有的生物催化性能，将酶学理论与化工技术结合而成的一门生物技术。也就是利用离体酶或者直接利用微生物细胞，动植物细胞，细胞器的特定功能，借助于工程学手段来生产酶制剂并应用于相关行业的一门科学。 细胞工程的定义 : 是利用细胞生物学和分子生物学技术，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质已获得新型生物或特定细胞产品的一门综合性科学技术。 蛋白质工程的定义 :