1 、发酵生产食醋

食醋是人们日常生活所必需的调味品，也是最古老的利用微生物生产的食品之一。食醋生产是利用醋酸菌在充分供氧的条件下将乙醇氧化为醋酸。反应式为：
CH 3 COOH+H 2 O 能用于食醋生产的醋酸菌有纹膜醋酸菌（ Acetobacter aceti ）、许氏醋酸菌 ( A. schutzenbachii ) 、恶臭醋酸菌 ( A. rancens ) 和巴氏醋酸菌 ( A. pasteurianus ) 等。不同原料还需加入不同的微生物。以淀粉为原料时加入霉菌和酵母菌，糖类为原料时加入酵母菌。获得风味迥异的食醋品种。我国名优食醋有镇江香醋、山西陈醋、江浙玫瑰醋、四川麸醋等。

2 ．酒类：酒类的发酵生产主要是利用酵母菌在厌氧条件下将葡萄糖发酵为酒精的过程。不同酒类的发酵工艺不同：


不同的酒类酿造所选用的酵母菌不同。所选用的原料、水质、甚至环境都会影响酒类的品质和风味。纯净的矿泉水往往较河水和自来水好。有人发现，贵州茅台酒之所以具有其独特的芬芳风味，与其酿酒厂环境中存在的微生物区系有关。

3 、发酵生产乳制品

利用乳酸xx进行发酵，使成为具有独特风味的食品很多。如酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳（活性乳）、马奶酒、面包格瓦斯以及酸泡菜、乳黄瓜等等。这些乳制品不仅具有良好而独特的风味，而且由于易于吸收而提高了其营养价值。有些乳制品还有抑制肠胃内异常发酵和其他肠道病原菌的生长，因而具有疗效作用，受到人们的喜爱。

发酵乳制品的主要乳酸菌有干酪乳杆菌（ Lactobacillus casei ）、保加利亚乳杆菌（ L. bulgaricus ）、嗜酸乳杆菌 ( L.acidophilus ) 、植物乳杆菌（ L.plantraum ）、瑞士乳杆菌（ L. heltyieus ）、乳酸乳杆菌（ L. lactis ）、乳链球菌 ( Streptococcus lactis ) 、乳脂链球菌（ S. cremoris ）、嗜热链球菌（ S. thermophilus ）、噬柠檬酸链球菌（ S. citrovorus ）、副柠檬酸链球菌 ( S. paracitrovorus )等许多种。嗜柠檬酸链球菌还可以把柠檬酸代谢为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发酵，以保证不同的口味和质量。而且常由两种或两种以上的菌种配合发酵，既可使风味独特多样，又可防止噬菌体的危害。

4 、发酵生产酱油

酱油是包括霉菌、酵母菌和xx等多种微生物参与原料物质转化的混合作用的结果。对发酵速度、成品色泽、味道鲜美程度影响{zd0}的是米曲霉（ Aspergillus oryzae ）和酱油曲霉 ( A.sojae )，而影响其风味的是酵母菌和乳酸菌。米曲霉含有丰富的蛋白酶、淀粉酶、谷氨酸胺酶和果胶酶、半纤维素酶、酯酶等。涉及酱油发酵的酵母菌有 7 个属的 23 个种，其中影响{zd0}的是鲁氏酵母（ Saccharomyces rouxii ），易变圆酵母（ Torulopsis versatilis ）等。而乳酸菌则以酱油四联球菌（ Tetrcoccus soyae ） 、嗜盐片球菌（ Pediococcus halophilus ）和酱油片球菌（ P.soyae ）等与酱油风味的形成关系最为密切。因为它们利用糖形成乳酸，再与乙醇反应形成特异香味的乳酸乙酯。也已发现某些芽孢杆菌是影响酱油风味的主要微生物。

在酱油生产过程中必须防止霉菌，尤其是那些能产生黄曲霉毒素和其他毒素的曲霉、青霉、镰刀霉（ Fusarium ）的污染，还有其他致病xx和耐盐性产膜酵母如盐生接合酵母（ Zygosaccharomyces alsus ），粉状毕赤氏酵母（ Pichia farinosa ）等的污染。

5 、腐乳的发酵生产

腐乳是大豆制品经多种微生物及其产生的酶，将蛋白质分解为胨、多肽和氨基酸类物质以及一些有机酸，有机醇和酯类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 ）、鲁氏毛霉（ M. rouxianus ）、五通桥毛霉（ M. wutungkial ）、总状毛霉（ M. recemosus ）、华根霉（ Rhizopus chinensis ）等，另外也有利用微球菌（ Micrococcus ）或枯草芽孢杆菌 ( Bacillus subtilis ) 酿造的。


6 、面包的发酵生产

面包和馒头都是由面粉经酵母菌发酵后制成。在 30 ℃左右时，酵母菌利用经淀粉酶水解的产物麦芽糖、葡萄糖、果糖、蔗糖等，发酵生成二氧化碳、醇、醛、有机酸等。二氧化碳使面团膨胀发孔。在高温下烘烤时使面包成为多孔的海绵状结构，使质地松软可口。发酵过程中产生的有机酸、醇、醛等给予特有的风味。再添加各种辅料使面包增添花色。面包的生产工艺较简单：
7 、氨基酸和维生素 C 等的发酵生产

氨基酸不仅是人体所必需，而且是众多食品工业不可缺少的鲜味剂、甜味剂和添加剂，使食品提高了营养价值和蛋白质利用率，增加风味。如象谷氨酸钠即是人们日常生活中菜肴的调味刺，赖氨酸作为大米或饲料的添加剂，有利于蛋白质的合理和高效利用。

用于发酵生产谷氨酸的微生物有谷氨酸棒杆菌（ Corynebacterium glutaraicum ）、黄色短杆菌（ Brevibacterium flavum ）等。它们都是球形、短杆至棒状；无鞭毛，不运动，不形成芽孢， G + ，需 O 2 需生物素的xx。合成途径是在形成丙酮酸后，进一步生成乙酰 -C O A ，进入三羧酸循环，生成 α - 酮戊二酸。在有 NH 4 + 存在时由谷氨酸脱氨酶催化生成 L- 谷氨酸。

维生素 C 的合成发酵系由两步完成。首先由弱氧化醋杆菌（ A. subaxydans ）、黑色醋杆菌（ A. melanogenum ）、胶醋杆菌（ A. xylinum ）等将山梨醇转化成山梨糖，然后山梨糖由双黄xx胞菌氧化为 α - 酮基 -L- 古龙酸，古龙酸再在碱性溶液中转化为烯醇化合物，加入酸后即转化成为 L- 抗坏血酸。

8 、有机酸的发酵

食品工业和其他工业中都需要大量的有机酸。许多厌氧xx和兼性厌氧xx可发酵生产乙酸、乳酸丙酸、丁酸、甲酸以及丙酮等，这已有阐述。而霉菌也能生产多种有机酸，见表 12-6 所示。如柠檬酸就是由黑曲霉 ( Aspergillus niger ) 或温特曲霉（ Asp. wenti i ）所发酵生产。

表 12-6 一些霉菌产生的有机酸

有 机 酸
产 生 菌
发 酵 基 质

D- 阿拉伯抗坏血酸
点青霉
葡萄糖

异柠檬酸
产紫青霉
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

柠檬酸
黑曲霉，泡盛曲霉
微紫青霉
葡萄糖
(C 10 ～ C 18 ) 烷烃

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
青霉
葡萄糖
(C 12 ～ C 18 ) 烷烃

L- 乳酸
米根霉
葡萄糖

丙酮酸
鲁氏毛霉
东北毛霉
蔗糖
糖

反丁烯二酸
黑根霉
淀粉

苹果酸
黄曲霉
葡萄糖

1.哪些食品是直接由微生物发酵生产的？

提示：面包，馒头，酸奶，酒，酱油，醋，酱，泡菜，酸菜，腐乳，醪糟，奶酪等，是直接由微生物发酵产生的。

2.哪些食品中添加了经发酵生产的食品添加剂？

提示：喜蛋、糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽；果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用；各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，降低xx强度，保存营养和改善口感等；各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感；饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜味。可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加工生产的。

（三）旁栏思考题

xxx、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？

提示：自然界中的微生物能够从它生存的环境中吸取营养物和能量，进行物质的合成与代谢，进行繁衍，这一切生命活动几乎都是由酶催化的生物反应完成的。因此，在微生物细胞中存在能够催化各种反应的酶。我们可以从中筛选出能够产生某种酶较多的微生物，利用该微生物的代谢活动，获得某种产品。

自然界中存在的某些微生物因适应不同的环境，或因自身生存的需要而具备产生某种物质的能力，如某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生xxx将其他种类的微生物杀死；微生物为将环境中的蛋白质、纤维素、淀粉等大分子变成可吸收的营养物，会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将其水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖；另外，微生物从环境中能够得到的营养物的种类必定有限，不能够满足需要，因此，微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些物质，包括氨基酸、核苷酸等等。这一切都是为满足微生物生存和繁殖的需要，人们就可以利用微生物的这种生产能力，生产各种有用的产品，如xxx、氨基酸、酶等。

（四）到社会中去

1.调查食品店中或超市中有哪些发酵食品，列举出五种并说明其原料、使用的菌种、发酵的类型（需氧或厌氧发酵）及发酵前后的营养成分有哪些变化？

提示：酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此，果酒和啤酒营养价值较高。

醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。

酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。

酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。

酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不适应症者的优良食品。

醪糟：又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。

面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易于吸收。

馒头：以前做馒头的面粉是经自然发酵后蒸制的，如果连续使用面肥发酵，经几代发酵，微生物会因生长优势而单一化。发酵的菌种一般多为乳酸菌。因为发酵产酸，在蒸制前要用碱中和酸，制得的馒头才松软适口、带有特殊香味。现在，大批量生产是采用干酵母发酵，所以不产酸，不需要再用碱中和即可蒸制。