二、微生物代謝產(chǎn)物的應(yīng)用

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�活所必需的調(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(jìn)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(jī)酸，有機(jī)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(jī)酸等。二氧化碳使面團(tuán)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(jī)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�活中菜肴的調(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(jìn)一步生成乙酰 -C O A ，進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)酸