A. 微生物在食品上的應用有哪幾種
主要來說有兩個方面,一方面是利用有益微生物的作用製造發酵食品,現代發酵工程在食品領域應用非常廣泛;另一方面是防止有害微生物污染食品,保證食品安全。
一、微生物發酵在食品方面的應用
微生物發酵即利用微生物在適宜的條件下,將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物。它在食品方面應用非常廣泛,日常生活中常見的有以下幾種:
1、發酵乳製品,如酸奶、飲料、乾酪、乳酪等。
2、麵包。製作麵包時酵母是必不可少的生物松軟劑,麵包酵母是一種單細胞生物,屬真菌類,學名啤酒酵母
3、一些食品添加劑如檸檬酸、賴氨酸等
4、各種酒類,傳統白酒、葡萄酒、其他發酵水果酒、啤酒等
5、調味劑,如味精,肌苷酸等的都是微生物發酵的產品。
6、泡菜、豆腐乳、豆豉,其他如醬油、釀造醋、面醬等
微生物發酵的應用古以有之,酒在古代就已經是生活中不可或缺的,受到社會各個階層的喜愛。現代發酵工程更是把微生物發酵運用到各個方面。
二、微生物保鮮技術在食品方面的應用
1、常用於食品保鮮的微生物
微生物中利用細菌保鮮的報道比較多。利用蠟樣芽孢桿菌對綠茶進行生物保鮮的技術已獲得中國專利發明,乳酸菌在水果、蔬菜、肉品、奶類的生物保鮮方面已有了較深的研究和較為廣泛的應用。 在國外有利用木霉對果蔬進行保鮮的報道。例如,美國、法國、英國利用木霉對洋梨、蘑菇、蘋果進行防病保鮮;我國也有一些應用木霉對茉莉花、茄子、蜜柑等進行保鮮的研究報道。
2、食品的微生物保鮮機理
(1) 形成生物膜 微生物通過分泌胞外多糖等成膜物質,在食品外部形成一層緻密的薄膜,隔絕氧氣,防止水分蒸發。如在綠茶的生物保鮮中,蠟樣芽孢桿菌會在茶葉表面形成生物膜,阻止了茶葉與氧氣的直接接觸,有效地控制了茶葉的氧化劣變。生物保鮮膜可以有效抑制呼吸作用,減少水分蒸發,防止微生物污染,減少微生物腐敗作用,延長果實保鮮時間,提高商品率。
(2) 競爭作用 保鮮微生物可與有害微生物競爭食品中的糖類等營養物質,從而抑制有害微生物的生長。在羊肉的生物保鮮中,乳酸菌可以有效地減少食品表面有限的糖類,從而達到了較好的保鮮效果。
(3) 拮抗作用 微生物主要是通過拮抗作用抑制或殺死食品中的有害微生物,從而達到防腐保鮮目的。
B. 簡述微生物在制葯,食品行業中的作用
微生物來源的葯物通稱為生物葯物,是微生物在其生命活動過程中產生的,能以極低濃度抑制或影響其他生物機能的低分子量代謝物。包括抗生素和具有其他葯理作用的微生物次級代謝產物,以及以微生物次級代謝為先導化合物、通過生物或化學方法製得的衍生物。20世紀40年代青黴素問世,開創了微生物葯物的新時代。抗生素在世界范圍內廣泛使用,使人類許多傳染性疾病得到控制;隨著微生物制葯的發展,它們在腫瘤化療、器官移植以及高膽固醇血症治療等方面也發揮重要作用,成為不可缺少的葯物。
我們日常食用的很多食品都是通過微生物的作用生產的。如食醋是用糧食等澱粉質為原料,經微生物制曲、糖化、酒精發酵、醋酸發酵等階段釀制而成;酒類:包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母,在厭氧條件下進行發酵,將葡萄糖轉化為酒精生產的;啤酒是以優質大麥芽為主要原料,大米、酒花等為輔料,經過制麥、糖化、啤酒酵母發酵等工序釀制而成的一種含有二氧化碳、低酒精度和多種營養成分的飲料酒;醬油:微生物在生長過程中會產生大量的蛋白酶,將培養基中的蛋白質水解成小分子的肽和氨基酸,然後淋洗、調製成醬油產品。發酵乳製品是用良好的原料乳經過殺菌作用接種特定的微生物進行發酵作用,產生具有特殊風味的食品;酸奶:牛奶在厭氧條件下,由乳酸菌發酵,將乳糖分解,並進一步發酵產生乳酸和其他有機酸,以及一些芳香物質和維生素等;同時蛋白質也部分水解。麵包:現在的麵包均是利用活性乾酵母(麵包酵母)經活化後,與麵粉混合發酵,再加入各種添加劑,經烤制生產的。麵粉發酵後澱粉結構發生改變,變得易於消化、營養易於吸收。像這類食品還有很多,可見微生物在食品生產中發揮了非常大的作用。
C. 食物鏈的終點是微生物嗎
你好,食物鏈的終點不是微生物喲。如果我們伸一層次得去分析就會發現,其實食物鏈有起點,但是沒有終點。再強勢的物種都逃不過死亡,進而微生物對其進行分解。微生物是最底端的,但是同時它又是所有動物的剋星,包括人類,都逃不過微生物的侵襲。
D. 有關食物的微生物的資料
1.說的是可食用的吧!微生物包括病毒,細菌,古生菌,原生生物,真菌。人類食用的是真菌,包括木耳,蘑菇、草菇、香菇、平菇、鳳尾菇、金針菇……
青頭菌是群眾喜愛的一種食用菌。青頭菌主產於雲南滇西」三江並流」區原始森林地帶,生長環境極其純凈,主要生長在樹林中的草叢里,每年六至九月出菇。菌內含有豐富的蛋白質、氨基酸、植物纖維等成份,入口細嫩,香味悠長,有濃郁的大自然清香氣息。剛出土時有點象球形,以後逐漸展開呈扁圓形,菌帽質地堅固,呈青綠色,表面有一片青褐色的鱗片。
中醫認為,青頭菌氣味甘甜,微酸,無毒;主治眼目不明,能瀉肝經之火,散熱舒氣等;對急躁、憂慮、抑鬱、痴呆症等病症有很好的抑製作用。適合有眼疾、肝火盛、憂鬱症、痴呆症患者食用。
長根菇為真菌植物門真菌長根菇的子實體。菌蓋寬2~12厘米,半球形至平展,淺褐色或深褐色,光滑。菌肉白色而薄,細嫩、軟滑、味道鮮美,據報道還有一定抗癌作用。我國吉林、河北、江蘇、浙江、福建、廣西、河南、貴州等地都有分布。由於常生於茶林地上也有人稱之為茶樹菌。由於其外形很似雞樅,常被誤認為雞樅,露水雞樅之名也由此而來。
長根菇含有蛋白質、碳水化合物、礦物質、維生素等營養成分。長根菇肉質細嫩,鬆脆可口,味道鮮美,除具很高的食用價值外,還具抗腫瘤活性和很好的降血壓作用。
白參菌,又名裂褶菌、白花,屬裂褶菌科,是一種食葯兼用的珍稀菇菌。其菇體質韌、味道清香、鮮美爽口,營養豐富,且有較高的葯用價值。白參為真菌植物門真菌裂褶菌(樹花)的子實體。菌蓋寬0.6到4.2厘米,質韌,白色至灰白色,上有絨毛,扇形或腎形,具多裂瓣。菌褶窄,從基部輻射而出,柄短或無。
白參含有裂招菌多糖類物質具有抗癌作用;白參菌性平、味甘,具有滋補強身、清肝明目之功效,用於神經衰弱、頭暈耳鳴、虛汗、婦女白帶過多等症。
猴頭菇與熊掌、海參、魚翅同列「四大名菜」。菌肉鮮嫩,香醇可口,有「素中葷」之稱。
猴頭菇的形狀很特殊,它的子實體圓而厚,菌蓋生有須刺,須刺向上,新鮮時白色,干後由淺黃至淺褐色,基部狹窄或略有短柄,上部膨大,直徑3.5~10厘米,遠遠望去似金絲猴頭,故稱「猴頭蘑」。
猴頭蘑是食用蘑菇中名貴的品種。野生猴頭蘑多生長在柞樹等樹乾的枯死部位,喜歡低濕。我國東北產量較多,現在浙江溫州地區已有人工培育。猴頭蘑一般有拳頭大小,在自然條件下發育較慢,但能生長巨大的菌體。
猴頭蘑的品質要求:以個頭均勻,色澤艷黃,質嫩肉厚,須刺完整,乾燥無蟲蛀,無雜質的為質量好。
猴頭菇含不飽和脂肪酸,利於血液循環,能降低血膽固醇含量,具有提高肌體免疫力的功能,可延緩衰老,能抑制癌細胞中遺傳物質的合成,從而預防和治療消化道癌症和其他惡性腫瘤,對胃潰瘍、十二指腸潰瘍,胃炎等消化道疾病的療效令人矚目。
蘑菇是食用菌真菌門擔子菌亞門層菌綱傘菌目黑傘科蘑菇的子實菌蓋及菌柄,通常與平菇、草菇、和香菇一起並稱為對人體有益的常用「四大食用菌」。蘑菇以菌直徑2~4厘米,尚未開傘,菌柄短粗,長約2~4厘米,橫徑1.5~2厘米時,肉厚脆嫩,香味濃郁,品質最佳。人工栽培最多,其肉質肥嫩、鮮美可口。屬於可食性真菌。
蘑菇菌蓋呈白色或淡黃色,幼菇為半球形,邊緣內卷,隨成熟逐漸展開呈傘形。菌柄支撐在菌蓋中央,白色。菌褶初為粉紅色,後變成褐色。菌柄上有菌環。
蘑菇中含有人體難以消化的粗纖維、半粗纖維和木質素,可保持腸內水分平衡,還可吸收餘下的膽固醇、糖分,將其排出體外,對預防便秘、腸癌、動脈硬化、糖尿病等都十分有利;蘑菇含有酪氨酸酶,對降低血壓有明顯效果。
2.引起不同的食物發霉的微生物/酶的作用。動物性食物中有多種酶,在酶的作用下,食物的營養素被分解成多種低級產物。平時看到的飯發餿、水果腐爛,就是碳水化合物被酶分解後發酵了。
食物的化學反應。油脂很容易被氧化,產生一系列的化學反應,氧化後的油脂有怪味,如肥肉會由白色變成黃色 .
E. 微生物在食品工業中的應用
微生物在食品工業中的應用
1.1 食醋
食醋是我國勞動人民在長期的生產實踐中製造出來的一種酸性調味品。它能增進食慾,幫助消化,在人們飲食生活中不可缺少。在我國的中醫葯學中醋也有一定的用途。全國各地生產的食醋品種較多。著名的山西陳醋、鎮江香醋、四川麩醋、東北白醋、江浙玫瑰米醋、福建紅曲醋等是食醋的代表品種。食醋按加工方法可分為合成醋、釀造醋、再制醋三大類。其中產量最大且與我們關系最為密切的是釀造醋,它是用糧食等澱粉質為原料,經微生物制曲、糖化、酒精發酵、醋酸發酵等階段釀制而成。其主要成分除醋酸(3%~5%)外,還含有各種氨基酸、有機酸、糖類、維生素、醇和酯等營養成分及風味成分,具有獨特的色、香、味。它不僅是調味佳品,長期食用對身體健康也十分有益。
1.1.1 生產原料
目前釀醋生產用的主要原料有:薯類 如甘薯、馬鈴薯等;糧谷類 如玉米、大米等;糧食加工下腳料 如碎米、麩皮、谷糠等;果蔬類 如黑醋栗、葡萄、胡蘿卜等;野生植物 如橡子、菊芋等;其他 如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。
生產食醋除了上述主要原料外,還需要疏鬆材料如谷殼、玉米芯等,使發酵料通透性好,好氧微生物能良好生長。
1.2 發酵乳製品
發酵乳製品是指良好的原料乳經過殺菌作用接種特定的微生物進行發酵作用,產生具有特殊風味的食品,稱為發酵乳製品。它們通常具有良好的風味、較高的營養價值、還具有一定的保健作用。並深受消費者的普遍歡迎。常用發酵乳製品有酸奶、乳酪、酸奶油、馬奶酒等。
發酵乳製品主要包括酸奶和乳酪兩大類,生產菌種主要是乳酸菌。乳酸菌的種類較多,常用的有乾酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、保加利亞乳桿菌(L. bulgaricus)、嗜酸乳桿菌(L. acidophilus)、植物乳桿菌(L. plantarum)、乳酸乳桿菌(L. Lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等。
近年來,隨著對雙歧乳酸桿菌在營養保健方面作用的認識,人們便將其引入酸奶製造,使傳統的單株發酵,變為雙株或三株共生發酵。由於雙歧桿菌的引入,使酸奶在原有的助消化、促進腸胃功能作用基礎上,又具備了防癌、抗癌的保健作用。雙歧桿菌因其菌體尖端呈分枝狀(如Y型或V型)而得名。雙歧桿菌是無芽孢革蘭氏陽性細菌,專性厭氧、不抗酸、不運動、過氧化氫酶反應為陰性,最適生長溫度為37~41℃。初始生長最適pH6.5~7.0,能分解糖。雙歧桿菌能利用葡萄糖發酵產生醋酸和乳酸(2:3),不產生CO2。目前已知的雙歧桿菌共有24種,其中9種存在於人體腸道內,它們是兩歧雙歧桿菌(B. bifim)、長雙歧桿菌(B. longum)、短雙歧桿菌(B. brevvis)、嬰兒雙歧桿菌(B. angulatum)、鏈狀雙歧桿菌(B. adolescentis)、假鏈狀雙歧桿菌(B. pseudocatenulatum)和牙雙歧桿菌(B. dentmum)等。應用於發酵乳製品生產的僅為前面5種。
雙歧桿菌與人體,除了如在酸奶中起到和其它乳酸菌一樣的對乳營養成分的「預消化」作用,使鮮乳中的乳糖、蛋白質水解成為更易為人體吸收利用的小分子以外,主要產生雙歧桿菌素。其對腸道中的致病菌如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌等具有明顯的殺滅效果。乳中的雙歧桿菌還能分解積存於腸胃中的致癌物N-亞硝基胺,防止腸道癌變,並能通過誘導作用產生細胞干擾素和促細胞分裂劑,活化NK細胞,促進免疫球蛋白的產生、活化巨嗜細胞的功能,提高人體的免疫力,增強人體對癌症的抵抗和免疫能力。
目前,發酵乳製品的品種很多,如酸奶、飲料、乾酪、乳酪等。現僅簡要介紹一下雙歧桿菌酸奶的生產工藝。
雙歧桿菌酸奶的生產有兩種不同的工藝。一種是兩歧雙歧桿菌與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等共同發酵的生產工藝,稱共同發酵法。另一種是將兩歧雙歧桿菌與兼性厭氧的酵母菌同時在脫脂牛乳中混合培養,利用酵母在生長過程中的呼吸作用,以生物法耗氧,創造一個適合於雙歧桿菌生長繁殖、產酸代謝的厭氧環境,稱為共生發酵法。
1.3 氨基酸發酵
1.3.1 概述
氨基酸是組成蛋白質的基本成分,其中有8種氨基酸是人體不能合成但又必需的氨基酸,稱為必需氨基酸,人體只有通過食物來獲得。另外在食品工業中,氨基酸可作為調味料,如谷氨酸鈉、肌苷酸鈉、鳥苷酸鈉可作為鮮味劑,色氨酸和甘氨酸可作為甜味劑,在食品中添加某些氨基酸可提高其營養價值等等。因此氨基酸的生產具有重要的意義。表7~1列出部分氨基酸生產所用的菌株。
自從60年代以來,微生物直接用糖類發酵生產谷氨酸獲得成功並投入工業化生產。我國成為世界上最大的味精生產大國。味精以成為調味品的重要成員之一,氨基酸的研究和生產得到了迅速發展。隨著科學技術的進步,對傳統的工藝不斷地進行改革,但如何保持傳統工藝生產的特有風味,從而使新工藝生產出的產品更具魅力,是今後研究的課題。
1.5 黃原膠
1.5.1 概況
黃原膠(Xamthan Gum)別名漢生膠,又稱黃單胞多糖,是國際上70年代發展起來的新型發酵產品。它是由甘蘭黑腐病黃單胞細菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物為主要原料,經通風發酵、分離提純後得到的一種微生物高分子酸性胞外雜多糖。其作為新型優良的天然食品添加劑用途越來越廣泛。
國際上,黃原膠開發及應用最早的是美國。美國農業部北方地區Peoria實驗室於60年代初首先用微生物發酵法獲得黃原膠。1964年,美國Merck公司Keco分部在世界上首先實現了黃原膠的工業化生產。1979年世界黃原膠總產量為2000t,1990年達4000t以上。在美國,黃原膠年產值約為5億美元,僅次於抗生素和溶劑的年產值,在發酵產品中居第3位。
我國對黃原膠的研究起步較晚,進行開發研究的單位,如南開大學、中科院微生物研究所、山東食品發酵研究所等,均已通過中試鑒定。目前全國有煙台、金湖、五連等數家黃原膠生產廠,年產在200t左右,主要用作食品添加劑。我國生產黃原膠的澱粉用量一般在5%左右,發酵周期為72~96h,產膠能力30~40g/L,與國外比較,生產水平較低。隨著黃原膠生產和應用范圍的進一步發展,目前北京、四川、鄭州、蘇州、山東等地都有黃原膠生產新廠建成,預示著我國的黃原膠生產將呈現一個新的局面。
2 食品製造中的酵母及其應用
酵母菌與人們的生活有著十分密切的關系,幾千年來勞動人民利用酵母菌製作出許多營養豐富、味美的食品和飲料。目前,酵母菌在食品工業中佔有極其重要的地位。利用酵母菌生產的食品種類很多,下面僅介紹幾種主要產品。
2.1 麵包
麵包是產小麥國家的主食,幾乎世界各國都有生產。它是以麵粉為主要原料,以酵母菌、糖、油脂和雞蛋為輔料生產的發酵食品,其營養豐富,組織蓬鬆,易於消化吸收,食用方便,深受消費者喜愛。
酵母是生產麵包必不可少的生物松軟劑。麵包酵母是一種單細胞生物,屬真菌類,學名為啤酒酵母。麵包酵母有圓形、橢圓形等多種形態。以橢圓形的用於生產較好。酵母為兼性厭氧性微生物,在有氧及無氧條件下都可以進行發酵。
2.2 釀酒
我國是一個酒類生產大國,也是一個酒文化文明古國,在應用酵母菌釀酒的領域里,有著舉足輕重的地位。許多獨特的釀酒工藝在世界上獨領風騷,深受世界各國贊譽,同時也為我國經濟繁榮作出了重要貢獻。
釀酒具有悠久的歷史,產品種類繁多如:黃酒、白酒、啤酒、果酒等品種。而且形成了各種類型的名酒,如紹興黃酒、貴州茅台酒、青島啤酒等。酒的品種不同,釀酒所用的酵母以及釀造工藝也不同,而且同一類型的酒各地也有自己獨特的工藝。
2.2.1 啤酒
啤酒是以優質大麥芽為主要原料,大米、酒花等為輔料,經過制麥、糖化、啤酒酵母發酵等工序釀制而成的一種含有C02、低酒精濃度和多種營養成分的飲料酒。它是世界上產量最大的酒種之一。
3.1 生產用黴菌菌種
澱粉的糖化、蛋白質的水解均是通過黴菌產生的澱粉酶和蛋白質水解酶進行的。通常情況是先進行黴菌培養制曲。澱粉、蛋白質原料經過蒸煮糊化加入種曲,在一定溫度下培養,曲中由黴菌產生的各種酶起作用,將澱粉、蛋白質分解成糖、氨基酸等水解產物。
在生產中利用黴菌作為糖化菌種很多。根霉屬中常用的有日本根霉(Rhizopus japonicus AS3. 849)、米根霉(Rhizopus oryzae)、華根霉(Rhizopus chinensis〉等;麴黴屬中常用的有黑麴黴(Aspergillus niger)、宇佐美麴黴(Asp. usamii)、米麴黴(Asp. oryzae)和泡盛麴黴(Asp. awamori)等;毛霉屬中常用的有魯氏毛霉(Mucor rouxii),還有紅曲屬(Monascus)中的一些種也是較好的糖化劑,如紫紅麴黴(Monascus. Purpurens)、安氏紅麴黴(Monascus. anka)、銹色紅麴黴(Monascus. rubiginosusr)、變紅麴黴(Monascus. serorubescons AS3.976)等。
3.2 醬類
醬類包括大豆醬、蠶豆醬、面醬、豆瓣醬、豆豉及其加工製品,都是由一些糧食和油料作物為主要原料,利用以米麴黴為主的微生物經發酵釀制的。醬類發酵製品營養豐富,易於消化吸收,即可作小菜,又是調味品,具有特有的色、香、味,價格便宜,是一種受歡迎的大眾化調味品。
用於醬類生產的黴菌主要是米麴黴(Asp.oryzae),生產上常用的有滬釀3.042,黃麴黴Cr-1菌株(不產生毒素),黑麴黴(Asp. Nigerf-27)等。所用的麴黴具有較強的蛋白酶、澱粉酶及纖維素酶的活力,它們把原料中的蛋白質分解為氨基酸,澱粉變為糖類,在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等,形成醬類特有的風味。
3.3 醬油
醬油是人們常用的一種食品調味料,營養豐富,味道鮮美,在我國已有兩千多年的歷史。它是用蛋白質原料(如豆餅、豆柏等)和澱粉質原料(如麩皮、麵粉、小麥等),利用麴黴及其他微生物的共同發酵作用釀制而成的。
醬油生產中常用的黴菌有米麴黴、黃麴黴和黑麴黴等,應用於醬油生產的麴黴菌株應符合如下條件:不產黃麴黴毒素;蛋白酶、澱粉酶活力高,有谷氨醯胺酶活力;生長快速、培養條件粗放、抗雜菌能力強;不產生異味,制曲釀造的醬製品風味好。
1923年美國科學家研究成功了以廢糖蜜為原料的淺盤法檸檬酸發酵,並設廠生產。1951年美國Miles公司首先採用深層發酵大規模生產檸檬酸。我國1968年用薯干為原料採用深層發酵法生產檸檬酸成功,許多微生物都能產生蘋果酸,
食品製造中的主要微生物酶制劑及其應用
酶是一種生物催化劑,催化效率高、反應條件溫和和專一性強等特點,已經日益受到人們的重視,應用也越來越廣泛。生物界中已發現有多種生物酶,在生產中廣泛應用的僅有澱粉酶、蛋白酶、果膠酶、脂肪酶、纖維素酶、葡萄糖異構酶、葡萄糖氧化酶等十幾種。利用微生物生產生物酶制劑要比從植物瓜果、種子、動物組織中獲得更容易。因為動、植物來源有限,且受季節、氣候和地域的限制,而微生物不僅不受這些因素的影響,而且種類繁多、生長速度快、加工提純容易、加工成本相對比較低,充分顯示了微生物生產酶制劑的優越性。現在除少數幾種酶仍從動、植物中提取外,絕大部分是用微生物來生產的。
4.1 主要酶制劑、用途及產酶微生物
酶制劑可以由細菌、酵母菌、黴菌、放線菌等微生物生產。
.3.1 酶制劑在食品保鮮方面的應用
隨著人們對食品的要求不斷提高和科學技術的不斷進步,一種嶄新的食品保鮮技術—酶法保鮮技術正在崛起。酶法保鮮技術是利用生物酶的高效的催化作用,防止或消除外界因素對食品的不良影響,從而保持食品原有的優良品質和特性的技術。由於酶具有專一性強、催化效率高、作用條件溫和等特點,可廣泛地應用於各種食品的保鮮,有效地防止外界因素,特別是氧化和微生物對食品所造成的不良影響。
葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase)是一種氧化還原酶,它可催化葡萄糖和氧反應,生成葡萄糖酸和雙氧水。將葡萄糖氧化酶與食品一起置於密封容器中,在有葡萄糖存在的條件下,該酶可有效地降低或消除密封容器中的氧氣,從而有效地防止食品成分的氧化作用,起到食品保鮮作用。
酶制劑在澱粉類食品生產中的應用
澱粉類食品是指含大量澱粉或以澱粉為主要原料加工而成的食品,是世界上產量最大的一類食品。澱粉可以通過水解作用生成糊精、低聚糖、麥芽糊精和葡萄糖等產物。這些產物又可進一步轉化為其他產物。在這些產物的生產中,已廣泛應用各種酶。
在澱粉類食品的加工中,多種酶被廣泛地應用,其中主要的有a-澱粉酶、β-澱粉酶、糖化酶、支鏈澱粉酶、葡萄糖異構酶等。現在國內外葡萄糖的生產絕大多數是採用澱粉酶水解的方法。酶法生產葡萄糖是以澱粉為原料,先經a-澱粉酶液化成糊精,再利用糖化酶生成葡萄糖。果葡糖漿是有葡萄糖異構酶催化葡萄糖異構化生成果糖,而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖漿。
F. 食品中的微生物有什麼作用
食品中的微生物一般分兩種,一種是益生菌,一種是致病菌,益生菌一般都是食品本身就含有的,如乳酸菌---酸奶,酵母菌---啤酒等,這些都是對人體有益的,能夠調節消化系統,防止致病菌生長等功能,而致病菌就大多都是食品儲存不當,後來染上的,如大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,這些致病菌會導致我們人體的消化系統出現問題,如腸胃炎等。所以食品中的微生物是有好有壞的,生活中要注意食品保存就能降低致病菌的生長,降低感染.
G. 淺談微生物在各個領域的應用
微生物的應用范圍相當廣泛,傳統上微生物在酒類釀造、食品醱酵和污水處理等方面都扮演重要角色;隨著科技發展的腳步,許多由微生物生產的產品也被一一開發。微生物產品一般依據其用途來區分,例如:(1)醫葯品,包括抗生素、荷爾蒙、疫苗、免疫調節劑、血液蛋白質等;(2)農業用品,包括家畜用葯、微生物肥料、微生物殺蟲劑、微生物除草劑等;(3)特用品和食品添加劑,包括氨基酸、維生素、有機酸、核苷酸等;(4)大宗化學品和能源產品,包括酒精、甘油、甲烷等;(5)環保產品:垃圾處理或分解環境污染物質的微生物;(6)其它產品:有助於金屬濾取(bioleaching of metals)的微生物、遺傳工程蜘蛛絲蛋白質(genetically engineered spider』s silk proteins)等。另外也可以將微生物產品依據生產的來源來分類,例如:(1)微生物菌體,包括烘焙酵母、菇類、藻類、乳酸醱酵用的種菌(starters)、冬蟲夏草、益生菌、改善環境的各種微生物制劑等;(2)微生物酵素,包括澱粉酶、纖維素酶、蛋白酶、微生物凝乳酶(microbial rennin)、脂肪酶(lipases)、葡萄糖異構酶(glucose isomerase)、青黴素醯化酶(penicillin acylase)、膽固醇氧化酶(cholesterol oxidase)、限制酶(restriction enzymes)等;(3)微生物代謝物,包括醱酵產物(fermentation procts)如酒精、乳酸、丁醇與丙酮等,生長因子(growth factors)如氨基酸、維生素、檸檬酸等,二級代謝產物(secondary metabolites) 如抗生素、生物鹼(alkaloids)等;(4)遺傳工程蛋白質,包括人類荷爾蒙如胰島素(insulin)、生長激素(human growth hormone);免疫調節劑如干擾素(interferons)、細胞間素(interleukins);血液蛋白質如凝血因子(blood-clotting factors)、血清白蛋白(serum albumin)、基因重組疫苗如B型肝炎疫苗(hepatitis B vaccine)、豬的狂犬病和下痢疫苗(rabies vaccine and diarrhea vaccine for pigs);單株抗體(monoclonal antibodies)等。
H. 簡述微生物在食品行業中的作用
最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素,這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用於工業發酵,生產乙醇、食品及各種酶制劑等;一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等,並且可再生資源的潛力極大,稱為環保微生物;還有一些能在極端環境中生存的微生物,例如:高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境,依然存在著一部分微生物等等。看上去,我們發現的微生物已經很多,但實際上由於培養方式等技術手段的限制,人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物間的相互作用機制也相當奧秘。例如健康人腸道中即有大量細菌存在,稱為正常菌群,其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物質甚至葯物的分解與吸收,菌群在這些過程中發揮的作用,以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調,就會引起腹瀉。
I. 微生物對食品中的作用
微生物的作用
微生物對人類最重要的影響之一是導致傳染病的流行。在人類疾病中有50%是由病毒引起。世界衛生組織公布資料顯示:傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。微生物導致人類疾病的歷史,也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面,人類取得了長足的進展,但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療葯物。一些疾病的致病機制並不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力,使許多菌株發生變異,導致耐葯性的產生,人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異,這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。
微生物千姿百態,有些是腐敗性的,即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的,它們可用來生產如乳酪,麵包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細菌,1000個疊加在一起只有句號那麼大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個細菌,或者講每誇脫牛奶中細菌總數約為50億。也就是一滴牛奶中可有含有50 億個細菌。
微生物能夠致病,能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛,但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素,這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用於工業發酵,生產乙醇、食品及各種酶制劑等;一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等,並且可再生資源的潛力極大,稱為環保微生物;還有一些能在極端環境中生存的微生物,例如:高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境,依然存在著一部分微生物等等。看上去,我們發現的微生物已經很多,但實際上由於培養方式等技術手段的限制,人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物間的相互作用機制也相當奧秘。例如健康人腸道中即有大量細菌存在,稱正常菌群,其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物質甚至葯物的分解與吸收,菌群在這些過程中發揮的作用,以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調,就會引起腹瀉。
隨著醫學研究進入分子水平,人們對基因、遺傳物質等專業術語也日漸熟悉。人們認識到,是遺傳信息決定了生物體具有的生命特徵,包括外部形態以及從事的生命活動等等,而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息,將大大有助於揭示生命的起源和奧秘。在分子水平上研究微生物病原體的變異規律、毒力和致病性,對於傳統微生物學來說是一場革命。
以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學研究的前沿,而微生物基因組研究又是其中的重要分支。世界權威性雜志《科學》曾將微生物基因組研究評為世界重大科學進展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機制,發現重要的功能基因並在此基礎上發展疫苗,開發新型抗病毒、抗細菌、真菌葯物,將對有效地控制新老傳染病的流行,促進醫療健康事業的迅速發展和壯大!
從分子水平上對微生物進行基因組研究為探索微生物個體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。為了充分開發微生物(特別是細菌)資源,1994年美國發起了微生物基因組研究計劃(MGP)。通過研究完整的基因組信息開發和利用微生物重要的功能基因,不僅能夠加深對微生物的致病機制、重要代謝和調控機制的認識,更能在此基礎上發展一系列與我們的生活密切相關的基因工程產品,包括:接種用的疫苗、治療用的新葯、診斷試劑和應用於工農業生產的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造,促進新型菌株的構建和傳統菌株的改造,全面促進微生物工業時代的來臨。
工業微生物涉及食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生產抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等;某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、採油采礦等生產過程,甚至直接作為洗衣粉等的添加劑;另外還有一些微生物的代謝產物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究,發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的產生相關的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態調節劑參與食品發酵過程,對其進行的基因組學研究將有利於找到關鍵的功能基因,然後對菌株加以改造,使其更適於工業化的生產過程。國內維生素C兩步發酵法生產過程中的關鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究,將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產相關的重要代謝功能基因,經基因工程改造,實現新的工程菌株的構建,簡化生產步驟,降低生產成本,繼而實現經濟效益的大幅度提升。對工業微生物開展的基因組研究,不斷發現新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產物生成相關的功能基因,並將其應用於生產以及傳統工業、工藝的改造,同時推動現代生物技術的迅速發展。
據資料統計,全球每年因病害導致的農作物減產可高達20%,其中植物的細菌性病害最為嚴重。除了培植在遺傳上對病害有抗性的品種以及加強園藝管理外,似乎沒有更好的病害防治策略。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究,認清其致病機制並由此發展控制病害的新對策顯得十分緊迫。
經濟作物柑橘的致病菌是國際上第一個發表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學、生理學和經濟價值上非常重要的農業微生物,例如:胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及中國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經較為成熟的從人類病原微生物的基因組學信息篩選治療性葯物的方案,可以嘗試性地應用到植物病原體上。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類,除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外,只能通過遺傳學研究找到毒力相關因子,尋找抗性靶位以發展更有效的控制對策。固氮菌全部遺傳信息的解析對於開發利用其固氮關鍵基因提高農作物的產量和質量也具有重要的意義。
在全面推進經濟發展的同時,濫用資源、破壞環境的現象也日益嚴重。面對全球環境的一再惡化,提倡環保成為全世界人民的共同呼聲。而生物除污在環境污染治理中潛力巨大,微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機物;還能處理工業廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。微生物能夠分解纖維素等物質,並促進資源的再生利用。對這些微生物開展的基因組研究,在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下,有選擇性的加以利用,例如找到不同污染物降解的關鍵基因,將其在某一菌株中組合,構建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同時降解不同的環境污染物質,極大發揮其改善環境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結合生物晶元方法對微生物進行了特殊條件下的表達譜的研究,以期找到其降解有機物的關鍵基因,為開發及利用確定目標。
在極端環境下能夠生長的微生物稱為極端微生物,又稱嗜極菌。嗜極菌對極端環境具有很強的適應性,極端微生物基因組的研究有助於從分子水平研究極限條件下微生物的適應性,加深對生命本質的認識。
有一種嗜極菌,它能夠暴露於數千倍強度的輻射下仍能存活,而人類一個劑量強度就會死亡。該細菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線後粉碎為數百個片段,但能在一天內將其恢復。研究其DNA修復機制對於發展在輻射污染區進行環境的生物治理非常有意義。開發利用嗜極菌的極限特性可以突破當前生物技術領域中的一些局限,建立新的技術手段,使環境、能源、農業、健康、輕化工等領域的生物技術能力發生革命。來自極端微生物的極端酶,可在極端環境下行使功能,將極大地拓展酶的應用空間,是建立高效率、低成本生物技術加工過程的基礎,例如PCR技術中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的鹼性酶等都具有代表意義。極端微生物的研究與應用將是取得現代生物技術優勢的重要途徑,其在新酶、新葯開發及環境整治方面應用潛力極大。