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微生物的種類雖包括細菌、黴菌、酵母菌、原生動物、藻類及病毒等,在發酵食品的製造上,仍以細菌、黴菌及酵母菌使用機會最多。
一、發酵使用微生物的形式:
發酵食品的製造,有些緊需單一菌種即可完成,有些需兩種或兩種以上之微生物共同作用,甚至有些是複雜微生物生態系所共同完成者,或不同步驟採用不同的微生物之產品,下列為發酵食品所使用的微生物:
(1) 單用酵母菌之發酵食品:各種水果酒
(2) 單用細菌之發酵食品:納豆、優酪乳、味精
(3) 單用黴菌之發酵食品:豆腐乳、味噌、紅糟
(4) 併用黴菌與酵母菌之發酵食品:各種穀類酒
(5) 併用酵母菌與細菌之發酵食品:水果醋
(6) 併用黴菌、酵母菌與細菌之發酵食品:穀類醋、醬油
(7) 複雜微生物生態系:高梁酒
發酵工業中利用微生物生產特定產品之實例如下:
(1) 米麴菌用於醬油及味噌製造,穀類酒糖化
(2) 酵母菌用於酒精及麵包製造
(3) 乳酸菌用於乳酸飲料及乾酪製造,蔬菜的醃漬
(4) 棒狀桿菌用於味精製造
(5) 紅麴菌用於紅糟製造
(6) 毛黴菌用於豆腐乳製造
(7) 醋酸菌用於食醋製造
茲整理其特性如下:
1. 細菌:屬於單細胞原核生物,菌体大小介於0.2~5微米之間,菌体較小,必須以1000倍顯微鏡觀察,通常行無性分裂生殖,其繁殖最為迅速,環境適宜時,每20~30分鐘能分裂一次,故短時間之內即可形成龐大的群体。細菌的種類眾多,特性差異極大,可歸類為:
(1) 對氣体需求不同:有好氣性細菌,如醋酸菌,及嫌氣性細菌,如乳酸菌,也有兼性嫌氣性細菌,如麩銨酸生產菌。
(2) 生長溫度不同:可分為嗜低溫菌,如發光細菌,為低溫下致使食品腐敗的一群微生物;嗜中溫菌,如醋酸菌,大部分的病原菌;嗜高溫菌,如硫磺細菌、戴氏乳酸桿菌。
(3) 會生成孢子:當環境改變時,於菌体內所形成的休眠個体稱為內生孢子,以抵抗惡劣環境,並維持生命,待環境適宜時能再度萌芽產生新的營養細胞。細菌孢子的特性是耐熱性極高,因此食品工業上常依孢子的有無作為殺菌的指標。
2. 酵母菌:是一群主要以無性出芽生殖為主的單細胞真核微生物,與黴菌、蕈類在分類上同屬真菌類,形狀以球形或橢圓形為多,較細菌為大,黴菌為小,一般以300~600倍顯微鏡即可清楚觀察,最重要用途為酒精發酵與麵包製作。
其特性為:
(1) 對氣体需求:大部分為兼性嫌氣性菌,在氧氣存在下行呼吸作用,氧化糖類產生能量,在缺氧環境下則行發酵作用產生酒精,在食品製造上常引起污染的產膜酵母則屬於好氣性菌。
(2) 會生成孢子:除抵抗惡劣環境外,因可生成2~8個子囊孢子,同時具有增殖的目的,但酵母孢子並不耐熱。
3. 黴菌:為多細胞真核微生物,是一群能形成可見菌絲與孢子但不產生巨大子實体的絲狀菌,在形態上,主要分為菌絲体與子實体兩部分,菌絲体由無數的菌絲聚集而成,菌絲為細長的分枝管,內含多核的細胞質,主司菌体營養成分的吸收,子實体則為菌絲特化的器官,能於頂端產生孢子,擔任繁殖的任務。食品加工可用於醬油、味噌的生產及穀類酒的糖化。其特性為:
(1) 對氣体需求:皆為好氣性菌。
(2) 會生成孢子:主要功能為繁殖,黴菌繁殖 時 先生成白色菌絲,再依據不同的菌生成五顏六色的孢子。
(3) 大部分皆具分泌澱粉酶及蛋白質酶的能力,是食品加工上重要的糖化菌。
再將這三者作一整理比較:
(1) 生長速度:細菌最快,酵母菌次之,黴菌最慢。
(2) 生長的pH值:一般細菌適合生長的pH值為6.5~7.5,pH值小於5或高於9其生長將受到阻礙;至於黴菌與酵母菌,其最適生長的pH值較細菌為低,約在5~6之間,黴菌更能耐強酸。因此酸性食品容易被黴菌與酵母污染,而中性與鹼性食品易受細菌的腐敗。
(3) 最適生長水活性(Aw):細菌為0.90,酵母菌為0.88,黴菌為
0.80,所以黴菌最適合於較乾燥環境中生長。 |
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