二、微生物代謝產物的應用

利用微生物的代謝產物可以生產十分豐富的食品。

1 、發酵生產食醋

食醋是人們日常生活所必需的調味品，也是最古老的利用微生物生產的食品之一。食醋生產是利用醋酸菌在充分供氧的條件下將乙醇氧化為醋酸。反應式為：

CH 3 COOH+H 2 O 能用于食醋生產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。獲得風味迥異的食醋品種。我國名優食醋有鎮江香醋、山西陳醋、江浙玫瑰醋、四川麩醋等。

2 ．酒類：酒類的發酵生產主要是利用酵母菌在厭氧條件下將葡萄糖發酵為酒精的過程。不同酒類的發酵工藝不同：

不同的酒類釀造所選用的酵母菌不同。所選用的原料、水質、甚至環境都會影響酒類的品質和風味。純凈的礦泉水往往較河水和自來水好。有人發現，貴州茅臺酒之所以具有其獨特的芬芳風味，與其釀酒廠環境中存在的微生物區系有關。

3 、發酵生產乳制品

利用乳酸細菌進行發酵，使成為具有獨特風味的食品很多。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味，而且由于易于吸收而提高了其營養價值。有些乳制品還有抑制腸胃內異常發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酵，以保證不同的口味和質量。而且常由兩種或兩種以上的菌種配合發酵，既可使風味獨特多樣，又可防止噬菌體的危害。

4 、發酵生產醬油

醬油是包括霉菌、酵母菌和細菌等多種微生物參與原料物質轉化的混合作用的結果。對發酵速度、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球菌（ Tetrcoccus soyae ） 、嗜鹽片球菌（ Pediococcus halophilus ）和醬油片球菌（ P.soyae ）等與醬油風味的形成關系最為密切。因為它們利用糖形成乳酸，再與乙醇反應形成特異香味的乳酸乙酯。也已發現某些芽孢桿菌是影響醬油風味的主要微生物。

在醬油生產過程中必須防止霉菌，尤其是那些能產生黃曲霉毒素和其他毒素的曲霉、青霉、鐮刀霉（ Fusarium ）的污染，還有其他致病細菌和耐鹽性產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 、腐乳的發酵生產

腐乳是大豆制品經多種微生物及其產生的酶，將蛋白質分解為胨、多肽和氨基酸類物質以及一些有機酸，有機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 、面包的發酵生產

面包和饅頭都是由面粉經酵母菌發酵后制成。在 30 ℃左右時，酵母菌利用經淀粉酶水解的產物麥芽糖、葡萄糖、果糖、蔗糖等，發酵生成二氧化碳、醇、醛、有機酸等。二氧化碳使面團膨脹發孔。在高溫下烘烤時使面包成為多孔的海綿狀結構，使質地松軟可口。發酵過程中產生的有機酸、醇、醛等給予特有的風味。再添加各種輔料使面包增添花色。面包的生產工藝較簡單：

7 、氨基酸和維生素 C 等的發酵生產

氨基酸不僅是人體所必需，而且是眾多食品工業不可缺少的鮮味劑、甜味劑和添加劑，使食品提高了營養價值和蛋白質利用率，增加風味。如象谷氨酸鈉即是人們日常生活中菜肴的調味刺，賴氨酸作為大米或飼料的添加劑，有利于蛋白質的合理和高效利用。

用于發酵生產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 需生物素的細菌。合成途徑是在形成丙酮酸后，進一步生成乙酰 -C O A ，進入三羧酸循環，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化為烯醇化合物，加入酸后即轉化成為 L- 抗壞血酸。

8 、有機酸的發酵

食品工業和其他工業中都需要大量的有機酸。許多厭氧細菌和兼性厭氧細菌可發酵生產乙酸、乳酸丙酸、丁酸、甲酸以及丙酮等，這已有闡述。而霉菌也能生產多種有機酸，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 ）所發酵生產。

表 12-6 一些霉菌產生的有機酸