《食品微生物学》课程教学资源（前沿进展）微生物在食品加工中的应用前景

第五章微生物在食品发酵工业中的应用2025/4/5

2025/4/5 1 第 五 章 微 生 物 在 食 品 发 酵 工 业 中 的 应 用

应用于发酵工业的微生物种类，主要有：细菌，放线菌，酵母菌，霉菌等人类对微生物的应用可概括为两大方面：利用微生物的酶及其代谢产物利用微生的菌体及其内含物。2025/4/5

2025/4/5 2 ⚫ 应用于发酵工业的微生物种类，主 要有： 细菌，放线菌， 酵母菌，霉菌等。 ⚫ 人类对微生物的应用可概括为两大 方面： 利用微生物的酶及其代谢产物； 利用微生的菌体及其内含物

主要内容一、微生物的酶及微生物代谢产物的应用二、微生物的菌体及其内含物的应用2025/4/5

2025/4/5 3 主要内容 一、微 生 物 的 酶 及 微 生 物 代 谢 产 物 的 应 用 二、微 生 物 的 菌 体 及 其 内 含 物 的 应 用

第一节微生物的酶及微生物代谢产物的应用2025/4/5

2025/4/5 4 第 一 节 微 生 物 的 酶 及 微 生 物 代 谢 产 物 的 应 用

一、微生物酶1.1概况：酶（enzyme）是活细胞产生的一种生物催化剂。酶是一类具有催化功能的蛋白质，能够使生物体内发生各种各样的生物化学变化，无论是动物、植物或微生物本身，它们的生长、发育、繁衍后代等，新陈代谢时所进行的一切生化变化，几乎都是在酶的催化下发生的，可以说没有酶就没有生命。酶的催化作用很早就为人们的生活所利用。2025/4/55

2025/4/5 5 一、微生物酶 1.1 概况： 酶（enzyme）是活细胞产生的一种生物催 化剂。 酶是一类具有催化功能的蛋白质，能够使 生物体内发生各种各样的生物化学变化，无论 是动物、植物或微生物本身，它们的生长、发 育、繁衍后代等，新陈代谢时所进行的一切生 化变化，几乎都是在酶的催化下发生的，可以 说没有酶就没有生命。酶的催化作用很早就为 人们的生活所利用

1897年Buchner发现酶的细胞外作用现象，从而导致了酶的商品化生产。最初的商品酶制剂主要以动植物为原料提取，如从牛胃中提取凝乳酶、从胰脏中提取胰酶、从血液中提取凝血酶及从植物材料中提取淀粉酶等。之后，Takamine利用霉菌来生产淀粉酶使得酶制剂工业取得突破。其方法甚至在今天仍被采用。20世纪90年代以后，随着基因工程的广泛介入，经过酶基因重组，“基因工程+发酵工艺+先进发酵设备”可以算是酶工业的第三次飞跃。微生物作为酶制剂来源的地位得到了进一步的加强，显示出了动植物无法与其比拟的巨大优越性。2025/4/5

2025/4/5 6 1897年Buchner发现酶的细胞外作用现象，从而 导致了酶的商品化生产。最初的商品酶制剂主要以 动植物为原料提取，如从牛胃中提取凝乳酶、从胰 脏中提取胰酶、从血液中提取凝血酶及从植物材料 中提取淀粉酶等。之后，Takamine利用霉菌来生产 淀粉酶使得酶制剂工业取得突破。其方法甚至在今 天仍被采用。 20世纪90年代以后，随着基因工程的广泛介入， 经过酶基因重组， “基因工程+发酵工艺+先进发 酵设备”可以算是酶工业的第三次飞跃。微生物作 为酶制剂来源的地位得到了进一步的加强，显示出 了动植物无法与其比拟的巨大优越性

用微生物来生产酶产品，具有微生物生长繁殖快，生活周期短，生产能力几乎可以不受限制地扩大，能满足迅速扩张的市场需求：此外，微生物种类繁多，微生物酶品种齐全.多样性。近几十年来，微生物酶已经发展成为大规模的工业生产，成了各种酶制剂的主要来源特别是当基因工程介入时，动植物细胞中存在的酶，几乎都能够利用微生物细胞获得。因此，有计划和仔细地筛选微生物菌株，通常可以获得能够生产几乎任何一种酶的适当菌株。2025/4/5

2025/4/5 7 用微生物来生产酶产品，具有微生物生长 繁殖快，生活周期短，生产能力几乎可以不受 限制地扩大，能满足迅速扩张的市场需求; 此 外，微生物种类繁多，微生物酶品种齐全.多样 性。近几十年来，微生物酶已经发展成为大规 模的工业生产，成了各种酶制剂的主要来源， 特别是当基因工程介入时，动植物细胞中存在 的酶，几乎都能够利用微生物细胞获得。 因此，有计划和仔细地筛选微生物菌株，通 常可以获得能够生产几乎任何一种酶的适当菌 株

1.2 微生物酶的种类：酶的组成与分类单聚体蛋白酶蛋白寡聚体蛋白：谷酰胺合成酶多聚体蛋白:丙酮酸脱氢酶酶辅基：血红素辅因子辅酶：NAD,FAD,生物素等激活剂：金属离子胞内酶酶胞外酶2025/4/58

2025/4/5 8 1.2 微生物酶的种类: 酶的组成与分类 单聚体蛋白 酶蛋白 寡聚体蛋白:谷酰胺合成酶 多聚体蛋白:丙酮酸脱氢酶 酶 辅基: 血红素 辅因子 辅酶: NAD, FAD, 生物素等 激活剂: 金属离子 胞内酶 酶 胞外酶

胞内酶的分布：部位酶种类细胞膜参与物质运输的酶细胞质参与糖代谢的酶呼吸酶内膜或线粒体核糖体蛋白质合成酶色素体光合作用酶2025/4/59

2025/4/5 9 胞内酶的分布： 酶种类 部位 参与物质运输的酶 细胞膜 参与糖代谢的酶 细胞质 呼吸酶 内膜或线粒体 蛋白质合成酶 核糖体 光合作用酶 色素体

目前已发现的微生物的酶已有2500多种，使用价值高而大量规模化生产的仅20多种主要有，淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶等10余种广泛应用于，食品、发酵、纺织、制革、医药、造纸、日用化工、水产加工、畜禽饲料、废处理、化学分析等，其中60%用于食品工业102025/4/5

2025/4/5 10 目前巳发现的微生物的酶巳有2500多种，使 用价值高而大量规模化生产的仅20多种。 主要有，淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶、 纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶等10余种。 广泛应用于，食品、发酵、纺织、制革、医 药、造纸、日用化工、水产加工、畜禽饲料、三 废处理、化学分析等，其中60％用于食品工业