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1、有机酸发酵现在学习的是第1页，共79页第一节第一节 乳酸发酵乳酸发酵在无氧条件下乳酸细菌在无氧条件下乳酸细菌将己糖转化成乳酸的过将己糖转化成乳酸的过程，称为乳酸发酵。程，称为乳酸发酵。现在学习的是第2页，共79页一、乳酸菌及其发酵类型一、乳酸菌及其发酵类型（一）（一）乳酸细菌乳酸细菌乳酸发酵工业中常用的乳酸菌：乳酸发酵工业中常用的乳酸菌：乳杆菌属乳杆菌属乳球菌属乳球菌属链球菌属链球菌属双歧杆菌属双歧杆菌属明串珠菌属明串珠菌属片球菌属片球菌属芽孢乳杆菌属芽孢乳杆菌属肠球菌属肠球菌属现在学习的是第3页，共79页v（二）乳酸发酵类型（二）乳酸发酵类型v1.同型发酵同型发酵v2.异型发酵异型发酵v3.
2、双歧途径双歧途径v4.乳糖发酵途径乳糖发酵途径现在学习的是第4页，共79页1.同型发酵同型发酵n同型乳酸发酵（同型乳酸发酵（homolactic fermentation）过程是：葡萄糖经）过程是：葡萄糖经 EMP 途径生成丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱途径生成丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下，丙酮酸作为受氢体被还氢酶的作用下，丙酮酸作为受氢体被还原为乳酸，从而再生原为乳酸，从而再生 NAD+，因只有，因只有 2 分子乳酸为唯一终产物，故称同型乳酸分子乳酸为唯一终产物，故称同型乳酸发酵。发酵。乳酸的理论转化率为乳酸的理论转化率为100。现在学习的是第5页，共79页同型乳酸同型乳酸发酵的主要菌种：酵的
3、主要菌种：德氏乳杆菌（德氏乳杆菌（Lactobacillus delbruckii）、嗜酸乳杆菌（嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）、干酪乳杆菌（干酪乳杆菌（L.casei）、植物乳杆菌（植物乳杆菌（L.plantarum）现在学习的是第6页，共79页2.异型乳酸异型乳酸发酵酵异型乳酸异型乳酸发酵酵（heterolactic fermentation）：以葡萄糖以葡萄糖为底物底物发酵后除酵后除乳酸外乳酸外还产生乙醇、乙酸和生乙醇、乙酸和 CO 2 等多种代等多种代谢产物的，称物的，称为异型乳酸异型乳酸发酵。乳酸的理酵。乳酸的理论转化率化率为50。一些行异型一些行异型 乳酸乳酸 发酵的乳酸
4、杆菌，因缺乏酵的乳酸杆菌，因缺乏 EMP 途径中的若干重要途径中的若干重要酶 醛缩酶和异构和异构酶，其葡萄糖的降解完全以其葡萄糖的降解完全以 HMP 途径途径为基基础，进而行而行 异型乳酸异型乳酸发酵。酵。现在学习的是第7页，共79页v异型乳酸异型乳酸发酵主要菌种酵主要菌种：v肠膜明串珠菌膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）、v乳脂乳杆菌乳脂乳杆菌（Lactobacillus cremoris）、v短乳杆菌短乳杆菌（L.brevis）、v发酵乳杆菌酵乳杆菌（L.fermentum）v两歧双歧杆菌两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）等等。现在
5、学习的是第8页，共79页3.双歧途径乳酸发酵双歧途径乳酸发酵 双歧途径（双歧途径（bifidum pathway）：）：2分分子葡萄糖产生子葡萄糖产生2分子乳酸和分子乳酸和3分子乙酸，分子乙酸，乳酸的理论转化率亦为乳酸的理论转化率亦为50。现在学习的是第9页，共79页4.乳酸菌的乳糖发酵n乳酸菌先分解乳糖生成葡萄糖和半乳糖，乳酸菌先分解乳糖生成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖进入同型或异型发酵途径进行分葡萄糖进入同型或异型发酵途径进行分解，半乳糖异构化或转变为葡萄糖后进解，半乳糖异构化或转变为葡萄糖后进入各途径发酵，或经入各途径发酵，或经D-6-磷酸塔格糖磷酸塔格糖途径形成乳酸。途径形成乳酸。现在学习的
6、是第10页，共79页二、乳酸的工业发酵生产二、乳酸的工业发酵生产（一）乳酸工业生产菌种（一）乳酸工业生产菌种1.工业发酵对产乳酸菌种的要求：工业发酵对产乳酸菌种的要求：n同型发酵菌同型发酵菌n营养要求低营养要求低n产酸迅速，耐高温。产酸迅速，耐高温。2.生产中常用的菌种：生产中常用的菌种：n德氏乳杆菌和保加利亚乳杆菌。德氏乳杆菌和保加利亚乳杆菌。现在学习的是第11页，共79页（二）乳酸发酵生产的原料（二）乳酸发酵生产的原料糖蜜糖蜜淀粉质原料淀粉质原料亚硫酸盐纸浆废液亚硫酸盐纸浆废液其它可利用原料其它可利用原料现在学习的是第12页，共79页（三）传统乳酸生产工艺（三）传统乳酸生产工艺l1.乳酸发
7、酵工艺流程乳酸发酵工艺流程l2.发酵培养基的制备发酵培养基的制备l（1）碳源：葡萄糖、马铃薯淀粉、玉米淀）碳源：葡萄糖、马铃薯淀粉、玉米淀粉、菊芋等。粉、菊芋等。l（2）氮源和生长因子：麦根。）氮源和生长因子：麦根。l（3）磷）磷l（4）碳酸钙）碳酸钙l3.种子制备种子制备l4.分批发酵进程控制分批发酵进程控制现在学习的是第13页，共79页现在学习的是第14页，共79页5.提取与精制提取与精制提取方法：提取方法：钙盐法钙盐法锌盐法锌盐法离子交换法离子交换法等。等。现在学习的是第15页，共79页传统钙盐法的工艺流程传统钙盐法的工艺流程现在学习的是第16页，共79页三、发酵乳制品n（一）酸奶（一）
8、酸奶n1.酸奶发酵工艺流程酸奶发酵工艺流程n2.发酵剂的制备发酵剂的制备n（1）定义）定义n（2）发酵剂的组成）发酵剂的组成n（3）发酵剂的种类）发酵剂的种类n（4）发酵剂的生产工艺流程）发酵剂的生产工艺流程n（5）混合发酵）混合发酵现在学习的是第17页，共79页3.生产工艺n n牛乳标准化牛乳标准化 均质均质 加热处理（加热处理（9095，151530min30min）接种和接种和发发酵酵冷却和后熟冷却和后熟现在学习的是第18页，共79页四、酸奶发酵过程中的四、酸奶发酵过程中的生物化学变化生物化学变化n（1）乳糖的转化）乳糖的转化n（2）蛋白质的转化）蛋白质的转化n（3）风味物质的形成）风味
9、物质的形成现在学习的是第19页，共79页5.酸奶质量评价酸奶质量评价n n感观指标n n理化指标n n微生物指标现在学习的是第20页，共79页（二）发酵干酪（二）发酵干酪v1.干酪的分类干酪的分类v（1）按凝块形成时酪蛋白凝结的方法分类）按凝块形成时酪蛋白凝结的方法分类 凝乳酶凝乳酶凝固干酪和酸凝固干酪凝固干酪和酸凝固干酪v（2）按水分含量分类）按水分含量分类 硬质、半硬质和软质干酪硬质、半硬质和软质干酪v（3）按用于成熟的主要微生物分类）按用于成熟的主要微生物分类 涂布干酪、白霉干涂布干酪、白霉干酪等酪等v（4）按干酪组织状态分）按干酪组织状态分 颗粒干酪、圆眼干酪、组颗粒干酪、圆眼干酪、组
10、织致密干酪织致密干酪现在学习的是第21页，共79页v2.制作干酪的原料乳制作干酪的原料乳v3.干酪发酵剂的微生物干酪发酵剂的微生物 乳酸菌、丙酸菌、丝状菌。乳酸菌、丙酸菌、丝状菌。v4.凝乳酶及其作用凝乳酶及其作用v5.添加剂：氯化钙、色素等添加剂：氯化钙、色素等v6.干酪生产工艺干酪生产工艺v7.干酪的质量要求干酪的质量要求现在学习的是第22页，共79页四、其他乳酸发酵食品（自学）四、其他乳酸发酵食品（自学）n（一）发酵香肠（一）发酵香肠n生产工艺、发酵剂、发酵过程中生产工艺、发酵剂、发酵过程中香肠组分的变化香肠组分的变化n（二）乳酸发酵蔬菜和蔬菜汁（二）乳酸发酵蔬菜和蔬菜汁n泡菜的生产、乳
11、酸发酵蔬菜汁、泡菜的生产、乳酸发酵蔬菜汁、豆类乳酸发酵食品豆类乳酸发酵食品现在学习的是第23页，共79页v一、醋酸理化特性及其用途一、醋酸理化特性及其用途v二、醋酸发酵的生化过程二、醋酸发酵的生化过程v三、食醋酿造的原料及处理三、食醋酿造的原料及处理v四、食醋发酵工艺四、食醋发酵工艺v五、食醋的质量指标五、食醋的质量指标第二节第二节 醋酸发酵与食醋酿造醋酸发酵与食醋酿造 Acetic Fermentation and Vinegar Brewing现在学习的是第24页，共79页醋酸:又名乙酸(CH3COOH)，是典型的挥发性脂肪酸。无水醋酸在低温下凝固成冰状，俗称冰醋酸。普通醋酸约含纯醋酸36
12、，为无色透明液体。一、概述现在学习的是第25页，共79页食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋有记载的食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋有记载的历史已有历史已有3000多年。多年。我国名醋：山西陈醋、镇江香醋、北京熏醋、我国名醋：山西陈醋、镇江香醋、北京熏醋、上海米醋、四川鼓醋、江浙玫瑰醋、福建红曲上海米醋、四川鼓醋、江浙玫瑰醋、福建红曲醋、等。醋、等。按照生产工艺分类：酿造醋、合成醋、再制按照生产工艺分类：酿造醋、合成醋、再制醋。醋。现在学习的是第26页，共79页二、醋酸发酵的生化过程醋酸发酵醋酸发酵：是指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成醋酸的过程。（1）CH3CH2OHCH3CHO（2）CH3CHOCH
13、3COOH（1）、（2）分别在乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶乙醛脱氢酶的作用下进行的。现在学习的是第27页，共79页答：两者不等同。答：两者不等同。因为醋酸发酵过程中，主要产物只有醋酸，即（淀粉因为醋酸发酵过程中，主要产物只有醋酸，即（淀粉糖糖）乙醇）乙醇乙醛乙醛醋酸。而食醋酿造过程中，除形成醋酸外，还醋酸。而食醋酿造过程中，除形成醋酸外，还有以下两类主要反应：有以下两类主要反应：（1）蛋白质水解：蛋白质在曲霉产生的蛋白酶作用下，形成）蛋白质水解：蛋白质在曲霉产生的蛋白酶作用下，形成氨基酸，氨基酸是食醋鲜味成分重要来源，有一些形成色素。氨基酸，氨基酸是食醋鲜味成分重要来源，有一些形成色素。（
14、2）酯化反应：酵母菌和醋酸菌在代谢过程中产生的有）酯化反应：酵母菌和醋酸菌在代谢过程中产生的有机酸与醇类结合生成酯类，赋予食醋香味。机酸与醇类结合生成酯类，赋予食醋香味。食醋酿造的生化过程与醋酸发酵生化过程是否食醋酿造的生化过程与醋酸发酵生化过程是否等同？为什么？等同？为什么？现在学习的是第28页，共79页答：答：1.参与食醋发酵过程的微生物主要有三类：霉菌、酵母菌和参与食醋发酵过程的微生物主要有三类：霉菌、酵母菌和醋酸菌。醋酸菌。参与食醋发酵过程的微生物有哪些？各自参与食醋发酵过程的微生物有哪些？各自发挥什么作用？发挥什么作用？(参考教材参考教材P248)2.各类微生物的作用：各类微生物的作
15、用：霉菌：作为糖化菌，分解原料中的淀粉为可发酵性糖类，同时分霉菌：作为糖化菌，分解原料中的淀粉为可发酵性糖类，同时分解蛋白质生成肽类和氨基酸。解蛋白质生成肽类和氨基酸。酵母菌：在厌氧条件下发酵糖类生成乙醇。同时产生少量葡萄糖酵母菌：在厌氧条件下发酵糖类生成乙醇。同时产生少量葡萄糖酸等有机酸。酸等有机酸。醋酸菌：在氧气充足条件下氧化乙醇生成乙酸，乙酸是食醋中酸醋酸菌：在氧气充足条件下氧化乙醇生成乙酸，乙酸是食醋中酸味的主要成分。味的主要成分。现在学习的是第29页，共79页三、食醋酿造的原料及处理三、食醋酿造的原料及处理（一）酿造原料（一）酿造原料n1.主料主料：淀粉原料、含糖原料、含酒精原料。：
16、淀粉原料、含糖原料、含酒精原料。n2.辅料辅料：细谷糠、麸皮。：细谷糠、麸皮。n3.填充料填充料：谷糠、花生壳、谷壳、玉米芯、高梁壳。：谷糠、花生壳、谷壳、玉米芯、高梁壳。n4.添加剂添加剂：食盐、蔗糖、炒米色等：食盐、蔗糖、炒米色等。现在学习的是第30页，共79页酒糟、淀粉渣、糖蜜等酒糟、淀粉渣、糖蜜等酿酿醋醋主主料料薯类薯类水果水果野生植物野生植物谷类谷类农副产品农副产品下脚料下脚料现在学习的是第31页，共79页（二）原料处理（二）原料处理n n固态发酵固态发酵：淀粉原料：淀粉原料粉碎粉碎加加水蒸煮水蒸煮淀粉颗粒吸水膨胀淀粉颗粒吸水膨胀n n液态发酵液态发酵：淀粉原料：淀粉原料 加加3倍水
17、倍水浸泡浸泡蒸煮呈粥状蒸煮呈粥状加酶或曲糖加酶或曲糖化化现在学习的是第32页，共79页四、食醋发酵工艺四、食醋发酵工艺常用的食醋发酵工艺类型：常用的食醋发酵工艺类型：（一）固态发酵法（一）固态发酵法（二）酶法液化回流通风法（二）酶法液化回流通风法（三）液体深层发酵法（三）液体深层发酵法（四）发酵工艺的新进展（四）发酵工艺的新进展现在学习的是第33页，共79页（一）固态发酵法生产食醋1.固态酿醋生产类型与特点固态酿醋生产类型与特点（1）类型类型：大曲醋大曲醋 小曲醋小曲醋 麸曲醋麸曲醋（2）特点特点：低温糖化及酒精发酵，边糖化边发酵。低温糖化及酒精发酵，边糖化边发酵。配合使用多量的辅料和填充料。
18、配合使用多量的辅料和填充料。多菌种混合发酵，敞口操作，辅料为生料。多菌种混合发酵，敞口操作，辅料为生料。浸淋法抽提食醋。浸淋法抽提食醋。现在学习的是第34页，共79页大曲醋大曲醋大曲大曲：以大麦、豌豆为主要原料，根霉、：以大麦、豌豆为主要原料，根霉、毛霉、曲霉和酵母菌为主要发酵菌种。毛霉、曲霉和酵母菌为主要发酵菌种。工艺复杂、淀粉利用率低、生成周期长；工艺复杂、淀粉利用率低、生成周期长；便于保管和运输、成醋风味好。便于保管和运输、成醋风味好。大曲醋特点大曲醋特点：以高粱为主要原料，发酵：以高粱为主要原料，发酵周期长，产品质量好，但出品率低，成周期长，产品质量好，但出品率低，成本高本高(如山西老
19、陈醋如山西老陈醋)。现在学习的是第35页，共79页小曲醋小曲醋小曲小曲：以糯米、大米为主要原料，添加：以糯米、大米为主要原料，添加中草药者又称药小曲，根霉和酵母菌为中草药者又称药小曲，根霉和酵母菌为主要微生物。适用于糯米、大米、高粱主要微生物。适用于糯米、大米、高粱等原料的发酵，对薯类及野生植物原料等原料的发酵，对薯类及野生植物原料适应性差。适应性差。小曲醋小曲醋：以糯米或大米为主要原料，产：以糯米或大米为主要原料，产品风味好（如镇江香醋）。品风味好（如镇江香醋）。现在学习的是第36页，共79页麸曲醋麸曲醋麸曲麸曲：以麸皮为主要制曲原料，曲霉菌：以麸皮为主要制曲原料，曲霉菌为制曲菌种。是国内醋
20、厂普遍采用的糖为制曲菌种。是国内醋厂普遍采用的糖化剂。成本低、制曲周期短、糖化力强、化剂。成本低、制曲周期短、糖化力强、对原料适应性强，出醋率高。对原料适应性强，出醋率高。麸曲醋麸曲醋：工艺简便、发酵周期短、成本：工艺简便、发酵周期短、成本低、出醋率高，风味稍差。低、出醋率高，风味稍差。现在学习的是第37页，共79页薯干、碎米或高粱薯干、碎米或高粱润水润水加麸皮、谷糠拌匀加麸皮、谷糠拌匀粉碎粉碎醋母醋母麸曲、酒母、水麸曲、酒母、水拌糠、接种拌糠、接种入缸边糖化边发酵入缸边糖化边发酵蒸料蒸料接种接种冷却冷却淋醋淋醋加热灭菌加热灭菌配兑配兑陈酿贮存陈酿贮存加盐陈酿加盐陈酿翻醅翻醅成品成品灌装灌装2
21、.固态发酵酿醋工艺流程固态发酵酿醋工艺流程（以麸曲醋为例）以麸曲醋为例）固固-固发酵工艺流程固发酵工艺流程现在学习的是第38页，共79页3.固态发酵工艺操作要点固态发酵工艺操作要点（1）酿醋过程中所需曲及菌种制备）酿醋过程中所需曲及菌种制备n麸曲制备麸曲制备：麸皮接入纯种曲霉固态发酵而成。：麸皮接入纯种曲霉固态发酵而成。n酒母制备酒母制备：酵母菌液体发酵制得培养液。：酵母菌液体发酵制得培养液。n醋母制备醋母制备：醋酸菌液体发酵制得培养液。：醋酸菌液体发酵制得培养液。现在学习的是第39页，共79页（2）麸曲醋酿造过程工艺操作）麸曲醋酿造过程工艺操作n原料处理：原料处理：主料粉碎主料粉碎配料（配料
22、（100kg主料主料+统糠统糠80kg+麸皮麸皮120kg）润料（加水润料（加水275kg拌匀）拌匀）蒸料（常压蒸料（常压1h或或0.15MPa/40min）出锅冷却至出锅冷却至3040现在学习的是第40页，共79页发发酵：酵：冷后原料拌入麸曲冷后原料拌入麸曲50kg和酒母和酒母40kg，补补水水180kg，拌匀，拌匀入缸入缸发发酵酵品温升至品温升至40时时翻醅倒缸翻醅倒缸 发发酵酵57d，酒精含量达酒精含量达78%拌入拌入砻砻糠糠50kg和醋母和醋母40kg 数次翻醅数次翻醅倒缸倒缸约约12d醋酸含量达到醋酸含量达到77.5%醅表面加醅表面加盐盐 48h后后熟熟结结束束发发酵酵现在学习的是第
23、41页，共79页淋醋：三套循环法淋醋：三套循环法n成熟醋醅成熟醋醅 淋醋淋醋头渣头渣二渣二渣醋渣醋渣浸泡浸泡2024h头醋头醋 二醋二醋三醋三醋饲料饲料填充料填充料清水清水现在学习的是第42页，共79页n n陈醋：有两种方法，陈醋：有两种方法，醋醅陈酿醋醅陈酿和醋液陈酿。和醋液陈酿。n n配兑和灭菌：配兑和灭菌：头醋经澄清池沉头醋经澄清池沉淀，得澄清醋液，调整其浓度、淀，得澄清醋液，调整其浓度、成分。除现销产品及高档醋外，成分。除现销产品及高档醋外，一般要加入一般要加入0.1%苯甲酸钠防腐剂。苯甲酸钠防腐剂。生醋加热至生醋加热至80以上进行灭菌，以上进行灭菌，包装得成品。包装得成品。现在学习的
24、是第43页，共79页现在学习的是第44页，共79页小结小结1.食醋酿造原料：食醋酿造原料：主料、辅料、填充料、添加剂主料、辅料、填充料、添加剂。2.固固-固法生产麸曲醋的工艺：固法生产麸曲醋的工艺：固固-固固法法生生产产麸麸曲曲醋醋麸曲、酒母、醋母的制备麸曲、酒母、醋母的制备原料处理原料处理：粉碎、润料、整料、冷却：粉碎、润料、整料、冷却发酵发酵酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵加盐后熟加盐后熟淋醋、陈醋、配兑和灭菌淋醋、陈醋、配兑和灭菌现在学习的是第45页，共79页（四）酶法液化通风回流生产食醋（四）酶法液化通风回流生产食醋1.工艺流程工艺流程2.设备设备3.工艺操作工艺操作4.优点优点（1）
25、出醋率比一般固态发酵法提高16左右。（2）节省蒸汽燃料。（3）大部分实现管道化和机械化，大大降低了劳动强度，节约劳力。（4）酒精发酵结束，直接拌入生麸皮进行醋酸发酵，简化了工序，提高了产量和质量。现在学习的是第46页，共79页醋酸发酵水泥池醋酸发酵水泥池现在学习的是第47页，共79页（五）液体深层发酵生产食醋（五）液体深层发酵生产食醋1.工艺流程2.操作要点现在学习的是第48页，共79页自自吸吸式式发发酵酵罐罐现在学习的是第49页，共79页（六）食醋的质量指标（六）食醋的质量指标1.感观指标：色、香、味、体。2.理化指标：总酸、氨基氮、还原糖、相对密度。3.卫生指标：有害重金属（砷、铅）、无机
26、酸、微生物（杂菌、大肠杆菌、致病菌）。现在学习的是第50页，共79页第一节第一节 思考题思考题1.什么叫乳酸发酵？简述乳酸发酵的类什么叫乳酸发酵？简述乳酸发酵的类型。型。2.简述酸奶的生产工艺。简述酸奶的生产工艺。3.酸奶发酵过程中发生的生物化学变化酸奶发酵过程中发生的生物化学变化有哪些？有哪些？现在学习的是第51页，共79页第二节第二节 思考题：思考题：1.简述食醋发酵的生化过程。简述食醋发酵的生化过程。2.参与醋酸发酵的微生物主要有哪几种？各自参与醋酸发酵的微生物主要有哪几种？各自在发酵过程中发挥什么作用？在发酵过程中发挥什么作用？3.按生产用曲种类可把食醋划分为哪些类型？按生产用曲种类可
27、把食醋划分为哪些类型？各有何特点？各有何特点？4.试述固态发酵酿醋的工艺流程及操作要点。试述固态发酵酿醋的工艺流程及操作要点。5.分析食醋色、香、味、体的来源。分析食醋色、香、味、体的来源。现在学习的是第52页，共79页第三节 柠檬酸发酵v1784年年 Scheele从柠檬中提取到柠檬酸。从柠檬中提取到柠檬酸。v1893年以前年以前 主要用柑橘、菠萝和柠檬等果实中提主要用柑橘、菠萝和柠檬等果实中提取柠檬酸。取柠檬酸。v1893年年 Wehmer发现淡黄青霉可以分泌柠檬酸。发现淡黄青霉可以分泌柠檬酸。v1917年年 Currie以黑曲霉为菌种发酵生产柠檬酸。以黑曲霉为菌种发酵生产柠檬酸。v195
28、2年年 美国美国Mile公司开创了液体深层发酵法生产柠檬公司开创了液体深层发酵法生产柠檬酸。酸。v1988年年 我国成为世界第二大柠檬酸生产国。我国成为世界第二大柠檬酸生产国。现在学习的是第53页，共79页n n一、柠檬酸的理化性质一、柠檬酸的理化性质n n二、柠檬酸发酵生产原料二、柠檬酸发酵生产原料n n（一）碳源（一）碳源n n（二）氮源及微量元素（二）氮源及微量元素现在学习的是第54页，共79页三、柠檬酸生产菌种及生物合成途径三、柠檬酸生产菌种及生物合成途径（一）柠檬酸生产菌种（一）柠檬酸生产菌种v葡萄糖及淀粉质原料：黑曲霉葡萄糖及淀粉质原料：黑曲霉v石油副产品为原料：假丝酵母石油副产品
29、为原料：假丝酵母属属现在学习的是第55页，共79页（二）柠檬酸生物合成途径（二）柠檬酸生物合成途径1.由葡萄糖由葡萄糖经经EMP途径合成柠檬酸途径合成柠檬酸:现在学习的是第56页，共79页经经EMP生物合成柠檬酸有如下特点：生物合成柠檬酸有如下特点：(1)没有碳原子损失，理论转化率为没有碳原子损失，理论转化率为106.7。(2)柠檬酸分子中的柠檬酸分子中的1个氧原子从水分子中引进，其他个氧原子从水分子中引进，其他6个氧原子来个氧原子来自葡萄糖。自葡萄糖。(3)在柠檬酸生物合成中，从葡萄糖分子中脱下的氢是以氧作在柠檬酸生物合成中，从葡萄糖分子中脱下的氢是以氧作为最终受体，每合成为最终受体，每合成
30、1mol柠檬酸需柠檬酸需1.5molO2，是葡萄糖完全氧化所，是葡萄糖完全氧化所需需O2的的1/4。因此，由。因此，由EMP途径合成柠模酸的发酵是需氧发酵但供途径合成柠模酸的发酵是需氧发酵但供氧量不能过大。氧量不能过大。(4)柠檬酸生物合成过程涉及柠檬酸生物合成过程涉及CO 2暗固定反应，发酵过程需要保持暗固定反应，发酵过程需要保持一定的一定的CO2分压，以促进丙酮酸羧化为草酰乙酸。分压，以促进丙酮酸羧化为草酰乙酸。(5)生物合成生物合成1mol柠檬酸产生柠檬酸产生11个个ATP，菌体以此维持生命运动，菌体以此维持生命运动及用作合成其他必需代谢产物所需的能量。及用作合成其他必需代谢产物所需的能
31、量。现在学习的是第57页，共79页由葡萄糖经由葡萄糖经HMP途径合成柠檬酸途径合成柠檬酸:现在学习的是第58页，共79页n由由HMP途径合成柠檬酸有如下特点：途径合成柠檬酸有如下特点：n (1)葡萄糖经葡萄糖经HMP途径合成柠檬酸，损失途径合成柠檬酸，损失1个碳原子，个碳原子，理论转化率为理论转化率为88.9。n(2)合成过程中同样从水分子中引进合成过程中同样从水分子中引进1个氧原子。个氧原子。n(3)每合成每合成1mol柠檬酸需柠檬酸需2.7mol O2，是，是EMP途径合途径合成柠檬酸的近一倍，因此发酵的需氧量大。成柠檬酸的近一倍，因此发酵的需氧量大。n (4)HMP途径合成柠檬酸同样涉及
32、途径合成柠檬酸同样涉及CO2暗固定反应。暗固定反应。n (5)HMP途径每合成途径每合成lmol柠檬酸，产生柠檬酸，产生18.2个个ATP，是，是EMP途径所产生的途径所产生的ATP的的1.5倍左右。倍左右。现在学习的是第59页，共79页n2.由乙酸合成柠檬酸途径由乙酸合成柠檬酸途径n经由三羧酸循环及乙醛酸循环。n不涉及CO2固定反应。n3.以正烷烃为碳源合成途径以正烷烃为碳源合成途径n正烷烃首先氧化为脂肪酸，脂肪酸经-氧化生成乙酸。n只适应于食品工业以外的途径。现在学习的是第60页，共79页（三）柠檬酸的发酵生产（三）柠檬酸的发酵生产1.原料2.柠檬酸的静置浅盘发酵3.柠檬酸液体通风发酵现在
33、学习的是第61页，共79页（四）柠檬酸的分离提纯（四）柠檬酸的分离提纯n1.钙盐法 基本原理：在中和后的发酵液中加入碳酸钙粉末生成柠檬酸钙沉淀，分离出沉淀后加入浓硫酸得到硫酸钙沉淀和柠檬酸。n2.直接提取法n3.萃取法n4.离子交换和渗析法现在学习的是第62页，共79页第四节第四节 其它有机酸发酵（自学）其它有机酸发酵（自学）n n一、反丁烯二酸发酵n n二、苹果酸发酵n n三、葡萄糖酸发酵n n四、丁酸发酵n n五、衣康酸发酵现在学习的是第63页，共79页第八章第八章 酶制剂生产酶制剂生产v第一节第一节 酶制剂的工业化生产酶制剂的工业化生产v第二节第二节 淀粉酶淀粉酶v第三节第三节 蛋白酶（
34、自学）蛋白酶（自学）v第四节第四节 其它酶类生产（自学）其它酶类生产（自学）v第五节第五节 酶应用新技术酶应用新技术现在学习的是第64页，共79页第一节 酶制剂的工业化生产v一、工业化酶制剂生产的优点一、工业化酶制剂生产的优点v与从动植物组织中提取相比，微生物发酵法生产酶制与从动植物组织中提取相比，微生物发酵法生产酶制剂具有以下明显的优点：剂具有以下明显的优点：v（一）酶的品种多，新酶种易得。（一）酶的品种多，新酶种易得。v（二）菌种易诱变，代谢易调控。（二）菌种易诱变，代谢易调控。v（三）生产周期短，酶的产量大。（三）生产周期短，酶的产量大。v（四）基因易操纵，优质种易得。（四）基因易操纵，
35、优质种易得。现在学习的是第65页，共79页二、酶制剂生产的基本工艺流程v（一）基本工艺流程图（一）基本工艺流程图v（二）工艺要点说明（二）工艺要点说明v 1.固体发酵法固体发酵法v 2.液体发酵法液体发酵法现在学习的是第66页，共79页第二节 淀粉酶v一、一、-淀粉酶淀粉酶v1.产酶菌种产酶菌种v目前国内外生产目前国内外生产-淀粉酶所采用的菌种主要淀粉酶所采用的菌种主要有细菌和霉菌两类，最常用的是芽孢杆菌和有细菌和霉菌两类，最常用的是芽孢杆菌和米曲霉。霉菌米曲霉。霉菌-淀粉酶大多采用固体曲法生淀粉酶大多采用固体曲法生产，细菌产，细菌-淀粉酶则以液体深层发酵为主。淀粉酶则以液体深层发酵为主。现在
36、学习的是第67页，共79页v2生产方法生产方法v（1）固体培养法 v（2）液体发酵法v3.-淀粉酶生产新技术淀粉酶生产新技术v诱变育种和基因工程育种筛选优良菌株诱变育种和基因工程育种筛选优良菌株现在学习的是第68页，共79页二、-淀粉酶v 1.概况概况v-淀粉酶主要用于从淀粉制取麦芽糖、啤酒生产等食品生产及其他方面。目前国内外工业上所用的-淀粉酶仍多从高等植物中提取，微生物-淀粉酶尚不能投人大规模工业化生产，其原因主要是酶活力低、耐热性差，不能适应啤酒、饴糖生产工艺的要求，因此迫切需要研究高产、热稳定性好的产酶菌株。现在学习的是第69页，共79页2.产酶菌种v多黏芽孢杆菌v巨大芽孢杆菌v蜡状芽
37、孢杆菌v环状芽孢杆菌v链霉菌 现在学习的是第70页，共79页三、糖化酶v 1产酶菌种产酶菌种v主要是霉菌，我国多用红曲霉、黑曲霉以及根霉。v根霉以固体发酵为宜，红曲霉和黑曲霉多以深层液体发酵生产。现在学习的是第71页，共79页2.生产方法v(1)固体发酵法固体发酵法v工艺流程：v试管菌种三角瓶麸曲扩大培养帘子曲种通风制曲成品。v(2)液体深层发酵法液体深层发酵法v工艺流程：v试管斜面种子种子扩大培养发酵过滤浓缩干燥粗酶制剂。现在学习的是第72页，共79页四、异淀粉酶v异淀粉酶又称淀粉-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链
38、淀粉。v此酶产生菌主要是产气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。v我国异淀粉酶的生产多用产气杆菌为产酶菌种，采用液体深层发酵法生产该酶。现在学习的是第73页，共79页第三节 蛋白酶v一、酸性蛋白酶一、酸性蛋白酶v（一）生产菌种：酸性蛋白酶的生产大都采用曲酶。（一）生产菌种：酸性蛋白酶的生产大都采用曲酶。v（二）发酵工艺（二）发酵工艺v发酵培养基、培养条件对产酶的影响、发酵培养基、培养条件对产酶的影响、pH、温度、通风、温度、通风量、氧载体量、氧载体v（三）提取工艺（三）提取工艺v 1.沉淀结晶法沉淀结晶法v 2.离子交换柱层析法离子交换柱层析法现在学习的是第74页，共79页二、中性蛋白酶v（
39、一）生产菌种 谷草芽孢杆菌、地曲霉、灰色链霉菌等。v（二）发酵工艺v（三）提取现在学习的是第75页，共79页三、碱性蛋白酶v（一）生产菌种 地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌等。v（二）发酵工艺v（三）提取现在学习的是第76页，共79页第四节 其它酶类生产（自学）v一、脂肪酶v二、果胶酶v三、纤维素酶v四、葡萄糖氧化酶v五、葡萄糖异构酶v等等现在学习的是第77页，共79页第五节 酶应用新技术v一、固定化酶一、固定化酶v定义 固定化酶（immobilized enzymes）是指被限制或固定在某一局部空间或特定的固体载体上并能发挥作用的一类酶。现在学习的是第78页，共79页v1.固定化酶的优缺点v2.固定化酶的制备原则v3.固定化酶的制备方法v吸附法、共价结合法、交联法、包埋法v4.固定化酶的应用现在学习的是第79页，共79页