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1、模块一模块一 发酵食品生产技术基本知识发酵食品生产技术基本知识模块一 发酵食品基础知识模块二 发酵调味品生产技术模块四 其他发酵食品生产技术模块三 酒类生产技术12343工程工程1 1 发酵食品认知发酵食品认知1.1课程介绍 课程学时安排模块模块单元单元工程工程主要内容主要内容任务典型产任务典型产品生产品生产学时学时6464理论理论3232实践实践3232模块模块一一发酵发酵食品食品基础基础知识知识工程工程1 1发酵食品认发酵食品认知知概念、种类，附加值，开展概念、种类，附加值，开展史，渊源及文化内涵，食品史，渊源及文化内涵，食品发酵特点，食品发酵开展趋发酵特点，食品发酵开展趋势势1 1工程工
2、程2 2食品发酵的食品发酵的原理原理发酵食品与微生物，食品发发酵食品与微生物，食品发酵的生化机制酵的生化机制1 1工程工程3 3发酵条件及发酵条件及过程控制过程控制发酵的一般工艺，影响发酵发酵的一般工艺，影响发酵的条件，过程控制的条件，过程控制2 2模块模块二发二发酵调酵调味品味品生产生产技术技术工程工程1 1酱油生产技术酱油生产技术概述，原料，酱油发酵的基本原理，概述，原料，酱油发酵的基本原理，酱油生产技术制曲、发酵、浸出、酱油生产技术制曲、发酵、浸出、加热与配制、贮存与包装，其他加热与配制、贮存与包装，其他几种发酵技术，酱油产品质量标准几种发酵技术，酱油产品质量标准及检验方法，酱油生产技术
3、经济指及检验方法，酱油生产技术经济指标标4 4工程工程2 2食醋生产技术食醋生产技术概述，原料及其处理，食醋发酵的概述，原料及其处理，食醋发酵的基本原理，糖化发酵剂，食醋生产基本原理，糖化发酵剂，食醋生产技术，其他几种发酵技术，食醋产技术，其他几种发酵技术，食醋产品质量标准及检验方法品质量标准及检验方法果醋生产果醋生产4 46 6工程工程3 3味精生产技术味精生产技术味精概述，谷氨酸生产菌株，谷氨味精概述，谷氨酸生产菌株，谷氨酸的发酵机制，谷氨酸发酵技术，酸的发酵机制，谷氨酸发酵技术，谷氨酸发酵，谷氨酸提取方法，谷谷氨酸发酵，谷氨酸提取方法，谷氨酸制造味精氨酸制造味精2 2工程工程4 4发酵酱
4、类制品生发酵酱类制品生产技术产技术概述，原料，常用菌种及种曲生产，概述，原料，常用菌种及种曲生产，大豆酱生产技术，蚕豆酱生产技术，大豆酱生产技术，蚕豆酱生产技术，面酱生产技术，豆瓣辣酱生产技术，面酱生产技术，豆瓣辣酱生产技术，酱类加工制品酱类加工制品2 2工程工程5 5腐乳生产技术腐乳生产技术概述，原料，豆腐坯生产，豆腐乳概述，原料，豆腐坯生产，豆腐乳发酵，几种地方名、特腐乳介绍，发酵，几种地方名、特腐乳介绍，腐乳质量规格及技术指标腐乳质量规格及技术指标腐乳生产腐乳生产1 14 4工程工程6 6豆豉纳豆丹贝生豆豉纳豆丹贝生产技术产技术豆豉生产，纳豆生产，丹贝生产豆豉生产，纳豆生产，丹贝生产纳豆
5、生产纳豆生产1 12 2模块模块单元单元工程工程主要内容主要内容任务典型产品任务典型产品生产生产学时学时6464理论理论3232实践实践3232模块模块单元单元工程工程主要内容主要内容任务典型产品任务典型产品生产生产学时学时6464理论理论3232实践实践3232模块模块三酒三酒类生类生产技产技术术工程工程1 1白酒生产技术白酒生产技术概述，原料，大曲酒，麸曲酒，小概述，原料，大曲酒，麸曲酒，小曲酒，液态法白酒和低度白酒，白曲酒，液态法白酒和低度白酒，白酒的贮存、勾兑与调味，白酒中有酒的贮存、勾兑与调味，白酒中有害成分与质量标准害成分与质量标准2 2工程工程2 2啤酒生产技术啤酒生产技术概述，
6、原料，麦芽制备，麦芽汁制概述，原料，麦芽制备，麦芽汁制备，啤酒发酵，啤酒包装与成品啤备，啤酒发酵，啤酒包装与成品啤酒，啤酒的品评酒，啤酒的品评2 2工程工程3 3黄酒生产技术黄酒生产技术概述，原料，黄酒发酵的基本原理，概述，原料，黄酒发酵的基本原理，黄酒生产工艺，黄酒的压榨、澄清、黄酒生产工艺，黄酒的压榨、澄清、杀菌和贮存，影响黄酒质量的关键杀菌和贮存，影响黄酒质量的关键因素及控制措施，黄酒的质量标准，因素及控制措施，黄酒的质量标准，著名黄酒酿造工艺著名黄酒酿造工艺酒酿生产，黄酒生酒酿生产，黄酒生产产2 28 8工程工程4 4果酒生产技术果酒生产技术概述，果酒生产原料，果酒生产工概述，果酒生产
7、原料，果酒生产工艺技术，葡萄酒生产技术，几种果艺技术，葡萄酒生产技术，几种果酒生产技术酒生产技术果酒生产果酒生产2 24 4模块模块单元单元工程工程主要内容主要内容任务典型产品任务典型产品生产生产学时学时6464理论理论3232实践实践3232模块模块四其四其他发他发酵食酵食品生品生产技产技术术工程工程1 1发酵乳制品生发酵乳制品生产技术产技术酸乳生产技术，干酪生产技术，酸乳生产技术，干酪生产技术，酸乳饮料生产技术，酸豆乳生酸乳饮料生产技术，酸豆乳生产技术产技术酸乳生产酸乳生产2 24 4工程工程2 2发酵肉制品生发酵肉制品生产技术产技术概述，发酵肉制品生产技术，概述，发酵肉制品生产技术，典型
8、发酵肉制品的制作典型发酵肉制品的制作1 1工程工程3 3发酵果蔬类制发酵果蔬类制品生产技术品生产技术蔬菜发酵，果汁及果实发酵饮蔬菜发酵，果汁及果实发酵饮料，发酵果蔬制品生产质量控料，发酵果蔬制品生产质量控制，发酵果蔬制品的质量规格、制，发酵果蔬制品的质量规格、技术指标及检测技术指标及检测泡菜生产泡菜生产1 14 4工程工程4 4发酵水产品生发酵水产品生产技术产技术蟹酱和虾酱，虾油，鱼露，海蟹酱和虾酱，虾油，鱼露，海胆酱，发酵鱼肉香肠，酶香鱼，胆酱，发酵鱼肉香肠，酶香鱼，国外发酵水产品简介国外发酵水产品简介1 1工程工程5 5发酵食用菌生发酵食用菌生产技术产技术概述，食用菌深层发酵及其制概述，食
9、用菌深层发酵及其制品品1 1运用综合性的先进发酵技术，提高工效，降低成本，不断提高产品质量、产量，开拓、生产新品种食品发酵技术历史悠久发酵食品种类繁多，风味独特，脍炙人口对各种发酵食品的需求量越来越大，对质量的要求也越来越高一、发酵食品技术相关概念食品发酵技术相关概念发酵发酵发酵技术发酵技术发酵食品发酵食品发酵技术发酵技术发酵食品发酵食品发酵工程发酵工程广义：微生物进行的一切活动广义：微生物进行的一切活动狭义：微生物在厌氧条件下，有机物进行彻底分狭义：微生物在厌氧条件下，有机物进行彻底分 解代谢能量的过程解代谢能量的过程人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段人们利用微生物的发酵作用，运用一
10、些技术手段控制发酵过程，生产发酵产品的技术控制发酵过程，生产发酵产品的技术食品的原料经过微生物的作用产生的酶催化代谢食品的原料经过微生物的作用产生的酶催化代谢的产物。的产物。传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、分子修传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、分子修饰等新技术结合并开展起来的现代发酵技术饰等新技术结合并开展起来的现代发酵技术1.2 概念、种类 有些食品如酿酒、酿醋的发酵是以碳水化合物的分解作用为主，有的食品如酱油的发酵则主要是蛋白质的分解作用。传统发酵食品的工艺中微生物类群来源于自然界，而现代科技则采用微生物纯培养技术，这不仅能提高原料利用率，缩短生产周期，而且便于机械化生产，但其产品
11、与传统的名特优珍品比较，有的虽保存了传统产品的某些特点，而其风味却有很大变化，这种现象已在白酒、黄酒、酱油、食醋、腐乳、酱腌菜等的生产中屡见不鲜。二、发酵食品的种类种类种类发酵产品举例发酵产品举例单用酵母菌进行发酵的制品单用酵母菌进行发酵的制品啤酒、葡萄酒及其他果酒、威士忌、白兰地、啤酒、葡萄酒及其他果酒、威士忌、白兰地、甘油、食用酵母等甘油、食用酵母等单用霉菌进行发酵的制品单用霉菌进行发酵的制品糖化酶、蛋白酶、果胶酶、苹果酸、腐乳、糖化酶、蛋白酶、果胶酶、苹果酸、腐乳、丹贝、豆豉等丹贝、豆豉等单用细菌进行发酵的制品单用细菌进行发酵的制品丁酸、乳酸、酸乳、蛋白酶、豆豉、豆腐乳、丁酸、乳酸、酸乳
12、、蛋白酶、豆豉、豆腐乳、果胶酶、淀粉酶等果胶酶、淀粉酶等酵母与霉菌混合使用的发酵制品酵母与霉菌混合使用的发酵制品酒酿、黄酒、酒酿、黄酒、清酒等清酒等酵母与细菌混合使用的发酵制品酵母与细菌混合使用的发酵制品腌菜、奶酒、双菌饮料、酸面包、果醋等腌菜、奶酒、双菌饮料、酸面包、果醋等酵母、霉菌与细菌混合使用制品酵母、霉菌与细菌混合使用制品黄酒、食醋、白酒、酱油、酱类发酵制品等黄酒、食醋、白酒、酱油、酱类发酵制品等所利用微生物的种类二、发酵食品的种类种类种类发酵产品举例发酵产品举例发酵谷物粮食制品发酵谷物粮食制品面包、米酒、黄酒、白酒、食醋等面包、米酒、黄酒、白酒、食醋等发酵豆制品发酵豆制品酸豆奶、豆腐
13、乳、豆酱、酱油、丹贝、纳豆酸豆奶、豆腐乳、豆酱、酱油、丹贝、纳豆等等发酵果蔬制品发酵果蔬制品果酒、果醋、果汁发酵饮料、蔬菜发酵饮料、果酒、果醋、果汁发酵饮料、蔬菜发酵饮料、泡菜等泡菜等发酵肉制品发酵肉制品发酵香肠、培根等发酵香肠、培根等发酵水产制品发酵水产制品鱼露、虾油、蟹酱等鱼露、虾油、蟹酱等其他原料发酵制品其他原料发酵制品食用菌发酵产品、藻类发酵产品等食用菌发酵产品、藻类发酵产品等所利用原料二、发酵食品的种类种类发酵产品举例传统发酵食品白酒、啤酒、酱油、食醋黄酒、葡萄酒、清酒豆酱、泡菜、鱼露纳豆、丹贝、发酵香肠等现代发酵食品柠檬酸、苹果酸、红曲、维生素C、单细胞蛋白醋酸、淀粉酶、蛋白酶、维
14、生素B2、维生素B12真菌多糖、细菌多糖、发酵饮料、食用酵母等传统与现代发酵食品二、发酵食品的种类种类种类发酵产品举例发酵产品举例酿酒工业产品酿酒工业产品啤酒、葡萄酒及其他果酒、威士忌、白兰地啤酒、葡萄酒及其他果酒、威士忌、白兰地等等调味品酿造工业产品调味品酿造工业产品酱油、食醋、豆酱、腐乳、丹贝、豆豉等酱油、食醋、豆酱、腐乳、丹贝、豆豉等有机酸发酵工业产品有机酸发酵工业产品柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、醋酸等柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、醋酸等酶制剂发酵工业产品酶制剂发酵工业产品淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等氨基酸发酵工业产品氨基酸发酵工业产品苏氨酸、谷氨酸、赖氨酸等苏氨酸、谷
15、氨酸、赖氨酸等功能性食品生产工业产品功能性食品生产工业产品葡聚糖、灵芝多糖、微生物油脂、微生态制葡聚糖、灵芝多糖、微生物油脂、微生态制剂等剂等食品添加剂生产工业产品食品添加剂生产工业产品黄原胶、乳酸菌素、红曲色素等黄原胶、乳酸菌素、红曲色素等维生素发酵工业产品维生素发酵工业产品维生素维生素B2B2、维生素、维生素B12 B12、维生素、维生素C C等等核苷酸发酵工业产品核苷酸发酵工业产品ATPATP、IMPIMP、GMPGMP等等菌体制造工业产品菌体制造工业产品单细胞蛋白、食用菌、藻类、酵母等单细胞蛋白、食用菌、藻类、酵母等发酵工业部门的种类二、发酵食品的种类种类种类发酵产品举例发酵产品举例生
16、物代谢产物发酵产品生物代谢产物发酵产品氨基酸、核苷酸、蛋白质、脂类等氨基酸、核苷酸、蛋白质、脂类等酶制剂发酵产品酶制剂发酵产品淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等生物转化发酵产品生物转化发酵产品菌体制造工业产品菌体制造工业产品单细胞蛋白、食用菌、藻类、酵母单细胞蛋白、食用菌、藻类、酵母等等产品性质分类1.3 发酵食品的附加值v1、发酵有利于食品保藏v2、节约能量v3、保健作用v4、增加营养价值1、发酵有利于食品保藏 食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。2、节约能量 当微生物使食品成分发酵时，微生物在发酵过程中取得能量。食
17、品成分到达被氧化程度时，其残留的可为人类利用的能量就被降低了。通过发酵被完全氧化至二氧化碳和水的化合物，对人类不再具有能量价值。然而，大多数受控的食品发酵能产生如醇类、有机酸类、醛类和酮类等重要产品。这些化合物较之原基质仅仅是稍受氧化，因此仍保存原材料的许多潜在的能量。3、保健作用 有些食品经微生物发酵后，不仅产生酸类和醇类等，还可产生某些抗生素如嗜酸乳菌素、乳酸杀菌素等，对于可能侵染食品的一般致病茵有抑制作用。例如在pH值4.5或以下时，肉毒梭状芽孢杆菌不能生长和产生毒素的事实早已被证实。除致病菌外，有时对肠内腐败菌的抑制力也很强，经常吃发酵食品，如酸奶等，酚、胺、靛基质等对机体有毒害作用的
18、腐败产物相应减少。有些发酵食品还具有预防心脑血管疾病、整肠、改善便秘、降低胆固醇、增加免疫功能和抗癌等作用。4、增加营养价值 发酵食品实际上常比未经发酵的原食品更富营养。一方面食品经发酵后可提高某些营养组分如蛋白质等的含量，并提高其吸收率，甚至通过微生物的发酵作用，可产生维生素B1，维生素B2，维生素B6，烟酸和叶酸等，经发酵后食品营养有了很大提高。另一方面，发酵可帮助由不易消化的物质固封在植物结构和细胞内的营养素的释出，这对某些谷类和种子来说尤为重要。通过某些霉菌的发酵，可以裂解不易消化的保护层和细胞壁。霉菌既富含能裂解纤维素的酶，并且霉菌生长可以通过其毛发状菌丝体而渗入食品结构内，这样改变
19、了食品的质地，并使其结构更容易被烧煮或浸渍的水所渗透，同时也容易被人类的消化液所透入。酵母和细菌的酶促作用可产生相同的现象。16761676年年列文虎克Leewenhoch1836183618371837年年Larkutzing1856185618571857年年Pasteur18701870年年Pasteur18801880年年科赫Robert Koch18971897年，年，Buchner布赫纳19281928年，年，Fleming19401940年，年，Florery和和Chain19451945年，抗生素工业年，抗生素工业1.4 发酵工业的微生物技术开展史列文虎克（列文虎克（列文虎克（
20、列文虎克（Leewenhoch,1632-1723Leewenhoch,1632-1723）微生物形态学发展阶段微生物形态学发展阶段微生物形态学发展阶段微生物形态学发展阶段vv荷兰业余科荷兰业余科荷兰业余科荷兰业余科学家，学家，学家，学家，1676167616761676年，年，年，年，用自磨镜片创用自磨镜片创造了一架能放造了一架能放大大 266倍的原倍的原始显微镜，始显微镜，一一一一生制作了生制作了生制作了生制作了419419419419台台台台显微镜；显微镜；显微镜；显微镜；vv发表论文发表论文发表论文发表论文400400400400余篇，余篇，余篇，余篇，375375375375篇寄篇寄
21、篇寄篇寄往英国皇家学往英国皇家学往英国皇家学往英国皇家学会发表。会发表。会发表。会发表。8Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜Anthnoy van Leeuwenhoek1684年寄给皇家协会信的局年寄给皇家协会信的局部内容部内容9Larkutzingvv1836-18371836-1837年年LarkutzingLarkutzing发发现在啤酒的发酵中存在活的现在啤酒的发酵中存在活的生物体，但并未发现发酵与生物体，但并未发现发酵与微生物的关系。微生物的关系。不同时期观察到的酵母菌细胞结构细菌学巴斯德、科赫外科消毒术Lister，1865和乳酸菌的别离 根瘤菌等土壤微生
22、物的研究MW贝，CH维无酵母菌压汁酶功能的发现E.Buchner,1897化学药剂和抗生素发现和临床应用1909-1935酿造技术日趋完美生理学开展阶段生理学开展阶段代表人物和重要事件代表人物和重要事件微生物生理学开展阶段微生物生理学开展阶段 彻底否认了自然发生说证实发酵由微生物引起 巴斯德的功绩免疫学预防接种创造巴氏消毒法无菌营养液出现微生物无菌营养液无生命出现加热无菌营养液无生命出现巴巴 斯斯 德德 的的雁颈瓶实验雁颈瓶实验结论结论1.1.1.1.发酵是由微生物进行发酵是由微生物进行发酵是由微生物进行发酵是由微生物进行的一种化学变化，不的一种化学变化，不的一种化学变化，不的一种化学变化，不
23、同类型的发酵是由形同类型的发酵是由形同类型的发酵是由形同类型的发酵是由形态可以区别的各种特态可以区别的各种特态可以区别的各种特态可以区别的各种特殊的微生物所引起的。殊的微生物所引起的。殊的微生物所引起的。殊的微生物所引起的。2.2.18701870年，年，年，年，PasteurPasteur发发发发现了微生物之间有相现了微生物之间有相现了微生物之间有相现了微生物之间有相互抑制的作用。即拮互抑制的作用。即拮互抑制的作用。即拮互抑制的作用。即拮抗作用。抗作用。抗作用。抗作用。3.3.其间其间其间其间18041804年，法国年，法国年，法国年，法国厨师阿卑特厨师阿卑特厨师阿卑特厨师阿卑特Appert
24、Appert创造了瓶创造了瓶创造了瓶创造了瓶装罐头装罐头装罐头装罐头巴斯德发现免疫现象动物实验动物实验人体实验人体实验几星期后42-43oC下培养的老龄炭疽菌获免疫力37oC下培养的新鲜炭疽菌病犬延髓（几代减毒）被疯狗严重咬伤的9岁男童 16科赫的功绩证实炭疽病因 炭疽杆菌发现结核病原菌结核杆菌科赫法则创造培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立划线法获得单菌落科赫定理图示单菌落结论结论1880188018801880年，发现可以通过稀释把多种微生物别离开年，发现可以通过稀释把多种微生物别离开年，发现可以通过稀释把多种微生物别离开年，发现可以通过稀释把多种微生物别离开来，建立了单种微生物的
25、别离和纯培养技术。来，建立了单种微生物的别离和纯培养技术。来，建立了单种微生物的别离和纯培养技术。来，建立了单种微生物的别离和纯培养技术。建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃薯块上的培养技术改为明胶平板薯块上的培养技术改为明胶平板薯块上的培养技术改为明胶平板薯块上的培养技术改为明胶平板1881188118811881和和和和 琼脂琼脂琼脂琼脂平板平板平板平板1882188218821882显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许多染色方法、显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许
26、多染色方法、显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许多染色方法、显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许多染色方法、悬滴培养法以及显微摄影技术。悬滴培养法以及显微摄影技术。悬滴培养法以及显微摄影技术。悬滴培养法以及显微摄影技术。利用平板别离方法找到并别离许多传染病的病源利用平板别离方法找到并别离许多传染病的病源利用平板别离方法找到并别离许多传染病的病源利用平板别离方法找到并别离许多传染病的病源菌炭疽、结核、链球、菌炭疽、结核、链球、菌炭疽、结核、链球、菌炭疽、结核、链球、1884188418841884年提出了科赫法则年提出了科赫法则年提出了科赫法则年提出了科赫法则KochKochKochKoch s ost
27、ulatess ostulatess ostulatess ostulates：病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；纯培养物接种后染病；可重新别离再培养。纯培养物接种后染病；可重新别离再培养。纯培养物接种后染病；可重新别离再培养。纯培养物接种后染病；可重新别离再培养。Joseph Lister,18271912首创首创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防术后感染，为防腐、具以防术后感染，为防腐、消毒消毒，以及无菌操作奠定了基础。以及无
28、菌操作奠定了基础。1878年，李斯特别离乳酸链球菌时用注射器和酒杯培养装置BuchnerBuchner（布赫纳）（布赫纳）（布赫纳）（布赫纳）1897 1897 1897 1897年，年，年，年，BuchnerBuchnerBuchnerBuchner布布布布赫纳赫纳赫纳赫纳说明了说明了说明了说明了发酵的化学本发酵的化学本发酵的化学本发酵的化学本质质质质。即发酵是由酶引起的一。即发酵是由酶引起的一。即发酵是由酶引起的一。即发酵是由酶引起的一类化学反响。类化学反响。类化学反响。类化学反响。实验：酵母菌细胞用石英砂磨碎制实验：酵母菌细胞用石英砂磨碎制实验：酵母菌细胞用石英砂磨碎制实验：酵母菌细胞用
29、石英砂磨碎制成酵母汁成酵母汁成酵母汁成酵母汁 应用于医学应用于医学应用于医学应用于医学+白砂白砂白砂白砂糖防腐糖防腐糖防腐糖防腐 意外发现发酵意外发现发酵意外发现发酵意外发现发酵 这是无生物细胞体系发酵的这是无生物细胞体系发酵的这是无生物细胞体系发酵的这是无生物细胞体系发酵的最初例子。最初例子。最初例子。最初例子。FlemingFleming1928192819281928年，年，年，年，FlemingFleming发发发发现了现了现了现了青霉素青霉素青霉素青霉素，开创了好气开创了好气开创了好气开创了好气性发酵工程，性发酵工程，性发酵工程，性发酵工程，建立了通风建立了通风建立了通风建立了通风搅
30、拌技术。搅拌技术。搅拌技术。搅拌技术。弗莱明(18811995)英国细菌学家19281928年，年，FlemingFleming将其将其将其将其命名为：青霉素命名为：青霉素命名为：青霉素命名为：青霉素 霉菌菌落周围出现抑制萄葡球菌生长的抑制现象产黄青霉菌落细菌生长抑制区域正常细菌生长区域-抗生素的发现19401940年，年，FloreryFlorery和和ChainChain：碘黄青霉中得到了纯品青霉素，继而放线碘黄青霉中得到了纯品青霉素，继而放线菌菌链霉素，金、土、卡那、红、新、链霉素，金、土、卡那、红、新、庆大庆大.等相继发现。等相继发现。19841984年达年达90009000多种。多种
31、。19451945年，抗生素工业发酵工业正式兴起年，抗生素工业发酵工业正式兴起FloreryFlorery和和和和ChainChainJ.D.Waston,H.F.C.Crick发现DNA双螺旋模型分子生物学开展阶段成熟期Watson Watson 和和和和 Crick Crickvv1956195619561956年，年，年，年，Watson Watson 和和和和 CrickCrick发现发现发现发现DNADNADNADNA双双双双螺旋结构，为微生物螺旋结构，为微生物螺旋结构，为微生物螺旋结构，为微生物遗传学及育种技术的遗传学及育种技术的遗传学及育种技术的遗传学及育种技术的研究带来极大开展
32、研究带来极大开展研究带来极大开展研究带来极大开展。分子生物学开展阶段成熟期特点微生物学成为十分热门的前沿基础学科微生物成为生物学研究中的最主要对象生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术氨基酸生产菌种氨基酸生产菌种v1956年，的士下祝郎利用发酵法制造了Glu。v至今22种氨基酸用发酵法生产，其中18种直接发酵，4种用酶转化法生产。v食品发酵是一门古老而又现代的技术，结合了神秘的传统、古老的文化和变化无穷的生物技术。v文化底蕴深厚、产品形态多种多样、技术手段推陈出新、理论研究和技术创新永无止境。1.5 发酵食品的渊源及其文化内涵vv 最早的发酵产品据记载起源与最早的发酵产品据记载起源与5000B
33、C5000BC。据记载最早。据记载最早的发酵食品应是酒类，通常认为是的发酵食品应是酒类，通常认为是wine,wine,因为大自然中因为大自然中具备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。具备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。在在 传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源的传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源的多样性，便有了多种多样的发酵食品。多样性，便有了多种多样的发酵食品。vv5000-6000BC5000-6000BCwinewine、黄酒、白酒、黄酒、白酒、CheeseCheesevv4000BC4000BCBeerBeer，至古埃及即出现了麦芽糖化，至古埃及即出现了麦
34、芽糖化。vv酱油等调味品酱油等调味品vv白酒：农业社会粮食节余，生霉、发酵、蒸馏而得白酒：农业社会粮食节余，生霉、发酵、蒸馏而得古 老：38383838n n古老的发酵食品自产生以来，长时间内停留在自然古老的发酵食品自产生以来，长时间内停留在自然酿造阶段。即知其然而不知其所以然，通常以经验酿造阶段。即知其然而不知其所以然，通常以经验掌握。由于节气、环境的变化即决定了产品的成败，掌握。由于节气、环境的变化即决定了产品的成败，因此食品酿造甚至被赋予很多神秘色彩，甚至出现因此食品酿造甚至被赋予很多神秘色彩，甚至出现了对曲的顶礼膜拜，与一些祭祀活动也连起来。由了对曲的顶礼膜拜，与一些祭祀活动也连起来。
35、由于其发酵的机理一直未能充分揭示，因此发酵技术于其发酵的机理一直未能充分揭示，因此发酵技术也迟迟未能进一步发扬光大和合理调控。直到巴斯也迟迟未能进一步发扬光大和合理调控。直到巴斯德、科赫等人的工作成果推动了微生物发酵及工艺德、科赫等人的工作成果推动了微生物发酵及工艺调控的推陈出新。调控的推陈出新。现 代：n尽管如此，食品发酵与酿造仍然有许多难以解决的实际问题，例如许多工程方面的研究经验还缺乏，还没有归纳为系统的理论，许多产品的发酵过程中的问题尚难以解决，很多问题有待研究探讨。难以解决的实际问题v 丝状真菌的发酵霉菌、放线菌：由于没有完善的理论指导，因而还没有满意的设计和放大方法，而霉菌、放线菌
36、又是发酵工业中占重要地位的菌类。v连续发酵的理论虽然研究很多，但许多生产实际问题仍然未能解决，由于菌种的突变、微生物的复杂性和多样性以及试验工艺条件的不稳定性和局限性等问题，除了酵母、啤酒、酒精、丙酮、丁醇、葡萄糖酸的发酵和活性淀粉的处理采用连续发酵外，大规模生产上极少采用。难以解决的实际问题 关于酒曲，“千年酒窖万年糟之说，引起了国内外研究者的浓厚兴趣。v与许多民族文化融为一体：英国的Whisky荷兰的Cheese俄国的黑面包大脸面包德国的啤酒中国的白酒 的清酒法国的香槟文化内涵：中国的酒文化，出现了各时代以酒为载体的诗词歌赋，“借酒吟诗、“以诗言志。陶渊明的诗几乎诗诗有酒桃花源记李白105
37、0首诗中170首借酒诗狂杜甫1400余首诗中300余首借酒消愁欧阳修的醉翁亭记“醉翁 琅琊山工艺方面：踩曲边踏边唱、红高粱、的酒曲听音乐即“陈化 等文化内涵：与化学工业相比，食品发酵与酿造的特点：n安全简单n原料广泛n反响专一n代谢多样n易受污染n菌种选育1.6 食品发酵的特点1、采用多种原料，且多以淀粉质原料为主。v植物性原料：麦：beer、bread、格瓦斯Kowas 豆：酱油、豆豉、腐乳ToFo、Temph、纳豆水果：酒、果醋菜：Kimichi朝鲜茶叶：红茶、茶菌海宝，醋酸菌、酵母、乳酸菌+红茶水+糖v动物性原料：乳：酸奶、Cheese、Kurmiss、Ketir肉：香肠、沙拉米Sala
38、mi 等 我我 酵食品的工艺特色：酵食品的工艺特色：2 2、多菌种混合发酵，且多以霉菌为主的微生物群。国外多以细菌、乳酸菌 3、工艺复杂、多用曲：董酒生产制的曲用72味中药。曲Koji4、多为固态发酵：醅、醪47474747我我 酵食品的工艺特色：酵食品的工艺特色：v利用基因工程技术有选择地创造物种新型微生物资源。v固定化酶和固定化细胞的生产和应用。v生物传感器的研究与设计，开展发酵与酿造的过程控制技术。v生物代谢产物的别离提取和纯化技术v大规模的连续发酵工艺的建设和优化。1.7 食品发酵开展趋势v1972年，Berg和Jackson等人将猿猴病毒基因组SV40DNA、噬菌体的Gene及Eco
39、li半乳糖探纵子在体外重组获得成功。人们的第一反响是禁止。可能为自然界创造一个不可预知的危险物种，导致人类灭顶之灾。v安全可靠性分子医学：基因治疗免疫缺陷症1990，1991人类基因组1.7 食品发酵开展趋势2.1发酵食品与微生物发酵食品与酵母菌发酵食品与细菌发酵食品与霉菌其他微生物工程2食品发酵的原理 酵母广泛分布于自然界中，有几百种，它是生产中应用较早和较为重要的一类微生物，主要用于面包发酵、酒精制造和酿酒中。在酱油、腐乳等产品的生产过程中，有些酵母菌和乳酸菌协同作用，使产品产生特有的香味。发酵食品与酵母菌1、酿酒酵母 酿酒酵母又名啤酒酵母。为子囊菌纲，内孢霉目，酵母菌科，酵母菌属。细胞呈
40、圆形、椭圆形、卵形、腊肠形。营养细胞可直接形成子囊，每一子囊有泡子14个，圆形、光面。2、球拟酵母 3、面包酵母4、卡尔斯伯酵母5、汉逊酵母属发酵食品与酵母菌酵母菌酵母菌啤酒酵母啤酒酵母面包面包酵母酵母 发酵食品与细菌细菌在自然界分布甚广，特性各异，在这类菌中有的是发酵工业的有益菌，有的是有害菌。大肠杆菌大肠杆菌芽孢杆菌芽孢杆菌此菌属幼龄菌为革兰氏阴性杆菌，老龄菌经革兰氏染色后常为阳性，无芽孢，能运动或不能运动，需氧，有较强的氧化能力，能将乙醇氧化为醋酸。虽然对制醋工业有利，但是对酒类及饮料生产有害。一般在发酵的粮食、腐败的水果、蔬菜及变酸的酒类和果汁中常出现本属细菌。醋酸杆菌属中科中科AS1
41、.41醋酸菌醋酸菌沪酿沪酿1.01醋酸菌醋酸菌醋化醋杆菌醋化醋杆菌恶臭醋酸菌恶臭醋酸菌许氏醋酸杆菌许氏醋酸杆菌胶膜醋酸杆菌胶膜醋酸杆菌此菌为革兰氏阳性杆菌，不能运动，菌体呈杆状，链状排列，常在牛乳和植物产品中发现。在乳酸、酸乳、干酪等乳制品的生产中常用。乳酸杆菌属德氏乳杆菌德氏乳杆菌 乳酸乳杆菌乳酸乳杆菌保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌干酪乳杆菌干酪乳杆菌此菌属为革兰氏阳性球菌，呈短链或长链状排列，其中有些事制造发酵食品有用的发酵菌种。链球菌属嗜热链球菌嗜热链球菌乳链球菌乳链球菌粪链球菌粪链球菌此菌为革兰氏阳性杆菌，需氧、能产生芽孢。在自然界分布很广，在土壤及空气中尤为常见。其中枯草杆菌是著名的分
42、解蛋白酶及淀粉酶的菌种，纳豆杆菌是豆豉的生产菌；多黏芽孢杆菌是生产多黏菌素的菌种。有的菌株也会引起米饭及面包腐败变质。芽孢杆菌属蜡状芽孢杆菌蜡状芽孢杆菌 发酵食品与霉菌霉菌是真菌的一局部，在自然界分布极广，的约有5000种以上，在发酵食品中经常使用的有以下几种。曲霉属红曲霉属毛霉属根霉属此菌菌丝常呈黑、棕、黄、绿、红等颜色。营养菌丝匍匐生长于培养基的外表，无假根，菌丝具有横隔膜，为多细胞菌丝。发酵食品及酿酒工业中常应用的黄曲霉群及黑曲霉是较著名的曲霉。曲霉属曲霉属米曲霉：菌落初期为白色，质地疏松，继而变为黄褐色至淡绿色，不呈真正绿色。产生淀粉酶和蛋白酶的能力较强。用应于酿酒及酱和酱油的生产，一
43、般情况下不产生黄曲霉毒素。黑曲霉：菌落初期为白色，常出现黄色区域，厚绒状物质，黑色，反面无色或中央局部略带黄褐色。这类菌在自然届分布极广，能生长于各种基质上产生糖化酶、果胶酶。可广泛用于酒及酒精工业生产中作为糖化剂，也是生产柠檬酸的优良菌种。黄曲霉：早期为黄色，然后变为黄绿色，老熟后呈褐绿色。产生液化型淀粉酶的能力比黑曲霉强，蛋白质分解能力仅次于米曲霉。红曲霉属红曲科。菌落初期为白色，以后呈淡粉色、紫红色或灰黑色，通常都能形成红色素。可以利用多种糖类或酸类为碳源，能同化硝酸钠、硝酸铵、硫酸铵，而以有机胺为最好的氮源。能产生淀粉酶、麦芽糖酶、蛋白酶、柠檬酸、琥珀酸、乙醇等。可作为食品加工中天然色
44、素的来源。如红腐乳、饮料、肉类加工中的红曲米。用于酿酒、制醋、食品染色剂和调味剂。毛霉属毛霉的外形呈毛状，菌丝细胞为无横隔、单细胞组成，出现多核，菌丝呈分支。毛霉具有分解蛋白质功能，如用来制造腐乳，可使腐乳产生芳香物质和蛋白质分解物鲜味。某些菌种具有较强的糖化力，可用于酒精和有机酸工业原料的糖化和发酵。在豆腐乳生产过程中最常用的有五通桥毛霉，中科院编号为AS3.25。最适生长温度为2025，最适pH值为67。主要产生蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶。鲁氏毛霉总状毛霉2.2 食品发酵的生化机制v大多数发酵食品的发酵步骤可构成一个单元操作，其前后分别衔接其他的食品制造单元操作。各种产品在生产工艺上都存在着某
45、些共同点，比方在原料的选择、加工、制曲、发酵、后处理等方面都有相似之处。以上三个阶段在不同的食品发酵中，通过对发酵工艺操作的 不同控制，从而决定发酵最终产物。原料原料第一第一阶段阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段淀粉的降解淀粉的降解蛋白质的降解蛋白质的降解脂肪的降解脂肪的降解纤维素的降解纤维素的降解半纤维素的降解半纤维素的降解木质素及芳香物质的降解木质素及芳香物质的降解其他物质的降解其他物质的降解醇类的形成醇类的形成有机酸的形成有机酸的形成酯类的形成酯类的形成氨基酸的形成氨基酸的形成脂肪酸的形成脂肪酸的形成芳香族化合物的形成芳香族化合物的形成其他物质的形成其他物质的形成产物再平衡产物再平衡这
46、一阶段可以称为大分子降解阶段，也可称液化阶段。原料中固有的酶和微生物产生的酶同时水解有机质。当原料润水开始，它自身激活的酶便水解有机质。另外，物料本身就是一种选择性培养基，通过微生物的生长繁殖及其代谢活动造成原料的逐步降解。而参与的微生物大致可分为淀粉分解菌、蛋白质分解菌、果胶分解菌、纤维素分解菌和脂肪分解菌等。1、大分子降解阶段2、代谢产物形成阶段3、产物再平衡、产物再平衡一发酵食品形成的三个阶段在原料降解的同时产生了各种各样的代谢产物，为了表达方便将它称为第二阶段：代谢产物形成阶段。它决定了发酵产物的最终去向。代谢产物形成后，通过各种纵横交错的途径使产物组成基本平衡。形成特定的发酵食品。1
47、淀粉的降解2蛋白质的降解3纤维素及半纤维素和果胶的降解4类脂化合物及芳香族化合物的降解1、大分子降解阶段二食品发酵三阶段的主要生化机制1淀粉的降解n淀粉是由淀粉是由D D葡萄糖以葡萄糖以-糖苷键连接糖苷键连接而成的高分子化合物。天然淀粉有两而成的高分子化合物。天然淀粉有两种结构即直链淀粉和支链淀粉。淀粉种结构即直链淀粉和支链淀粉。淀粉在植物细胞内以淀粉粒形态存在，直在植物细胞内以淀粉粒形态存在，直链淀粉和支链淀粉的比例视植物的种链淀粉和支链淀粉的比例视植物的种类和品种而异，一般直链淀粉为类和品种而异，一般直链淀粉为15152525，支链淀粉为，支链淀粉为75758585。1、大分子降解阶段淀粉
48、的一般性质淀粉的一般性质淀粉的物理性质淀粉的物理性质 淀粉为白色粉末，吸湿性较强，提取的纯支淀粉为白色粉末，吸湿性较强，提取的纯支链淀粉易溶于冷水中，而直链淀粉则不溶。链淀粉易溶于冷水中，而直链淀粉则不溶。淀粉的化学性质淀粉的化学性质 淀粉与碘发生灵敏的颜色反响，直链淀粉呈淀粉与碘发生灵敏的颜色反响，直链淀粉呈深蓝色，支链淀粉呈蓝紫色。深蓝色，支链淀粉呈蓝紫色。淀粉的一般性质淀粉的糊化 淀粉在适当的温度下，一般6080 时，在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的过程，称为淀粉糊化。淀粉糊化的本质就是淀粉中有序或无序的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中形成糊状的胶体溶液。淀粉的老化 淀粉溶液经缓慢
49、冷却，或淀粉凝胶经长期放置，会变得不透明甚至产生沉淀的现象，称为淀粉的老化。其本质就是糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密的、高度晶化的不溶性的淀粉分子微束。老化的淀粉不易被淀粉酶作用。淀粉酶的分类淀粉酶的分类淀粉酶、淀粉酶、淀粉酶、淀粉酶、淀粉酶淀粉酶产生淀粉酶的主要微生物产生淀粉酶的主要微生物细菌：如枯草杆菌细菌：如枯草杆菌淀粉酶、嗜热脂肪芽孢淀粉酶、嗜热脂肪芽孢杆菌杆菌淀粉酶淀粉酶霉菌：米曲霉、黑曲霉霉菌：米曲霉、黑曲霉淀粉酶淀粉酶有些酵母在一定条件下能产生淀粉酶有些酵母在一定条件下能产生淀粉酶 2蛋白质的降解n蛋白质的水解是指在酶的催化下，加水分解，使蛋白质中的肽键断裂，最后生成氨基
50、酸的过程。3纤维素及半纤维素和果胶的降解n纤维素酶包括芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、曲霉、青霉、根霉等。n分解半纤维素酶与纤维素酶差不多。n果胶酶有果胶酯酶、果胶水解酶、果胶裂解酶。4类脂化合物及芳香族化合物的降解n类脂化合物包括脂肪、磷酸、游离脂肪酸、蜡类、油类等。n类脂化合物水解的产物主要有脂肪酸和甘油。n微生物对芳香族化合物的作用主要是使发酵食品产生香味的物质。2、代谢产物形成阶段在这一阶段微生物在好氧及厌氧、高温及低温、前期或后期等条件下，将大分子原料降解的同时进一步将降解产物转化。1醋酸 2乳酸 不挥发酸，使食品具有浓厚感，并具有特有的滋味。3乙醇 目前主要是酵母菌发酵法经EMP途径得到乙