发酵工业常用霉菌介绍
发酵工业中常用常见的酵母菌
发酵工业中常用常见的酵母菌（一）酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）这是发酵工业上最常用的菌种之一（图2-84）。
按细胞长与宽的比例可将其分为三组。
1）细胞多为圆形或卵形，长与宽之比为1～2。
这类酵母除了用于酿造饮料酒和制作面包外，还用于乙醇发酵。
其中德国2号和12号（RasseII和RasseXII）最有名，但因其不能耐高浓度盐类，故只适用于以糖化的淀粉质为原料生产乙醇和白酒。
2）细胞形状以卵形和长卵形为主，也有些圆形或短卵形细胞，长与宽之比通常为2。
常形成假菌丝，但不发达也不典型。
这类酵母主要用于酿造葡萄酒和果酒，也可用于酿造啤酒、蒸馏酒和酵母生产。
葡萄酒酿造业称此为葡萄酒酵母（Sac．ellisoideus）。
3）大部分细胞长宽之比大于2，它以俗名为台湾396号酵母为代表。
我国南方常将其用于糖蜜原料生产乙醇。
其特点为耐高渗压，可忍受高浓度盐类。
该酵母原称魏氏酵母（Sac．willanus）。
在啤酒酿造中最早采用的酵母是卡尔斯伯啤酒厂的E．C．Hansen（1842～1909年）在1883年分离的卡尔斯伯酵母（Saccharomyces carlsbergensis），这是一种底面发酵酵母。
酿酒酵母也可用于啤酒酿造，但属上面发酵酵母，这两种酵母发酵的过程和啤酒风味都有所不同。
目前在分类上皆采用酿酒酵母的学名。
底面发酵酵母其细胞为圆形或卵圆形，直径为5～10μm。
它与酿酒酵母在外形上的区别是，卡氏酵母部分细胞的细胞壁有一平端。
另外，温度对这两类酵母的影响也不同。
在高温时，酿酒酵母比卡氏酵母生长得更快，但在低温时卡氏酵母生长较快。
酿酒酵母繁殖速度最高时的温度为33℃，而卡氏酵母需在36℃。
但在8℃时卡氏酵母较酿酒酵母繁殖速度几乎快一倍。
（二）异常汉逊酵母（Hansenula anomala）细胞为圆形，直径4～7μm，椭圆形成腊肠形，大小为（2.5～6）μm×（4.5～20）μm，甚至有长达30μm的长细胞，多边芽殖，发酵，液面有白色菌醭，培养液混浊，有菌体沉淀于管底（图2-85）。
霉菌在白酒生产中的作用
霉菌在白酒生产中的作用霉菌在白酒生产中的作用霉菌属于好氧真菌，亦称丝状真菌，是工农业生产上极其重要的一类微生物，也是历史上应用较早的微生物。
霉菌在白酒生产中不可或缺，在白酒酿造过程中起着至关重要的作用。
霉菌在白酒酿造过程中主要作用于发酵前期，它主要为发酵过程提供淀粉酶和糖化酶，同时还能代谢一定量的蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶等。
根霉、曲霉就是酿造工业中最常见的糖化菌。
这些酶能够分解原料中大分子营养物质，以供其他微生物生长和代谢。
同时，部分霉菌还能产生柠檬酸、琥珀酸及乙酸等有机酸，有些霉菌还有产乙醇能力。
常见的霉菌有根霉、曲霉、毛霉和红曲霉等。
随着生物技术的进步，关于霉菌的研究越来越多，对其功能的探索也越来越深入，很多科研单位和白酒企业都在发掘性能优良的霉菌菌株，尝试利用这些菌株来促进白酒的生产。
曾婷婷等人从特香型白酒大曲中分离、富集了根霉菌液，将其应用于白酒生产，研究根霉对特香型白酒各主要风味成分的影响。
结果表明，制备的根霉菌液浓度为1.84 mg/ml，根霉菌液的使用能有效增加白酒中乙醛含量的增加，当菌液用量为25mL时，能提高酒基中总酸及各主要风味物质的含量。
洋河酒厂从大曲中分离得到的一株华根霉,可发酵产酯化酶, 经选育后, 己酸乙酯合成酶的活力非常高。
通过这株华根霉发酵生产了酯化液，用此酯化液经特殊工艺脱水浓缩而成的特殊调味酒, 微量成分远远超过其它工艺生产的调味酒。
用以调酒,可去除酒精和香料味, 降低了生产成本, 同时改善了酒的品质, 提高了新型白酒的质量。
众多的研究结果均表明，利用优良的霉菌菌株来促进白酒发酵及提高白酒品质具有很好的可行性和可操作性。
当前，质量稳定且性能优良的霉菌类产品相对较少，安琪公司生产的根霉，酶活性高，在发酵过程中添加后，可有效的促进粮醅的液化糖化，提高出酒率的同时还能改善酒质，效果明显。
对白酒中霉菌的研究，不能只停留在野生菌株的分离上。
采用分子生物学和现代微生物育种技术，选育出新型的霉菌，如糖化液化力强且能大量代谢乙醇的霉菌，直接取代酒酵母，或者耐高温耐酸、存活时间更长的霉菌，这样就能分泌更多酶，提高原料里的淀粉利用率等。
面包链霉菌在微生物发酵行业中的应用
面包链霉菌在微生物发酵行业中的应用微生物发酵是一种利用微生物在合适条件下进行代谢，以生产需要的物质的过程。
这种过程在食品、医药、化工等领域都有广泛的应用。
面包链霉菌也是微生物发酵过程中常用的一种微生物。
本文将从面包链霉菌的生物特性，生产方法以及在食品、饮料等行业中的应用等方面进行介绍。
一、面包链霉菌的生物特性面包链霉菌是一种革兰氏阳性菌，传统上被归类为真菌门放线菌目链霉菌科的一种。
它在自然界中广泛分布，特别是在土壤、泥土、沉积物、皮层和倒水的污泥等环境中。
面包链霉菌能够在较宽的温度和pH范围内生长，适宜的温度为25℃-40℃，最适温度为30℃-37℃；适宜的pH值为5-9，最适pH值为7.0-7.5。
它的菌株种类较多，但以链霉菌JCM1467、链霉菌JCM1468等标准菌种最常用。
二、面包链霉菌的生产方法在生产中，面包链霉菌主要是通过发酵方法进行生产。
发酵基质包括各种复合碳水化合物，如淀粉、葡萄糖、麦芽糖、糖蜜等。
发酵过程包括发酵液的准备、发酵、分离、粗提、精制等步骤。
发酵液中产生的面包链霉菌菌丝和胞体可被离心、过滤、柱层析、逆流等方法分离出来，形成发酵液的粗提液。
粗提液再经过柱层析、纯化等方法处理，得到纯化菌种。
三、面包链霉菌在食品饮料行业的应用1、葡萄酒中的应用在酿造葡萄酒的过程中，面包链霉菌被广泛应用。
它能够降低葡萄酒中的苹果酸含量，增加酒的风味和质量。
在葡萄汁的发酵过程中，面包链霉菌可以分解苹果酸为乳酸和酒石酸，从而改善葡萄酒的口感和质量。
2、利用面包链霉菌生产酸奶或发酵牛奶面包链霉菌可以在牛奶中进行发酵作用，制成酸奶或发酵牛奶。
这种方法可以增加牛奶的营养价值，增加牛奶口感的多样化。
同时这种方法还可以在制作饮品时起到增稠、增香的作用。
3、在发酵面包中的应用在发酵面包的制作过程中，加入面包链霉菌可以提高面包的品质和口感。
面包链霉菌可以分解淀粉为糖类物质，并进一步进行发酵作用，使面包在烘烤时呈现出黄色的外壳和空心的内部，并呈现出芳香的风味。
还有哪些真菌对发酵起作用
还有哪些真菌对发酵起作用
除了酵母菌外，还有其他几种真菌在发酵过程中也起到了重要的作用。
1.曲霉：曲霉是一类重要的真菌，广泛应用于食品和工业发酵中。
例如，米曲霉
可以用于制作酱油、米酒等，黑曲霉可以用于制作糖化酶，黄曲霉则常用于面包和糕点的发酵。
2.根霉：根霉在传统和工业发酵中都扮演着重要角色。
例如，毛霉和鲁氏接合菌
都是根霉，常用于制作腐乳、豆豉等食品。
3.毛霉：毛霉在制作豆腐乳和豆豉等食品时起到重要作用，它能产生蛋白酶和脂
肪酶，促进蛋白质和脂肪的分解。
4.红曲霉：红曲霉广泛应用于食品和药品的发酵，例如红曲米的生产。
5.青霉：青霉在某些类型的干酪制造中起到重要作用，它能产生多种酶类，如蛋
白酶、脂肪酶等，促进干酪的成熟。
6.木霉：木霉是木材腐朽菌，在某些类型的木材腐朽中起到关键作用。
这些真菌在发酵过程中起到了重要的作用，不仅提高了食品的口感和营养价值，还为食品工业的发展提供了重要的技术支持。
【发酵工艺学总论】第二章_工业发酵菌种
代表微生物类型 革兰氏阳性球菌
高产培养基设计的几个原则
制备一系列的培养基，其中有各种类型的养分成为 生长限制因素； 使用一聚合或复合形式的生长限制养分； 避免使用容易同化的碳源或氮源，防止分解代谢物 阻遏； 确定含有所需的辅因子（Co2+,Mg2+,Mn2+,Fe2+）； 使用pH缓冲剂以减少pH变化； 前体、促进剂及抑制剂的采用。
酶发酵生产常用的微生物
微生物
枯草芽孢杆菌 大肠杆菌 黑曲霉 米曲霉 青霉 木霉 根霉
生产的酶类
α -淀粉酶、蛋白酶、β -葡聚糖酶、碱性磷酸酶等 谷氨酸脱羧酶、天冬氨酸酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等 糖化酶、 α -淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢 酶、核糖核酸酶、脂肪酶、纤维素酶等 糖化酶和蛋白酶、氨基酰化酶、磷酸二酯酶、果胶酶等 葡萄糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶、磷酸二酯酶、脂肪酶、凝乳酶、核 酸酶等 纤维素酶等 糖化酶、 α -淀粉酶、转化酶、酸性蛋白酶、核糖核酸酶、脂肪酶、果 胶酶、纤维素酶等
样品的预处理
目的：提高分离效率 方法：
物理方法：热处理（减菌）；膜过滤法（浓缩）； 离心法（浓缩） 化学方法：通过在培养基中添加某些化学成分来增加特
定微生物的数量。
几丁质——放线菌；CaCO3——嗜碱性放线菌
诱饵法
石蜡、花粉、蛇皮、毛发等
分离方法的选择
根据目的菌有无选择性特征来选择分离方法 菌种的营养特征独特 选择性分离 生长特征独特 无选择性特征 根据产物的特征进行 随机分离
增加混合菌群中所需菌株数量的一种技术 技术特点：给混合菌群提供一些有利于目的菌株生长 或不利于目的菌以外的其他菌型生长的条件 培养方式 分批培养方式：以最大比生长速率 （μmax）筛选， 存在选择压力的控制、移种时间和次数等问题 连续培养方式：以比生长速率（ μ）筛选
霉菌及其应用
霉菌的应用C中国大学M O O CC中国大学M O O CC中国大学M OOCC中国大学MOOCC中国大学MOOCC中国大学M O O CC中国大学M O O CC 中国大学M O OC霉菌的结构多样、种类繁多，与人类的生产、生活关系密切，是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。
利用霉菌可以生产制造许多种有用的产品。
发酵工业上常用的霉菌✓毛霉✓根霉✓曲霉✓青霉O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学M O O C 中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MO O C中国大学MO OC中国大学M O O C中国大学M OO C中国大学MOO C 中国大学M OOC 中国大学M O O C中国大学M OO C中国大学MO O C 中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学M OO C中国大学MO O C 中国大学MO O C中国大学MO O C中国大学M OO C中国大学MO O C 中国大学MO O C中国大学M O O C中国大学M OO C中国大学M毛霉属中的许多种类能产生蛋白酶，分解蛋白质的能力很强。
✓制作腐乳时，前期的发酵主要是在豆腐坯上培养毛霉，令其充分生长并形成蛋白酶，蛋白酶催化豆腐中的蛋白质的分解。
✓制作豆豉时，豆坯上培养的毛霉菌以总状毛霉为主，兼有其他霉菌与某些分泌纤维素酶的霉菌及一些蛋白质分解能力强的细菌。
四川潼川豆豉、永川豆豉等均属毛霉型豆豉。
✓毛霉还可以用来转发甾体化合物，甾体化合物具有多种生物活一、毛霉O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学MO OC 中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学MO O C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MO O C 中国大学MOOC 中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MOOC 中国大学M OOC 中国大学M OO C中国大学M O O C中国大学MOO C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MOO C中国大学M O OC中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学MOO C 中国大学M OO C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学M米根霉黑根霉二、根霉根霉是酿造工业的常见菌种。
发酵工业菌种概述
发酵工业化菌种的要求
能够利用廉价的原料,简单培养基，大量高效地合成产物。 有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可
操作性要强。 遗传性能要相对稳定。 不易感染它种微生物或噬菌体。 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病
菌无关。 生产特性要符合工艺要求。
发酵工业菌种概述
未培养微生物 是指迄今所采用微生物纯培养分离方法还未获得
的纯培养微生物，其在自然环境微生物群落中占有 非常高的比例，约为99％。
一些极端微生物，例如：高温、高压、低温、高 盐、高辐射、极强酸碱环境。
研究方法：模拟自然培养法、宏基因组分析法 （metagemomic analysis）
发酵工业菌种概述
• 细菌类：
短杆菌：GA, Gln, lys…… 枯草芽孢杆菌：淀粉酶（BF7658）、碱性 蛋白酶等
地衣芽孢杆菌：HASS(耐高温α-淀粉酶) 苏 云金芽孢杆菌：BT生物农药…… 梭状芽孢杆菌：丙酮、丁酸等的发酵
发酵工业菌种概述
放线菌：各种抗生素：链霉素、金、土、 庆大、卡那霉素等 链霉菌属：小单孢菌属 链霉素：灰色链霉菌、 氯霉素：委内瑞拉链霉菌 卡那霉素：卡那霉素链霉菌 葡萄糖异构酶：密苏里游动放线菌 庆大霉素：绛红小单孢菌、棘孢绛红小单
பைடு நூலகம்
发酵工业菌种概述
酵母菌 1 啤酒酵母：酿酒酵母、辅酶类物质的发酵 酒精酵母： 汉逊酵母：乙酸乙酯的发酵 假丝酵母：scp生产，石油发酵 担子菌：抗癌药物-1，2-B-葡萄糖苷酶 藻类 保健食品：螺旋藻
发酵工业菌种概述
霉菌 ：曲霉属、青酶属、 黑曲霉：柠檬酸工业、酿酒业（UV-11,UV-48）、 酶制 剂工业（糖化酶） 黄曲霉：酱油生产(3042)，面酱 青霉菌：青霉素的生产 红曲霉：红曲制造，用于南方红曲酒（女儿红）的生产； 使用红色色素的生产；豆腐乳的生产赤霉菌：赤霉素的 生产，是一种植物生长激素
霉菌的应用原理
霉菌的应用原理介绍霉菌是一类真菌，广泛存在于自然环境中，包括土壤、空气、水体等。
与人们通常对霉菌的印象不同，霉菌并非全都是有害的，实际上一些霉菌也具有一些重要的应用价值。
本文将介绍一些常见霉菌的应用原理。
1. 产生抗生素的霉菌1.1 链霉菌（Streptomycetes）链霉菌是一类常见的土壤中的真菌，它们是一类非常重要的抗生素生产菌。
链霉菌通过合成和分泌抗生素来抵抗其它微生物的竞争，同时也为人类提供了一种重要的抗生素资源。
- 链霉菌通过产生抗生素能够杀死或抑制病原微生物的生长，从而在医学和农业领域具有重要的应用价值。
- 链霉菌抗生素的产生主要通过表观遗传调控和调控基因的表达来实现。
1.2 青霉菌（Penicillium）青霉菌是一种土壤中常见的霉菌，它是青霉素的主要生产菌株。
青霉素是人类最早使用的抗生素之一，具有广泛的抗菌活性。
- 青霉菌产生青霉素的原理是通过合成和分泌青霉素酸来实现的。
- 青霉素酸经过酸水解反应将转化为青霉素。
2. 食品生产中的霉菌应用2.1 酵母菌（Saccharomyces）酵母菌是食品工业生产中常用的霉菌之一，它在面包、啤酒、葡萄酒等食品的发酵过程中起着重要的作用。
- 酵母菌通过发酵将碳源转化为乙醇和二氧化碳，从而实现食品的发酵。
- 酵母菌在食品工业中还可以产生多种味道和香气物质，提高食品的口感和风味。
2.2 黑曲霉（Aspergillus niger）黑曲霉是一种常见的产酸真菌，它在某些食品的生产中有着重要的应用。
- 黑曲霉可以通过产酸作用来改变食品的酸碱度，调节食品的味道和保存特性。
- 黑曲霉还可以产生一些蛋白酶，帮助食品消化和降解。
3. 环境保护中的霉菌应用3.1 生物修复某些霉菌具有降解有机物的能力，可以在环境污染治理中发挥重要作用。
- 白腐霉（Phanerochaete chrysosporium）可以降解一些有机污染物，例如苯酚、多环芳烃等。
3.8 发酵工业上常见霉菌
食品与工业发酵中常用的霉菌（一）毛霉属（Mucor ）（二）根霉属（Rhizopus）（三）红曲霉属（Monascus）（四）曲霉属（Aspergillus）（五）青霉属（Penicillium）分类属于接合菌毛霉目分布广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。
特征低等真菌，菌丝发达、繁密，为白色、无隔多核菌丝，为单细胞真菌。
菌落蔓延性强，多呈棉絮状。
代表种高大毛霉、总状毛霉、鲁氏毛霉。
1.包囊梗2.孢子囊3.接合孢子123毛霉的应用：产生蛋白酶，具有很强的分解蛋白质的能力，多用于制作腐乳、豆豉。
有的可产生淀粉酶，能够将淀粉转化成糖，在工业上常用作糖化菌或生产淀粉酶。
有些毛霉还能生产柠檬酸、草酸等有机酸，有的也可用于甾体转化。
发酵豆豉发酵腐乳分布土壤、空气中，常见于淀粉食品上，引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐烂。
形态特征与毛霉相似，无隔多核单细胞真菌，呈絮状。
主要区别根霉有假根。
代表种米根霉、黑根霉无隔多核菌丝匍匐枝假根根霉属（Rhizopus ）应用：能产生淀粉酶、果胶酶、脂肪酶，是生产这些酶的菌种。
根霉对酿酒业具有特殊作用，常用做糖化菌。
有些根霉能产生乳酸、延胡索酸等有机酸，有的还可以用于甾体转化。
红曲霉在麦芽＋琼脂上生长良好，菌落为膜状的蔓延生长物，表面有皱纹。
菌落开始为白色，成熟后变为红紫色等，能向培养基中分泌红色色素。
菌丝分隔、多核、多分枝，分生孢子在菌丝及其分枝的顶端，2～6个成串，分生孢子大多为梨形。
红曲霉有性繁殖是形成子囊孢子，其子囊果是闭囊壳，闭囊壳是球形的，有柄，闭囊壳内散生十多个子囊，子囊也是球形的，有8个子囊孢子。
红曲霉的分生孢子和子囊孢子红曲霉能产生红色色素，可用做食品加工中天然红色色素的来源，如在红腐乳、饮料、肉类加工中用的红曲米，就是用红曲霉制作的。
分类多数属于半知菌亚门，少数属于子囊菌亚门。
分布土壤、空气、谷物上，可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质，有的可产生致癌性黄曲霉毒素。
工业用酵母菌分类
母菌是单细胞真核微生物，在自然界中普遍存在，主要分布于含糖质较多的偏酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜和植物叶子上，以及果园土壤中。
石油酵母较多地分布在油田周图的土壤中。
酵母菌大多为腐生。
生长最适温度为25~30℃。
工业上常用的酵母菌有以下几种：1，啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)啤酒酵母是酵母属中应用较广泛的一个种。
在麦芽汁培养基上生长的啤酒酵母，其细胞为圆形、卵圆形或椭圆形。
细胞单生、双生或成短串或成团。
酵母细胞大型的约5~10×6~12μm，小型的约3~9×4.5~10μm。
细胞的长宽比例为1~2左右。
根据啤酒酵母细胞长与宽的比例，可把它们分为三组：第一组酵母的细胞多为圆形、卵圆形，长宽比例为1~2。
这个组的酵母主要供生产啤酒、白酒和酒精以及面包用。
第二组酵母的细胞大多是卵形或长卵形，长宽比例为2。
包括啤酒酵母的一些变种，如葡萄酒酵母等菌种，一般多为供生产葡萄酒、果酒用。
第三组酵母的细胞为长圆形，长宽比例大于2。
这组的酵母耐高渗透压，供发酵甘蔗糖蜜生产酒精用。
在麦芽汁琼脂培养基上，菌落为白色，有光泽、乎坦、边缘整齐。
在液体培养基中的生长行为有两类，工业上把发酵度较高，不易凝集沉淀，浮于上面的酵母称为上面酵母；把易于凝集沉淀，发酵度较低的酵母称为下面酵母。
啤酒酵母的无性繁殖为芽殖，有性繁殖能形成子囊孢子。
一般每个子囊内含有1、4个圆形、卵圆形的表面光滑的子囊孢子。
啤酒酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及半乳糖，不能发酵乳糖及蜜二糖。
对棉子糖只能发酵1／3左右。
在氮源中能利用硫酸铵，不能利用硝酸钾。
啤酒酵母的应用范围十分广泛，常用于传统的发酵行业，如啤酒、白酒、果酒、酒精、药用酵母片以及制造面包等，所以又称为酿酒酵母。
近几年来，还利用啤酒酵母提取核酸、麦角固醇、细胞色素C、凝血质和辅酶A等。
由于酵母菌体内的维生素、蛋白质含量较高，食用安全，所以啤酒酵母作为一种单细胞蛋白(SCP)可作食用、药用和饲料用酵母。
发酵工业常用霉菌介绍
酿酒酵母在发酵 过程中会产生多 种风味物质，影 响酒的口感和香
气。
酿酒酵母的耐受 性较强，能在较 高浓度的酒精和 较低的pH值下
生存。
乳酸菌
01
乳酸菌是一种 常见的发酵工 业用霉菌，广 泛应用于食品、 饮料、医药等 行业。
02
乳酸菌能够产 生乳酸，降低 pH值，抑制 其他微生物的 生长，从而保 持食品的新鲜 度和安全性。
目录
01. 霉菌的基本概念 02. 发酵工业常用霉菌 03. 霉菌在发酵工业中的应用 04. 霉菌在发酵工业中的挑战与
前景
霉菌的定义
霉菌是一种真菌，属于真核生物
01
域 霉菌通常生长在潮湿、温暖的环
02
境中 霉菌的孢子可以通过空气传播，
03
导致食物、衣物等物品发霉 霉菌在自然界中广泛存在，与人
04
霉菌的作用
食品工业：用于发 酵食品，如面包、
啤酒、酱油等
生物制药：用于生 产抗生素、酶制剂
等
环境保护：用于降 解污染物，如石油、
农药等
科研领域：用于研 究基因表达、蛋白
质合成等
酿酒酵母
酿酒酵母是一种 单细胞真菌，广 泛应用于酿酒、 面包和馒头等食
品发酵。
酿酒酵母具有很 强的糖代谢能力， 能将糖转化为酒 精和二氧化碳。
发酵工艺优化
01
优化培养基： 选择合适的
培养基成分， 提高霉菌生 长速度和产 量
02
优化发酵条 件：控制温 度、pH值、 通气量等参 数，提高发
酵效率
03
优化菌种选 育：筛选高 产、抗逆性 强的菌株， 提高生产效
率
04
优化生产工艺： 采用连续发酵、 固定化发酵等 先进工艺，提 高生产效率和
发酵工程(菌种选育)重点
尽管通过增殖培养效果显著，但还是处于微生物的 混杂生长状态。因此还必须分离，纯化，在固体培 养基平板上获得单菌落。 纯种分离的方法有划线分离法、稀释分离法。
分离的效率取决于培养基养分、pH、温度和 加入的选择性抑制剂。 嗜中性放线菌分离培养基pH常在6.7~7.5， 嗜酸性放线菌pH降至4.5~5.0。 放线菌筛选时，可加入真菌抗生素，对放线 菌无作用。 分离放线菌分离平板通常在25~30℃培养。 嗜热菌45~55 ℃ ，嗜冷菌4~10 ℃ 。
当代并不表现出来, 在筛选时就会被淘汰; 若突变性状是显
性的, 那么, 在当代就表现出来, 但在进一步传代后, 就会
出现分离现象, 造成生产性状衰退, 因此，应尽可能选择孢
子或单倍体的细胞作为诱变对象。
即使如此, 有时也会出现表型延迟现象, 这是因为诱变
剂往往只作用于DNA分子的一条单链，DNA 进一步复制后,
实例：碱性纤维素酶产生菌的筛选 文献:产生菌为中性牙孢杆菌，嗜碱牙孢杆菌、放线菌及霉菌 →80℃、30min处理 ↓ 0.0075%曲利本蓝＋1%CMC（羧甲基纤维素），pH10.5、 培养3～4天，选择有凹陷圈的菌落 采样（造纸 厂） 26株为组成型 从285个土样中获得62株 36株为诱导型
发酵工程第二章工业用微生物菌种
随机分离原理与技术
从产物入手，通过设计高产培养基和建立快速 灵敏专一的筛选方法，从随机分离的菌落中筛 选出所需的目的菌。 技术关键：产物合成条件的选择与控制及相应 筛选方法的确定。 随机分离技术举例 抗生素产生菌的筛选 药理活性化合物产生菌的筛选 生长因子产生菌的筛选 多糖产生菌的筛选
采样时应注意的问题: 土壤微生物的分布 采土深度 土壤植被情况 采样季节 土壤的酸碱度 对于分离筛选新菌种，还存在另两个选择标准： 土壤来源广泛 在已适应相当苛刻环境压力的微生物类群中寻找新 菌种
样品的预处理
目的：提高分离效率 方法：
物理方法：热处理；膜过滤法；离心法 化学方法 诱饵法
是孤立地来考虑。 代谢网络分流处的代谢产物称为节点，其中对终产物 合成起决定作用的少数节点称为主节点。 根据节点下游分支的可变程度，节点分为： 柔性节点： 解除一个分支的反馈抑制可提高该分支下 游产物的产量。 半柔性节点：须降低主分支的酶活并同时提高次分支的 酶活或解除其反馈抑制，才可提高次分支下游产物的 产量。 刚性节点：其下游各分支的比例不易改变。
出发菌株：黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌 育种思路 1.优先合成的转换——渗漏缺陷型的选育 2.切断支路代谢——营养缺陷型的选育：高丝氨酸缺陷型 3.抗结构类似物突变株的选育：AEC 4.解除代谢互锁：Leu- 、 抗Leu结构类似物、 喹啉s 、 苯醌s 5.增加前体物的合成和阻塞副产物的生成： Ala-、抗Asp结构类似物
代表微生物类型 革兰氏阳性球菌
枯草杆菌6633 大肠杆菌 耻垢分枝杆菌607 白色念珠菌 青霉菌
【发酵工程】余龙江版-第2章-发酵工业菌种
培养过程中可加入低浓度的抗真菌剂以抑制真菌的生长。 另一富集方法是在培养烧瓶中添加细菌“附着材料”，如
无菌的植物组织或土壤浸出液。 通过改变培养温度和培养周期可选择性富集嗜冷性细菌、
中温菌和嗜高温菌。
次代培养及纯化步骤
1. 采样
(2) 采样对象
土壤、水、空气及枯枝落叶等，以土壤为主。
从土壤中采样要考虑土壤的以下特点：
① 有机质含量和通风状况
耕地、菜园 山坡上的森林
（有机质丰富、通气保水性能好）——细菌、放线菌
（有机质丰富、阴暗潮湿）——霉菌、酵母菌
沙土、无植被土壤、新开垦的生土、贫瘠的土地
——微生物少
② 取样的土层深度：5-25cm
3. 富集培养
富集培养的策略
（2）控制培养条件
➢ 溶氧浓度——好氧/厌氧 ➢ 高温——嗜热微生物 /非嗜热微生物 ➢ PH——嗜酸性/嗜碱性
4. 菌种分离
平板划线分离法 稀释分离法 毛细管分离法 小滴分离法
• 稀释倒 平板法
稀释分离法
• 平板 涂布法
注意：必须要做多个浓度的稀释分离平板。
1. 采样
③ 土壤的酸碱度
偏碱——细菌、放线菌 偏酸——霉菌、酵母菌
④ 土壤的植被状况
葡萄成熟时——根部酵母菌增多
⑤ 地理条件
南方土壤比北方土壤微生物含量多
⑤ 季节条件
秋季菜土样最理想
2.样品的预处理
（1）物理方法
热处理：根据目的菌较非目的菌的耐热性高 从而增加目的
菌的比例。
膜过滤法：浓缩水中的微生物细胞。 离心法：同上。
植物体上细菌的分离：无菌富集，加植物浸出 液适度培养取样，洗涤，取1ml经适度稀释后涂 布平板。
工业用霉菌分类
工业用霉菌分类凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝的真菌统称为霉菌。
霉菌在自然界分布很广，大量存在于土壤、空气、水和生物体内外等处。
霉菌喜偏酸性环境。
大多数为好氧性微生物。
多腐生，少数寄生。
工业上常用的霉菌有藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉；子囊菌纲的红曲霉；半知茵类的曲霉、青霉等。
1，根霉(Rhizopus)根霉在自然界分布很广，是一种常见的霉菌。
它对环境的适应性很强，生长极迅速。
幼龄菌落为白色，棉絮状。
中期为灰黑色。
老熟后菌丝丛中密布黑色小点，即孢子囊。
菌丝无横隔，为单细胞真菌。
在培养基上生长时，由营养菌丝体产生弧形生长的匍匐菌丝，向四周蔓延。
匍匐菌丝接触培养基处，分化成一丛假根。
从假根着生处向上生出直立的孢子囊柄，其顶端膨大形成圆形的囊，称为孢子襄。
裹内生有许多孢子。
成熟后的孢子囊壁破裂，释放出孢子。
根霉在生命活动中分泌的淀粉酶，能将淀粉转化为糖。
因此，根霉可作为常用的糖化菌种。
我国民间酿制甜酒用的小曲主要含有根霉。
由于根霉能分泌丰富的淀粉酶，而且又含有酒化酶，所以在生产中可边糖化边发酵。
又因为根酶生长要求的温度较高，因而适于在高温季节使用。
根霉的应用十分广泛。
目前常用的菌种有米根霉、华根霉、河内根霉和甘薯根霉。
(1)米根霉(Rhizopus oryzae) 米根霉的最适温度37℃，41℃时还能生长。
米根霉的淀粉酶活力极强，多作糖化菌使用。
也具有酒精发酵能力及蛋白质分解能力。
大量存在于酒药与酒曲中。
此菌由于耐高温，特别为在夏季生产豆腐乳提供了方便条件，解决了豆腐乳旧法生产只能在冬季进行的困难。
(2)华根霉(Rhizopus chinentis) 华根霉的最适温度为30℃。
当发酵温度达45℃时，一般还能生长。
此种菌淀粉液化力强，有溶胶性。
能产生酒精、芳香脂类等物质。
在酒药与酒曲中大量存在。
它是酿酒所必需的主要霉菌，也是酸性蛋白酶和豆腐乳生产中的主要菌种。
2，毛霉(Mucor)毛霉分布亦较广，在基质表面生成灰色、白色或黄褐色的棉絮状菌落。
工业用霉菌分类
工业用霉菌分类凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝的真菌统称为霉菌。
霉菌在自然界分布很广，大量存在于土壤、空气、水和生物体内外等处。
霉菌喜偏酸性环境。
大多数为好氧性微生物。
多腐生，少数寄生。
工业上常用的霉菌有藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉；子囊菌纲的红曲霉；半知茵类的曲霉、青霉等。
1，根霉(Rhizopus)根霉在自然界分布很广，是一种常见的霉菌。
它对环境的适应性很强，生长极迅速。
幼龄菌落为白色，棉絮状。
中期为灰黑色。
老熟后菌丝丛中密布黑色小点，即孢子囊。
菌丝无横隔，为单细胞真菌。
在培养基上生长时，由营养菌丝体产生弧形生长的匍匐菌丝，向四周蔓延。
匍匐菌丝接触培养基处，分化成一丛假根。
从假根着生处向上生出直立的孢子囊柄，其顶端膨大形成圆形的囊，称为孢子襄。
裹内生有许多孢子。
成熟后的孢子囊壁破裂，释放出孢子。
根霉在生命活动中分泌的淀粉酶，能将淀粉转化为糖。
因此，根霉可作为常用的糖化菌种。
我国民间酿制甜酒用的小曲主要含有根霉。
由于根霉能分泌丰富的淀粉酶，而且又含有酒化酶，所以在生产中可边糖化边发酵。
又因为根酶生长要求的温度较高，因而适于在高温季节使用。
根霉的应用十分广泛。
目前常用的菌种有米根霉、华根霉、河内根霉和甘薯根霉。
(1)米根霉(Rhizopus oryzae) 米根霉的最适温度37℃，41℃时还能生长。
米根霉的淀粉酶活力极强，多作糖化菌使用。
也具有酒精发酵能力及蛋白质分解能力。
大量存在于酒药与酒曲中。
此菌由于耐高温，特别为在夏季生产豆腐乳提供了方便条件，解决了豆腐乳旧法生产只能在冬季进行的困难。
(2)华根霉(Rhizopus chinentis) 华根霉的最适温度为30℃。
当发酵温度达45℃时，一般还能生长。
此种菌淀粉液化力强，有溶胶性。
能产生酒精、芳香脂类等物质。
在酒药与酒曲中大量存在。
它是酿酒所必需的主要霉菌，也是酸性蛋白酶和豆腐乳生产中的主要菌种。
2，毛霉(Mucor)毛霉分布亦较广，在基质表面生成灰色、白色或黄褐色的棉絮状菌落。
霉菌及其在发酵产品中的应用
以糖类为发酵原料，用霉菌直接 发酵生产L-苹果酸的方法称为一 步发酵法。一步发酵法采用黄曲 霉A-114生产苹果酸。
黄曲霉
两步发酵法是以糖类为原料，先
由根霉菌发酵生成延胡索酸和苹
果酸的混合物，然后接入酵母或
细菌，将混合物中的延胡索酸转
化为苹果酸。
根霉
1）一步法发酵
种子培养基组成(%) 葡萄糖 3%，豆饼粉 1%， FeSO4 0.05%，K2HPO4 0.02%，
霉菌及其在发酵 产品中的应用
主要内容
（一） 霉菌制曲 （二）生产酱类产品 （三）腐乳 （四）豆豉 （五）柠檬酸 （六）苹果酸
霉菌在食品工业中用途十分广泛，许多酿造发酵食 品、食品原料的制造，都是在霉菌的参与下生产出来的。
绝大多数霉菌能把加工所用原料中的淀粉、糖类等 碳水化合物、蛋白质等含氮化合物及其他种类的化合物 进行转化，制造出多种多样的食品、调味品及食品添加 剂。
的酶系； 使产品质地细腻柔糯，气味正常良好
腐乳生产工艺
腌制腐乳
食盐
↓
豆腐坯→煮沸→腌坯→装坛→后发酵→成品
霉菌型腐乳
毛霉或根霉
各种辅料
↓
↓
豆腐坯→接种→主发酵→搓毛→盐坯→装坛→后发酵→成品
细菌型腐乳
小球菌
↓
↓
各种辅料
豆腐坯→上蒸→盐腌→切洗→接种→前发酵→烘干→装坛→后发酵→成 品
（四）豆豉
在固体培养基上，菌落由白 色逐渐变至棕色。孢子区域为黑 色，菌落呈绒毛状，边缘不整齐。 菌丝有隔膜和分支。是多细胞的 菌丝体，无色或有色，有足细胞， 顶囊生成1层或2层小梗，小梗顶 端产生一串串分生孢子。
（2）柠檬酸发酵机制
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发酵工业常用霉菌介绍
发酵工业中使用的霉菌种类繁多，下面我将介绍几种常见的霉菌及其
在发酵工业中的应用。
1. 青霉菌（Penicillium roqueforti）：青霉菌是一种广泛应用于
奶酪和蓝纹奶酪制作中的霉菌。
当青霉菌添加到奶酪中时，它会通过氧化
脂肪酸而产生特殊的芳香物质和风味。
青霉菌在奶酪制作过程中还起到抗
菌作用，能抑制其他有害细菌的生长。
2. 黄曲霉菌（Aspergillus flavus）：黄曲霉菌是食品发酵工业中
常见的霉菌。
它可产生黄曲霉毒素，对人体健康有害。
然而，黄曲霉菌也
可以用于制作一些食品，如黄曲霉豆腐和黄酒。
在发酵过程中，黄曲霉菌
能够分解大豆中的蛋白质和碳水化合物，产生独特的风味。
3. 曲霉（Aspergillus oryzae）：曲霉是一种适用于大多数发酵过
程的霉菌。
它被广泛应用于传统的亚洲食品制作中，如酱油，味增酱和米酒。
曲霉通过分解大豆和米中的蛋白质和碳水化合物，产生鲜美的风味和
香气。
4. 黑曲霉菌（Aspergillus niger）：黑曲霉菌广泛应用于生物技术
和工业发酵中。
它被用于生产柠檬酸，一种广泛应用于食品、饲料和化学
工业领域的酸。
黑曲霉菌能够高效地将废旧植物物质和固体废弃物转化为
柠檬酸。
5. 赤霉菌（Monascus）：赤霉菌是一种在自然界中广泛存在的霉菌。
它被用于制作红曲米和红酒。
赤霉菌可产生红曲素，具有颜色艳丽的红色。
红曲米不仅具有美味，而且富含有益于人体健康的功能性成分，经常作为
中药使用。
这些是发酵工业中常用的几种霉菌。
它们在食品制造、酒类饮料、酱料、饲料、药品和化学工业中起到了重要的作用。
通过控制菌种的生长环
境和发酵条件，可以使霉菌产生理想的风味和香气，从而提高产品的质量。
然而，在应用中需要注意控制霉菌的生长和防止霉菌产生有害物质，以确
保产品的安全。