食品发酵工程

食品发酵工程

发酵工程是采用现代发酵设备，利用微生物的生长和代谢活动，经优选的细胞或经现代技术改造的菌种进行放大培养和控制性发酵，获得工业化生产预定的食品或食品的功能成分。

(一)影响微生物发酵的因素

1.温度温度是影响微生物生长繁殖的最重要的因素之一。对于微生物发酵，温度从多方面产生影响，主要表现在对细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质和生物合成等方面产生影响。随着温度的升高，细胞的生长繁殖加快，但同时酶失去活性的速度也加快，菌体提前衰老，对发酵不利。

2.pH值pH值对微生物的生长代谢也起关键作用。多数细菌生长的最适宜的pH 值范围在6.3～7.5，真菌和酵母菌生长的最适pH值为3～6，放线菌生长的最适pH范围为7～8。

3.含水量的影响水是发酵的主要媒介，含水量是决定发酵成功与否的关键因素之一。应根据原料的性质(细度、持水性等)、微生物的特性(厌氧、兼性厌氧或需氧)、培养室条件(温度、湿度、通风状况)等来决定基质的含水量。若含水量较高，则导致基质多孔性降低，减少了基质内气体的体积和气体交换，难以通风、降温，增加了杂菌污染的危险；而含水量低，则造成基质膨胀程度低，微生物生长受抑制，后期可因为微生物生长及蒸发造成物料干燥，微生物难以生长，产量降低。

4.氧对发酵的影响氧气的供应往往是决定在好氧深层培养中，发酵能否成功的重要限制因素之一。随着高产菌株的广泛应用和营养丰富的培养基的采用，生物发酵对氧的要求更高。在发酵旺盛时期，即使培养基已被空气饱和，它所储存的氧量仍然很少，一般也只能维持正常呼吸15～30秒。其后微生物的呼吸就会受到限制，所以生物生长过程中，通常采用通风、搅拌或翻动来增大氧的传递。

(二)发酵技术在食品工业中的应用

微生物发酵技术在食品工业中的应用包括：生产微生物酶，培养微生物菌体，获取微生物体内或体外的各种有用酶类物质；生产微生物代谢产品；生产微生物转化产品，利用微生物酶的作用来改变农产品、畜产及水产品的色、香、味等；

生产微生物菌体，培养细菌、酵母菌和真菌，然后从培养物中分离出菌体，用作粮食、饲料或其他再加工制品。

1.食用醋的发酵生产酿造醋是用粮食等淀粉为原料，经醋酸杆菌有氧发酵而产生的。其主要成分除醋酸(3％～5％)外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味。它不仅是调味佳品，长期食用对身体健康也十分有益。醋酸杆菌在进行发酵时，发酵液必须保持30~C 左右的温度，发酵原液的酸碱度应偏于酸性。因为醋酸杆菌为需氧菌，所以通常采用通气培养，以保证供氧充足，使发酵液中的乙醇转化为乙酸和少量的其他有机酸、乙酸乙酯等物质。食用醋的酸味主要来自乙酸，香味主要来自乙酸乙酯。

2.发酵乳制品发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、还具有一定的保健作用。

发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类，生产菌种主要是乳酸菌。乳酸菌的种类较多，常用的有干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧乳酸杆菌等。一般认为发酵乳制品的健康价值主要有增加奶的可消化性和营养价值，减少乳糖含量，增加钙、铁的吸收，控制肠道微生物菌群的生长。

另外，食品中鲜味剂的生产；月见草油(γ-亚麻酸)的生产；单细胞蛋白(SCP)及甜味剂的生产等都可通过发酵过程来完成。