微生物在食品工业中的应用优秀课件 (2)

摇瓶试验
发酵罐中试
发酵生产
发酵工程的基本技术过程
The essential components of a fermentor
发酵的主体设备
发酵技术的发展概况
• 发酵技术是生物技术中最早发展和应用的食品加 工技术之一。
– 许多传统的发酵食品，如酒、豆豉、甜酱、豆 瓣酱、酸乳、面包、火腿、腌菜、腐乳以及干 酪等。
• 在这种已发酵完毕的酸奶中，根据不同的口味和 要求，还可加入食糖、柠檬酸、果汁及香料等物 质配成各种酸乳，这种含有活的乳酸菌的酸乳， 在保证卫生的条件下就不需要再经消毒处理，可 以直接供人们饮用。
2.醋酸菌发酵
• 醋酸发酵是利用醋酸杆菌进行的有氧发酵。 • 醋酸发酵条件：
– 发酵液一般保持在30℃左右的温度，发酵原料液偏于 酸性。
5．核苷酸发酵工业 ：肌苷酸（IMP），鸟苷酸 （GMP），黄苷酸（XMP）。
发酵工业的范围
6．药物发酵工业 ：
抗生素:青霉素，头孢菌素，链霉素，红霉素，四环素， 制霉菌素，丝裂霉素等。
基因工程制药工业：促红细胞生成素（EPO），表皮 生长因子（EGF），人生长激素，干扰素，白介素， 各种疫苗，单克隆抗体等。
4 发酵食品中霉菌的利用
• 1.霉菌制造腐乳 • 2.酱油制造中霉菌的利用
• 随着分子生物学和细胞生物学的快速发展，现代 发酵技术应运而生。
– 传统发酵技术与DNA重组技术、细胞(动物细 胞和植物细胞)融合技术结合，已成为现代发酵 技术及工程的主要特征。
发酵食品的特色和作用
1、抑制腐败菌和一般病原菌的生长 2、发酵食品能提高原有的末发酵食品的营养
价值 3、在食品发酵后，其原来的色泽、形状、风
• 如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精 并放出CO2。
3、工业上的发酵
利用微生物、植物、动物，在合适的条件下， 经特定的代谢途径转变成所需产物的过程。
包括： 1. 厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。
2. 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、 氨基酸、酶制剂等。
发酵的分类
1. 按获取能量的方式分——好氧发酵，厌氧发酵
– ①同型发酵是指乳酸菌在发酵过程中，能使 80%～90%的糖转化为乳酸，仅有少量的其他 产物，引起这种发酵的乳酸菌叫做同型乳酸菌。
• 菌种有：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸 乳杆菌、胚芽乳杆菌
– ②异型发酵是指一些乳酸菌在发酵过程中使发酵 液中大约50%的糖转化为乳酸，另外的糖转变为 其他有机酸、醇、二氧化碳、氢等，引起这种发 酵的乳酸菌叫异型乳酸菌。
1．发酵现象的发现与利用
2. 小生命体的发现 3. 发酵本质的阐明 4. 纯粹培养技术的开发 5. 发酵中酶催化反应的发现 6. 大规模液体沉没发酵技术的开发 7. 现代生物技术的应用
发酵工业的范围
1．发酵食品工业 ：酱油，食醋，豆瓣酱，酸菜， 活性酵母，活性乳酸菌，面包，酸奶，奶酪，酱 豆腐，纳豆、白酒，黄酒，米酒，葡萄酒，啤酒， 果酒。
– 因为醋酸杆菌为需氧菌，通常通气进行发酵。
• 在上述条件下，醋酸菌得以大量生长繁殖，使发 酵液中乙醇转化为醋酸，酯酸杆菌产酸高的发酵 液中醋的含量可达10%以上。
• 发酵原液经过过滤、蒸煮杀菌后，再稀释至2%～ 3%的醋酸浓度，调味后，即为食用醋。
3 酵母菌的利用
1.酵母菌用于生产饮料酒 2.用酵母菌制造面包
2. 按产物类型分——初级代谢物发酵，次级代谢物 发酵；食品发酵，有机酸发酵，氨基酸发酵，维 生素发酵，抗生素发酵……
3. 按操作类型分——自然发酵，纯种发酵，混种发 酵；分批发酵，连续发酵；固态发酵，液态发酵
4.按发酵生物类型分——细菌发酵，真菌发酵，基 因工程菌发酵，动植物细胞发酵
发酵工程的发展史
药理活性物质发酵工业：免疫抑制剂，免疫激活剂， 糖苷酶抑制剂，脂酶抑制剂，类固醇激素等
发酵工业的范围
7．维生素发酵工业：维生素C，维生素B2，维 生素B12等。
8．酶制剂发酵工业 ：淀粉酶、蛋白酶、脂酶、 青霉素酰化酶、葡萄糖氧化酶、海因酶等。
9.发酵饲料工业 ：干酵母、单细胞蛋白、酵素菌、 益生菌、青贮饲料、抗生素和维生素饲料添加 剂等。
• 菌种有双歧杆菌、蚀橙明串珠菌和戊糖明串珠 菌等
实例--酸奶
• 它是由优质鲜乳经脱脂、消毒后，加入乳酸发酵 菌剂，经过发酵而制成的。
• 菌种有：保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳链球 菌、嗜热链球菌等。
• 一般采用两种以上的混合菌种，在一定的温度下 经过12～48h的发酵过程后，乳液即形成均匀糊 状液体，酸度可达1%左右，并具有特殊的风味。
发酵工业的范围
10 生物肥料与农药工业： 细菌肥料、赤霉素、除草菌素、苏云金杆菌、白
僵菌、绿僵菌、杀稻瘟菌素、有效霉素、春日 霉素等。
11. 溶剂发酵工业： 酒精、甘油、乙醇、丙酮、丁醇溶剂等。
12..水的生物处理工业及环保： 活性污泥、沼气发酵、有毒物质降解等。
由实验室研究到产业化的过程
菌种筛选
味都会有所改变，而且是按着人们的意愿 去改变的
食品发酵中微生物的利用
1、乳酸菌发酵
乳酸细菌分布：
空气中 肉、乳、果蔬等食品的表面上 水以及器具等的表面上
种类：有球状、杆状等等，属于兼嫌气性的居多 数，也有专嫌气性的
一般生长发育的最适温度为26～30℃。
• 乳酸菌发酵类型：按对糖发酵特性的不同，可分为 同型发酵和异型发酵。
2．有机酸发酵工业 ：醋酸，乳酸，柠檬酸，葡萄 糖酸，苹果酸，衣康酸，琥珀酸，丙酮酸，反丁 烯二酸等。
3．氨基酸发酵工业 ：谷氨酸，赖氨酸，色氨酸，苏 氨酸，精氨酸，酪氨酸，异亮氨酸，丙氨酸，苯 丙氨酸等。
发酵工业的范围
4．低聚糖与多糖发酵工业 ：低聚果糖，香菇多 糖，云芝多糖，葡聚糖，黄原胶等。
微生物在食品工业 中的应用
发酵的定义
1、传统发酵 2、生化和生理学意义的发酵 3、工业上的发酵
1、传统发酵
• fervere” 发泡 • 最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁
或麦芽汁产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气泡的现象，或者是指酒 的生产过程。
2、生化和生理学意义的发酵
• 指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产 生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是 以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。