微生物发酵与食品生产PPT 演示文稿

微生物的应用
• 醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是 由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的 则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发 酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用 的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵 过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋 有不同的风味。
微生物的应用
• 酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有 麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制 成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋 白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在 生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基 中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然 后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸 和肽，具有特殊香味。
• 酒类：如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等； • 有机溶剂：如乙醇、丙酮、丁醇、甘油； • 有机酸：如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、柠檬酸、酒石酸、衣康酸、长链 二元酸（以十三到十八碳的直链烷烃为原料的发酵产品）； • 氨基酸：如谷氨酸（单谷氨酸钠又称味精）、赖氨酸、亮氨酸、异亮 氨酸、缬氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸、 苯丙氨酸、脯氨酸等； • 核苷酸及其类似物：如鸟嘌呤核苷酸（5’-GMP）、肌苷酸（5’IMP）、腺嘌呤核苷酸（5’-AMP）、黄嘌呤核苷酸（5’-XMP）等； • 抗生素：包括疾病治疗的药用抗生素，农业和畜牧业用于防病抗病的 抗生素，如青霉素、头孢霉素、链霉素、四环素、土霉素、红霉素、 稻瘟素、井岗霉素、春日霉素等等； • 多糖：如黄原胶、普鲁兰等； • 酶：如碱性蛋白酶（洗涤剂）、中性蛋白酶（洗涤剂等）、脂肪酶 （洗涤剂）、α-淀粉酶（淀粉水解）、葡萄糖淀粉酶（葡萄糖生 产）、葡萄糖异构酶（高果糖糖浆生产）、纤维素酶（纤维素水解、 纺织品加工）、果胶酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（奶酪制造）、 青霉素酰化酶（青霉素母核生产）、天冬氨酸酶（L 天冬氨酸制 造）、延胡索酸酶（L 苹果酸制造）、葡萄糖氧化酶（检验葡萄 糖）、乳酸脱氢酶（临床检验）、链激酶（治疗血栓）等等，目前世 界上有100多种酶用微生物发酵生产，应用于不同领域。
微生物的应用
• 泡菜：请参看《生物技术实践》的专题1的 课题3（乳酸菌）
• 腐乳：请参看《生物技术实践》的专题1的 课题2（毛霉、青霉、酵母、曲霉等） • 酸菜：与泡菜类似。
微生物的应用
• 糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽； • 果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、 稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用； • 各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头， 香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，保存营 养和改善口感等； • 各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂 调节口味、口感； • 饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜 味。 • 可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中 约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加 工生产的。
• 面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面 包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加 入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后 淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易 于吸收。
微生物的应用
• 馒头：以前做馒头的面粉是经自然发酵后蒸 制的，如果连续使用面肥发酵，经几代发酵， 微生物会因生长优势而单一化。发酵的菌种 一般多为乳酸菌。因为发酵产酸，在蒸制前 要用碱中和酸，制得的馒头才松软适口、带 有特殊香味。现在，大批量生产是采用干酵 母发酵，所以不产酸，不需要再用碱中和即 可蒸制。
发酵工程
发酵工程
发酵工程
我国工业生产 味精使用的菌 种主要是经过 诱变育种得到 的营养缺陷型 的北京谷氨酸 棒状杆菌
发酵工程
啤酒制造工艺流程
发酵工程
啤酒制造工艺流程
微生物的应用
• 酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是 利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将 葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏， 因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加 热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和 少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸 馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡 萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分 被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、 维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此， 果酒和啤酒营养价值较高。
微生物发酵及其应用
为什么要利用微生物？
• 抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通 过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和 代谢特点有什么关系？
1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗 生素将其他种类的微生物杀死。 2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将营 养物质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡 萄糖 。 3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的 一些物质，包括氨基酸、核苷酸等。
为什么要利用微生物？
• 微生物繁殖非常迅速
• 微生物培养易于控制 • 微生物本身也容易改造
什么是发酵？
• 利用微生物，在适宜的条件下，将原料经 过特定的代谢途径转化为人类所需要的产 物的过程。
发酵工业经历了哪几个阶段？
• 原始发展阶段（发酵技术原始，顶多是家庭小制作，技术 进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理 。） • 传统发酵工业阶段（人们才开始了解发酵现象的本质 ， 。） • 现代发酵工业阶段（生产技术要求高；生产规模大；技
微生物的应用
• 制药业：抗生素、氨基酸、维生素的生产厂 家； • 食品业：醋、酱油、酱、酒等的生产厂家； • 轻工业：柠檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干 酵母、色素、黄原胶、甘油等的生产厂家； • 化工业：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯 酰胺和聚丙烯酰胺等的生产厂家； • 饲料业：饲料添加剂的生产厂家； • 农药业：农用抗生素、微生物肥料、微生物 农药等的生产厂家。
高，规模一般不大 新设备的应用达到前所未有的程度。 采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不
术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新的基因工程菌生产 ）
什么是发酵工程？
• 采用现代化工程技术手段，利用微生物的 某些特定功能，为人类生产有用的产品， 或直接把微生物应用于工业生产过程的一 种新技术。
微生物的应用
• 醪糟：又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根 霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒 精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生 大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄 糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由 于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精 度、不同甜度和不同香味的醪糟。
微生物的应用
微生物的应用
• 酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空 气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋 白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的 蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、 多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质 使酱具有独特的酱香味。
微生物的应用
• 酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵， 将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他 有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同 时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰 富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不 适应症者的优良食品。