微生物发酵与食品生产

二、微生物发酵需要条件的探究
实验内容：
探究酵母菌发酵所需要的条件
假设
微生物的发酵需要糖类，当有糖类存在时酵 母菌能进行发酵。
实验记录表
号瓶
内容物
1 温水、酵母 2 温水、酵母和5mL盐水 3 温水、酵母和5mL糖水 4 温水、酵母和30mL糖水 5 温水、5mL糖水 思考：
结果 无气体产生
无气体产生 有气体产生 有大量气体产生 无气体产生

发酵生产过程 选育菌种
接种
配制 培养基
发酵罐 分离 产品 内发酵 提纯
发酵工程生产过程 • 内容：
1）菌种的选育 2）培养基的配制 3）灭菌 4）扩大培养和接种 5）发酵过程 6）产品的分离和提纯
（一）菌种的选育
• 怎样才能得到优良的菌种？ 1）若生产的是微生物直接合成的产物， 如青霉素、谷氨酸等，则可从自然界中先分 离出相应菌种，再用物理或化学的方法诱变 育种，从突变个体中筛选出符合生产要求的 优良菌种。 2）若生产的是微生物不能合成的产品， 则可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的 遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或 工程菌，从而达到生产相应产品的目的。

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 微生物的应用

泡菜：（乳酸菌） 腐乳：（毛霉、青霉、酵母、曲霉等） 酸菜：与泡菜类似。


微生物的应用 微生物的应用
1、为什么要加入温水？
3、如果在瓶中加入牛奶、硝酸盐则结果有何不同？
2、设置3号和4号瓶的目的是什么？为什么要设置5号瓶？
三、发酵生产过程探秘
发酵： 是利用微生物，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。 如：谷氨酸棒状杆菌生产味精； 黄色短杆菌生产赖氨酸； 发酵过程中的微生物： 大多数为好氧微生物，少数为厌氧微生物
一、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
高，规模一般不大 ， 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

。）

现代发酵工业阶段（生产技术要求高；生产规模大；技
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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。 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。




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； 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。
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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。
术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、 新设备的应用达到前所未有的程度。
）
பைடு நூலகம்
生物技术产业阶段 （利用构建的基因工程菌生产 ）

四千年前，利用微生物酿酒； 原始发酵工业 1857年，巴斯德证明活酵母能酒精发酵；19世纪 末到20世纪30年代，利用微生物生产的新产品不 断出现 传统发酵工业 20世纪40-50年代，无菌技术的发展和大型发酵 罐的设计成功，例：弗洛里、钱恩研究出了大规 模生产青霉素方法 现代发酵工业 20世纪70年代后，分子生物学的发展，利用基因 工程将特定的基因转移到微生物中，获得能生产 特定产品的基因工程菌，再进行发酵培养。 生物技术产业阶段
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。
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微生物发酵与食品生产
我们的日常生活中也接触到许多发酵
食品，请思考这样一个问题：哪些食 品是由微生物发酵生产的？相应的发 酵种类是什么？
举例说出利用微生物发酵生产的5种食品
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。
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。
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。