《微生物工程酒上》PPT课件.ppt

3. 清香型白酒的生产 清香型大曲酒（汾酒）酿造工艺 原料处理：高粱的破碎，曲的粉碎 高温润料：90度热水处理24小时 蒸料凉渣：蒸汽蒸粮80分钟，通风降20-30度 加曲入缸：加曲量为9-11%，发酵时间为28天 蒸馏：拌入米糠蒸馏，酒渣再发酵，得二渣汾酒 4. 浓香型白酒的生产 浓香型大曲（中温曲）制造工艺 l流程：小麦润料粉碎拌料踩曲安曲 翻曲 收堆出曲贮存 成曲 l安曲：曲块的摆放 l收堆：最后一次翻曲后，曲坯间不再留空隙，有利于保温 l贮存：新曲应储存3个月以上才能用于发酵 4. 浓香型白酒的生产 泸州老窖（浓香型）的酿制四百年老 窖 醇香浓郁、饮后尤香、清冽甘爽、回味悠长 。 4. 浓香型白酒的生产 泸州老窖（浓香型）的酿制老窖增香 l发现1：窖泥越老则出酒越好； l发现2：老窖泥中的总酸、总酯、腐殖质含量和微生 物种类均远高于新窖； l发现3：老窖泥中占优势的是厌气芽孢杆菌； l发现4：己酸乙酯和丁酸乙酯是浓香的主要成份，而 它们分别由己酸芽孢菌和丁酸芽孢菌生成。 4. 浓香型白酒的生产 泸州老窖（浓香型）的酿制其它因素 l粮：糯高粱，淀粉含量高达60%，且几乎全 为枝链淀粉，吸水好，易糊化； l水：龙泉，无色、无臭、透明、微甜、硬度 适宜，适于酵母生长； l曲：以小麦为原料，研磨“烂心不烂皮”； l工艺：精湛、独特，“滴窖减水”，“加回减糠”等 。 4. 浓香型白酒的生产 五粮液酿制的工艺要点 l五粮：高粱36、大米22、糯米18、小麦16、玉米8； l制曲：三伏制曲，陈曲酿酒，曲壮且香； l发酵时间长：加强酯化，增香明显； l摘酒把关严：分层取糟、单独蒸馏； l玄妙的勾兑：烘托缓冲平衡的勾兑工艺。 范玉平 香气悠久、味醇厚、入口甘美、入喉净爽， 各味协调，恰到好处。 两忌 一滴沾唇满口香 三杯入腹浑身爽 忌甜食：甜味先入，影响口舌的辨别功能； 五粮液的品尝 l忌豪饮：囫囵吞枣，不辨其味。 l望、闻、浅尝、慢咽、雅酌 4. 浓香型白酒的生产 5. 米香型白酒的生产 小曲制造工艺 l流程：原料 浸泡 捣碎 拌料（加曲母、草药 ） 制坯 箱内繁殖 出箱烘干 曲米 l制坯：直径9厘米高3.5厘米的圆饼 l箱内繁殖：箱上覆盖有稻草，底部可加热，控温在28 -30度 5. 米香型白酒的生产 桂林三花（米香型小曲酒）酿造工艺 蒸饭：将米蒸熟 固态糖化：35-38度，加1%曲粉，糖化24小时 半液态发酵：发酵7天，保温36度 蒸馏：掐头去尾 6. 非固态法白酒的生产 固液结合法 l半固、半液法：固态糖化、半固半液发酵，然后蒸 馏 l串香法：新型白酒，将大曲酒醅与酒精串香蒸馏 l勾兑法：新型白酒 l直接勾兑：降度食用酒精10-30%的发酵曲酒 l特制调香调味酒法： 增香发酵得调味酒，添加量不超过 5% l利用蒸馏副产品：降度食用酒精（酒头/酒尾/酒糟浸出液 ） 食用香料 6. 非固态法白酒的生产 液态法白酒 l以谷物、薯类、废糖蜜等为原料，经液态 发酵蒸馏制成白酒 l以食用酒精为酒基，勾兑成白酒（调香白 酒） 前者如赊店老白干、糖蜜白酒等 勾兑成分非固态发酵产物 7. 白酒的贮存、勾兑和调味 白酒的贮存与老熟 l物理化学变化：水和乙醇分子结合，束缚乙醇分 子，使口感柔和 l化学变化：发生氧化反应，醇依次生成醛、酸、 酯 l挥发作用：杂味分子（硫化氢）等挥发 7. 白酒的贮存、勾兑和调味 白酒的勾兑与调味 l勾兑：将来自不同窖池，不同馏分，不同储存期 的 酒混合配比。 l调味：勾兑基础上的精加工，用专用调味酒完成 调味酒：特制双轮底酒、陈酿调味酒、酒头酒、 酒 尾酒等 本节要点 主要酒品的分类 葡萄酒、香槟酒、白兰地的酿制方法 中国白酒用曲的特征 影响中国白酒风味与质量的因素 第二节 酱油和酱制品的生产 提 纲 概述 酱油发酵生产工艺和设备 其它酱品的生产工艺 柴米油盐酱醋茶 l酱制品中风味物质的来源 l3. 脂肪分解：经脂肪酸，氧化降解成各种短链脂肪酸 l2. 淀粉分解：经糊精、麦芽糖、从葡萄糖生成小分 子 一、概述 l1. 蛋白质水解：经蛋白胨、多肽，最终生成氨基酸 l4. 纤维素分解：降解成纤维素二糖和葡萄糖 l酱制品中色、香、味物质的形成机制 l味：鲜（谷氨酸）、甜（糖）、 酸（有机酸）、苦（亮氨酸等） l香：成酯反应 一、概述 l色：迈德拉反应，类黑素的形成 酱制品酿造中的主要微生物 l乳酸菌：产生乳酸，与乙醇成酯 l酵母菌：酒精发酵，酸类发酵，间接参与成 酯 一、概述 l米曲霉和酱油曲霉： 控制发酵速度、成品颜色和鲜味 二、酱油发酵生产工艺与设备 工艺流程 制曲 发酵 酱油半成品的处理 酱油的澄清、过滤及包装 二、酱油发酵生产工艺与设备 制曲流程 种曲的制备 菌种的选择 试管菌种的培养及保藏 纯种三角瓶扩大培养 种曲制造（曲盘） 制曲 二、酱油发酵生产工艺与设备 制曲方法 l冷却、接种及入池 l培养：厚层通风制曲 二、酱油发酵生产工艺与设备 脱脂 大豆 破碎润水蒸料冷却制曲发酵 成熟酱醅浸淋生酱油灭菌配兑澄清成品 水 麸皮 种曲 食盐盐水加热 上批淋油加热 固态低盐发酵工艺 二、酱油发酵生产工艺与设备 大豆 浸渍 除杂 蒸料制曲发酵 抽油配兑灭菌成品 种曲、面粉 食盐盐水加热 稀态高盐发酵工艺 加热澄清 工艺特点：发酵液稀，盐度最高可达27%，发酵周期长，30度3-12个月，（抽油，浸泡4次 提取）。 优点：酱香浓郁，风味好，许多著名的品牌，如生抽王等均采用此工艺； 缺点：时间长。 酱油半成品的处理 l配制：添加助鲜剂、甜味料 l加热：杀死微生物，防止酱油生霉，灭活胞外酶 二、酱油发酵生产工艺与设备 酱油的澄清、过滤及包装 l贮存：贮存的同时继续澄清，注意通气 l澄清：加热后静置沉淀4-7天 二、酱油发酵生产工艺与设备 l包装：包装前还应进行一次巴氏灭菌，然后分 瓶 三、酱品的生产工艺 甜面酱的生产 豆酱的生产 三、酱品的生产工艺 甜面酱的生产流程工艺总图 面料 水 拌和蒸熟冷却接种厚层通风制曲成曲 入发酵容器加盐水保温发酵成熟酱品 食盐、水配制澄清加热 三、酱品的生产工艺 豆酱的生产工艺流程总图 蚕豆去皮豆瓣浸泡蒸熟冷却混合接种制曲 面粉种曲 入池 发酵 自然 升温 加第一 次盐水 保温 发酵 加第二次 盐水及盐 翻酱蚕豆酱 盐、水配置澄清盐水 本节知识结构 概述 酱油生产 豆豉生产 酱品生产 酱油和酱 制品的生产 酱制品中色、香、味物质的来源和生成机制 酱制品发酵中微生物的类群和作用 制曲 发酵 半成品处理 除菌、包装 甜面酱的生产 豆酱生产 固态低盐发酵 液态高盐发酵 第三节 食醋的生产 提纲 概述 食醋发酵生产的基本原理 食醋发酵工艺与设备 一、概述 食醋的分类 食醋 酿造醋 以谷物或薯类为原料生产的醋 以酒精物质为原料生产的醋：酒精醋、酒糟醋 以糖类物质为原料生产的醋：苹果醋、葡萄醋 合成醋：冰醋酸及其它有机酸 混合醋：酿造醋与合成醋 从生产工艺上分类 固体发酵：辅料多，周期 长，原料利用率低，劳动 强度高 液体发酵：如酶法液体通 风回流法，卫生 二、食醋发酵生产的基本原理 淀粉糖化（略） 酒精发酵（略） 醋酸发酵 陈酿的后熟作用 代表了四个主要的流程环节 二、食醋发酵生产的基本原理 醋酸发酵 l主要反应：乙醇氧气醋酸 l其它（成香）反应： 生成酒石酸、丙酰酸等十几种酸， 分解脂肪生成脂肪酸， 分解蛋白质生成氨基酸。 l醋酸菌的特性：最适生长温度30度，最适发酵温 度27-28度，最适pH为3.5-6.5，耐醋酸浓度6-7% ，耐食盐浓度1-1.5%，耐酒精浓度5-12% 醋酸菌 2、脂肪是由霉菌分解的 3、目前我国纯化的菌种虽然在这些指标上有所进步，但酶系统 不完善，所以往往采用多种菌混合发酵的方法，使醋增香。 二、食醋发酵生产的基本原理 陈酿的后熟作用 l色泽变化：类黑素的生成 l风味变化：氧化（乙醛），酯化，束缚酒精 l陈酿方法 l醋醅陈酿：向醋醅中加盐后封缸，放置1月， 中间倒醅1-2次 l生醋日晒夜露数月 l将成品醋灌装封坛陈酿 醋必须经过陈酿，否则风味不明显 1、必须有氨基酸参加，原理同酱油 2、储存3个月乙醛的浓度可提高30%，酯化 反应的程度受醇的浓度决定，固体法中醇的 浓度比液体法高，所以生成的醋更香，酯化 反应的速度还受温度影响，温度有利于加速 。 著名的山西老陈醋就是经过夏季日晒，冬季 捞冰长期陈酿而成，因此风味显著。 三、食醋发酵工艺与设备 我国传统的食醋发酵工艺 新型制醋工艺 国外名醋的生产简介 三、食醋发酵工艺与设备 我国传统的食醋发酵工艺 蒸煮 原料 过筛拌匀糖化及酒化拌匀醋酸发酵 加盐后熟淋醋澄清灭菌成品 酵母、麸曲、水醋酸菌种、粗糠 酵母用量是原料的40%，麸曲是50% 拌匀1：孰料降温至40度左右，进行洒水和翻料，然后摊平， 将细碎的麸曲均匀布在原料上，再将酵母液洒在上面，充分拌 匀后入缸。 糖化及酒化：升温至38度时第一次倒醅、5-8小时后第二次倒 醅，以后应自发维持在38-40度之间，48小时后温度开始下降 ，这时每天倒醅一次，5天后降温至33-35度，标志这糖化和酒 化的结束。 拌匀2：按5%的比例加醋酸菌种和78%的糠，分两次拌匀倒 缸。 醋酸发酵：2-3天起醅温上升，控制在39-40度之间，天天倒醅 ，经过12天左右醅温降至38度，分批加入1-2%的盐（不但能 调味，而且可以抑制醋酸菌过度氧化），拌匀，放置两天，醋 酸发酵即结束。 后熟：将醋醅压实，覆盖食盐层后泥封，放置一月以上，中间 可倒醅一次。 淋醋：通常采用三组套淋法：第三组用自来水浸泡，淋出液加 入第二组醅中淋出二级醋，再将二级醋加入第一组中浸泡20- 42小时后淋出得一级醋。 澄清：滤布过滤。 灭菌：80度下消毒，并添加防腐剂。 三、食醋发酵工艺与设备 新型制醋工艺 l糖化：液化酶和糖化酶糖化 l酒化：纯种优质酵母菌种，液态酒精发酵 l醋酸发酵：深层（连续）发酵 l后熟：熏醋增色增香 1，2、传统的方法是曲法糖化（复式发酵），新工艺的生产能力强 ，但风味不足 3、深层发酵可以采用通风发酵罐来进行，传统的方法是固体发酵 4、将醋加热到70-80度，加速反应，这对增加新法酿制醋的色香味 非常重要 三、食醋发酵工艺与设备 国外名醋的生产简介 l日本米醋：米饭（清酒）发酵 l法国葡萄酒醋：以葡萄酒为原料发酵 l德国速酿醋：以酒精蒸馏残液发酵 l英国麦酒醋：以麦芽汁为原料发酵 1、醋酸发酵周期长，1-3个月，产品具曲香，富有氨基酸且 口味浓厚 2、发酵容器为橡木桶，半连续发酵（中间不断进行补料和放 液），持续时间长达3年之久，产品芳香宜人，畅销欧美。 第四节 调味品的发酵生产 提纲 味精的生产 柠檬酸的生产 其它调味品的生产（核苷酸、酵母抽提物 ） 一、味精的生产 谷氨酸发酵机制 谷氨酸的生物合成机制 谷氨酸生物合成的调节 味精的发酵生产 原料及其规格 谷氨酸发酵控制 谷氨酸提取工艺 三废处理与环保 一、味精的生产 1.1 谷氨酸生物合成机制 葡萄糖3磷酸甘油醛乙酰辅酶A 柠檬酸 草酰乙酸 酮戊二酸 5磷酸核糖 谷 氨 酸 EMP TCA HMP NADPH NADP DCA 一、味精的生产 1.2 TCA循环的调节 柠檬酸 草酰乙酸 酮戊二酸 顺乌头酸 乙酰CoA 谷氨酸 ATP 柠檬酸 合成酶 乌头 酸酶 异柠檬酸 脱氢酶 酮戊二酸 脱氢酶 一、味精的生产 1.2 DCA循环的调节 柠檬酸 草酰乙酸 酮戊二酸 异柠檬酸 乙酰CoA 谷氨酸 ATP 酮戊二酸 谷氨酸 ATP 柠檬酸 草酰乙酸 异柠檬酸 乙酰CoA 乙醛酸 一、味精的生产 1.2 CO2固定的调节 葡萄糖PEP丙酮酸 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 TCA CO2 CO2 PEP羧化酶 丙酮酸脱氢酶 一、味精的生产 1.2 细胞膜通透性控制的机制： l谷氨酸的分泌是由细胞膜控制的； l细胞膜在磷脂含量较低时的通透性较好。 控制细胞膜通透性的方法： l筛选生物素磷脂合成酶类的辅酶缺陷型 l选育油酸或甘油磷脂的组分缺陷型 l添加饱和脂肪酸与油酸竞争或青霉素 一、味精的生产 2 味精的发酵生产流程 种子 二级种子 淀粉水解糖 配料 压缩 过滤空气 发酵 粗制谷氨酸 味精 一、味精的生产 2.1 谷氨酸发酵控制菌种（棒状杆 菌） l生物素缺陷型 l缺失酮戊二酸脱氢酶 一、味精的生产 2.2 谷氨酸发酵控制培养基 l碳源： l种子培养基的糖份较少，发酵培养基含糖较多 l发酵中控制糖浓度在12.516% l氮源： l控制碳氮比为100：30左右 l产酸期需不断补充尿素，控制pH7.0-8.0 一、味精的生产 2.2 谷氨酸发酵控制培养基 l无机盐： l磷酸盐：各种磷酸盐或磷酸均可 l硫酸镁：提供硫和镁 l钾盐：可与磷酸盐同时添加 l微量元素：铁、锰离子 一、味精的生产 2.3 谷氨酸发酵控制培养条件 l温度：生长温度为30-32C，发酵温度为34 -38C； lpH:前期7.5，中期7.2，后期7.0 l时间：摇瓶12-16hrs，种子罐8-10hrs，发酵 罐28-32hrs，总计48-58hrs； l溶氧：两头小，中间大，结合OD值进行 控制； l泡沫：通常采用强效非离子型化学消泡剂 ； l细胞渗透性的调节：降低生物素含量，添 加青霉素或表面活性 剂，筛选菌种。 一、味精的生产 2.3 谷氨酸发酵控制染菌的控制 l谷氨酸发酵特别易感染杂菌的原因： 1、培养基营养丰富、pH适中； 2、发酵产物（谷氨酸）没有抑菌能力； 3、发酵周期短。 l感染杂菌的应对措施： 加强原料、培养容器和管道的灭菌和消毒 ； 定期对生产设备 和环境进行大面积的消毒 处理； 加强染菌的检查：结合对二氧化碳的监测 初期染菌：加热灭菌后倒罐； 中期染菌：如不严重可加大通风，继续发 酵； 后期染菌：继续发 酵。 一、味精的生产 2.4 谷氨酸提取工艺等电点法初提 除菌体 调酸 搅拌 静置沉降 母液 菌体与 谷氨酸 谷氨酸 结晶 离心 离心 湿谷氨酸晶体 母液 母液 发酵液 一、味精的生产 2.4 谷氨酸提取工艺离子交换法初 提 l方法：利用氨基酸两性的性质，先采用离子交 换树脂吸附，再用洗脱液洗脱。 l特点：得率高，可达85-90% 酸碱用量大，排污量大 一、味精的生产 2.4 谷氨酸提取工艺锌盐法初 提 l方法：先生成谷氨酸锌沉淀，再加酸转化 成谷氨酸，并在较低pH时结晶 l特点:得率高，操作方便，用酸少 用锌量大，需回收 一、味精的生产 2.4 谷氨酸提取工艺盐酸水解法初 提 l方法： 浓缩，酸水解，再浓缩，加碱，等电点结晶 l特点：得率高 工艺复杂，能耗高，腐蚀大 一、味精的生产 2.4 谷氨酸提取工艺精提 粗制谷氨酸 溶解 加碱中和 脱色去铁 离心分离 浓缩结晶 分离干燥 分级包装 成品味精 一、味精的生产 2.4 三废处理与境保 味精工厂的三废产物 l废气：锅炉废气 l废渣：煤渣、煤灰 l废水：高、中、低浓度的有机废水 l有机物浓度特别高 l酸性大，固体悬浮物多，富含营养物质 二、柠檬酸的生产 发酵机制 lTCA循环与柠檬酸的合成 l草酰乙酸的补偿途径 柠檬酸合成的代谢调控 l乙醛酸循环和用醋酸发酵生产柠檬酸 发酵工艺 l柠檬酸发酵流程 l主要工艺环节的要求 二、柠檬酸的生产发酵机制 TCA循环与柠檬酸的合成 淀粉葡萄糖丙酮酸 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 EMP TCA 二、柠檬酸的生产发酵机制 草酰乙酸的补偿途径： 途径一 l丙酮酸+ CO2+ATP草酰乙酸+ADP 途径二 l磷酸烯醇式丙酮酸+CO2+ADP草酰乙酸+ATP 丙酮酸羧化酶 PEP羧化酶 二、柠檬酸的生产发酵机制 草酰乙酸的补偿途径 淀粉葡萄糖丙酮酸 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 EMP TCA 2葡萄糖+3O22柠檬酸+4H2O 二、柠檬酸的生产 柠檬酸合成的代谢调控 糖酵解及丙酮酸代谢的调节 磷酸果糖激酶PFK的调节 葡萄糖 6-磷酸 果糖 1,6-2磷 酸果糖 丙酮酸柠檬酸 PFK ATP Mn2+匮乏NH4+浓度升高 X 二、柠檬酸的生产 柠檬酸合成的代谢调控 三羧酸循环的调节 顺乌头酸 丙酮酸 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 TCA 顺乌头酸酶 丙酮酸羧化酶 柠檬酸合成酶 丙酮酸脱氢酶 CO2 Fe2+匮乏 X 二、柠檬酸的生产 乙醛酸循环和醋酸发酵柠檬酸 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 异柠檬酸 苹果酸 TCA 乙醇 乙酸 烃类 乙醛酸 二、柠檬酸的生产发酵工艺 柠檬酸发酵流程（深层培养） 菌种 试管 锥形瓶 种子罐 薯干 粉碎 打浆 液化 空气过滤 发酵 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 二、柠檬酸的生产发酵工艺 对菌种（黑曲霉）的要求 l乌头酸及异柠檬酸合成酶活性低，利于柠 檬酸的积累； l产酸高，耐酸，耐高渗； l糖化酶活力强。 二、柠檬酸的生产发酵工艺 pH值 l原因：糖化与产酸是在同一环境中由同一 种菌完成的，但糖化过程的最适pH（4.0- 4.6）比产酸的最适pH（2.0-2.5）要高； l目标：前期pH较高，后期pH较低； l方法1：通气调节，逐步提高通气量； l方法2：用碳酸钙直接调节pH. 提取工艺 l方法：用蒸汽将成熟的发酵液加热至100C。 l目的：终止发酵，使菌丝受热破裂释放柠檬 酸，使蛋白质凝固变性易于过滤。 二、柠檬酸的生产发酵工艺 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 提取工艺 l方法：板框压滤、真空抽滤 黑曲霉菌体：饲料添加剂 二、柠檬酸的生产发酵工艺 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 二、柠檬酸的生产发酵工艺 提取工艺 l方法：在中和罐中进行，在不断搅拌中添 加碳酸钙，同时蒸汽加热至60-80C，趁 热过滤，并用热水洗涤沉淀。 中和滤液：酵母培养基 l目的：形成难溶的柠檬酸钙沉淀。 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 二、柠檬酸的生产发酵工艺 提取工艺 l方法：先把柠檬酸钙用水调成糊状，加热 至85C，缓慢加入硫酸，达到终点后用1- 3%的活性碳脱色，85C保温30分钟，用 真空抽滤或离心分离。 石膏渣（硫酸钙）：建筑材料 l目的：生成柠檬酸，脱色。 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 二、柠檬酸的生产发酵工艺 提取工艺 l方法：采用强酸型阳离子交换树脂去除钙 、 铁等金属离子。 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 二、柠檬酸的生产发酵工艺 提取工艺 l方法：减压蒸发，保温50-60C；在结晶 箱中缓慢降温结晶，用离心过滤机收集晶 体，并用冷水洗涤晶体。 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 二、柠檬酸的生产发酵工艺 提取工艺 l方法： 用沸腾干燥箱，控制温度在35C以下。 预热 过滤 中和 脱色 树脂净化 浓缩 结晶 干燥 包装 发酵 三、其它调味品的生产 简介 第一代调味品：味精 第二代调味品：味精核苷酸（强力味精） 第三代调味品： 味精核苷酸植物蛋白水解物酵母水解物 三、其它调味品的生产 核苷酸类调味品的生产方法 l酶解法 l自溶法 l发酵转化法 l直接发酵法