第二章发酵基础知识

1、填空：填空：微生物工程可分为微生物工程可分为 和和 两部分，其中以两部分，其中以 为主。为主。化学工程与发酵工程的本质区别在于化学工程与发酵工程的本质区别在于 。判断：判断：发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。 温故知新温故知新第二章第二章 发酵基础知识发酵基础知识 o 第一节第一节 发酵产品与微生物发酵产品与微生物 o 第二节第二节 发酵三要素发酵三要素 o 第三节第三节 发酵工艺简介发酵工艺简介o 第四节第四节 发酵产品的附加值发酵产品的附加值 微生物菌体微生物菌体代谢产物代谢产物 酶酶 一、发酵产品类型一、发酵产品类型 第一节第一节 发酵产

2、品与微生物发酵产品与微生物 6 微生物菌体微生物菌体 1.1.单细胞蛋白单细胞蛋白 （饲料添加剂、食品）（饲料添加剂、食品） 2.2.食（药）用菌食（药）用菌 （蘑菇、（蘑菇、香菇香菇、灵芝、猴头等）、灵芝、猴头等） 3.3.微生物农药微生物农药（细菌、真菌、病毒：细菌、真菌、病毒：苏云金杆菌、白僵菌）苏云金杆菌、白僵菌） 4. 4.疫苗疫苗（细菌、病毒）（细菌、病毒） 第一代：病原微生物及其产物第一代：病原微生物及其产物 第二代：基因工程疫苗第二代：基因工程疫苗 第三代：人工合成疫苗第三代：人工合成疫苗 5.5.微生态制剂微生态制剂（细菌：细菌：乳酸菌、双歧杆菌）乳酸菌、双歧杆菌） 一、发酵

3、产品类型一、发酵产品类型食用菌视频食用菌视频生物防治：生物防治：0-8:30;29:30-0-8:30;29:30-33:00(33:00(绿色食品多媒体，绿绿色食品多媒体，绿色食品色食品1 1）香香 菇菇o 具有具有润肺、养胃、活血益气、健脑强身润肺、养胃、活血益气、健脑强身等功效。等功效。o 味道鲜香味道鲜香，营养丰富营养丰富。o 降血压降血压，降胆固醇降胆固醇。o 抗癌、抗病毒、提高免疫力、防治软骨病抗癌、抗病毒、提高免疫力、防治软骨病。香菇的历史香菇的历史 据传最早发明这项技术的是南宋据传最早发明这项技术的是南宋龙泉县龙溪乡龙岩村人龙泉县龙溪乡龙岩村人吴三公吴三公( (真名吴煜真名吴煜

4、) )。后来该地归庆元。后来该地归庆元县管辖，所以县管辖，所以庆元有中国香菇庆元有中国香菇城之称城之称。 我国的浙江省我国的浙江省龙泉市、景宁县、庆元县龙泉市、景宁县、庆元县三市县交界地三市县交界地带是世界最早人工栽培香菇的发源地，其香菇人工栽带是世界最早人工栽培香菇的发源地，其香菇人工栽培技术史称砍花法。培技术史称砍花法。 香菇民间传说香菇民间传说 从前有户人家，兄弟三人靠烧炭度日。一天，老三吴煜挑从前有户人家，兄弟三人靠烧炭度日。一天，老三吴煜挑炭下山，见一白发老妇牵着一个三、四岁的孩子站在路边。那炭下山，见一白发老妇牵着一个三、四岁的孩子站在路边。那孩子哭闹不停，吴煜上前询问，老妇说，家

5、中五口贫病交迫，孩子哭闹不停，吴煜上前询问，老妇说，家中五口贫病交迫，死去三个，只留下祖孙二人，今日想去邻村借点粮食度日。孩死去三个，只留下祖孙二人，今日想去邻村借点粮食度日。孩子肚饥，见树上的桃子想吃，又摘不下来。子肚饥，见树上的桃子想吃，又摘不下来。 吴煜见路边一棵桃树硕果累累，可下面是深不可测的龙潭。吴煜见路边一棵桃树硕果累累，可下面是深不可测的龙潭。吴煜听孩子哭得伤心，就往树上爬，刚伸手去摘，吴煜听孩子哭得伤心，就往树上爬，刚伸手去摘，“哗哗”的一的一声，树枝断了，吴煜跌落深潭声，树枝断了，吴煜跌落深潭。 吴煜沉入潭底，见左侧一扇月洞门，一老妪鬃发如霜，手吴煜沉入潭底，见左侧一扇月洞门

6、，一老妪鬃发如霜，手持龙头拐杖迎面走来，笑着说：持龙头拐杖迎面走来，笑着说：“你为人善良，美德可嘉。你为人善良，美德可嘉。我是黎山老母，路边的老妇就是我。我是黎山老母，路边的老妇就是我。”用手掌在拐杖上拍用手掌在拐杖上拍了几下，霎时，杖上长出一朵褐色鲜蕈，香醇之气扑鼻而了几下，霎时，杖上长出一朵褐色鲜蕈，香醇之气扑鼻而来。黎山老母说：来。黎山老母说：“此物叫此物叫香菇香菇，食后长生不老。我可教，食后长生不老。我可教你你种菇之法种菇之法。” 吴煜得到黎山老母点化，将种菇方法教给全村父老吴煜得到黎山老母点化，将种菇方法教给全村父老乡亲，从此菇业大兴。菇民尊吴煜为乡亲，从此菇业大兴。菇民尊吴煜为香菇

7、神香菇神，因他，因他排行老三，故称他为排行老三，故称他为吴三公吴三公。 6 代谢产物代谢产物 （分为初级代谢产物、次级代谢产物，这是一类当前最主要（分为初级代谢产物、次级代谢产物，这是一类当前最主要的微生物发酵产品，也是开发潜力最大的一类）；的微生物发酵产品，也是开发潜力最大的一类）； 酒精、酱油、食醋、酸奶、谷氨酸、柠檬酸、核酸、多糖、酒精、酱油、食醋、酸奶、谷氨酸、柠檬酸、核酸、多糖、脂类、维生素、抗生素、毒素、激素、色素等脂类、维生素、抗生素、毒素、激素、色素等 一、发酵产品类型一、发酵产品类型 酶酶制剂工业是利用微生物发酵，获得与生物体内的酶具有相同制剂工业是利用微生物发酵，获得与生物

8、体内的酶具有相同功能的酶制剂。功能的酶制剂。 近几年，酶制剂的生产和应用研究已普遍引起各国的重视，已近几年，酶制剂的生产和应用研究已普遍引起各国的重视，已在食品、发酵、纺织、医药、造纸、皮革、化工、石油、畜牧在食品、发酵、纺织、医药、造纸、皮革、化工、石油、畜牧饲料等部门得到应用。饲料等部门得到应用。 我国主要应用在食品方面，其中产量较大的是我国主要应用在食品方面，其中产量较大的是-淀粉酶、糖淀粉酶、糖化酶、葡萄糖异构酶、蛋白酶和脂肪酶化酶、葡萄糖异构酶、蛋白酶和脂肪酶。 一、发酵产品类型一、发酵产品类型6 酶酶 微生物菌体微生物菌体 1.1.单细胞蛋白：单细胞蛋白：酵母、霉菌、细菌、藻类酵母

9、、霉菌、细菌、藻类 2. 2.食（药）用菌食（药）用菌：大型真菌：大型真菌 3. 3.微生物农药微生物农药：细菌、真菌、病毒：细菌、真菌、病毒 4.4.疫苗：疫苗：细菌、病毒细菌、病毒 5. 5.微生态制剂：微生态制剂：细菌细菌 二、发酵菌种二、发酵菌种 代谢产物代谢产物 1 1、酒精饮料、酒精饮料 啤酒：啤酒酵母啤酒：啤酒酵母 葡萄酒：酵母菌葡萄酒：酵母菌 黄酒：霉菌黄酒：霉菌（根霉、曲霉）、（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌酵母菌、细菌 白酒：同黄酒白酒：同黄酒 二、发酵菌种二、发酵菌种 代谢产物代谢产物 2 2、调味品、调味品 豆腐乳：豆腐乳：霉菌（根霉、毛霉、曲霉）霉菌（根霉、毛霉、曲霉）

10、酱油：酱油：米曲霉、酵母菌属、片球菌属米曲霉、酵母菌属、片球菌属 食醋：霉菌、酵母菌、醋酸菌食醋：霉菌、酵母菌、醋酸菌 味精（谷氨酸钠）：谷氨酸棒杆菌味精（谷氨酸钠）：谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌黄色短杆菌 柠檬酸：黑曲霉柠檬酸：黑曲霉 火腿：火腿：曲霉、青霉曲霉、青霉 酸泡菜：酸泡菜：肠膜状明串球菌、植物乳杆菌肠膜状明串球菌、植物乳杆菌 二、发酵菌种二、发酵菌种 代谢产物代谢产物 3 3、发酵乳制品、发酵乳制品 酸奶：乳酸菌酸奶：乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌）酸链球菌） 干酪：干酪：乳酸菌、青霉、丙酸菌等乳酸菌、青霉、丙酸菌等 4 4、抗生素：、

11、抗生素：放线菌、霉菌、细菌放线菌、霉菌、细菌 5 5、面包：、面包：啤酒酵母啤酒酵母 二、发酵菌种二、发酵菌种 酶酶 主要是霉菌，其次是酵母菌和细菌主要是霉菌，其次是酵母菌和细菌 二、发酵菌种二、发酵菌种 第二节第二节 发酵三要素发酵三要素 原料原料 菌种菌种 工艺条件工艺条件 原料原料 传统工艺：传统工艺：原料选择菌种原料选择菌种（为什么？为什么？） 发酵原料是一种发酵原料是一种选择培养基选择培养基。 传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集选择富集培养培养，这些微生物，这些微生物

12、生长和代谢生长和代谢的结果可生产出的结果可生产出有特殊风味的食品。有特殊风味的食品。 菌种菌种 现代工艺：现代工艺：菌种选择原料菌种选择原料（为什么？为什么？） 在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。以防止其他杂菌对发酵的干扰。 以适合菌种生长、繁殖与合成所需产物为依以适合菌种生长、繁殖与合成所需产物为依据，选择合适的据，选择合适的温度、温度、pHpH值、溶解氧、泡沫、氧值、溶解氧、泡沫、氧化还原电位化还原电位等。等。 工艺条件工艺条件第三节第三节 发酵工艺简介发酵工艺简介 根据涉及到的微生物种类根据涉及到的微生物种类

13、 1 1、单菌发酵、单菌发酵 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。 2 2、混合菌发酵、混合菌发酵自然发酵自然发酵人工接种发酵人工接种发酵 一、发酵工艺分类一、发酵工艺分类 根据基质物理状态根据基质物理状态 1 1、液态发酵、液态发酵 发酵基质呈发酵基质呈流动状态流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。 2 2、半固态发酵、半固态发酵 发酵基质呈发酵基质呈半流动状态半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 3 3、固态发酵、固态发酵发酵基质呈发酵基质呈不流动状态不流动状态。如固

14、态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。发酵等。 一、发酵工艺分类一、发酵工艺分类 二、发酵工艺流程二、发酵工艺流程原料选择原料选择 原料预处理原料预处理灭菌灭菌冷却冷却接种接种主发酵主发酵 后发酵后发酵 后处理后处理第三节第三节 发酵工艺简介发酵工艺简介 摇瓶试验摇瓶试验小型发酵罐试验小型发酵罐试验菌种筛选菌种筛选菌种纯化菌种纯化发酵罐发酵罐工厂化生产工厂化生产种子罐扩大培养种子罐扩大培养 三三、发酵产物形成过程、发酵产物形成过程 （第一阶段）（第一阶段） （第二阶段）（第三阶段）（第二阶段）（第三阶段） （原料预处理）（原料预处理） （主、后发

15、酵）（主、后发酵） （后发酵）（后发酵） （主发酵）（主发酵）原料原料 营养物质降解营养物质降解 代谢产物形成代谢产物形成产物再平衡产物再平衡第三节第三节 发酵工艺简介发酵工艺简介 第四节第四节 发酵产品的附加值发酵产品的附加值 一、发酵有利于食品保藏一、发酵有利于食品保藏 食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的抑制了腐败微生物的生长生长，有利于食品保藏。，有利于食品保藏。 二、发酵产品的保健作用二、发酵产品的保健作用J有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类酸类和和醇类

16、醇类等，等，还能产生某些还能产生某些抗菌素抗菌素可可抑制致病菌抑制致病菌和和肠内腐败菌肠内腐败菌。J有些发酵食品还具有有些发酵食品还具有预防心脑血管疾病、整肠、改善便秘、预防心脑血管疾病、整肠、改善便秘、降低胆固醇、增加免疫功能和抗癌降低胆固醇、增加免疫功能和抗癌等功能。等功能。第四节第四节 发酵产品的附加值发酵产品的附加值 三、发酵增加了食品的营养价值三、发酵增加了食品的营养价值 发酵食品一般比未经发酵的原食品更富营养。发酵食品一般比未经发酵的原食品更富营养。一方面，发酵通过微生物对营养物质的降解作用，一方面，发酵通过微生物对营养物质的降解作用，有利于营有利于营养物质的消化吸收养物质的消化吸收。另一方面，食品经过发酵后可以另一方面，食品经过发酵后可以提高某些营养组分提高某些营养组分如蛋白质如蛋白质的含量，并的含