食品发酵工程基本原理

食品发酵工程基本原理Fermentationengineering1一、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21、传统发酵最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。32、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。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。43、工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程包括：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。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。5发酵产物不同分离提纯的方法也不同：代谢产物菌体本身：蒸馏、萃取、离子交换等方法。：过滤、沉淀。6二、发酵工程的内容与特点7从自然界分离的菌种产品基因工程诱变育种细胞工程生产用菌种扩大培养原料微生物菌体代谢产物分离提纯发酵罐发酵条件控制接种培养基配制灭菌1.发酵工程的主要内容82、发酵过程的组成部分

典型的发酵生产过程包括：

确定菌种繁殖和发酵生产所用的培养基；

对培养基、发酵罐及其附属设备进行灭菌；

菌种经逐级扩大培养后，作为生产种子接种于发酵罐中控制发酵罐中微生物的生长条件，最大程度地获得人们渴望的代谢产物菌种的选育9产物分离提纯

发酵过程中废弃物的处理与回收10适宜的微生物保证或控制微生物进行代谢的各种条件进行微生物发酵的设备精制成产品的方法的设备3.实现发酵产品的条件114.发酵工程的特点：1213三、发酵方法的类别与流程14小资料15工业发酵的流程空气空气净化处理保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵碳源、氮源、无机盐等营养物质灭菌产物分离纯化成品2.工业发酵流程和工艺步骤1617四、发酵过程控制18影响发酵产物生产的因素:营养物质的浓度、种类、比例溶解氧浓度氧化还原电位CO2发酵液黏度温度pH值泡沫酶和代谢产物此外，还包括菌体浓度、生长速率、死亡速率、细胞状态等生物学因素。19发酵过程—中心阶段发酵过程的监控：

1、要在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程；

2、及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物

3、要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。。20发酵过程的影响因素：（1）发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热±辐射热（2）温度对发酵的影响温度影响细胞中酶的活性温度影响发酵液的性质（粘度），进而影响氧传递

（3）用冷却水进行温度的调节1、温度21

2、PH值

（1）PH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。生理酸性物质(NH4)SO42NH3+H2SO4生理碱性物质NaNO3+4H2NH3+2H2O+NaOH

发酵过程的影响因素：22（2）PH对发酵的影响（3）调节和控制培养液pH的方法：在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。233、溶解氧：溶解在发酵液中的氧气（1）好氧型微生物：溶解氧要充足；厌氧型微生物：严格的无氧环境（2）由发酵罐的通气口来控制发酵罐中转子的搅拌速度24生物技术的四大技术体系之一1.发酵技术的两大核心：生物催化剂（其最有效、稳定、方便的生物催化剂形式是整体生物细胞，目前最广泛采用的是微生物细胞）生物反应系统五、食品发酵与酿造与现代生物技术的关系第六节食品发酵与酿造的特点第一章绪论252、发酵与酿造工程中常用技术微生物技术制片染色和显微技术、无菌操作技术、纯种分离和培养技术、合成培养基技术、育种技术、深层液态发酵技术、菌种保藏技术化学技术产物分离技术、提取精制技术26六、食品发酵的一般流程各种发酵食品生产工艺上都存在着某些共同点，比如原料的选择、加工、制曲、发酵、后处理等方面都有相似之处，其过程图如下：272829七、发酵食品微生物的应用现状1酵母菌

1.1面包

1.2酒精及酒1.3酵母工业2醋酸菌

3乳酸菌及双歧杆菌

3.1

发酵乳制品及发酵剂3.2

发酵蔬菜4霉菌

4.1

酱油4.2

酱类4.3

腐乳4.4

红曲305其它几种发酵食品及生产用微生物的现状