微生物在食品工业中的应用

关于微生物在食品工业中的应用第1页，课件共123页，创作于2023年2月发酵的定义1、传统发酵2、生化和生理学意义的发酵3、工业上的发酵第2页，课件共123页，创作于2023年2月1、传统发酵

fervere”发泡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。第3页，课件共123页，创作于2023年2月2、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。第4页，课件共123页，创作于2023年2月3、工业上的发酵

利用微生物、植物、动物，在合适的条件下，经特定的代谢途径转变成所需产物的过程。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。第5页，课件共123页，创作于2023年2月发酵的分类

1.

按获取能量的方式分——好氧发酵，厌氧发酵2.

按产物类型分——初级代谢物发酵，次级代谢物发酵；食品发酵，有机酸发酵，氨基酸发酵，维生素发酵，抗生素发酵……3.

按操作类型分——自然发酵，纯种发酵，混种发酵；分批发酵，连续发酵；固态发酵，液态发酵4.按发酵生物类型分——细菌发酵，真菌发酵，基因工程菌发酵，动植物细胞发酵第6页，课件共123页，创作于2023年2月发酵工程的发展史

1．发酵现象的发现与利用2.小生命体的发现3.发酵本质的阐明4.纯粹培养技术的开发5.发酵中酶催化反应的发现6.大规模液体沉没发酵技术的开发7.现代生物技术的应用

第7页，课件共123页，创作于2023年2月发酵工业的范围1．发酵食品工业

：酱油，食醋，豆瓣酱，酸菜，活性酵母，活性乳酸菌，面包，酸奶，奶酪，酱豆腐，纳豆、白酒，黄酒，米酒，葡萄酒，啤酒，果酒。2．有机酸发酵工业

：醋酸，乳酸，柠檬酸，葡萄糖酸，苹果酸，衣康酸，琥珀酸，丙酮酸，反丁烯二酸等。3．氨基酸发酵工业

：谷氨酸，赖氨酸，色氨酸，苏氨酸，精氨酸，酪氨酸，异亮氨酸，丙氨酸，苯丙氨酸等。

第8页，课件共123页，创作于2023年2月

发酵工业的范围4．低聚糖与多糖发酵工业

：低聚果糖，香菇多糖，云芝多糖，葡聚糖，黄原胶等。5．核苷酸发酵工业

：肌苷酸（IMP），鸟苷酸（GMP），黄苷酸（XMP）。第9页，课件共123页，创作于2023年2月6．药物发酵工业：抗生素:青霉素，头孢菌素，链霉素，红霉素，四环素，制霉菌素，丝裂霉素等。基因工程制药工业：促红细胞生成素（EPO），表皮生长因子（EGF），人生长激素，干扰素，白介素，各种疫苗，单克隆抗体等。药理活性物质发酵工业：免疫抑制剂，免疫激活剂，糖苷酶抑制剂，脂酶抑制剂，类固醇激素等

发酵工业的范围第10页，课件共123页，创作于2023年2月7．维生素发酵工业：维生素C，维生素B2，维生素B12等。8．酶制剂发酵工业：淀粉酶、蛋白酶、脂酶、青霉素酰化酶、葡萄糖氧化酶、海因酶等。9.发酵饲料工业：干酵母、单细胞蛋白、酵素菌、益生菌、青贮饲料、抗生素和维生素饲料添加剂等。

发酵工业的范围第11页，课件共123页，创作于2023年2月

10

生物肥料与农药工业：细菌肥料、赤霉素、除草菌素、苏云金杆菌、白僵菌、绿僵菌、杀稻瘟菌素、有效霉素、春日霉素等。11.溶剂发酵工业：酒精、甘油、乙醇、丙酮、丁醇溶剂等。12..水的生物处理工业及环保：活性污泥、沼气发酵、有毒物质降解等。

发酵工业的范围第12页，课件共123页，创作于2023年2月菌种筛选摇瓶试验发酵罐中试由实验室研究到产业化的过程发酵生产第13页，课件共123页，创作于2023年2月发酵工程的基本技术过程第14页，课件共123页，创作于2023年2月Theessentialcomponentsofafermentor第15页，课件共123页，创作于2023年2月发酵的主体设备第16页，课件共123页，创作于2023年2月发酵技术的发展概况

发酵技术是生物技术中最早发展和应用的食品加工技术之一。许多传统的发酵食品，如酒、豆豉、甜酱、豆瓣酱、酸乳、面包、火腿、腌菜、腐乳以及干酪等。随着分子生物学和细胞生物学的快速发展，现代发酵技术应运而生。传统发酵技术与DNA重组技术、细胞(动物细胞和植物细胞)融合技术结合，已成为现代发酵技术及工程的主要特征。

第17页，课件共123页，创作于2023年2月发酵食品的特色和作用

1、抑制腐败菌和一般病原菌的生长2、发酵食品能提高原有的末发酵食品的营养价值3、在食品发酵后，其原来的色泽、形状、风味都会有所改变，而且是按着人们的意愿去改变的第18页，课件共123页，创作于2023年2月食品发酵中微生物的利用1、乳酸菌发酵

乳酸细菌分布：空气中肉、乳、果蔬等食品的表面上水以及器具等的表面上种类：有球状、杆状等等，属于兼嫌气性的居多数，也有专嫌气性的一般生长发育的最适温度为26～30℃。第19页，课件共123页，创作于2023年2月乳酸菌发酵类型：按对糖发酵特性的不同，可分为同型发酵和异型发酵。①同型发酵是指乳酸菌在发酵过程中，能使80%～90%的糖转化为乳酸，仅有少量的其他产物，引起这种发酵的乳酸菌叫做同型乳酸菌。菌种有：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、胚芽乳杆菌②异型发酵是指一些乳酸菌在发酵过程中使发酵液中大约50%的糖转化为乳酸，另外的糖转变为其他有机酸、醇、二氧化碳、氢等，引起这种发酵的乳酸菌叫异型乳酸菌。菌种有双歧杆菌、蚀橙明串珠菌和戊糖明串珠菌等第20页，课件共123页，创作于2023年2月实例--酸奶它是由优质鲜乳经脱脂、消毒后，加入乳酸发酵菌剂，经过发酵而制成的。菌种有：保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌、嗜热链球菌等。一般采用两种以上的混合菌种，在一定的温度下经过12～48h的发酵过程后，乳液即形成均匀糊状液体，酸度可达1%左右，并具有特殊的风味。在这种已发酵完毕的酸奶中，根据不同的口味和要求，还可加入食糖、柠檬酸、果汁及香料等物质配成各种酸乳，这种含有活的乳酸菌的酸乳，在保证卫生的条件下就不需要再经消毒处理，可以直接供人们饮用。第21页，课件共123页，创作于2023年2月2.醋酸菌发酵

醋酸发酵是利用醋酸杆菌进行的有氧发酵。醋酸发酵条件：发酵液一般保持在30℃左右的温度，发酵原料液偏于酸性。因为醋酸杆菌为需氧菌，通常通气进行发酵。在上述条件下，醋酸菌得以大量生长繁殖，使发酵液中乙醇转化为醋酸，酯酸杆菌产酸高的发酵液中醋的含量可达10%以上。发酵原液经过过滤、蒸煮杀菌后，再稀释至2%～3%的醋酸浓度，调味后，即为食用醋。

第22页，课件共123页，创作于2023年2月3酵母菌的利用

1.酵母菌用于生产饮料酒

2.用酵母菌制造面包第23页，课件共123页，创作于2023年2月4发酵食品中霉菌的利用

1.霉菌制造腐乳2.酱油制造中霉菌的利用第24页，课件共123页，创作于2023年2月食品发酵时有关因素的控制温度酸度氧的供应

菌种使用量第25页，课件共123页，创作于2023年2月1、温度发酵所需的温度依微生物的种类而异，温度起伏会影响发酵效果。温度为0℃时，牛乳中很少有乳酸菌活动。4.4℃时微生物稍有生长即使乳变味。21.l℃时乳酸链球菌生长比较突出。37.8℃时保加利亚乳杆菌迅速生长。温度升至65.6℃时则嗜热乳杆菌生长而其他微生物基本死亡。

第26页，课件共123页，创作于2023年2月2、酸度

由于大多数的微生物生长所需的pH在7，所以酸度，不论是食品原有的成分、外加的或发酵后产生的，都有抑制有害微生物生长的作用。含酸食品有一定的防腐能力，但是有氧存在时在表面就会有霉菌生长，它会将酸消耗掉，以致食品失去了防腐能力，导致在这类食品表面会发生脂肪分解和其他降解活动。食品中的酸度也会因蛋白质分解产生的氨类物质而下降，从而为脂肪分解和其他降解类型细菌的生长活动创造条件。第27页，课件共123页，创作于2023年2月3、氧的供应细菌有需氧的、厌氧的或兼性厌氧的。醋酸菌是需氧菌，它们在缺氧条件下难以生长，因此，酿醋时要先让酵母在缺氧条件下将糖转化成酒精，然后再在通气条件下由醋酸菌将酒精氧化生成醋酸。乳酸菌是厌氧或兼性厌氧菌，它在缺氧条件下，才能将糖分转化成乳酸。酵母菌是兼性厌氧菌，在大量空气供应的条件下酵母繁殖远超过发酵活动;但在缺氧条件下，则进行酒精发酵将糖分转化成酒精。霉菌是需氧性的，在缺氧条件下不能生长，故缺氧是控制霉菌生长的重要途径。第28页，课件共123页，创作于2023年2月4菌种使用量发酵开始时如有大量预期菌种存在，即能迅速繁殖并抑制住其他杂菌生长，促使发酵向着预定的方向发展。

因此，发酵技术的发展已改为使用预先培养的菌种，这种培养菌种称为发酵剂或酵种。它可以是纯菌种，也可以是混合菌种。酵种一般是专门大规模培养，然后在保护剂共存下，低温真空脱水干燥，在惰性气体保护下储存备用。第29页，课件共123页，创作于2023年2月淀粉的降解蛋白质的降解脂肪的降解纤维素的降解半纤维素的降解木质素的降解芳香物质的降解其它物质的降解

发酵食品形成的一般过程第一阶段：大分子物质的分解原料醇类的形成有机酸的形成酯类的形成氨基酸的形成脂肪酸的形成芳香族化合形成其它物质的形成。第二阶段：小分子物质的形成产物再平衡第三阶段：产物再平衡第30页，课件共123页，创作于2023年2月发酵食品的附加值发酵有利于食品保藏保健作用增加营养价值第31页，课件共123页，创作于2023年2月第一节传统发酵食品一、酱油二、食醋三、酒类四、腐乳第32页，课件共123页，创作于2023年2月一、酱油第33页，课件共123页，创作于2023年2月酱油是我国传统的发酵食品之一，酱油不仅营养丰富，含有丰富的氨基酸、多肽，还含有糖类、有机酸、维生素等，化学成分多达三四百种，其中有18种氨基酸；而且赋予食品以咸味、鲜味、香味和颜色，增进人们的食欲，因而是人们生活中不可缺少的调味品。1、概述随着世界上食用酱油的人数增加，对酱油的需要量也随之增加，同时，对酱油的质量也会提出更高的要求。因此，酱油酿造工业在食品工业中的地位愈加显得重要。第34页，课件共123页，创作于2023年2月酿造酱油主要原料豆饼（大豆或豆粕）、麸皮（小麦或面粉）、食盐、水

麸皮大豆小麦第35页，课件共123页，创作于2023年2月酱油酿造的过程原料→处理→制曲→制醅发酵→淋油→加热及配制→成品第36页，课件共123页，创作于2023年2月酱油是多种微生物共同作用的结果。霉菌、酵母和细菌都参与了复杂的物质转化过程。其中对原料发酵快慢、成品颜色浓淡、味道鲜美程度有直接关系的微生物是米曲霉和酱油曲霉；对酱油风味有直接关系的微生物是酵母菌和乳酸菌。

2、菌种第37页，课件共123页，创作于2023年2月（1）、米曲霉和酱油曲霉酱油中应用的曲霉菌主要是米曲霉（Aspergillusoryzae）和酱油曲霉（A.sojae）。米曲霉能利用单糖、双糖、有机酸、醇类、淀粉等多种碳源。在生长过程中，需要一些氮源，好氧。最适生长温度约在35℃左右。pH值为6.0左右；米曲霉有着复杂的酶系统，主要有蛋白酶，分解原料中的蛋白质；谷氨酰胺酶，使大豆蛋白质水解出来的谷氨酰胺直接分解生成谷氨酸，增强酱油的鲜味；淀粉酶，分解原料中的淀粉生成糊精和葡萄糖；此外它还能分泌果胶酶、半纤维素酶和酯酶等。但最重要的是蛋白酶，其次是淀粉酶和谷氨酸酰胺酶。它们决定着原料的利用率、酱醪发酵成熟的时间以及产品的味道和色泽。第38页，课件共123页，创作于2023年2月蛋白质分解蛋白质蛋白酶蛋白胨、多肽外肽酶氨基酸谷氨酸、天门冬氨酸是酱油鲜味的重要成分、酪氨酸具有苦味,使酱油有醇厚感酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸氧化后可生成黑色素是酱油色素的主要来源之一米曲霉米曲霉第39页，课件共123页，创作于2023年2月谷氨酰胺谷氨酰胺酶谷氨酸氨基酸+α–酮戊二酸氨基转移酶谷氨酸α–酮戊二酸谷氨酸脱氢酶谷氨酸鲜味米曲霉米曲霉米曲霉第40页，课件共123页，创作于2023年2月淀粉糖化糊精、麦芽糖和葡萄糖淀粉麦芽糖葡萄糖麦芽糖酶米曲霉米曲霉淀粉酶第41页，课件共123页，创作于2023年2月脂肪脂肪酶甘油和脂肪酸脂肪的分解米曲霉短链脂肪酸脂肪酸酯氧化酯化酶米曲霉第42页，课件共123页，创作于2023年2月纤维素的分解

纤维素纤维素酶米曲霉

直链纤维素纤维二糖β-葡萄糖苷酶米曲霉羧甲基纤维素酶葡萄糖米曲霉乳酸、醋酸和琥珀酸等乳酸发酵酶系乳酸菌乙醇酵母菌酯第43页，课件共123页，创作于2023年2月果胶

果胶酶、聚半乳糖醛酸酶甲醇和半乳糖醛酸米曲霉多缩戊糖半纤维素酶戊糖米曲霉其他大分子物质的分解第44页，课件共123页，创作于2023年2月目前，日本制曲使用的是混合曲霉，其中米曲霉占79%，酱油曲霉占21%。我国则使用纯米曲霉菌种。广泛使用的菌种是米曲霉沪酿3.042，该菌株的特点是：蛋白酶活力高，比原菌种3.863提高30%，生长繁殖速度快，制曲时间由原来48h缩短到22～28h；原料出品率提高5%以上；抗杂菌能力强，酱油的香气和滋味均优良；不产生黄曲霉毒素等。后来又对以UE336菌种为出发菌株，经亚硝酸、快中子、乙基磺酸甲烷、秋水仙碱等交替诱变，筛选出产谷氨酰胺酶活力比对照菌种提高2倍以上的菌种沪酿422号，在同等发酵条件下，谷氨酸含量提高40%左右，并不含黄曲霉毒素。与沪酿3.042复合使用。第45页，课件共123页，创作于2023年2月

（2）、酵母菌从酱醪中分离出的酵母有7个属，23个种。其基本形态是圆形、卵圆形、柠檬形、腊肠形等。最适生长温度为28～30℃，pH值在4.5～5.6之间合适。与酱油质量关系非常密切的酵母菌是鲁氏酵母、球拟酵母等。以鲁氏酵母影响最为重要。它占酵母总数的45%左右，由空气中自然接种。它是常见的耐高渗透压酵母，能在18%食盐的基质中繁殖。它能发酵葡萄糖等生成乙醇、甘油等，从而进一步生成酯、糖醇等，增加了酱油的风味。第46页，课件共123页，创作于2023年2月酒精发酵

葡萄糖乙醛酒化酶EMP丙酮酸丙酮酸脱氢酶乙醇脱氢酶乙醇+乳酸乙醇EMP乳酸乙酯酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌酯化酶第47页，课件共123页，创作于2023年2月

（3）、乳酸菌从酱醪中分离出的细菌有6个属18个种。和酱油发酵关系最为密切的是乳酸菌。其菌体杆状、球形、分散或成链状。对氧要求不一。在乳酸菌中，酱油四联球菌、嗜盐片球菌、酱油片球菌与酱油风味形成有密切关系。在酱醪发酵过程中，前期嗜盐片球菌多，后期四联球菌多些。乳酸菌的作用是利用糖产生乳酸，和乙醇作用生成乳酸乙酯，香气很浓。由于产生乳酸，降低了发酵醪的pH值，使醪的pH值在5左右，这样就促进了鲁氏酵母的繁殖。乳酸菌和酵母菌联合作用，赋予酱油特殊的香气。根据经验，如果乳酸菌数与酵母菌数之比为10:1时，效果最好。近年来，又发现某些芽孢杆菌也参与了酱油的酿造，而且是影响风味的主要因素。第48页，课件共123页，创作于2023年2月

乳酸发酵

葡萄糖乳酸发酵酶乳酸、醋酸、玻珀酸、葡萄糖酸五碳糖乳酸发酵酶乳酸和醋酸乳酸菌乳酸菌第49页，课件共123页，创作于2023年2月酿造酱油的过程，实际上是多种微生物的协同作战的过程，通过这些微生物产生的酶的催化作用，将原料中的大分子有机物逐步分解为简单物质，再经过复杂的物理化学和生物化学的反应，就形成了具有独特风味的调味副食品——酱油。目前已知酱油的化学成分多达三四百种，这些物质都是在这个复杂的变化过程中产生的。原料中的蛋白质经过由米曲霉所分泌的蛋白酶作用，逐渐分解成胨、多肽和氨基酸。3、机理第50页，课件共123页，创作于2023年2月米曲霉分泌的蛋白酶可分为3种：酸性蛋白酶（最适pH值为3）、中性蛋白酶（最适pH值为7左右）、碱性蛋白酶（最适pH值为8）。其中以碱性蛋白酶最多。故在酱油发酵过程中，如果pH值过低，会影响蛋白质的水解。米曲霉中外肽酶活力高于其它曲霉，故有利于氨基酸的生成。米曲霉中分泌的谷氨酰胺酶分解原料中的游离的谷氨酰胺，生成谷氨酸。原料中的淀粉质经过米曲霉产生的淀粉酶的糖化作用，水解成糊精和葡萄糖。分解下来的单糖类或其它糖类，有的作为微生物的碳源被利用；有的是成为形成酱色的重要成分；有的残留在酱油中，给酱油以甜味，增加粘稠度。第51页，课件共123页，创作于2023年2月酱油中含有多种高级脂肪酸，其中最重要的有乳酸、醋酸、玻珀酸、葡萄糖酸等。乳酸是由乳酸菌利用葡萄糖进行发酵而来。乳酸菌还可利用五碳糖（阿拉伯糖和木糖）发酵生成乳酸和醋酸。酵母菌的酒清发酵生成的乙醇，由氨基酸脱氨、脱羧后形成的少一个碳原子的高级醇，构成了酯类的前体物质。由发酵过程中产生的酯类以及由化学反应形成的酯类，构成了酱油香气成分的主体。香气的成分非常复杂，据目前分析，有276种成分。第52页，课件共123页，创作于2023年2月关于酱油色素的形成，目前一般认为有2个途径：第一个途径是经过美拉德反应。它是氨基化合物和羰基化合物之间的氨基-羰基反应。分为初始、中间和终了三个阶段，最终形成褐色物质——类黑色素，这是最主要的生成途径：第二个途径是经过酶褐变反应，由曲生成的多酚氧化酶将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。

关于酱油的五味，一般认为：鲜味来源于氨基酸和核酸类物质的钠盐；甜味主要来源于糖类、某些氨基酸（甘氨酸等）、醇类（如甘油等）；酸味来源于有机酸；苦味来源于某些氨基酸（如酪氨酸等）、乙醛等；咸味主要来源于食盐。第53页，课件共123页，创作于2023年2月1色素的形成糖+酪氨酸氨基-羰基（美拉德）反应类黑素

非酶褐变反应酶褐变反应米曲霉酪氨酸+氧多酚氧化酶棕色、黑色色素米曲霉酱油中色、香、味物质的形成机理第54页，课件共123页，创作于2023年2月2.酱油香气产生的机理

酱油的香气来源包括由原料生成的，由曲霉、乳酸菌、酵母的代谢产物所构成的，以及由化学反应等多种途径所生成的数百种化学物质，这些产物构成了酱油中的酯类、醇类、羰基化合物、缩醛类及酚类等复杂众多的香气成分。

第55页，课件共123页，创作于2023年2月3.酱油呈味物质的产生

鲜味主要来源于氨基酸，其中以谷氨酸含量最多

甜味主要来源于淀粉质水解的糖酸味主要来源于有机酸苦味微量的苦味物质能给酱油以醇厚感。酱油中呈苦昧的物质主要有亮氨酸、酶氨酸、蛋氨酸、精氨酸等咸味氯化纳第56页，课件共123页，创作于2023年2月4.酱油体态（浓稠度）的形成

酱油的浓稠度俗称为酱油的体态或身骨，它由可溶性蛋白质、氨基酸、糊精、糖类、有机酸、食盐等固形物组成。酱油发酵越完全，质量越高，则酱油的浓度和粘稠度就越高，而且色香味俱佳。第57页，课件共123页，创作于2023年2月1、曲霉污染

有些原料本身发霉，或在发酵过程中污染了某些曲霉菌；其中有些曲霉能产生黄曲霉毒素；有些生产菌种也能产生黄曲霉毒素。2、细菌污染

酱油中卫生指标规定，细菌数每ml不超过5万个。其中大肠杆菌最近似值，100ml不得超过30个。不得检出致病菌。如果超过标准，则表示发生污染。这种污染主要来源于种曲、容器等，也可能与污染粪便有关。

影响酱油质量的微生物第58页，课件共123页，创作于2023年2月酱油生“花”是污染耐盐性产膜酵母所致。例如盐生接合酵母、日本接合酵母、粉状毕赤氏酵母、球拟酵母属和醭酵母属中的某些种等。酱油生“花”是由于浓度过稀、成熟不完全、含糖过多、食盐不足、杀菌不彻底或容器不清洁所引起。酱油生霉后，质量下降，成分变坏，糖分和全氮减少，香气消失，鲜味减弱，并产生臭味、苦涩味。有人对江苏省镇江地区11个县、市的11个厂家生产的各类酱油进行了霉菌污染检查，结果在25份样品中，青霉检出率为60%（15份）、曲霉为48%（12份）、镰刀菌为24%（6份）。这些菌种中大部分可产生毒素，直接影响人体的健康。3、酱油生“花”第59页，课件共123页，创作于2023年2月

四酱油生产工艺

第60页，课件共123页，创作于2023年2月

酱油生产技术

酱油是一种营养价值丰富、以粮食作物为原料加工制成的发酵调味品。每l00mL酱油中含可溶性蛋白质、多肽、氨基酸达7.5～10g，含糖分2g以上，此外，还含有较丰富的维生素、磷脂、有机酸以及钙、磷、铁等无机盐，是五味调和、色香味俱佳的调味品。

第61页，课件共123页，创作于2023年2月

我国酱油酿造有悠久的历史，传统的方法采用野生菌制曲、晒露发酵，生产周期长，原料利用率低，卫生条件差。现代酱油生产在继承传统工艺优点的基础上，在原料、工艺、设备、菌种等方面进行了很多改进，生产能力有了很大的提高，品种也日益丰富。

第62页，课件共123页，创作于2023年2月

酱油的生产方法主要按发酵工艺的类型来区分。将成曲加入多量盐水，使呈浓稠的半流动状态的混合物称为酱醪；将成曲拌加少量盐水，使呈不流动状态的混合物，称为酱醅。

第63页，课件共123页，创作于2023年2月

根据醪及醅状态的不同可分为稀醪发酵、固稀发酵、固态发酵。根据加盐多少的不同可分为有盐发酵、无盐发酵。根据发酵加温状况可分为常温发酵及保温发酵。第64页，课件共123页，创作于2023年2月

酱油生产方法

稀醪发酵固稀发酵固态发酵

第65页，课件共123页，创作于2023年2月例：固态低盐发酵法的工艺流程：接种→菌种→种曲↓入池发酵→调配→检验质量成品澄清成熟酱醅浸出淋油→二油或三油原料→润水→水↓蒸煮→冷却→通风制曲→成曲拌盐水→盐水↓加热生酱油第66页，课件共123页，创作于2023年2月1)原料及其处理①原料：蛋白质原料：大豆、豆饼、豆粕等淀粉质原料：麸皮、面粉、小麦等食盐:水：可饮用的自来水、深井水、清洁的河水、江水等，但不含过多的铁辅料：助鲜剂、甜味剂以及某些香辛料等常用的原料配比为：豆饼60%～67%，麸皮30%～40%，加水量为豆饼重量的80%～100%。第67页，课件共123页，创作于2023年2月

豆粕麸皮第68页，课件共123页，创作于2023年2月②原料处理:

破碎润水蒸料冷却：40℃左右是使大豆蛋白质适度变性，使原料中的淀粉糊化，同时把附着在原料上的微生物杀死，以利于米曲霉的生长及原料分解。A原料处理目的：B原料处理的方法：第69页，课件共123页，创作于2023年2月

破碎

豆饼颗粒过大，不容易吸足水分，因而不能蒸熟，影响制曲时菌丝繁殖，减少了曲霉繁殖的总面积和酶的分泌量。如果粗细颗粒相差悬殊，会使吸水及蒸煮程度不一致，影响蛋白质的变性程度和原料利用率，因此需将豆饼轧碎，并通过筛孔直径为9mm的筛子。原料细度要适当，如果原料过细，辅料比例又少，润水时易结块，制曲时通风不畅，发酵时酱醅发粘，淋油困难，影响酱油的质量和原料利用率。第70页，课件共123页，创作于2023年2月

润水

润水就是向原料内加入一定量的水分，并经过一定时间均匀而完全的吸收，其目的是利于蛋白质在蒸料时迅速达到适当变性，使淀粉充分糊化，以便溶出米曲霉所要的营养成分，使米曲霉生长、繁殖得到必需的水分。

第71页，课件共123页，创作于2023年2月

蒸料

蒸料的目的主要是使豆粕(或豆饼)及麸皮中的蛋白质适度变性，也就是具有立体结构的蛋白质中的氢键被破坏后，使原来绕成螺旋状的多肽链变成松散紊乱状态，这样有利于米曲霉在制曲过程中旺盛生长和米曲霉中蛋白酶水解蛋白质。

通过蒸料可使物料中的淀粉糊化成可溶性淀粉和糖分，成为容易为酶作用的状态。

此外，还可通过加热蒸煮杀灭附在原料表面的微生物，以利于米曲霉的正常生长和发育。

注意蒸煮的温度和时间第72页，课件共123页，创作于2023年2月

通常采用旋转式蒸煮锅或刮刀式蒸煮锅蒸料。

用旋转式蒸煮锅蒸料，一般控制条件约为0.18MPa，5～10min；或0.08～0.15MPa，15～30min。

在蒸煮过程中，蒸锅应不断转动。蒸料完毕后，立即排汽，降压至零，然后关闭排汽阀，开动水泵用水力喷射器进行减压冷却。锅内品温迅速冷却至需要的温度(约50℃)

即可开锅出料。

第73页，课件共123页，创作于2023年2月

用刮刀式蒸煮锅蒸料，上料2～5min，先开动刮刀0.5min，使原料平铺锅底，然后开启蒸汽。原料装满后，控制压力约0.12MPa，保持15min，关闭蒸汽，再停15min，然后排尽蒸汽，即行出锅。第74页，课件共123页，创作于2023年2月

对蒸熟的原料要求感觉松散、不扎手，呈微红色，有光泽不发黑，有甜香气味。不带有糊味、苦味和其他不良气味。原料蛋白质消化率在80%～90%，曲料熟料水分在45%～50%。

第75页，课件共123页，创作于2023年2月

2.种曲种曲是制酱油曲的种子，在适当的条件下由试管斜面菌种经逐级扩大培养而成，每克种曲孢子数达25亿个以上，用于制曲时具有很强的繁殖能力。生产上不仅要求孢子多、发芽快、发芽率高，而且必须纯度高。种曲的优劣，直接影响酱油的质量、酱油杂菌含量、发酵速度、蛋白质和淀粉的水解程度，因此种曲制造必须十分严格。第76页，课件共123页，创作于2023年2月

目前常用的有AS3.951、UE336、渝3.811等菌株，采用察氏培养基保藏，生产前先用豆汁察氏培养基移接，进行驯化，使其适应生产条件。制种曲前还必须做好曲室、工具的灭菌工作，种曲室每次使用前要冲洗。种曲外观要求孢子旺盛，呈新鲜的黄绿色，具有种曲特有的曲香，无夹心、无根霉、无青霉及其他异色。孢子数应在25～30亿个/g，发芽率在90%以上。第77页，课件共123页，创作于2023年2月

3.制曲制曲是酱油加工中的关键环节，制曲工艺直接影响着酱油质量。制曲中所培养的米曲霉分泌多种酶，其中最重要的蛋白酶和淀粉酶使原料中的蛋白质分解成氨基酸，把淀粉分解成各种糖类，因此制曲过程就是生产各种酶的过程。制曲工艺合理，曲霉生长良好，分泌大量的酶，酶活力高，原料中蛋白质、淀粉等物质分解完全，原料利用率高。第78页，课件共123页，创作于2023年2月

过去采用木盘、草席和竹匾等落后工具制曲，劳动强度大且效率低。现在国内大多采用厚层通风制曲，不仅减轻了劳动强度，便于实现机械化，提高劳动生产率，而且成曲质量稳定，制曲设备占地面积少。

第79页，课件共123页，创作于2023年2月矩形曲池通风制曲示意图1-温湿调节箱2-通风管道3-风机4-贮水池5-曲池6-通风假底7-水管8-蒸汽管9-闸门第80页，课件共123页，创作于2023年2月

制曲工艺的重点是严格控制曲内的温度和湿度。由于制曲是在有菌空气的条件下进行的，所以在制曲过程中很容易污染各种杂菌。尤其是当应用的种曲孢子数量不足或孢子繁殖力差时，对杂菌的抵抗力就减弱。此外，曲料含水量过高，米曲霉培养时温度高，温度大以及氧气供给不适等，都是制曲污染杂菌的主要原因。第81页，课件共123页，创作于2023年2月

成曲质量判断（1）感官检查：外观呈块状，手感疏松，内部菌丝丛生，孢子（浅黄绿色）茂密，无灰黑或杂色夹心，曲香浓厚，无异味。

（2）理化检验：水分含量约30％，蛋白酶活力1500IU/g以上。第82页，课件共123页，创作于2023年2月

4.发酵

发酵在酿造酱油中是一个极重要的环节。它是指在一定条件下，微生物通过本身的新陈代谢所分泌的各种酶，把不同的物质分解和合成，生成为人们所需要的物质，这个加工工艺过程就称为发酵过程。

第83页，课件共123页，创作于2023年2月

发酵原理

酱油发酵主要利用微生物生命活动中产生的各种酶类，对原料中的蛋白质、淀粉还有少量脂肪、维生素和矿物质等进行多种发酵作用，逐步使复杂物质分解为较简单的物质，又把较简单的物质合成为一种复合食品调料。酱油的发酵除了利用在制曲中培养的米曲霉在原料上生长繁殖，分泌多种酶，还利用在制曲和发酵过程中，从空气中落入的酵母和细菌进行繁殖并分泌多种酶。所以酱油是曲霉、酵母和细菌等微生物综合发酵的产物，其机理（见前述）第84页，课件共123页，创作于2023年2月

5.浸泡和过滤酱醅成熟后，加入70～80℃的二淋油浸泡20h左右，二淋油用量应根据计划产量增加25%～30%。品温60℃以上时，可在发酵池中浸泡，也可移池浸泡，但必须保持酱醅疏松，以利浸蚀。第85页，课件共123页，创作于2023年2月

酱醅经二油浸泡后，过滤得头油(即生酱油为产品)，生头油可从容器假底下放出，溶加食盐，加食盐量应视成品规格定。再加入70～80℃的三油浸泡8～12h，滤出二油；同法再加入热水(或自来水)浸泡2h在右，滤出三油。此过滤法为间歇过滤法，俗称三套循环淋油法。还可采用连续过滤法，操作程序和条件与间歇法大致相同。第86页，课件共123页，创作于2023年2月

6.加热和配制生酱油需经加热、配制、澄清等加工过程方可得成品酱油。

酱油含盐量在16%以上，绝大多数的微生物繁殖受到一定的抑制。病原菌与腐败菌虽不能生存，但酱油本身带有曲霉、酵母及其他生产过程中被污染的细菌，尤其是耐盐性的产膜酵母菌的存在会在酱油表面生白花，引起酱油酸败变质。第87页，课件共123页，创作于2023年2月加热灭菌有如下作用：1．杀菌防腐，使酱油具有一定的保质期。2．破坏酶的活性，使酱油组分保持一定。3．通过加热增加芳香气味，还可挥发一些不良气味，从而使酱油风味更加调和。4．增加色泽，在高温下促使酱油色素进一步生成。5．酱油经过加热后，其中的悬浮物和杂质与少量凝固性蛋白质凝结而沉淀下来，过滤后使产品澄清。第88页，课件共123页，创作于2023年2月

包装

酱油经过包装、检查后，方可作为成品出厂第89页，课件共123页，创作于2023年2月3.固态低盐发酵法的优缺点：优点：①酱油色泽深，滋味鲜美，后味浓厚，香气比固态无盐发酵法显著提高；②不需添置特殊设备；③操作简易、技术简单、管理方便；④原料蛋白质利用率及氨基酸生成率较高，出品率稳定，比较易于满足消费者对酱油的大量需要；⑤发酵周期短,为15d左右。缺点:①产品生产率较低②劳动强度大第90页，课件共123页，创作于2023年2月二、食醋反应过程：醋酸菌在充分供氧的情况下生长繁殖，将乙醇氧化为醋酸。依据菌种的不同，还可产生其它有机酸及有香味的酯类等。食醋生产的原料：高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等。

食醋自古以来就是我国人民生活中的必需品。它是一种酸性调味料，除含有醋酸外，还含有糖分，氨基酸等营养物质，能增进人们的食欲。第91页，课件共123页，创作于2023年2月

食醋是细菌的发酵制品，通常是利用醋酸杆菌进行好氧发酵而产生；如果以淀粉质为原料，还需要霉菌和酵母菌的参与；如果以糖类物质为原料，需加入酵母菌；只有以乙醇类物质为原料，才不需其它微生物参与，单用醋酸杆菌就可完成酿醋作用；

下面我们以淀粉质为原料，介绍参与与酿造作用的有关微生物。1、菌种第92页，课件共123页，创作于2023年2月（2）、酵母菌利用糖进行酒精发酵的菌种主要是酿酒酵母。（3）、醋酸菌醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种，它能氧化酒精为醋酸。醋酸菌的形态为短杆或长杆细胞、单独、成对或排列成链状。不形成芽孢。革兰氏染色幼龄阴性，老龄不稳定。好氧。喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。最适生长温度为30℃左右，最适pH值为5.4～6.3。（1）、曲霉菌酿醋先酿酒，酿酒先需糖。故以淀粉质为原料，首先必须将淀粉水解为葡萄糖，才能为酒精发酵提供条件。而完成这一生化过程是通过曲霉菌作用。使用曲霉菌作为糖化剂的常用菌种是黑曲霉、宇佐美曲霉等。近年来，广泛使用的糖化菌种是北微所选育的黑曲霉变异株uv-11，编号为AS.3.4309。最适pH值为3.5～5.0。第93页，课件共123页，创作于2023年2月根据对维生素的要求和对有机酸的同化性能等区别，食醋酿造菌种可分为2个属：醋酸杆菌属和葡萄糖杆菌属。

醋酸杆菌属现已发现53种。它们的特点是：能氧化乙醇成醋酸，有些可继续氧化成CO2和水；不氧化葡萄糖；不要求维生素；能同化主要有机酸。

葡萄糖杆菌属发现有8个种，它们的特点是：能氧化乙醇成醋酸，但氧化能力很弱，并且不再分解醋酸生成CO2和水；能氧化葡萄糖或葡萄糖酸；需要维生素；对主要有机酸几乎不能同化。第94页，课件共123页，创作于2023年2月目前国内外用于生产食醋的菌种有：奥尔兰醋杆菌（Acetobacterorleanense）、许氏醋杆菌（A.schutzenbachii）、弯醋杆菌（A.curvum）、产醋醋杆菌（A.acetigenum）、醋化醋杆菌（A.aceti）、恶臭醋杆菌（A.rancens）等。我国目前使用人工纯培养的醋酸菌种，主要有二株：一株是中科院微生物研究所培育出的恶臭醋酸杆菌AS.1.41。另一株是上海酿造研究所和上海醋厂从丹东速酿醋中分离而得，编号为沪酿1.01。第95页，课件共123页，创作于2023年2月1.淀粉糖化曲霉菌能分泌多种淀粉酶，完成淀粉糖化作用。2、酒精发酵这一过程是利用酵母菌在无氧条件下经EMP途径，将葡萄糖发酵成乙醇和CO2。

3、醋酸发酵乙醇在醋酸菌的作用下氧化成乙酸，这个过程称为醋酸发酵。它是食醋生产的主要环节。乙醇氧化过程可分为两个阶段：首先，乙醇在乙醇脱氢酶的催化下氧化成乙醛。然后，乙醛在乙醛脱氢酶作用下，氧化成乙酸2、发酵机理第96页，课件共123页，创作于2023年2月4、食醋的色、香、味（1）食醋色素食醋生产如使用红曲做糖化剂，则红曲霉色素赋予食醋红色。食醋在发酵过程中，主要通过美拉德反应和酶褐变反应生成色素。（2）食醋香气发酵过程中产生各种有机酸和醇类，通过酯化反应合成各种酯类，赋于食醋以特殊的香气。酯类以乙酸乙酯为主。（3）食醋的味酸味：醋酸是形成酸味的主体酸。甜味：由糖分组成。鲜味：来源于蛋白质的水解产物氨基酸和菌体自溶核酸的降解物核苷酸。咸味：来自食盐。第97页，课件共123页，创作于2023年2月工业上的发酵是个广义的概念，它包括所有利用微生物将一种物质转变为另外一些物质的过程。微生物利用基质，进行发酵，产生许多代谢产物，其中不少可供人类食用。一、酒精发酵（一）酒精发酵

1、菌种用于酒精发酵的菌种一般是酵母菌。在生产上，以淀粉质为原料，进行酒精发酵的常用菌种有：三、酒类

第98页，课件共123页，创作于2023年2月（1）K氏酵母是从日本引进的菌种。细胞呈卵圆形。该菌生长速度快，适合于糖度不超过19°Bx的发酵。（2）南阳1300细胞多数呈椭圆形，比K氏酵母略大。适合于高浓度糖分发酵，能耐受13%的酒精。

（3）南阳混合酵母（1308）细胞多数为圆形，该菌适合于在含有单宁物质的原料中进行发酵。

这些酵母菌同属于一个种内的不同品系。通常是啤酒酵母。第99页，课件共123页，创作于2023年2月多数酒精酵母菌种的最适生长温度是28～30℃，进行酒精发酵的最适温度是30～33℃。最适pH值为4.5～5.5，但在pH值为3.5～4.0的条件下，还可生长繁殖。在40℃，酵母个体迅速衰老死亡。多数酵母菌对酒精的最大耐受量为12%左右。这些酵母菌体内有一个复杂的酶系统。借助于这个酶系统的作用，来完成发酵过程中一系列复杂的生物化学反应。比较重要的酶有：蔗糖转化酶、麦芽糖酶、酒化酶等酶类。第100页，课件共123页，创作于2023年2月2、发酵机理以淀粉质为原料制造酒精的原理，首先是利用曲霉产生的大量糖化酶将淀粉和糊精转化为单糖。然后酒精酵母将利用单糖进行发酵，在无氧条件下，经过EMP途径，生成酒精和CO2。酒精发酵过程中不需要游离氧参加，因此是厌氧发酵，整个过程是在密闭的发酵罐中进行。如果在发酵中有氧气参加，则酵母菌通过有氧呼吸获得能量，将糖彻底分解为CO2和水，同时产生大量的菌体，使酒精的产量大为减少，因此不宜开口发酵。第101页，课件共123页，创作于2023年2月

（1）制曲发酵法生产酒精所使用的糖化剂，目前有三大类：固体曲、液体曲和酶制剂。生产糖化剂的菌种从前多采用东酒1号。自1979年以来，推广使用了新菌种黑曲霉AS.3.4309（即UY-11），使糖化剂的制造出现了一次飞跃。（2）酒母培养用于酒精发酵中的酵母菌种子称酒母。培养基的糖浓度一般为12～13°Bx，另加0.05%～0.1%（NH4）2SO4。培养温度在28～32℃左右，pH值维持在4.0左右。径过几次扩大，待酵母细胞数达到0.5亿个/ml以上，出芽率30%，耗糖率在40%左右，无杂菌污染，即为成熟酒母。第102页，课件共123页，创作于2023年2月（3）发酵酒精发酵分为三个阶段：①前发酵开始发酵至6～10h，为前发酵时期。该期酵母迅速生产繁殖，但酒精和CO2的产生量较少，糖浓度下降慢，温度上升也慢，温度在30～32℃左右。②主发酵主发酵时间一般在12～24h之间。该期内升温猛，糖度下降快，发酵旺盛，酒精迅速积累，CO2大量放出。温度一般控制在36℃以内，否则酸度上升，影响出酒率。③后发酵后发酵历时40h之久。这时CO2生成量大大减少，糖浓度很低且下降缓慢。温度在30℃左右。第103页，课件共123页，创作于2023年2月（二）饮料酒（beverage）凡含有乙醇成分的饮料，都称为酒。由于原料、菌种、工艺和发酵条件的不同，酒有很多种类，一般可分为啤酒、黄酒、果酒和白酒4类。

1、啤酒（beer）啤酒是以麦芽、酒花为原料，经过麦芽糖化和酵母发酵而成的，含有低度酒精（一般含酒精3～5%左右）和CO2的饮料酒，营养价值很高，素有“液体面包”之称。第104页，课件共123页，创作于2023年2月（1）菌种制造啤酒，大多数采用啤酒酵母的各种菌株。啤酒酵母的细胞形态为圆形或卵圆形。幼年细胞较小，成熟时细胞较大。液体中培养的细胞往往大于在固体培养基中生长的细胞。啤酒酵母在麦芽汁琼脂培养基上生长，菌落表现出光滑、湿润、乳白色，边缘整齐的特征。在液体培养基中，呈混浊状态。上面啤酒酵母，悬浮于液面形成醭，而下面啤酒酵母则呈凝聚状，沉积于容器的底部。第105页，课件共123页，创作于2023年2月从分类的角度来看，上面啤酒酵母和下面啤酒酵母，是属于酵母属中的两个并列的种。

英国、新西兰等国家主要用上面啤酒酵母进行啤酒生产，欧洲则主要采用下面啤酒酵母进行啤酒生产。目前我国各啤酒厂大多数采

用下面啤酒酵母进行啤酒生产。

用梨形酵母（S.piriformis）和蠕形杆菌（Bacteriumvermiforme）共同发酵可以制造姜汁啤酒（gingerbeer）。第106页，课件共123页，创作于2023年2月（2）发酵机理啤酒发酵的机理和酒精发酵的机理一样，即麦芽经过糖化后，制成含麦芽糖、葡萄糖的麦芽汁。麦芽汁再经啤酒酵母进行发酵，形成啤酒。其主要生化反应仍是葡萄糖通过EMP途径，形成CO2和乙醇。不过，在啤酒发酵中，人们并不象对酒精发酵那样将主要注意力集中在提高乙醇产量方面。相反地，却对乙醇以外的某些微量风味物质感兴趣。第107页，课件共123页，创作于2023年2月（3）工艺流程

啤酒生产的工艺流程大致如下：大麦→

加工处理→生成麦芽→糖化→麦芽汁→过滤煮沸→添加酒花→冷却澄清→主发酵→后发酵→啤酒过滤→包装

第108页，课件共123页，创作于2023年2月

①制备麦芽

原料大麦经过处理以后，经过浸渍，吸收水分，在适当温度和足量的空气条件下，开始发芽。大麦在发芽过程中，内含物质发生变化，形成许多酶类。麦芽经干燥处理后，即为成品，可供糖化之用。

②制造麦芽汁

成品麦芽经粉碎后，与温水混合，借助麦芽自身的多种水解酶（主要有淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶等），将淀粉、蛋白质等高分子物质分解成可溶性低分子糖类、糊精、胨、肽、氨基酸等，这就是糖化过程。糖化后的糖化醪经过滤、煮沸、添加酒花（hop）后，让其冷却澄清，即可供发酵用。第109页，课件共123页，创作于2023年2月

③发酵制备好的麦芽汁，加入酵母后，在适当条件下，开始发酵。发酵分为主发酵和后发酵两个阶段。主发酵阶段，根据发酵表面现象又可分为低泡、高泡和落泡三个期（有的分为四期、五期或六期）。后发酵也称啤酒的贮藏阶段。在贮藏期内，残糖继续进行发酵，饱充CO2，啤酒逐渐趋于成熟和澄清。

④成品啤酒

经过后发酵的成熟酒，其残余酵母和蛋白质凝固物沉淀于底部，少量悬浮于酒液中。经过滤后，即可得到透明的成品啤酒。第110页，课件共123页，创作于2023年2月（4）啤酒生产中的有害微生物

在啤酒生产过程中，危害发酵和影响啤酒质量的微生物包括以下种类：

①野生酵母凡是本厂培养的啤酒酵母以外的其它酵母均称野生酵母。不少野生酵母引起生产障碍和影响啤酒质量。有的影响发酵，有的引起啤酒的混浊，有的则使啤酒产生讨厌的气味。常见的野生酵母种类有：巴氏酵母、葡萄酒酵母、啤酒酵母浑浊变种、强壮酵母、魏氏酵母、啤酒醭酵母等。②细菌污染细菌污染时，常使啤酒发生混浊、发粘、变酸。主要种类乳酸杆菌、醋酸菌及片球菌等。第111页，课件共123页，创作于2023年2月

腐乳以前都是靠自然发霉法。这种方法周期长，受季节性影响，而且容易污染。目前多采用人工纯种培养，大大缩短了生产周期，而且不易污染，常年都可生产。现在用于腐乳发霉的菌种有腐乳毛霉、鲁氏毛霉，五通桥毛霉、总状毛霉、华根霉。另外在细菌型腐乳中，克东腐乳是利用微球菌属中的种进行酿造。武汉腐乳是利用枯草杆菌进行酿造的。四、腐乳腐乳为我国著名的传统发酵食品，有1000多年的制造历史。它味道鲜美，营养丰富，价格便宜，因而受到人们的欢迎。1、菌种第112页，课件共123页，创作于2023年2月

腐乳的酿造过程，是几种微生物及其所产生的酶的不断作用的过程。在发酵前期，主要是毛霉等的生长发育期，在豆乳坯周围布满菌丝，同时分泌各种酶，引起豆乳中少量淀粉的糖化和蛋白质的逐步降解。此时由外界来到坯上的细菌、酵母也随之繁殖，参与发酵。加入食盐、红曲、黄酒等辅料，装坛后，即进行厌氧的后发酵。毛霉产生的蛋白酶和细菌、酵母的发酵作用，经过复杂的生物化学变化，将蛋白质分解为蛋白胨、多肽和氨基酸等物质。同时生成一些有机酸、醇类、酯类，最后制成具有特殊色、香、味的腐乳成品。2、机理第113页，课件共123页，创作于2023年2月3、工艺流程腐乳的制作工艺比较简单，一般分为3个阶段：

（1）制豆腐坯（2）人工发霉（3）装坛发酵第