模块一 发酵食品生产技术基本知识

模块一发酵食品生产技术基本知识第一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

模块一发酵食品生产技术基本知识第二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一模块一发酵食品基础知识模块二发酵调味品生产技术模块四其他发酵食品生产技术模块三酒类生产技术12343

项目1发酵食品认知1.1课程介绍

第三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一课程学时安排模块单元项目主要内容任务（典型产品生产）学时（64）理论（32）实践（32）模块一发酵食品基础知识项目1发酵食品认知概念、种类，附加值，发展史，渊源及文化内涵，食品发酵特点，食品发酵发展趋势1项目2食品发酵的原理发酵食品与微生物，食品发酵的生化机制1项目3发酵条件及过程控制发酵的一般工艺，影响发酵的条件，过程控制2第四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一模块二发酵调味品生产技术项目1酱油生产技术概述，原料，酱油发酵的基本原理，酱油生产技术（制曲、发酵、浸出、加热与配制、贮存与包装），其他几种发酵技术，酱油产品质量标准及检验方法，酱油生产技术经济指标4项目2食醋生产技术概述，原料及其处理，食醋发酵的基本原理，糖化发酵剂，食醋生产技术，其他几种发酵技术，食醋产品质量标准及检验方法果醋生产46项目3味精生产技术味精概述，谷氨酸生产菌株，谷氨酸的发酵机制，谷氨酸发酵技术，谷氨酸发酵，谷氨酸提取方法，谷氨酸制造味精2项目4发酵酱类制品生产技术概述，原料，常用菌种及种曲生产，大豆酱生产技术，蚕豆酱生产技术，面酱生产技术，豆瓣辣酱生产技术，酱类加工制品2项目5腐乳生产技术概述，原料，豆腐坯生产，豆腐乳发酵，几种地方名、特腐乳介绍，腐乳质量规格及技术指标腐乳生产14项目6豆豉纳豆丹贝生产技术豆豉生产，纳豆生产，丹贝生产纳豆生产12模块单元项目主要内容任务（典型产品生产）学时（64）理论（32）实践（32）第五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一模块单元项目主要内容任务（典型产品生产）学时（64）理论（32）实践（32）模块三酒类生产技术项目1白酒生产技术概述，原料，大曲酒，麸曲酒，小曲酒，液态法白酒和低度白酒，白酒的贮存、勾兑与调味，白酒中有害成分与质量标准2项目2啤酒生产技术概述，原料，麦芽制备，麦芽汁制备，啤酒发酵，啤酒包装与成品啤酒，啤酒的品评2项目3黄酒生产技术概述，原料，黄酒发酵的基本原理，黄酒生产工艺，黄酒的压榨、澄清、杀菌和贮存，影响黄酒质量的关键因素及控制措施，黄酒的质量标准，著名黄酒酿造工艺酒酿生产，黄酒生产28项目4果酒生产技术概述，果酒生产原料，果酒生产工艺技术，葡萄酒生产技术，几种果酒生产技术果酒生产24第六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一模块单元项目主要内容任务（典型产品生产）学时（64）理论（32）实践（32）模块四其他发酵食品生产技术项目1发酵乳制品生产技术酸乳生产技术，干酪生产技术，酸乳饮料生产技术，酸豆乳生产技术酸乳生产24项目2发酵肉制品生产技术概述，发酵肉制品生产技术，典型发酵肉制品的制作1项目3发酵果蔬类制品生产技术蔬菜发酵，果汁及果实发酵饮料，发酵果蔬制品生产质量控制，发酵果蔬制品的质量规格、技术指标及检测泡菜生产14项目4发酵水产品生产技术蟹酱和虾酱，虾油，鱼露，海胆酱，发酵鱼肉香肠，酶香鱼，国外发酵水产品简介1项目5发酵食用菌生产技术概述，食用菌深层发酵及其制品1第七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一运用综合性的先进发酵技术，提高工效，降低成本，不断提高产品质量、产量，开拓、生产新品种食品发酵技术历史悠久发酵食品种类繁多，风味独特，脍炙人口对各种发酵食品的需求量越来越大，对质量的要求也越来越高第八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一一、发酵食品技术相关概念食品发酵技术相关概念发酵发酵技术发酵食品发酵技术发酵食品发酵工程广义：微生物进行的一切活动狭义：微生物在厌氧条件下，有机物进行彻底分解代谢能量的过程人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，生产发酵产品的技术食品的原料经过微生物的作用产生的酶催化代谢的产物。传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、分子修饰等新技术结合并发展起来的现代发酵技术1.2概念、种类第九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一第十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一第十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一第十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

有些食品(如酿酒、酿醋)的发酵是以碳水化合物的分解作用为主，有的食品(如酱油)的发酵则主要是蛋白质的分解作用。传统发酵食品的工艺中微生物类群来源于自然界，而现代科技则采用微生物纯培养技术，这不仅能提高原料利用率，缩短生产周期，而且便于机械化生产，但其产品与传统的名特优珍品比较，有的虽保留了传统产品的某些特点，而其风味却有很大变化，这种现象已在白酒、黄酒、酱油、食醋、腐乳、酱腌菜等的生产中屡见不鲜。第十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一二、发酵食品的种类种类发酵产品举例单用酵母菌进行发酵的制品啤酒、葡萄酒及其他果酒、威士忌、白兰地、甘油、食用酵母等单用霉菌进行发酵的制品糖化酶、蛋白酶、果胶酶、苹果酸、腐乳、丹贝、豆豉等单用细菌进行发酵的制品丁酸、乳酸、酸乳、蛋白酶、豆豉、豆腐乳、果胶酶、淀粉酶等酵母与霉菌混合使用的发酵制品酒酿、黄酒、日本清酒等酵母与细菌混合使用的发酵制品腌菜、奶酒、双菌饮料、酸面包、果醋等酵母、霉菌与细菌混合使用制品黄酒、食醋、白酒、酱油、酱类发酵制品等所利用微生物的种类第十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一二、发酵食品的种类种类发酵产品举例发酵谷物粮食制品面包、米酒、黄酒、白酒、食醋等发酵豆制品酸豆奶、豆腐乳、豆酱、酱油、丹贝、纳豆等发酵果蔬制品果酒、果醋、果汁发酵饮料、蔬菜发酵饮料、泡菜等发酵肉制品发酵香肠、培根等发酵水产制品鱼露、虾油、蟹酱等其他原料发酵制品食用菌发酵产品、藻类发酵产品等所利用原料第十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一二、发酵食品的种类种类发酵产品举例传统发酵食品白酒、啤酒、酱油、食醋黄酒、葡萄酒、清酒豆酱、泡菜、鱼露纳豆、丹贝、发酵香肠等现代发酵食品柠檬酸、苹果酸、红曲、维生素C、单细胞蛋白醋酸、淀粉酶、蛋白酶、维生素B2、维生素B12真菌多糖、细菌多糖、发酵饮料、食用酵母等传统与现代发酵食品第十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一二、发酵食品的种类种类发酵产品举例酿酒工业产品啤酒、葡萄酒及其他果酒、威士忌、白兰地等调味品酿造工业产品酱油、食醋、豆酱、腐乳、丹贝、豆豉等有机酸发酵工业产品柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、醋酸等酶制剂发酵工业产品淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等氨基酸发酵工业产品苏氨酸、谷氨酸、赖氨酸等功能性食品生产工业产品葡聚糖、灵芝多糖、微生物油脂、微生态制剂等食品添加剂生产工业产品黄原胶、乳酸菌素、红曲色素等维生素发酵工业产品维生素B2、维生素B12、维生素C等核苷酸发酵工业产品ATP、IMP、GMP等菌体制造工业产品单细胞蛋白、食用菌、藻类、酵母等发酵工业部门的种类第十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一二、发酵食品的种类种类发酵产品举例生物代谢产物发酵产品氨基酸、核苷酸、蛋白质、脂类等酶制剂发酵产品淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等生物转化发酵产品菌体制造工业产品单细胞蛋白、食用菌、藻类、酵母等产品性质分类第十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1.3发酵食品的附加值1、发酵有利于食品保藏2、节约能量3、保健作用4、增加营养价值第十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1、发酵有利于食品保藏

食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。第二十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2、节约能量

当微生物使食品成分发酵时，微生物在发酵过程中取得能量。食品成分达到被氧化程度时，其残留的可为人类利用的能量就被降低了。通过发酵被完全氧化至二氧化碳和水的化合物，对人类不再具有能量价值。然而，大多数受控的食品发酵能产生如醇类、有机酸类、醛类和酮类等重要产品。这些化合物较之原基质仅仅是稍受氧化，因此仍保留原材料的许多潜在的能量。第二十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一3、保健作用

有些食品经微生物发酵后，不仅产生酸类和醇类等，还可产生某些抗生素如嗜酸乳菌素、乳酸杀菌素等，对于可能侵染食品的一般致病茵有抑制作用。例如在pH值4.5或以下时，肉毒梭状芽孢杆菌不能生长和产生毒素的事实早已被证实。除致病菌外，有时对肠内腐败菌的抑制力也很强，经常吃发酵食品，如酸奶等，酚、胺、靛基质等对机体有毒害作用的腐败产物相应减少。有些发酵食品还具有预防心脑血管疾病、整肠、改善便秘、降低胆固醇、增加免疫功能和抗癌等作用。第二十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一4、增加营养价值

发酵食品实际上常比未经发酵的原食品更富营养。一方面食品经发酵后可提高某些营养组分如蛋白质等的含量，并提高其吸收率，甚至通过微生物的发酵作用，可产生维生素B1，维生素B2，维生素B6，烟酸和叶酸等，经发酵后食品营养有了很大提高。第二十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

另一方面，发酵可帮助由不易消化的物质固封在植物结构和细胞内的营养素的释出，这对某些谷类和种子来说尤为重要。通过某些霉菌的发酵，可以裂解不易消化的保护层和细胞壁。霉菌既富含能裂解纤维素的酶，并且霉菌生长可以通过其毛发状菌丝体而渗入食品结构内，这样改变了食品的质地，并使其结构更容易被烧煮或浸渍的水所渗透，同时也容易被人类的消化液所透入。酵母和细菌的酶促作用可产生相同的现象。第二十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1676年列文虎克（Leewenhoch）1836—1837年Larkutzing1856—1857年Pasteur1870年Pasteur1880年科赫（RobertKoch）1897年，Buchner（布赫纳）1928年，Fleming1940年，Florery和Chain1945年，抗生素工业1.4发酵工业的微生物技术发展史第二十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一列文虎克（Leewenhoch,1632-1723）——微生物形态学发展阶段荷兰业余科学家，1676年，用自磨镜片创造了一架能放大266倍的原始显微镜，一生制作了419台显微镜；发表论文400余篇，375篇寄往英国皇家学会发表。第二十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一8第二十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一AnthnoyvanLeeuwenhoek与他的显微镜AnthnoyvanLeeuwenhoek1684年寄给皇家协会信的部分内容9第二十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一Larkutzing1836-1837年Larkutzing发现在啤酒的发酵中存在活的生物体，但并未发现发酵与微生物的关系。第二十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一不同时期观察到的酵母菌细胞结构第三十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一细菌学（巴斯德、科赫）外科消毒术（Lister，1865）和乳酸菌的分离

根瘤菌等土壤微生物的研究（M·W贝，C·H维）无酵母菌压汁酶功能的发现（E.Buchner,1897)化学药剂和抗生素发现和临床应用（1909-1935）酿造技术日趋完美生理学发展阶段代表人物和重要事件微生物生理学发展阶段第三十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

彻底否定了自然发生说证实发酵由微生物引起

巴斯德的功绩免疫学—预防接种发明巴氏消毒法第三十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一无菌营养液出现微生物无菌营养液无生命出现加热无菌营养液无生命出现巴斯德的雁颈瓶实验第三十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一结论发酵是由微生物进行的一种化学变化，不同类型的发酵是由形态可以区别的各种特殊的微生物所引起的。1870年，Pasteur发现了微生物之间有相互抑制的作用。即拮抗作用。其间1804年，法国厨师阿卑特（Appert）发明了瓶装罐头）第三十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一巴斯德发现免疫现象↑动物实验↓人体实验几星期后42-43oC下培养的老龄炭疽菌获免疫力37oC下培养的新鲜炭疽菌病犬延髓（几代减毒）被疯狗严重咬伤的9岁男童16第三十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一科赫的功绩证实炭疽病因—炭疽杆菌发现结核病原菌—结核杆菌科赫法则发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立第三十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一划线法获得单菌落科赫定理图示单菌落第三十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一结论1880年，发现可以通过稀释把多种微生物分离开来，建立了单种微生物的分离和纯培养技术。建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃薯块上的培养技术改为明胶平板（1881）和

琼脂平板（1882）显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许多染色方法、悬滴培养法以及显微摄影技术。利用平板分离方法找到并分离许多传染病的病源菌（炭疽、结核、链球、）1884年提出了科赫法则（Koch’sostulates）：病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；纯培养物接种后染病；可重新分离再培养。第三十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一(JosephLister,1827~1912)首创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防术后感染，为防腐、消毒，以及无菌操作奠定了基础。第三十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1878年，李斯特分离乳酸链球菌时用注射器和酒杯培养装置第四十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一Buchner（布赫纳）1897年，Buchner（布赫纳）阐明了发酵的化学本质。即发酵是由酶引起的一类化学反应。实验：酵母菌细胞用石英砂磨碎制成酵母汁（应用于医学）+白砂糖（防腐）意外发现发酵

这是无生物细胞体系发酵的最初例子。第四十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一Fleming1928年，Fleming发现了青霉素，开创了好气性发酵工程，建立了通风搅拌技术。弗莱明(1881～1995)

英国细菌学家1928年，Fleming将其命名为：青霉素第四十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

霉菌菌落周围出现抑制萄

葡球菌生长的抑制现象产黄青霉菌落细菌生长抑制区域正常细菌生长区域---抗生素的发现第四十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1940年，Florery和Chain：碘黄青霉中得到了纯品青霉素，继而放线菌——链霉素，金、土、卡那、红、新、庆大……..等相继发现。1984年达9000多种。1945年，抗生素工业（发酵工业正式兴起）Florery和Chain第四十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一J.D.Waston,H.F.C.Crick

发现DNA双螺旋模型分子生物学发展阶段（成熟期）第四十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一Watson和Crick1956年，Watson

和

Crick发现DNA双螺旋结构，为微生物遗传学及育种技术的研究带来极大发展。第四十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一分子生物学发展阶段（成熟期）特点微生物学成为十分热门的前沿基础学科微生物成为生物学研究中的最主要对象生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术第四十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一氨基酸生产菌种1956年，日本的士下祝郎利用发酵法制造了Glu。至今22种氨基酸用发酵法生产，其中18种直接发酵，4种用酶转化法生产。第四十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一食品发酵是一门古老而又现代的技术，结合了神秘的传统、古老的文化和变化无穷的生物技术。文化底蕴深厚、产品形态多种多样、技术手段推陈出新、理论研究和技术创新永无止境。1.5发酵食品的渊源及其文化内涵第四十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

最早的发酵产品据记载起源与5000BC。据记载最早的发酵食品应是酒类，通常认为是wine,因为大自然中具备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源的多样性，便有了多种多样的发酵食品。

5000-6000BC——wine、黄酒、白酒、Cheese4000BC——Beer，至古埃及即出现了麦芽糖化。酱油等调味品白酒：农业社会粮食节余，生霉、发酵、蒸馏而得古

老：38第五十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一古老的发酵食品自产生以来，长时间内停留在自然酿造阶段。即知其然而不知其所以然，通常以经验掌握。由于节气、环境的变化即决定了产品的成败，因此食品酿造甚至被赋予很多神秘色彩，甚至出现了对曲的顶礼膜拜，与一些祭祀活动也连起来。由于其发酵的机理一直未能充分揭示，因此发酵技术也迟迟未能进一步发扬光大和合理调控。直到巴斯德、科赫等人的工作成果推动了微生物发酵及工艺调控的推陈出新。现

代：第五十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一尽管如此，食品发酵与酿造仍然有许多难以解决的实际问题，例如许多工程方面的研究经验还不足，还没有归纳为系统的理论，许多产品的发酵过程中的问题尚难以解决，很多问题有待研究探讨。难以解决的实际问题第五十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

丝状真菌的发酵（霉菌、放线菌）：由于没有完善的理论指导，因而还没有满意的设计和放大方法，而霉菌、放线菌又是发酵工业中占重要地位的菌类。连续发酵的理论虽然研究很多，但许多生产实际问题仍然未能解决，由于菌种的突变、微生物的复杂性和多样性以及试验工艺条件的不稳定性和局限性等问题，除了酵母、啤酒、酒精、丙酮、丁醇、葡萄糖酸的发酵和活性淀粉的处理采用连续发酵外，大规模生产上极少采用。难以解决的实际问题第五十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

关于酒曲，“千年酒窖万年糟”之说，引起了国内外研究者的浓厚兴趣。与许多民族文化融为一体：英国的Whisky荷兰的Cheese俄国的黑面包（大脸面包）德国的啤酒中国的白酒日本的清酒法国的香槟文化内涵：第五十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一中国的酒文化，出现了各时代以酒为载体的诗词歌赋，“借酒吟诗”、“以诗言志”。陶渊明的诗几乎诗诗有酒——《桃花源记》李白1050首诗中170首——借酒诗狂杜甫1400余首诗中300余首——借酒消愁欧阳修的《醉翁亭记》——“醉翁”（琅琊山）工艺方面：踩曲边踏边唱、《红高粱》、日本的酒曲听音乐即“陈化”等文化内涵：第五十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一与化学工业相比，食品发酵与酿造的特点：安全简单原料广泛反应专一代谢多样易受污染菌种选育1.6食品发酵的特点第五十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1、采用多种原料，且多以淀粉质原料为主。植物性原料：麦：beer、bread、格瓦斯(Kowas)豆：酱油、豆豉、腐乳（ToFo）、Temph、纳豆水果：酒、果醋菜：Kimichi（朝鲜）茶叶：红茶、茶菌（海宝，醋酸菌、酵母、乳酸菌+红茶水+糖）动物性原料：乳：酸奶、Cheese、Kurmiss、Ketir肉：香肠、沙拉米(Salami)等我国发酵食品的工艺特色：第五十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2、多菌种混合发酵，且多以霉菌为主的微生物群。（国外多以细菌、乳酸菌）3、工艺复杂、多用曲：董酒生产制的曲用72味中药。曲（Koji）4、多为固态发酵：醅、醪47我国发酵食品的工艺特色：第五十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一利用基因工程技术有选择地创造物种（新型微生物资源）。固定化酶和固定化细胞的生产和应用。生物传感器的研究与设计，发展发酵与酿造的过程控制技术。生物代谢产物的分离提取和纯化技术大规模的连续发酵工艺的建设和优化。1.7食品发酵发展趋势第五十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1972年，美国Berg和Jackson等人将猿猴病毒基因组SV40DNA、λ噬菌体的Gene及Ecoli半乳糖探纵子在体外重组获得成功。人们的第一反应是禁止。（可能为自然界创造一个不可预知的危险物种，导致人类灭顶之灾。）安全可靠性（分子医学：基因治疗免疫缺陷症1990，1991人类基因组）1.7食品发酵发展趋势第六十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2.1发酵食品与微生物发酵食品与酵母菌发酵食品与细菌发酵食品与霉菌其他微生物项目2食品发酵的原理

第六十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

酵母广泛分布于自然界中，已知有几百种，它是生产中应用较早和较为重要的一类微生物，主要用于面包发酵、酒精制造和酿酒中。在酱油、腐乳等产品的生产过程中，有些酵母菌和乳酸菌协同作用，使产品产生特有的香味。发酵食品与酵母菌第六十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1、酿酒酵母酿酒酵母又名啤酒酵母。为子囊菌纲，内孢霉目，酵母菌科，酵母菌属。细胞呈圆形、椭圆形、卵形、腊肠形。营养细胞可直接形成子囊，每一子囊有泡子1～4个，圆形、光面。2、球拟酵母3、面包酵母4、卡尔斯伯酵母5、汉逊酵母属发酵食品与酵母菌第六十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一酵母菌啤酒酵母面包酵母第六十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

发酵食品与细菌细菌在自然界分布甚广，特性各异，在这类菌中有的是发酵工业的有益菌，有的是有害菌。大肠杆菌芽孢杆菌第六十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一此菌属幼龄菌为革兰氏阴性杆菌，老龄菌经革兰氏染色后常为阳性，无芽孢，能运动或不能运动，需氧，有较强的氧化能力，能将乙醇氧化为醋酸。虽然对制醋工业有利，但是对酒类及饮料生产有害。一般在发酵的粮食、腐败的水果、蔬菜及变酸的酒类和果汁中常出现本属细菌。醋酸杆菌属中科AS1.41醋酸菌沪酿1.01醋酸菌醋化醋杆菌恶臭醋酸菌许氏醋酸杆菌胶膜醋酸杆菌第六十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一此菌为革兰氏阳性杆菌，不能运动，菌体呈杆状，链状排列，常在牛乳和植物产品中发现。在乳酸、酸乳、干酪等乳制品的生产中常用。乳酸杆菌属德氏乳杆菌乳酸乳杆菌保加利亚乳杆菌干酪乳杆菌第六十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一此菌属为革兰氏阳性球菌，呈短链或长链状排列，其中有些事制造发酵食品有用的发酵菌种。链球菌属嗜热链球菌乳链球菌粪链球菌第六十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一此菌为革兰氏阳性杆菌，需氧、能产生芽孢。在自然界分布很广，在土壤及空气中尤为常见。其中枯草杆菌是著名的分解蛋白酶及淀粉酶的菌种，纳豆杆菌是豆豉的生产菌；多黏芽孢杆菌是生产多黏菌素的菌种。有的菌株也会引起米饭及面包腐败变质。芽孢杆菌属蜡状芽孢杆菌第六十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

发酵食品与霉菌霉菌是真菌的一部分，在自然界分布极广，已知的约有5000种以上，在发酵食品中经常使用的有以下几种。曲霉属红曲霉属毛霉属根霉属第七十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一此菌菌丝常呈黑、棕、黄、绿、红等颜色。营养菌丝匍匐生长于培养基的表面，无假根，菌丝具有横隔膜，为多细胞菌丝。发酵食品及酿酒工业中常应用的黄曲霉群及黑曲霉是较著名的曲霉。曲霉属第七十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一曲霉属米曲霉：菌落初期为白色，质地疏松，继而变为黄褐色至淡绿色，不呈真正绿色。产生淀粉酶和蛋白酶的能力较强。用应于酿酒及酱和酱油的生产，一般情况下不产生黄曲霉毒素。黑曲霉：菌落初期为白色，常出现黄色区域，厚绒状物质，黑色，反面无色或中央部分略带黄褐色。这类菌在自然届分布极广，能生长于各种基质上产生糖化酶、果胶酶。可广泛用于酒及酒精工业生产中作为糖化剂，也是生产柠檬酸的优良菌种。黄曲霉：早期为黄色，然后变为黄绿色，老熟后呈褐绿色。产生液化型淀粉酶的能力比黑曲霉强，蛋白质分解能力仅次于米曲霉。第七十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一红曲霉属红曲科。菌落初期为白色，以后呈淡粉色、紫红色或灰黑色，通常都能形成红色素。可以利用多种糖类或酸类为碳源，能同化硝酸钠、硝酸铵、硫酸铵，而以有机胺为最好的氮源。能产生淀粉酶、麦芽糖酶、蛋白酶、柠檬酸、琥珀酸、乙醇等。可作为食品加工中天然色素的来源。如红腐乳、饮料、肉类加工中的红曲米。用于酿酒、制醋、食品染色剂和调味剂。第七十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一毛霉属毛霉的外形呈毛状，菌丝细胞为无横隔、单细胞组成，出现多核，菌丝呈分支。毛霉具有分解蛋白质功能，如用来制造腐乳，可使腐乳产生芳香物质和蛋白质分解物(鲜味)。某些菌种具有较强的糖化力，可用于酒精和有机酸工业原料的糖化和发酵。在豆腐乳生产过程中最常用的有五通桥毛霉，中科院编号为AS3.25。最适生长温度为20～25℃，最适pH值为6～7。主要产生蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶。鲁氏毛霉总状毛霉第七十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2.2食品发酵的生化机制大多数发酵食品的发酵步骤可构成一个单元操作，其前后分别衔接其他的食品制造单元操作。各种产品在生产工艺上都存在着某些共同点，比如在原料的选择、加工、制曲、发酵、后处理等方面都有相似之处。第七十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一

以上三个阶段在不同的食品发酵中，通过对发酵工艺操作的

不同控制，从而决定发酵最终产物。原料第一阶段第三阶段第二阶段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及芳香物质的降解其他物质的降解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物的形成其他物质的形成产物再平衡第七十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一这一阶段可以称为大分子降解阶段，也可称液化阶段。原料中固有的酶和微生物产生的酶同时水解有机质。当原料润水开始，它自身激活的酶便水解有机质。另外，物料本身就是一种选择性培养基，通过微生物的生长繁殖及其代谢活动造成原料的逐步降解。而参与的微生物大致可分为淀粉分解菌、蛋白质分解菌、果胶分解菌、纤维素分解菌和脂肪分解菌等。1、大分子降解阶段2、代谢产物形成阶段3、产物再平衡（一）发酵食品形成的三个阶段在原料降解的同时产生了各种各样的代谢产物，为了叙述方便将它称为第二阶段：代谢产物形成阶段。它决定了发酵产物的最终去向。代谢产物形成后，通过各种纵横交错的途径使产物组成基本平衡。形成特定的发酵食品。第七十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一（1）淀粉的降解（2）蛋白质的降解（3）纤维素及半纤维素和果胶的降解（4）类脂化合物及芳香族化合物的降解1、大分子降解阶段（二）食品发酵三阶段的主要生化机制第七十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一（1）淀粉的降解淀粉是由D－葡萄糖以α-糖苷键连接而成的高分子化合物。天然淀粉有两种结构即直链淀粉和支链淀粉。淀粉在植物细胞内以淀粉粒形态存在，直链淀粉和支链淀粉的比例视植物的种类和品种而异，一般直链淀粉为15％～25％，支链淀粉为75％～85％。1、大分子降解阶段淀粉的一般性质淀粉的物理性质淀粉为白色粉末，吸湿性较强，提取的纯支链淀粉易溶于冷水中，而直链淀粉则不溶。淀粉的化学性质淀粉与碘发生灵敏的颜色反应，直链淀粉呈深蓝色，支链淀粉呈蓝紫色。淀粉的一般性质淀粉的糊化淀粉在适当的温度下，一般60℃～80℃时，在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的过程，称为淀粉糊化。淀粉糊化的本质就是淀粉中有序或无序的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中形成糊状的胶体溶液。淀粉的老化淀粉溶液经缓慢冷却，或淀粉凝胶经长期放置，会变得不透明甚至产生沉淀的现象，称为淀粉的老化。其本质就是糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密的、高度晶化的不溶性的淀粉分子微束。老化的淀粉不易被淀粉酶作用。

淀粉酶的分类α－淀粉酶、β－淀粉酶、γ－淀粉酶产生淀粉酶的主要微生物细菌：如枯草杆菌（α－淀粉酶）、嗜热脂肪芽孢杆菌（α－淀粉酶）霉菌：米曲霉、黑曲霉（α－淀粉酶）有些酵母在一定条件下能产生淀粉酶

第七十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一（2）蛋白质的降解蛋白质的水解是指在酶的催化下，加水分解，使蛋白质中的肽键断裂，最后生成氨基酸的过程。（3）纤维素及半纤维素和果胶的降解纤维素酶包括芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、曲霉、青霉、根霉等。分解半纤维素酶与纤维素酶差不多。果胶酶有果胶酯酶、果胶水解酶、果胶裂解酶。（4）类脂化合物及芳香族化合物的降解类脂化合物包括脂肪、磷酸、游离脂肪酸、蜡类、油类等。类脂化合物水解的产物主要有脂肪酸和甘油。微生物对芳香族化合物的作用主要是使发酵食品产生香味的物质。第八十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2、代谢产物形成阶段在这一阶段微生物在好氧及厌氧、高温及低温、前期或后期等条件下，将大分子原料降解的同时进一步将降解产物转化。（1）醋酸（2）乳酸不挥发酸，使食品具有浓厚感，并具有特有的滋味。（3）乙醇目前主要是酵母菌发酵法经EMP途径得到乙醇。（4）甘油可以使发酵食品有浓厚感（饮料），呈甜味。（5）酯类具有芳香气味的挥发性化合物，是发酵食品中重要组成成分。如乙酸乙酯带有香蕉味，并带有微弱的苹果味，味淡；丙酸乙酯带有芝麻味；第八十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一3、代谢产物的再平衡发酵食品的陈酿阶段，或者是指后发酵阶段，其实不然，从原料的粉碎、浸泡等预处理直至端到餐桌上来产物一直没有停止过。第八十二页，共九十六页，编辑于2023年，星期一项目3发酵条件及过程控制3.1食品发酵的一般工艺1、根据涉及到的主要微生物种类进行分类单菌发酵混合发酵这种发酵形式只有一种微生物对产品形成是必需的。如嗜酸乳杆菌奶、啤酒等食品。这种发酵在现代发酵工业中最常见，但在传统发酵工业中并不多见。指采用2种或2种以上的微生物进行发酵的技术。这是传统发酵最常用的发酵方式，根据所用菌种被人们了解的程度可分为两类。第八十三页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1、根据涉及到的主要微生物种类进行分类混合发酵

(1)利用天然的微生物菌群进行混合发酵

如古代的酿酒、制醋、做酱和酱油以及干酪等，这些食品发酵虽然工艺上有了许多改进，但仍然保持着原来的基本技术—采用然的微生物菌群。这种混合发酵有多种微生物参与(在微生物之间还必须保持一种相对的生态平衡)，其产物也是多种多样的，发酵过程较难控制，在许多情况下还依赖于实践的经验。(2)利用已知的纯种进行混合发酵如酸牛奶发酵、液态酿酒新工艺等，这类发酵方式是食品发酵的发展方向。随着我们对发酵微生物和发酵机理的深入研究，采用纯种混合发酵生产传统风味的发酵食品是肯定可行的，只有到了这个程度，实现发酵食品生产的全面现代化才有可能，发酵食品的安全性才能真正得到保证。第八十四页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2、根据基质物理状态进行分类液态发酵固态发酵指发酵基质呈流动状态，如醋酸发酵等。发酵基质呈不流动状态，基质中没有或几乎没有游离水。这是我国传统发酵常用的形式，如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒。印度尼西亚的丹贝发酵和日本纳豆生产也都采用固态发酵法。半固态发酵发酵基质为半流动状态，大的原料颗粒悬浮在液体中。黄酒发酵、酱油稀醪发酵都属半固态发酵。第八十五页，共九十六页，编辑于2023年，星期一原料成品处理理解《发酵食品》示意图发酵微生物细菌霉菌酵母菌发酵方式过程控制固态发酵液态发酵半固态发酵发酵温度发酵时间原料pH…………第八十六页，共九十六页，编辑于2023年，星期一项目3发酵条件及过程控制发酵是一个复杂的生物化学过程，受外界环境条件的影响。与微生物发酵有关的参数，可分为物理、化学和生物参数三类。物理参数：温度、压力、搅拌转速及功率、空气流量、粘度、浊度、料液流量等。化学参数：pH、培养基浓度、溶氧浓度、氧化还原电位、产物浓度、废气中氧浓度和CO2浓度等。生物参数：菌丝形态和菌体浓度等。3.2影响食品发酵的条件第八十七页，共九十六页，编辑于2023年，星期一培养基在生产上是提供微生物生长、繁殖及代谢的需要，最终目的是为了获得大量优质发酵食品。培养基成分和配比是否合适，对微生物的生长繁殖及发酵产品的质量有很大的影响。发酵食品生产上采用的培养基，根据生产工艺的要求及不同的用途，一般可以分为斜面培养基、种子培养基和发酵培养基。（一）培养基3.3食品发酵过程控制第八十八页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1、斜面培养基斜面培养基是提供菌种繁殖、扩大之用，对这种培养基的要求是能够使菌体长得快，健壮，并且不易引起菌种变异。一般斜面培养基中碳源和氮源含量不宜过多。特别是碳源，多了会引起pH波动。无机盐浓度也要控制适当，以免影响菌种特性。2、种子培养基在液体深层发酵中，为了扩大发酵罐的接种量，往往将斜面菌种移入比较小的种子罐中进行培养。3、发酵培养基发酵培养基是供菌种生长繁殖和发酵产品生物合成之用。（一）培养基第八十九页，共九十六页，编辑于2023年，星期一1、温度对发酵过程的影响

（二）发酵温度与控制（1）温度对微生物的影响（生长温度与发酵温度）一般来说微生物分为三类即低温型、中温型、高温型。如果按某种微生物有最低、最适、最高三种。不同微生物的最适温度不一样，同一种微生物的菌种最适温度和形成代谢产物的温度也往往不一样。如青霉素产生菌的温度为30℃，而产生青霉素的温度为25℃；黑霉菌的最适温度37℃，而产生柠檬酸和糖化酶的温度32～34℃。因此，发酵前期的温度要满足菌体生产要求，而后期要利于发酵。（2）温度对微生物酶的影响温度越高，酶反应速度越快，微生物细胞代谢加快，产物提前生成。但温度升高，酶的失活也加快，微生物细胞易衰老，使发酵周期缩短，从而影响发酵过程最终产物的产量。（3）温度对微生物培养液的物理性质的影响改变培养液的物理性质会影响到微生物细胞的生长。温度通过影响氧在培养液中的溶解、传递速度等，进而影响发酵过程。（4）温度对代谢产物的生物合成的影响例：在四环素发酵过程中，生产菌株金色链霉菌同时代谢产生四环素和金霉素。温度低于30℃时，金色链霉菌合成金霉素的能力较强，随温度升高，合成四环素的能力逐渐增强，温度提高到35℃时，只合成四环素，金霉素的合成几乎处于停滞状态。2、影响发酵温度的因素

发酵热生物热搅拌热蒸发热辐射热3、发酵过程的温度控制

（1）接种后应适当提高培养温度利于孢子的萌发或加快微生物的生长、繁殖。（2）发酵液的温度表现为上升时温度应控制在微生物生长的最适温度。（3）到发酵旺盛阶段温度应控制在低于微生物生长的最适温度水平，即应该与微生物代谢产物合成的最适温度相一致。（4）到发酵后期温度会出现下降趋势，直到发酵成熟即可。第九十页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2、发酵过程中的pH控制（三）pH对发酵过程的影响及控制1、pH对发酵过程的影响发酵培养基的pH值，对微生物生长具有非常明显的影响，也是影响发酵过程中各种酶活性的重要因素。（1）影响菌体的生物活性和形态（2）影响酶的活性pH过高或过低能抑制微生物体内某些酶的活性，使得微生物细胞生长和代谢受阻。（3）pH的改变引起某些酶的激活或抑制使得生物合成途径发生改变，代谢产物发生变化。（1）调节培养基的原始pH，或加入缓冲物质（磷酸盐、碳酸钙等）（2）选用不同代谢速度的碳源和氮源种类及恰当比例（3）在发酵过程中加入弱酸或弱碱进行pH的调节，合理控制发酵过程（4）其他措施改变搅拌转速或通风量以改变溶解氧浓度，控制有机酸积累量及其代谢速度；改变温度以控制微生物代谢速度；改变罐压及通风量，改变溶解二氧化碳浓度；改变消泡油量。第九十一页，共九十六页，编辑于2023年，星期一2、发酵过程中需氧因素（四）溶解氧对发酵过程的影响及控制1、溶解氧对发酵过程的影响微生物生物氧化是在生物体内进行的，它只能利用溶解于液体中的氧，或叫做溶解氧，氧很难溶于水的气体。（1）过低的溶解氧

影响微生物的呼吸，进而造成代谢异常。（2）过高的溶解氧溶解氧为微生物生长提供氧，也为代谢提供氧，造成一定的微生物生理环境，影响培养基的氧化还原电位。3、发酵过程中溶解氧的控制（1）生产菌种

不同生产菌种需氧量不同。这是由于不同微生物的氧化酶的种类和数量不同。（2）菌体浓度

菌体浓度增加，需氧量也随之增加。（3）菌龄