第九章 发酵产品举例
第九章 发酵产品举例
在低微浓度下有选
择性地抑制或杀灭 其他微生物或肿瘤 细胞的有机物。
microorganisms or of
destroying them.
1. 概
历史 • • •
述
Introduction
History
• Penicillin was discovered by Fleming in 1929.
1929年，英国弗莱
Master cell bank Working cell bank
Secondary Primary Lab fermentor shake flask shake flask evaluation Strain Agar plate Evaluation evaluation Production 出发菌株 平板技术 different media 摇瓶培养 Condition 二级摇瓶培养 小型发酵罐 6000 各种培养基 模拟生产条件
lawn of test bacteria 测试菌苔 filter papers soaked with test compounds 含药物滤纸
agar plate 琼脂培养基
zones of inhibition (no growth) 抑菌圈
Agar diffusion assay
3. 抗生素生产菌改良 Strain Improvement
明发现青霉素
二战期间，大规模
• World War II, fermented
in large-scale
发酵生产
世界上最早用于临 床的抗菌素
• The first major antibiotic
to be commercialized
分
发酵工业产品参考配方
发酵工业产品参考配方发酵工业是一种利用微生物代谢产物进行发酵过程制造产品的一种工业。
发酵工业产品广泛应用于食品、饮料、石油、药品、化学和环境保护等领域。
发酵工业产品的配方是制造产品的关键因素之一、以下是一些发酵工业产品的参考配方。
1.酸牛奶酸牛奶是一种通过乳酸菌发酵牛奶制成的乳制品。
传统的酸奶配方为：-牛奶：500g-乳酸菌：1-2包-白糖：适量（按个人口味调整）步骤：1)将牛奶加热至80°C，保持5-10分钟杀菌。
2)冷却至40-45°C，添加乳酸菌。
3)将配制好的混合溶液倒入酸奶瓶中。
4)放入保温箱内发酵，发酵时间约为6-8小时。
5)将发酵好的酸牛奶放入冰箱冷藏，待冷却后即可食用。
2.啤酒啤酒是一种由麦芽经过酵母发酵制成的含有酒精的饮料。
一种简单的啤酒配方如下：- 麦芽：5kg-酵母：30g-水：20L-糖：适量（按个人口味调整）步骤：1)将麦芽磨碎，加入热水中酿造麦汁。
2)将麦汁煮沸，然后降温至适合酵母生长的温度。
3)在发酵罐中加入酵母，倒入麦汁，进行发酵。
4)发酵时间约为10-14天，过程中保持合适的温度和湿度。
5)发酵完成后，将啤酒过滤、灌瓶，放入冰箱冷藏即可饮用。
3.面包面包是一种利用面粉经过酵母发酵制作的食品。
传统的面包配方如下：-高筋面粉：500g-酵母：10g- 温水：300ml-盐：适量步骤：1)在盆中将面粉和酵母混合均匀。
2)缓慢加入适量温水，搅拌面团。
3)加入盐，揉面团至柔软并有弹性。
4)将面团放入盆中，盖上湿布发酵。
5)发酵时间约为1-2小时，至面团体积膨胀两倍。
6)发酵好的面团排气，揉成形状，再次发酵30分钟。
7)预热烤箱至180°C，将面团放入烤箱里烤25-30分钟。
以上只是一些发酵工业产品的参考配方，实际制作过程中还需要根据具体需求和工艺进行调整。
发酵工业产品的配方在保证产品质量的同时，还需要考虑生产成本、工艺条件和市场需求等因素。
微生物发酵应用实例
微生物发酵应用实例
1.酸奶的制作：酸奶是以乳酸菌为发酵菌制作而成的发酵食品，其制
作过程中乳糖被菌群发酵生成乳酸，导致牛奶发酵并变为酸奶。
2.面包的制作：面包的制作过程中需要使用酵母菌发酵，通过酵母菌
的代谢活动，面团中的糖分被发酵生成二氧化碳，从而膨胀发酵并形成面包。
3.发酵豆腐的制作：发酵豆腐是以豆腐为基础材料，发酵过程中将大
豆和面筋一同发酵，添加食盐和酱油等调味剂制成的豆制品。
4.发酵蔬菜的制作：发酵蔬菜是以大白菜、辣椒、姜、蒜等蔬菜为基
础材料，通过添加盐和细菌发酵，产生有益菌群，形成酸菜、泡菜等食品。
5.酒类饮料的制作：在酒的制作过程中，发酵是至关重要的步骤，酒
类的酿造过程中，因其特殊的酵母菌培养方式，酒体的口感、风味、酒精
度数等指标均会受到影响。
食品微生物学 第九章 微生物与发酵食品
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。
四 文化内涵：
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。
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。
三难以解决的实际问题
❖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。
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
第一章 绪 论
第六节 食品发酵与酿造的特点
第一节 细菌发酵食品
一乳酸细菌以及发酵制品
1 定义 ：是一类能使可发酵性碳水化
合物转化成乳酸的细菌的通称。
•凡能进行发酵代谢, 并产生乳酸成分的细菌, 均可称
异型乳酸发酵途径
（3）双歧途径
是双歧杆菌的产能模式，双歧杆菌是一类特殊的 严格厌氧菌，对营养要求较高，它们对葡萄糖代 谢也可以归于异型乳酸发酵。但与其他乳酸菌异 型发酵不同。
双歧杆菌无醛缩酶,也无葡萄糖-6-磷酸脱氢酶, 不能通过EMP途径,但含有活性磷酸解酮酶酶类, 在这个途径中无加氢和还原反应,2mol葡萄糖转 变为3mol乙酸和2mol磷酸甘油醛,然后3-磷酸甘 油醛在乳酸脱氢酶作用下转变为乳酸.
生活中常见的发酵工艺品
生活中常见的发酵工艺品
生活中常见的发酵工艺品包括：
1. 酸奶：通过加入酸奶菌乳酸杆菌等，将牛奶发酵得到的产物，常见的有原味酸奶和水果味酸奶。
2. 啤酒：将麦芽等谷物淀粉通过发酵转化成酒精和二氧化碳的饮品。
3. 白酒：将大米、小麦等主要粮食发酵制成的烈性酒精饮品。
4. 味增酱：将大豆等通过曲霉菌等微生物的发酵过程得到的酱料，常用于烹饪中增加风味。
5. 酱油：将大豆、麦豆等发酵得到的酱料，常用于调味和腌制食品。
6. 咖啡：将咖啡豆通过发酵、烘焙等过程得到的饮品。
7. 巧克力：将可可豆经过发酵、研磨等工艺制作而成的食品。
8. 乳酸菌发酵饮料：如酸梅汤、果醋等，通过乳酸菌的发酵制成的饮品，具有益生菌的功效。
9. 饵料：将大米、小麦等谷物经过脱壳、糖化、发酵等工艺得到的鱼饵。
10. 酵素饮品：将植物发酵得到的酵素提取物制成的饮品，具有调理身体、促进新陈代谢等作用。
发酵原理的应用有哪些例子
发酵原理的应用有哪些例子发酵原理是指利用微生物的代谢产物及其对基质的转化作用，使其产生物理、化学或生物学变化的过程。
发酵是一种广泛应用于生物工程、农业、食品加工、医药等领域的生物技术手段。
以下是一些发酵原理的应用例子：1. 食品酿造：酒精、食醋、酱油、豆瓣酱、味噌等在食品生产中都是通过发酵过程得到的。
例如，酒精发酵通过酵母对葡萄糖进行乳酸发酵产生乙醇，制成葡萄酒、啤酒和烈酒。
2. 面包制作：发酵面粉可以制作出蓬松而有弹性的面包。
面粉中添加酵母菌和水，酵母将淀粉转化为二氧化碳和酒精，在发酵的过程中产生的二氧化碳使面团体积膨胀，使面包变得松软。
3. 乳制品工艺：酸奶的发酵过程是将乳酸菌加入牛奶中，通过发酵产生乳酸，使牛奶凝结成酸奶。
这种发酵过程提高了牛奶营养价值，增加了乳酸菌的数量，并改善了消化系统功能。
4. 酶生产：许多工业酶是通过发酵过程获得的。
例如，纤维素酶、葡萄糖氧化酶、淀粉酶等通过发酵方法大规模生产，用于纺织、造纸、食品加工、生物燃料等领域。
5. 抗生素生产：许多抗生素都是通过利用微生物的代谢产物进行发酵而生产的。
例如，青霉素是通过将特定微生物培养在含糖、氮源和氧源的培养基中，经过多次发酵、提取和纯化得到的。
6. 生物燃料生产：通过微生物的发酵作用，将可再生资源如木薯、玉米渣、秸杆等转化为生物燃料。
例如，利用乙醇发酵技术可以将植物纤维素转化为乙醇燃料。
7. 生物修复：生物修复技术是利用微生物的代谢能力降解有机物、重金属离子等，净化环境污染物。
例如，利用微生物发酵降解油污、污水中的有机物，恢复水体、土壤的环境质量。
8. 药物合成：许多药物合成过程中使用微生物的发酵能力。
通过微生物合成酶类，如抗癌药物紫杉醇和阿司匹林等是通过发酵过程获得的。
9. 生物肥料：利用微生物在有机废弃物中的发酵作用，将废弃物转化为有机肥料。
例如，利用堆肥过程中的微生物发酵产生的热量、酶和菌群对有机废弃物进行降解，得到高效肥料。
发酵食品的种类(发酵食品生产技术课件)
发酵食品加工技术
认识发酵食品
——制品 发酵果蔬制品 发酵肉制品 发酵奶制品 发酵水产制品
（一）根据所用原料
发酵产品举例 馒头、面包、白酒、米酒、黄酒、食醋等 豆酱、酱油、豆豉、腐乳、纳豆、丹贝、酸豆奶等 果酒、果醋、发酵果汁饮料、泡菜、酸菜等 发酵香肠、火腿、培根等 酸奶、奶酪、奶酒等 鱼露、虾膏、蟹酱等
二、发酵食品的种类
酵母菌
种类
霉菌
细菌
霉菌+酵母菌
酵母菌+细菌
霉菌+酵母菌+细菌
（二）根据所用微生物的种类
发酵产品举例 葡萄酒及其他果酒、啤酒、威士忌、白兰地、馒头、面包等 果胶酶、糖化酶、蛋白酶、苹果酸、腐乳等 酸乳、乳酸、丁酸、腐乳、果胶酶、淀粉酶等 酒酿、黄酒、日本清酒等 果醋、奶酒、腌菜等 黄酒、白酒、食醋、酱油、酱类发酵制品等
发酵产品的工艺实例分析
发酵产品的工艺实例分析
一种常见的发酵产品工艺实例是酸奶的制作。
以下是酸奶的工艺实例分析：
1. 原料准备：酸奶的主要原料是牛奶。
在制作酸奶前，需要先准备好新鲜的牛奶。
通常使用脱脂牛奶或者全脂牛奶，也可以使用其他的植物性奶制品。
2. 杀菌消毒：为了防止杂菌的污染，需要对牛奶进行杀菌消毒处理。
常见的方法是加热牛奶到煮沸点，然后保持一段时间，以杀死潜在的有害菌。
3. 冷却降温：将杀菌消毒的牛奶迅速冷却到适宜的发酵温度，通常是45-50摄氏度。
温度过高或过低都会影响酸奶的发酵效果。
4. 加入发酵剂：在冷却后的牛奶中加入适量的发酵剂，常用的发酵剂是酸奶菌，例如乳酸杆菌。
5. 发酵静置：将加入发酵剂的牛奶置于密封的容器中，并保持适宜的温度（通常是40-45摄氏度）和湿度，使其在一定的时间内进行发酵。
发酵时间可以根据具体要求来定，一般需要4-12小时。
6. 储存冷藏：发酵完成后，将酸奶放入冰箱冷藏，可以延长其保质期并提高口感。
在冷藏过程中，酸奶会继续发酵，但发酵速度较慢。
7. 添加调味料：根据个人偏好，可以在酸奶中加入各种口味的调味料，例如水果、果酱、蜂蜜等。
总结：通过上述工艺步骤，牛奶经过杀菌消毒、冷却降温、发酵静置、储存冷藏等过程，最终成为了酸奶产品。
酸奶具有丰富的营养物质和益生菌，有益于人体消化系统的健康。
同时，酸奶的工艺种类繁多，可以根据个人的口味偏好和制作需求进行调整和改进。
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普通啤酒生产工艺
一．啤酒发酵优良酵母的评估及选育
1、啤酒酵母优良性状的评估。 啤酒酵母应具有以下优良性状： ①生长繁殖力强，发酵活力高； ②代谢产物能够赋予啤酒良好的风味； ③聚凝性强,沉降速度快,发酵结束易与发酵液分离, 便于菌体回收。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一．啤酒发酵优良酵母的评估及选育
2、优良菌种的选育。 ①菌种筛选。 ②诱变育种。 ③杂交育种。例如，通过杂交育种有可能获得凝聚性强的 新菌种、风味良好的新菌种和发酵度比较高的新菌种。 ④细胞融合育种。例如，凝聚性强但发酵度低的菌株和发 酵度高但凝聚性弱的菌株通过细胞融合有可能产生凝聚性 强和发酵度高的新型细胞。
酒花，又称忽布（hop），《本草纲目》上称为蛇麻花，是 一种多年生草本蔓性植物，雌雄异株。啤酒里使用的是长在 雌株上的球花。球花被花苞（苞叶和前叶）重叠包着，花长 成后，根部会生出有粘性像花粉一样的金黄色小颗粒，这种 小颗粒就叫Luplin颗粒。Luplin颗粒里含有苦味物质（啤酒 花浸膏）和芳香物质（蛇麻酮类混合物），它们和花苞中的 “啤酒花单宁酸”一样，是啤酒酿造中不可缺少的有效成分。 古人取为药材。
小麦啤酒（wheat beer）：以小麦芽 (占麦芽的 40%以上)、水 为主要原料酿制,具有小麦麦芽经酿 造所产生的特殊香气的啤酒。除特征性外，其他要 求符合相应类型啤酒的规定 浑浊啤酒（turbid beer）：在成品中含有一定量的 酵母菌或显示特殊风味的胶体物质，浊度大于2.0 EBC 的啤酒。除特征性外，其他要求符合相应类型 啤酒的规定。
在啤酒酿造中，酒花具有不可替代的作用：
1079年，德国人首先在酿制啤酒时添加了酒花，从而使啤 酒具有了清爽的苦味和芬芳的香味。从此后，酒花被誉为 “啤酒的灵魂”，成为啤酒酿造不可缺少的原料之一。 1、使啤酒具有清爽的芳香气、苦味和防腐力。酒花的芳香 与麦芽的清香赋予啤酒含蓄的风味。啤酒、咖啡和茶都以香 与苦取胜，这也是这几种饮料的魅力所在。由于酒花具有天 然的防腐力，故啤酒无需添加有毒的防腐剂。 2、形成啤酒优良的泡沫。啤酒泡沫是酒花中的异律草酮和 来自麦芽的起泡蛋白的复合体。优良的酒花和麦芽，能酿造 出洁白、细腻、丰富且挂杯持久的啤酒泡沫来。 3、有利于麦汁的澄清。在麦汁煮沸过程中，由于酒花添加， 可将麦汁中的蛋白络合析出，从而起到澄清麦汁的作用，酿 造出清纯的啤酒来。
明发现青霉素
二战期间，大规模
World War II, fermented
in large-scale
1. 概
抗生素
述
Introduction Antibiotics
Any organic substances produced by various organisms that have the power of arresting the growth of other
是生物在其生产活动过
程中所产生，并能
1. 2. 3. 4. 5. 6.
概述
1.
2. 3. 4. 5. 6.
Introduction
Research in Lab
生产前期研究
生产菌改良 生产工艺过程 发酵条件的控制 提取和精制
Strain improvement
Production processing Fermentation control Isolation & purification
三．啤酒酿造工艺
1、工艺流程。
原料大麦→清选→分级→浸渍→发芽→干燥→麦芽及辅料
粉碎→糖化→过滤→麦汁煮沸→麦汁沉淀→麦汁冷却→接 种→酵母繁殖→主发酵→后发酵→过滤→包装→杀菌→贴
标→成品。
大麦里有一种叫“六条大麦”的品种，麦穗上子粒排成 6列。用作啤酒原料的主要是“二条大麦”，俗称“啤 酒麦”。这是把六条大麦通过培育，让其中的 4列子粒 退化，只长成相对的两列的品种，麦穗呈扁平状。一般 地说二条大麦粒大、淀粉质多、蛋白质少、麦皮薄、发 芽力旺盛。
第九章 发酵产品举例
§1 啤酒生产
我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年 代，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥 资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。 至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了空前 的发展，并迅速成为了一个啤酒大国。
早期的啤酒生产，设备落后，且监控过程大多采用人工 方式，再加上啤酒生产的长时性特点，使人工任务量过 大，很容易出现质量问题。后期虽然开始启用一些控制 设备，但多数存在控制过程简单，可视性差，生产过程 数据不能进行有效地保存分析，控制精度和灵活性也欠 佳。随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技 术的日益成熟，人们开始运用组态软件进行啤酒生产过 程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵 活性，控制过程精度也有了很大的进步。
扩培实例步骤
①用20L卡氏罐两个,保证干净无菌状态下,内有实验室的 扩培液,接种到500L种子罐，这一步接种倍数大约在10～15 倍 ②在种子罐中在15~18℃培养两天,以扩大培养倍数在6～8 倍，接种到3KL增殖罐中，在15～16℃培养两天 ③扩大倍数在5～6倍，接种到15KL增殖罐中，在11～13℃ 培养两天 ③扩大倍数在4～5倍，接种到75KL增殖罐中，在10～12℃ 培养两天，加强充氧，进一步扩大到75KL增殖罐中，可供 180KL发酵罐接种使用，或在更进一步扩大到150KL增殖罐 中供发酵使用
果蔬类啤酒 （fruit and vegetable beer） 果蔬汁型啤酒（beer with fruit and vegetable flavor）：添加一定量的果蔬汁，具有其特征性理 化指标和风味，并保持啤酒基本口味。除特征性外， 其他要求符合相应类型啤酒的规定。 果蔬味型啤酒（taste of fruit and vegetable beer）：在保持啤酒基本口味的基础上，添加少量 食用香精，具有相应的果蔬风味。除特征性外，其 他要求符合相应类型啤酒的规定。
• 啤酒酿造是以大麦、水为主要原料，以大米或其它未发芽 的谷物、酒花为辅助原料；大麦经过发芽产生多种水解酶 类制成麦芽；借助麦芽本身多种水解酶类将淀粉和蛋白质
等大分子物质分解为可溶性糖类、糊精以及氨基酸、肽、
胨等低分子物质制成麦芽汁； • 麦芽汁通过酵母菌的发酵作用生成酒精和CO2以及多种营
养和风味物质；最后经过过滤、包装、杀菌等工艺制成
需要B族维生素和P、S、Ca、Mg、K、Fe等无机元素。
兼性厌氧，有氧条件下，将可发酵性糖类通过有氧呼吸作 用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供细胞生长；无氧 条件下，使可发性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒 精和CO2，释放较少能量供细胞生长。 最适生长温度25℃，发酵最适温度10-25℃。最适发酵pH 为4.5-6.5。真正发酵度达60%-65%。
• 附：啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 啤酒酵母属于典型的上面酵母，又称爱丁堡酵母。广泛应用于啤 酒、白酒酿造和面包制作。
（一）啤酒酵母的形态特征 细胞呈圆形或短卵圆形，大小为 3～7×5～10μ m，通常聚集在一 起，不运动。单倍体细胞或双倍 体细胞都能以多边出芽方式进行 无性繁殖，能形成有规则的假菌 丝（芽簇），但无真菌丝。有性 繁殖为2个单倍体细胞同宗或异宗 接合或双倍体细胞直接进行减数 分裂形成1～4个子囊孢子。细胞 形态往往受培养条件的影响，但 恢复原有的培养条件，细胞形态 即可恢复原状。
（二）啤酒酵母的培养特征
麦芽汁固体培养，菌落呈乳白色，不透明，有光泽，表 面光滑湿润，边缘略呈锯齿状；随培养时间延长，菌落 颜色变暗，失去光泽。麦芽汁液体培养，表面产生泡沫， 液体变混，培养后期菌体悬浮在液面上形成酵母泡盖。 因此而称上面酵母。
（三）啤酒酵母的生理生化特性
化能异养型，能发酵葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、麦芽 糖和麦芽三糖以及1/3的棉子糖，不发酵蜜二糖、乳糖和 甘油醛，也不发酵淀粉、纤维素等多糖。不分解蛋白质， 可同化氨基酸和氨态氮，不同化硝酸盐。
特种啤酒 (special beer)：由于原辅材料、工艺的 改变,使之具有特殊风格的啤酒。 干啤酒 dry beer：真正(实际)发酵度不低于72%,口 味干爽的啤酒。除特征性外，其他要求符合相应类 型啤酒的规定。 冰啤酒 （ice beer）： 经冰晶化工艺处理,浊度小 于等于0.8EBC的啤酒。除特征性外，其他要求符 合相应类型啤酒的规定。
促进CO2在酒液中饱和；同时利用酵母内酶还原双乙酰； ④ 后处理。后发酵结束，酒液经过过滤、装瓶、热
杀菌（60℃ 30min）处理，称为熟啤酒，而不经过热杀菌
的啤酒称为鲜啤酒。
§2 抗 生 素 发 酵 生 产 技 术
抗生素发酵生产技术 Antibiotics Fermentation Production
2、技术要点。 ① 接种与酵母增殖。冷却麦芽汁入酵母繁 殖槽，接种6代以内回收的酵母泥5‰（或 扩大培养的种子液），控制品温6～8℃， 好氧培养12～24h，待起发后入发酵池（罐） 进行主发酵。
② 主发酵。主发酵也称前发酵，可分为四个时期：
起泡期：入发酵池（罐）后4～5h，酵母菌产生的CO2使麦芽汁饱 和，在麦芽汁表面出现白色、乳脂状气泡，称为起泡期。此时不需人 工降温，保持2～3d。 高泡期：随着发酵的进行，酵母菌厌氧代谢旺盛，使泡沫层加厚， 温度升高，发酵进入高泡期。此时需开动冰水人工降温，最高发酵温 度不超过9℃，保持2～3d。
二．啤酒酵母的扩大培养
1、工艺流程。 斜面原种→活化（25℃ 1～2d）→2个100mL富士瓶(25℃ 1～ 2d)→2个1000mL巴士瓶(25℃1～2d)→2个10L卡氏罐(25℃1～2d) →200L汉森式种母罐(15℃ 1～2d)→2t扩大罐(10℃ 1～2d)→10t繁殖 槽→(8℃ 1～2d)→主发酵。 2、技术要点。 ① 温度控制。培养初期，采用酵母菌最适生长温度25℃培养， 之后每扩大培养1次，温度均有所降低，使酵母菌逐步适应低温发酵 的要求。 ② 接种时间。每次扩大培养均采用对数生长期后期的种子液接 种，一般泡沫达到最高将要回落时为对数生长期。 ③ 注意及时通风供氧。从斜面原种至卡氏罐为实验室扩大培养 阶段，应注意每天定时摇动容器，达到供氧目的；从汉森罐至酵母 繁殖槽为生产现场扩大培养阶段，应定时通入无菌压缩空气供氧。