第二章發(fā)酵基礎(chǔ)知識

1、填空：填空：微生物工程可分為微生物工程可分為 和和 兩部分，其中以兩部分，其中以 為主。為主。化學(xué)工程與發(fā)酵工程的本質(zhì)區(qū)別在于化學(xué)工程與發(fā)酵工程的本質(zhì)區(qū)別在于 。判斷：判斷：發(fā)酵產(chǎn)品是經(jīng)微生物厭氧生物氧化過程獲得的。發(fā)酵產(chǎn)品是經(jīng)微生物厭氧生物氧化過程獲得的。 溫故知新溫故知新第二章第二章 發(fā)酵基礎(chǔ)知識發(fā)酵基礎(chǔ)知識 o 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)品與微生物發(fā)酵產(chǎn)品與微生物 o 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)酵三要素發(fā)酵三要素 o 第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)酵工藝簡介發(fā)酵工藝簡介o 第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)品的附加值發(fā)酵產(chǎn)品的附加值 微生物菌體微生物菌體代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物 酶酶 一、發(fā)酵產(chǎn)品類型一、發(fā)酵產(chǎn)品類型 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)

2、品與微生物發(fā)酵產(chǎn)品與微生物 6 微生物菌體微生物菌體 1.1.單細(xì)胞蛋白單細(xì)胞蛋白 （飼料添加劑、食品）（飼料添加劑、食品） 2.2.食（藥）用菌食（藥）用菌 （蘑菇、（蘑菇、香菇香菇、靈芝、猴頭等）、靈芝、猴頭等） 3.3.微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥（細(xì)菌、真菌、病毒：細(xì)菌、真菌、病毒：蘇云金桿菌、白僵菌）蘇云金桿菌、白僵菌） 4. 4.疫苗疫苗（細(xì)菌、病毒）（細(xì)菌、病毒） 第一代：病原微生物及其產(chǎn)物第一代：病原微生物及其產(chǎn)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.微生態(tài)制劑微生態(tài)制劑（細(xì)菌：細(xì)菌：乳酸菌、雙歧桿菌）乳酸菌、雙歧桿菌） 一、發(fā)酵

3、產(chǎn)品類型一、發(fā)酵產(chǎn)品類型食用菌視頻食用菌視頻生物防治：生物防治：0-8:30;29:30-0-8:30;29:30-33:00(33:00(綠色食品多媒體，綠綠色食品多媒體，綠色食品色食品1 1）香香 菇菇o 具有具有潤肺、養(yǎng)胃、活血益氣、健腦強(qiáng)身潤肺、養(yǎng)胃、活血益氣、健腦強(qiáng)身等功效。等功效。o 味道鮮香味道鮮香，營養(yǎng)豐富營養(yǎng)豐富。o 降血壓降血壓，降膽固醇降膽固醇。o 抗癌、抗病毒、提高免疫力、防治軟骨病抗癌、抗病毒、提高免疫力、防治軟骨病。香菇的歷史香菇的歷史 據(jù)傳最早發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)的是南宋據(jù)傳最早發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)的是南宋龍泉縣龍溪鄉(xiāng)龍巖村人龍泉縣龍溪鄉(xiāng)龍巖村人吳三公吳三公( (真名吳煜真名吳煜

4、) )。后來該地歸慶元。后來該地歸慶元縣管轄，所以縣管轄，所以慶元有中國香菇慶元有中國香菇城之稱城之稱。 我國的浙江省我國的浙江省龍泉市、景寧縣、慶元縣龍泉市、景寧縣、慶元縣三市縣交界地三市縣交界地帶是世界最早人工栽培香菇的發(fā)源地，其香菇人工栽帶是世界最早人工栽培香菇的發(fā)源地，其香菇人工栽培技術(shù)史稱砍花法。培技術(shù)史稱砍花法。 香菇民間傳說香菇民間傳說 從前有戶人家，兄弟三人靠燒炭度日。一天，老三吳煜挑從前有戶人家，兄弟三人靠燒炭度日。一天，老三吳煜挑炭下山，見一白發(fā)老婦牽著一個(gè)三、四歲的孩子站在路邊。那炭下山，見一白發(fā)老婦牽著一個(gè)三、四歲的孩子站在路邊。那孩子哭鬧不停，吳煜上前詢問，老婦說，家

5、中五口貧病交迫，孩子哭鬧不停，吳煜上前詢問，老婦說，家中五口貧病交迫，死去三個(gè)，只留下祖孫二人，今日想去鄰村借點(diǎn)糧食度日。孩死去三個(gè)，只留下祖孫二人，今日想去鄰村借點(diǎn)糧食度日。孩子肚饑，見樹上的桃子想吃，又摘不下來。子肚饑，見樹上的桃子想吃，又摘不下來。 吳煜見路邊一棵桃樹碩果累累，可下面是深不可測的龍?zhí)?。吳煜見路邊一棵桃樹碩果累累，可下面是深不可測的龍?zhí)丁庆下牶⒆涌薜脗?，就往樹上爬，剛伸手去摘，吳煜聽孩子哭得傷心，就往樹上爬，剛伸手去摘，“嘩嘩”的一的一聲，樹枝斷了，吳煜跌落深潭聲，樹枝斷了，吳煜跌落深潭。 吳煜沉入潭底，見左側(cè)一扇月洞門，一老嫗鬃發(fā)如霜，手吳煜沉入潭底，見左側(cè)一扇月洞門

6、，一老嫗鬃發(fā)如霜，手持龍頭拐杖迎面走來，笑著說：持龍頭拐杖迎面走來，笑著說：“你為人善良，美德可嘉。你為人善良，美德可嘉。我是黎山老母，路邊的老婦就是我。我是黎山老母，路邊的老婦就是我。”用手掌在拐杖上拍用手掌在拐杖上拍了幾下，霎時(shí)，杖上長出一朵褐色鮮蕈，香醇之氣撲鼻而了幾下，霎時(shí)，杖上長出一朵褐色鮮蕈，香醇之氣撲鼻而來。黎山老母說：來。黎山老母說：“此物叫此物叫香菇香菇，食后長生不老。我可教，食后長生不老。我可教你你種菇之法種菇之法?！?吳煜得到黎山老母點(diǎn)化，將種菇方法教給全村父老吳煜得到黎山老母點(diǎn)化，將種菇方法教給全村父老鄉(xiāng)親，從此菇業(yè)大興。菇民尊吳煜為鄉(xiāng)親，從此菇業(yè)大興。菇民尊吳煜為香菇

7、神香菇神，因他，因他排行老三，故稱他為排行老三，故稱他為吳三公吳三公。 6 代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物 （分為初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物，這是一類當(dāng)前最主要（分為初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物，這是一類當(dāng)前最主要的微生物發(fā)酵產(chǎn)品，也是開發(fā)潛力最大的一類）；的微生物發(fā)酵產(chǎn)品，也是開發(fā)潛力最大的一類）； 酒精、醬油、食醋、酸奶、谷氨酸、檸檬酸、核酸、多糖、酒精、醬油、食醋、酸奶、谷氨酸、檸檬酸、核酸、多糖、脂類、維生素、抗生素、毒素、激素、色素等脂類、維生素、抗生素、毒素、激素、色素等 一、發(fā)酵產(chǎn)品類型一、發(fā)酵產(chǎn)品類型 酶酶制劑工業(yè)是利用微生物發(fā)酵，獲得與生物體內(nèi)的酶具有相同制劑工業(yè)是利用微生物發(fā)酵，獲得與生物

8、體內(nèi)的酶具有相同功能的酶制劑。功能的酶制劑。 近幾年，酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用研究已普遍引起各國的重視，已近幾年，酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用研究已普遍引起各國的重視，已在食品、發(fā)酵、紡織、醫(yī)藥、造紙、皮革、化工、石油、畜牧在食品、發(fā)酵、紡織、醫(yī)藥、造紙、皮革、化工、石油、畜牧飼料等部門得到應(yīng)用。飼料等部門得到應(yīng)用。 我國主要應(yīng)用在食品方面，其中產(chǎn)量較大的是我國主要應(yīng)用在食品方面，其中產(chǎn)量較大的是-淀粉酶、糖淀粉酶、糖化酶、葡萄糖異構(gòu)酶、蛋白酶和脂肪酶化酶、葡萄糖異構(gòu)酶、蛋白酶和脂肪酶。 一、發(fā)酵產(chǎn)品類型一、發(fā)酵產(chǎn)品類型6 酶酶 微生物菌體微生物菌體 1.1.單細(xì)胞蛋白：單細(xì)胞蛋白：酵母、霉菌、細(xì)菌、藻類酵母

9、、霉菌、細(xì)菌、藻類 2. 2.食（藥）用菌食（藥）用菌：大型真菌：大型真菌 3. 3.微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥：細(xì)菌、真菌、病毒：細(xì)菌、真菌、病毒 4.4.疫苗：疫苗：細(xì)菌、病毒細(xì)菌、病毒 5. 5.微生態(tài)制劑：微生態(tài)制劑：細(xì)菌細(xì)菌 二、發(fā)酵菌種二、發(fā)酵菌種 代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物 1 1、酒精飲料、酒精飲料 啤酒：啤酒酵母啤酒：啤酒酵母 葡萄酒：酵母菌葡萄酒：酵母菌 黃酒：霉菌黃酒：霉菌（根霉、曲霉）、（根霉、曲霉）、酵母菌、細(xì)菌酵母菌、細(xì)菌 白酒：同黃酒白酒：同黃酒 二、發(fā)酵菌種二、發(fā)酵菌種 代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物 2 2、調(diào)味品、調(diào)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、醬油：醬油：米曲霉、酵母菌屬、片球菌屬米曲霉、酵母菌屬、片球菌屬 食醋：霉菌、酵母菌、醋酸菌食醋：霉菌、酵母菌、醋酸菌 味精（谷氨酸鈉）：谷氨酸棒桿菌味精（谷氨酸鈉）：谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌黃色短桿菌 檸檬酸：黑曲霉檸檬酸：黑曲霉 火腿：火腿：曲霉、青霉曲霉、青霉 酸泡菜：酸泡菜：腸膜狀明串球菌、植物乳桿菌腸膜狀明串球菌、植物乳桿菌 二、發(fā)酵菌種二、發(fā)酵菌種 代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物 3 3、發(fā)酵乳制品、發(fā)酵乳制品 酸奶：乳酸菌酸奶：乳酸菌（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、乳（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、乳酸鏈球菌）酸鏈球菌） 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：放線菌、霉菌、細(xì)菌放線菌、霉菌、細(xì)菌 5 5、面包：、面包：啤酒酵母啤酒酵母 二、發(fā)酵菌種二、發(fā)酵菌種 酶酶 主要是霉菌，其次是酵母菌和細(xì)菌主要是霉菌，其次是酵母菌和細(xì)菌 二、發(fā)酵菌種二、發(fā)酵菌種 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)酵三要素發(fā)酵三要素 原料原料 菌種菌種 工藝條件工藝條件 原料原料 傳統(tǒng)工藝：傳統(tǒng)工藝：原料選擇菌種原料選擇菌種（為什么？為什么？） 發(fā)酵原料是一種發(fā)酵原料是一種選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基。 傳統(tǒng)工藝就是利用這種選擇作用，把自然界帶傳統(tǒng)工藝就是利用這種選擇作用，把自然界帶入的各種野生菌，在發(fā)酵基質(zhì)上進(jìn)行入的各種野生菌，在發(fā)酵基質(zhì)上進(jìn)行選擇富集選擇富集培養(yǎng)培養(yǎng)，這些微生物，這些微生物

12、生長和代謝生長和代謝的結(jié)果可生產(chǎn)出的結(jié)果可生產(chǎn)出有特殊風(fēng)味的食品。有特殊風(fēng)味的食品。 菌種菌種 現(xiàn)代工藝：現(xiàn)代工藝：菌種選擇原料菌種選擇原料（為什么？為什么？） 在使用純種發(fā)酵劑前，我們必須對原料進(jìn)行在使用純種發(fā)酵劑前，我們必須對原料進(jìn)行滅菌滅菌，以防止其他雜菌對發(fā)酵的干擾。以防止其他雜菌對發(fā)酵的干擾。 以適合菌種生長、繁殖與合成所需產(chǎn)物為依以適合菌種生長、繁殖與合成所需產(chǎn)物為依據(jù)，選擇合適的據(jù)，選擇合適的溫度、溫度、pHpH值、溶解氧、泡沫、氧值、溶解氧、泡沫、氧化還原電位化還原電位等。等。 工藝條件工藝條件第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)酵工藝簡介發(fā)酵工藝簡介 根據(jù)涉及到的微生物種類根據(jù)涉及到的微生物種類

13、 1 1、單菌發(fā)酵、單菌發(fā)酵 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中最常見，傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)中很難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中最常見，傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)中很難實(shí)現(xiàn)。 2 2、混合菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵自然發(fā)酵自然發(fā)酵人工接種發(fā)酵人工接種發(fā)酵 一、發(fā)酵工藝分類一、發(fā)酵工藝分類 根據(jù)基質(zhì)物理狀態(tài)根據(jù)基質(zhì)物理狀態(tài) 1 1、液態(tài)發(fā)酵、液態(tài)發(fā)酵 發(fā)酵基質(zhì)呈發(fā)酵基質(zhì)呈流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)，如啤酒發(fā)酵、檸檬酸發(fā)酵等。，如啤酒發(fā)酵、檸檬酸發(fā)酵等。 2 2、半固態(tài)發(fā)酵、半固態(tài)發(fā)酵 發(fā)酵基質(zhì)呈發(fā)酵基質(zhì)呈半流動(dòng)狀態(tài)半流動(dòng)狀態(tài)，如黃酒發(fā)酵、傳統(tǒng)稀醪醬油發(fā)酵等。，如黃酒發(fā)酵、傳統(tǒng)稀醪醬油發(fā)酵等。 3 3、固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)發(fā)酵發(fā)酵基質(zhì)呈發(fā)酵基質(zhì)呈不流動(dòng)狀態(tài)不流動(dòng)狀態(tài)。如固

14、態(tài)醬油發(fā)酵、米醋發(fā)酵、大曲酒（白酒）。如固態(tài)醬油發(fā)酵、米醋發(fā)酵、大曲酒（白酒）發(fā)酵等。發(fā)酵等。 一、發(fā)酵工藝分類一、發(fā)酵工藝分類 二、發(fā)酵工藝流程二、發(fā)酵工藝流程原料選擇原料選擇 原料預(yù)處理原料預(yù)處理滅菌滅菌冷卻冷卻接種接種主發(fā)酵主發(fā)酵 后發(fā)酵后發(fā)酵 后處理后處理第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)酵工藝簡介發(fā)酵工藝簡介 搖瓶試驗(yàn)搖瓶試驗(yàn)小型發(fā)酵罐試驗(yàn)小型發(fā)酵罐試驗(yàn)菌種篩選菌種篩選菌種純化菌種純化發(fā)酵罐發(fā)酵罐工廠化生產(chǎn)工廠化生產(chǎn)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng) 三三、發(fā)酵產(chǎn)物形成過程、發(fā)酵產(chǎn)物形成過程 （第一階段）（第一階段） （第二階段）（第三階段）（第二階段）（第三階段） （原料預(yù)處理）（原料預(yù)處理） （主、后發(fā)

15、酵）（主、后發(fā)酵） （后發(fā)酵）（后發(fā)酵） （主發(fā)酵）（主發(fā)酵）原料原料 營養(yǎng)物質(zhì)降解營養(yǎng)物質(zhì)降解 代謝產(chǎn)物形成代謝產(chǎn)物形成產(chǎn)物再平衡產(chǎn)物再平衡第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)酵工藝簡介發(fā)酵工藝簡介 第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)品的附加值發(fā)酵產(chǎn)品的附加值 一、發(fā)酵有利于食品保藏一、發(fā)酵有利于食品保藏 食品發(fā)酵后，改變了食品的滲透壓、酸食品發(fā)酵后，改變了食品的滲透壓、酸度、水的活性等，從而度、水的活性等，從而抑制了腐敗微生物的抑制了腐敗微生物的生長生長，有利于食品保藏。，有利于食品保藏。 二、發(fā)酵產(chǎn)品的保健作用二、發(fā)酵產(chǎn)品的保健作用J有些食品經(jīng)過微生物發(fā)酵后，不僅能產(chǎn)生有些食品經(jīng)過微生物發(fā)酵后，不僅能產(chǎn)生酸類酸類和和醇類

16、醇類等，等，還能產(chǎn)生某些還能產(chǎn)生某些抗菌素抗菌素可可抑制致病菌抑制致病菌和和腸內(nèi)腐敗菌腸內(nèi)腐敗菌。J有些發(fā)酵食品還具有有些發(fā)酵食品還具有預(yù)防心腦血管疾病、整腸、改善便秘、預(yù)防心腦血管疾病、整腸、改善便秘、降低膽固醇、增加免疫功能和抗癌降低膽固醇、增加免疫功能和抗癌等功能。等功能。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)品的附加值發(fā)酵產(chǎn)品的附加值 三、發(fā)酵增加了食品的營養(yǎng)價(jià)值三、發(fā)酵增加了食品的營養(yǎng)價(jià)值 發(fā)酵食品一般比未經(jīng)發(fā)酵的原食品更富營養(yǎng)。發(fā)酵食品一般比未經(jīng)發(fā)酵的原食品更富營養(yǎng)。一方面，發(fā)酵通過微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的降解作用，一方面，發(fā)酵通過微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的降解作用，有利于營有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。另一方面，食品經(jīng)過發(fā)酵后可以另一方面，食品經(jīng)過發(fā)酵后可以提高某些營養(yǎng)組分提高某些營養(yǎng)組分如蛋白質(zhì)如蛋白質(zhì)的含量，并的含