發(fā)酵工程及其在食品中的應(yīng)用正式

當(dāng)前第1頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)第一節(jié)發(fā)酵工程概述第二節(jié)

發(fā)酵法生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白第三節(jié)

發(fā)酵法培養(yǎng)新型食品膠第四節(jié)

發(fā)酵法生產(chǎn)食用色素第五節(jié)其它產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)第六節(jié)螺旋藻的培養(yǎng)生產(chǎn)及其應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容當(dāng)前第2頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)第一節(jié)發(fā)酵工程概述

Fermentationengineering：

利用微生物生長(zhǎng)速度快、生長(zhǎng)條件簡(jiǎn)單以及代謝過(guò)程特殊等特點(diǎn)，在合適條件下，通過(guò)現(xiàn)代化工程技術(shù)手段，由微生物的某種特定功能生產(chǎn)出人類所需的產(chǎn)品稱為發(fā)酵工程，也稱微生物工程。當(dāng)前第3頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)一、發(fā)酵工程的內(nèi)容及生產(chǎn)流程現(xiàn)代的發(fā)酵工程包括菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)，還包括微生物機(jī)能的利用。主要內(nèi)容：包括生產(chǎn)菌種的選育，發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及產(chǎn)物的分離、提取與精制等。當(dāng)前第4頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)當(dāng)前第5頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)1、固體發(fā)酵法：2、液體發(fā)酵法：二、微生物發(fā)酵方法液體表面發(fā)酵法液體深層通氣發(fā)酵法液體厭氧發(fā)酵法當(dāng)前第6頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)三、發(fā)酵操作方式以及過(guò)程控制液體深層發(fā)酵操作方式可分為:1、分批發(fā)酵法：向發(fā)酵罐一次性投入發(fā)酵液和菌種，一次性收獲產(chǎn)品。2、連續(xù)發(fā)酵法：以一定的速度連續(xù)向發(fā)酵罐中輸入新鮮的培養(yǎng)液，同時(shí)以一定的流速（往往相同）從發(fā)酵罐中排出含有目的產(chǎn)物的發(fā)酵液的發(fā)酵過(guò)程。3、中間補(bǔ)料發(fā)酵法：介于分批和連續(xù)發(fā)酵之間的一種發(fā)酵技術(shù)。

當(dāng)前第7頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)發(fā)酵過(guò)程控制：物理參數(shù)及其控制溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、補(bǔ)料和泡沫等。化學(xué)參數(shù)及其控制pH、溶解氧、二氧化碳溶解量、排氣組分和溶液成分等的在線檢測(cè)和控制。生物學(xué)參數(shù)及其控制生物量、細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞形態(tài)和大小、酶活性、ATP和細(xì)胞活力等的測(cè)定。當(dāng)前第8頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)四、發(fā)酵產(chǎn)物分離過(guò)程發(fā)酵產(chǎn)物：1、微生物菌體2、微生物酶3、微生物代謝產(chǎn)物4、微生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物當(dāng)前第9頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)第二節(jié)發(fā)酵法生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白一、SCP生產(chǎn)菌種和原料二、SCP的發(fā)酵生產(chǎn)三、SCP的分離和純化四、高活性干酵母的生產(chǎn)和應(yīng)用當(dāng)前第10頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)單細(xì)胞蛋白（singlecellprotein，簡(jiǎn)稱SCP）：

是指通過(guò)大規(guī)模培養(yǎng)酵母或細(xì)菌等微生物而生產(chǎn)的用作食品或飼料的微生物蛋白。富含蛋白質(zhì)的微生物：酵母菌、細(xì)菌、霉菌、食用菌和藻類等。蛋白含量：霉菌：31%~50%酵母菌：47%~56%細(xì)菌：72%~83%螺旋藻：50%~70%當(dāng)前第11頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)微生物的菌體蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：蛋白質(zhì)含量高達(dá)40%～80%，比大豆、肉、魚(yú)等食品中蛋白含量高。氨基酸的組成較為齊全，含有人體必需的8種氨基酸。含有多種維生素、碳水化合物、脂類、礦物質(zhì)，以及豐富的酶類和生物活性物質(zhì)。目前，人們已公認(rèn)SCP是非常具有應(yīng)用前景的蛋白質(zhì)資源。當(dāng)前第12頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)１、直接食用：蛋白粉、“人造肉”等。２、作為食品添加劑，如：

食品的增鮮劑：已廣泛應(yīng)用于調(diào)味料中。營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)劑：補(bǔ)充蛋白質(zhì)或維生素、礦物質(zhì)等。

抗氧化劑：常用于嬰兒粉及湯料等中。

減肥食品的添加劑：干酵母熱量低。3、其他應(yīng)用：如意大利烘餅中加入活性酵母，可提高餅的延薄性能。單細(xì)胞蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用：當(dāng)前第13頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)一、SCP生產(chǎn)菌種和原料生產(chǎn)SCP的菌種：酵母菌、細(xì)菌、霉菌和藻類等，用的較多的是酵母菌。如：釀酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母（或稱圓酵母）、脆壁克魯維酵母（或稱乳清酵母）。優(yōu)良的SCP生產(chǎn)菌株應(yīng)具有的性狀：無(wú)生理毒性、菌體蛋白含量高、生長(zhǎng)速度快、對(duì)培養(yǎng)條件要求簡(jiǎn)單和產(chǎn)品味道好易于吸收等。當(dāng)前第14頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)生產(chǎn)原料：1、烷烴類和石油化工產(chǎn)品如甲烷、甲醇、乙醇、石蠟烴等。2、各種有機(jī)廢料和一些糖類物質(zhì)有機(jī)廢料：如食品廠、釀造廠、造紙廠等廢棄物以及農(nóng)作物秸桿等。糖類物質(zhì)：如糖蜜、淀粉類物質(zhì)等。當(dāng)前第15頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)二、SCP的發(fā)酵生產(chǎn)一般SCP生產(chǎn)的概略流程圖當(dāng)前第16頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（一）、以淀粉質(zhì)為原料生產(chǎn)SCP主要有三條途徑：①在化學(xué)分解或酶解底物基礎(chǔ)上培養(yǎng)SCP生產(chǎn)菌，主要是酵母菌；②將對(duì)淀粉分解活力高的酵母（或霉菌）與快速生長(zhǎng)的酵母菌混合培養(yǎng)；③單獨(dú)培養(yǎng)能夠同化淀粉的生產(chǎn)菌株，如SCP生產(chǎn)工程菌。當(dāng)前第17頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)以甘薯、木薯、玉米等淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)SCP得率一般可超過(guò)50％。即２t原料可生產(chǎn)出１t多蛋白含量超過(guò)50％的產(chǎn)物。每升發(fā)酵液中生物量約為37～40g。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始探討應(yīng)用混合培養(yǎng)法生產(chǎn)SCP的工藝。而瑞典糖業(yè)有限公司早在1973年便利用土豆加工的廢渣以混合培養(yǎng)方法生產(chǎn)飼料SCP。當(dāng)前第18頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（二）、以糖蜜為原料生產(chǎn)SCP105頁(yè)表4-4當(dāng)前第19頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)糖蜜預(yù)處理：包括澄清和滅菌發(fā)酵培養(yǎng)液：以糖蜜作為碳源，氨水、硫胺素、尿素等作為氮源，還需添加適量的磷酸、磷酸鹽等磷源，可提高酵母產(chǎn)率。發(fā)酵方式：液體深層發(fā)酵，需要通氣。發(fā)酵條件：培養(yǎng)液pH：在4.7～5.0之間發(fā)酵溫度：約26℃。終發(fā)酵液：含酵母5％～8％得率：100kg糖蜜可獲得約60kg濕酵母當(dāng)前第20頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（三）、以纖維素類為原料生產(chǎn)SCP三條路線：1、預(yù)處理-酶解-發(fā)酵一般先經(jīng)膨化預(yù)處理，然后用纖維素酶水解纖維素，以其為碳源進(jìn)行發(fā)酵。2、酸解-發(fā)酵常用粗硫酸，使纖維素和半纖維素部分水解，并除去木質(zhì)素等有機(jī)溶解物。3、混合發(fā)酵

選用能較好地利用纖維素的菌株，使其與纖維素酶配合使用。當(dāng)前第21頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)三、SCP的分離和純化兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：

破除菌體細(xì)胞壁

降低SCP產(chǎn)品中的RNA含量以酵母為例：1、破碎細(xì)胞壁方法化學(xué)法:酸法、堿法、有機(jī)溶劑等酶法：自溶作用或外加酶（如蝸牛酶等）機(jī)械法：高壓勻漿、球磨研磨、超聲波破碎法等。當(dāng)前第22頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)2、降低RNA含量的方法堿法：將酵母漿液在加熱的堿液中處理一定時(shí)間，使蛋白沉淀，RNA在上清液中，分離后SCP中僅含1％～2％RNA。酶法：利用菌體自身RNA酶的作用，在50～55℃下保溫處理10～60s，激活胞內(nèi)RNA酶，可獲得RNA含量?jī)H為1.5%的SCP。鹽析法：用不同種類、濃度的鹽抽提。當(dāng)前第23頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)當(dāng)前第24頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)四、高活性干酵母的生產(chǎn)和應(yīng)用高活性干酵母：（highactivedryyeast，簡(jiǎn)稱HADY），顆粒狀的含水量為4％～6％的具有高發(fā)酵活力的酵母成品。（－）HADY的制作技術(shù)設(shè)備：連續(xù)流化床干燥裝置干燥過(guò)程：溫度分兩級(jí)控制初期：熱空氣溫度150～160℃。后期：溫度在30～35℃。當(dāng)前第25頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)①菌種選育：選育耐高溫、抗干燥能力強(qiáng)、生產(chǎn)性狀好的菌種。②酵母的培養(yǎng)和發(fā)酵生產(chǎn)工藝過(guò)程與其它酵母的生產(chǎn)相似，但其培養(yǎng)基組成、培養(yǎng)條件和營(yíng)養(yǎng)源流加量等對(duì)酵母干燥后的存活力有一定的影響。HADY制作中的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題當(dāng)前第26頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)培養(yǎng)基成分的影響碳源：廢糖蜜是較理想的碳源，因其含碳量較高，含氮量較低，培養(yǎng)制備的干酵母存活力比較高。氮源：氮源過(guò)多，酵母對(duì)干燥抵抗力差。當(dāng)酵母含氮量達(dá)6.4%(干計(jì))，酵母干燥后大部分細(xì)胞活力被鈍化。當(dāng)前第27頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)源流加量和培養(yǎng)條件的影響酵母細(xì)胞中海藻糖含量與其抗干燥能力有一定的關(guān)系，當(dāng)海藻糖含量高達(dá)10%~15%，對(duì)干燥的抵抗力明顯增強(qiáng)。嚴(yán)格控制營(yíng)養(yǎng)源流加的碳氮比、發(fā)酵末期適當(dāng)升溫和減少通風(fēng)量，使酵母呈2~3小時(shí)的“饑餓”狀態(tài)，可使海藻糖含量增加到15%~16%（干計(jì)）或更高。當(dāng)前第28頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)③干燥前的處理加入高滲溶液、膨脹劑（如甲基纖維素）、潤(rùn)濕劑（如甘油）或穩(wěn)定劑（如阿拉伯膠）都可增強(qiáng)酵母對(duì)干燥的抵抗性能。④活性干酵母的顆粒結(jié)構(gòu)與形狀顆粒大小適中，干燥均勻，復(fù)水性能好、發(fā)酵活力高。⑤產(chǎn)品的保存條件于絕氧條件下保存，采用真空或充氮?dú)獾膹?fù)合鋁箔包裝，保存期可達(dá)1～2年。當(dāng)前第29頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)一、黃原膠（Xanthangum）的發(fā)酵生產(chǎn)黃原膠是國(guó)際上20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的新型食品膠。黃原膠是由黃單孢細(xì)菌（Xanthomonascampestris）以碳水化合物為主要原料經(jīng)過(guò)通氣發(fā)酵、分離提純后得到的細(xì)胞外雜多糖，產(chǎn)品為淡黃色粉末。是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的微生物多糖。第三節(jié)發(fā)酵法生產(chǎn)新型食品膠當(dāng)前第30頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（一）、黃原膠的結(jié)構(gòu)與性能1．結(jié)構(gòu)

黃原膠是由葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、鼠李糖、乙酸和丙酮酸等組成的陰離子雜多糖?；竟羌転槠咸烟沁B接而成的直鏈纖維素分子，每隔一個(gè)葡萄糖單位都連接一個(gè)三糖側(cè)鏈，側(cè)鏈由葡萄糖醛酸、甘露糖、鼠李糖等組成。側(cè)鏈末端含有丙酮酸基團(tuán)的多少，對(duì)黃原膠分子性能有很大影響。

當(dāng)前第31頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)黃原膠在水溶液中形成雙螺旋體結(jié)構(gòu)，很多的雙螺旋結(jié)構(gòu)間靠微弱的非共價(jià)鍵維系，形成規(guī)則的螺旋聚合體，使得黃原膠具有強(qiáng)親水性、增稠性、穩(wěn)定性、懸浮性、乳化性等。

2．性能當(dāng)前第32頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)作為增稠穩(wěn)定劑：用于果汁、飲料、調(diào)味料等食品中。作為乳化劑：用于蛋白飲料、乳飲料等食品中。作為高粘度填充劑：用于點(diǎn)心、面包、糖果等食品中。作為乳化穩(wěn)定劑：用于冷飲食品中。肉制品加工：提高制品的嫩度、持水性、出品率。果蔬保鮮加工：防止果蔬失水、褐變，延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。罐頭、飲料等加工：作為懸浮劑和穩(wěn)定劑，利于保持產(chǎn)品外觀，改進(jìn)口感和增強(qiáng)風(fēng)味等。（二）、黃原膠在食品工業(yè)中的應(yīng)用當(dāng)前第33頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)常用的生產(chǎn)菌種：黃單孢桿菌及其變異株。美國(guó)：多數(shù)為甘藍(lán)黑腐病黃單孢桿菌及其變異株我國(guó)：多數(shù)為野油菜黃單孢桿菌（XanthomonasCampestris）及其變異株如南開(kāi)大學(xué)篩選出的N．K－01菌株等。

（三）、生產(chǎn)菌種當(dāng)前第34頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（四）、發(fā)酵工藝流程1、種子培養(yǎng)

斜面

三角瓶

10L罐

100L罐

1M3罐

10M3發(fā)酵罐

當(dāng)前第35頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)碳源：葡萄糖、蔗糖或淀粉。氮源：蛋白胨、酵母精粉、玉米漿、水解乳清粉、豆餅粉和無(wú)機(jī)氮源等。

氮源含量高會(huì)導(dǎo)致黃原膠產(chǎn)量下降，宜采用高C/N。無(wú)機(jī)離子和微量元素：P、S、Mg2+、

Ca2+、k+等對(duì)菌體和膠的合成起促進(jìn)作用，可提高黃原膠產(chǎn)量或質(zhì)量。表面活性劑：乳化發(fā)酵可提高黃原膠產(chǎn)量。2、發(fā)酵培養(yǎng)基當(dāng)前第36頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)培養(yǎng)溫度：前期24～27℃（利于菌體生長(zhǎng)）后期30～33℃（利于產(chǎn)膠）培養(yǎng)時(shí)間：２天～４天

pH:

最適為7.0，控制在7.0士0.5發(fā)酵方式：連續(xù)發(fā)酵或間歇發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中需通氣攪拌。供氧充足時(shí)，黃原膠合成速度快、黃原膠相對(duì)分子量大，其中丙酮酸含量高，粘度高，供氧不足時(shí)，則相反。3、發(fā)酵條件及其控制當(dāng)前第37頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（五）、黃原膠的提取工藝1、發(fā)酵液預(yù)處理：如過(guò)濾、絮凝等。2、分離提取：食用級(jí)黃原膠常用醇沉淀，醇能降低多糖分子與水的親和力，使多糖分子脫水而相互聚集形成沉淀。

3、脫水:壓榨或離心脫水。4、干燥:氣流干燥或真空干燥。干燥溫度60℃左右，終產(chǎn)品水分在10％左右。5、粉碎、過(guò)篩與包裝：黃原膠細(xì)度一般在0.18mm左右。國(guó)外黃原膠細(xì)度可達(dá)0.074mm。成品：乳白色或淺米黃色粉末。當(dāng)前第38頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)食用級(jí)黃原膠產(chǎn)品當(dāng)前第39頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)結(jié)冷膠（Gellangum）是一種新型微生物多糖，上世紀(jì)80年代初開(kāi)發(fā)成功，1992年美國(guó)FDA批準(zhǔn)作為食品添加劑

，我國(guó)1996年批準(zhǔn)。美國(guó)是主要供應(yīng)商，目前我國(guó)已開(kāi)始有小規(guī)模生產(chǎn)。（－）生產(chǎn)菌種：少動(dòng)鞘脂單胞菌（Spningomonascampestris）二、結(jié)冷膠的發(fā)酵生產(chǎn)當(dāng)前第40頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)（二）結(jié)冷膠的發(fā)酵生產(chǎn)結(jié)冷膠分子結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元分子結(jié)構(gòu)：都是由四個(gè)單糖連接成的重復(fù)糖單元構(gòu)成的高分子糖類化合物。天然結(jié)冷膠特性：主鏈上連接有酰基，形成的凝膠柔軟，有彈性。低?；Y(jié)冷膠特性：分子結(jié)構(gòu)中的?；炕虿糠直蝗コ?，凝膠力增強(qiáng)，但易脆裂，在食品工業(yè)上普遍使用。兩種產(chǎn)品形式：天然的結(jié)冷膠（高酰基結(jié)冷膠）低?；Y(jié)冷膠（脫?；Y(jié)冷膠）。D－葡萄糖D－葡萄糖醛酸D－葡萄糖L－鼠李糖當(dāng)前第41頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)1、結(jié)冷膠的生產(chǎn)工藝流程當(dāng)前第42頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)發(fā)酵培養(yǎng)基一般采用葡萄糖或蔗糖為碳源，氮源為有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮配合，高碳氮比利于產(chǎn)膠。發(fā)酵溫度：前期27～28℃，產(chǎn)膠期30℃左右pH：

6.5～7.0發(fā)酵方式：一步發(fā)酵法或中間補(bǔ)料發(fā)酵法，需通氣攪拌。2、發(fā)酵培養(yǎng)基及其工藝控制當(dāng)前第43頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)1、預(yù)處理：加熱滅酶及絮凝除菌等。2、脫?；Y(jié)冷膠的提取經(jīng)預(yù)處理的發(fā)酵液在80℃下，加入NaOH或KOH調(diào)pH至10.0以上，攪拌處理10min，然后用稀酸中和至中性，精濾除去不溶性雜質(zhì)，再用異丙醇或乙醇沉淀分離出結(jié)冷膠，然后經(jīng)壓榨或離心除去溶劑，經(jīng)干燥、粉碎包裝等工序后得脫?；Y(jié)冷膠。（三）結(jié)冷膠的分離提取當(dāng)前第44頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)作為膠凝劑，可溶于冷水或稍微加熱的溶液中，凝膠穩(wěn)定性高，耐酸、耐堿性強(qiáng)，使用量低，可與多種食品膠配合使用。糖果加工：在淀粉軟糖中添加0.075%結(jié)冷膠，可使凝膠時(shí)間由24~48小時(shí)縮短到12小時(shí)。果凍和果醬加工：可用結(jié)冷膠代替果膠或海藻膠，使用量?jī)H為0.2%,且可形成更佳的結(jié)構(gòu)和口感。人造食品：人造水果塊，使用量0.7%,在殺菌過(guò)程中不溶化并保持其外形特征。（融化溫度在65℃~120℃）（四）結(jié)冷膠在食品工業(yè)中的應(yīng)用當(dāng)前第45頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)三、茁霉多糖的發(fā)酵生產(chǎn)又稱普魯蘭糖，日本于1978年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)。該多糖是一種粘性多糖，主要是以麥芽三糖和少量的麥芽四糖構(gòu)成的線狀多糖，是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒的無(wú)定形白色粉末。當(dāng)前第46頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)1、生產(chǎn)菌種

主要是出芽短梗霉菌。生產(chǎn)菌株在普通條件下培養(yǎng)能大量分泌多種色素，有些色素難以除去，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)選用產(chǎn)色素少，發(fā)酵周期短，產(chǎn)量高的菌種作為生產(chǎn)菌株。2、生產(chǎn)流程培養(yǎng)基—滅菌—接種—發(fā)酵一加熱—滅酶—絮凝除菌—過(guò)濾精制—超濾濃縮—干燥—粉碎—包裝—產(chǎn)品（一）茁霉多糖的發(fā)酵生產(chǎn)當(dāng)前第47頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)發(fā)酵培養(yǎng)基：高C/N比，利于產(chǎn)膠發(fā)酵溫度：30℃左右pH：

6.0左右通氣培養(yǎng)培養(yǎng)時(shí)間：一般5～7天，在茁霉多糖產(chǎn)量達(dá)到最高峰前幾小時(shí)終止發(fā)酵。因?yàn)楫a(chǎn)量達(dá)到高峰值后，茁霉多糖會(huì)被其分解酶迅速分解，得率下降，粘度也會(huì)降低。3．發(fā)酵培養(yǎng)基及發(fā)酵控制當(dāng)前第48頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)粘結(jié)性強(qiáng)：對(duì)木材、紙張、纖維、玻璃、金屬等材料都有很強(qiáng)的粘結(jié)性。可塑性強(qiáng)：可制膜、紡絲、任意造型。加工成的包裝材料能被微生物分解，不造成環(huán)境污染。用作食品包裝材料：茁霉多糖膜具有很強(qiáng)的隔氣性能，能阻止氧氣對(duì)食品作用，防止食品變質(zhì)。用作食品品質(zhì)改良劑：如在肉制品中添加0.1％的茁霉多糖，可使肉制品的彈性、口感和持水性明顯提高。（二）茁霉多糖的理化性質(zhì)當(dāng)前第49頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)第四節(jié)發(fā)酵法生產(chǎn)食用色素微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的食用色素，目前僅有紅曲紅色素和β-胡蘿卜素兩種。一、發(fā)酵法生產(chǎn)β-胡蘿卜素

β-胡蘿卜素是一種具有營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化作用的重要著色劑。在食品中添加β-胡蘿卜素能使食品色澤金燦誘人，同時(shí)具有刺激免疫、降血脂、預(yù)防心血管疾病等功能。當(dāng)前第50頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)生產(chǎn)菌種：布拉克須霉菌（phycomyocesblakeskeamis）、三孢布拉霉菌（Blakesleatrispora）等。三孢布拉霉屬毛霉目，三孢霉屬，是目前發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素最好的菌種。培養(yǎng)5～6d總胡蘿卜素產(chǎn)量在1g／L以上，其中80％～90％是β-胡蘿卜素。

目前，國(guó)際上實(shí)驗(yàn)室水平生產(chǎn)β-胡蘿卜素達(dá)到3g／L以上。由于三孢布拉霉生長(zhǎng)不需光照，非常具有工業(yè)化發(fā)展前途。俄羅斯等東歐國(guó)家已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)前第51頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)第五節(jié)其它產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)

一、有機(jī)酸的發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸、蘋(píng)果酸、葡萄糖酸、一些氨基酸（谷氨酸、賴氨酸等）、一些脂肪酸（γ-亞麻酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸）等。上述有機(jī)酸都可利用微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)后提取這些成分。當(dāng)前第52頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)二、真菌多糖的發(fā)酵生產(chǎn)真菌多糖是從真菌中分離出的由十個(gè)以上的單糖以糖甙鍵連接而成的高分子多聚物。如靈芝多糖、香菇多糖、冬蟲(chóng)夏草多糖、銀耳多糖、黑木耳多糖等等。真菌多糖具有調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能，抑制和消滅腫瘤細(xì)胞等功效。因此，真菌多糖可作為功能性食品基料，用于保健食品或醫(yī)藥領(lǐng)域。當(dāng)前第53頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)靈芝多糖可從子實(shí)體或菌絲體中提取。液體深層發(fā)酵生產(chǎn)靈芝多糖工藝流程：一、種子培養(yǎng)斜面菌種培養(yǎng)搖瓶種子培養(yǎng)種子罐培養(yǎng)二、發(fā)酵罐培養(yǎng)（菌絲體生產(chǎn)）三、靈芝多糖（胞內(nèi)和胞外多糖）的分離提取例：靈芝多糖的生產(chǎn)當(dāng)前第54頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)靈芝多糖在食品中的應(yīng)用實(shí)例：1、靈芝乳酸濃縮汁的生產(chǎn)將靈芝菌種深層發(fā)酵培養(yǎng)獲得菌絲和濾液，從菌絲中提取多糖，并將提取液與濾液混合后添加適量的碳源和調(diào)味劑等，然后接入乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵，發(fā)酵后經(jīng)分離、配料、冷貯去雜、包裝和巴氏殺菌后即得成品。2、靈芝發(fā)酵飲料的生產(chǎn)將靈芝粉、白砂糖、蜜糖等作為發(fā)酵原料，接入酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，將發(fā)酵離心液加入糖、檸檬酸和香料等配制而成。3、靈芝菌絲體發(fā)酵酒的生產(chǎn)將靈芝菌絲體粉碎，再經(jīng)發(fā)酵而成的營(yíng)養(yǎng)保健酒。當(dāng)前第55頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)三、生物活性肽的發(fā)酵生產(chǎn)例：乳酸鏈球菌肽（nisin）的發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌肽又稱乳酸鏈球菌素，

是從乳酸鏈球菌（S.

lactis）發(fā)酵產(chǎn)物中提取的一類多肽化合物，僅有34個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，分子量約為3500Da。nisin能有效抑制許多引起食品腐敗的革蘭氏陽(yáng)性菌及病原菌的繁殖,而對(duì)人體安全無(wú)毒，作為食品防腐劑有著廣泛的用途。當(dāng)前第56頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)1969年，F(xiàn)AO/WHO專家委員會(huì)確認(rèn)乳酸鏈球菌肽可作為食品防腐劑。國(guó)外只有少數(shù)幾家公司生產(chǎn)，如英國(guó)Aplin&Barrett公司生產(chǎn)，商品名為Nisaplin。

我國(guó)中科院微生物研究所于1989年開(kāi)始對(duì)乳酸鏈球菌肽進(jìn)行基礎(chǔ)研究，探索出乳鏈菌肽生產(chǎn)工藝路線，并于2000年通過(guò)了專家鑒定，目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其產(chǎn)品已批量生產(chǎn)并投放市場(chǎng)。

當(dāng)前第57頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)第六節(jié)螺旋藻的培養(yǎng)生產(chǎn)及其應(yīng)用一、螺旋藻研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)展及其藥理評(píng)價(jià)20世紀(jì)50年代，作為食品出售1967人工養(yǎng)殖螺旋藻獲得成功1968年，在墨西哥建成第一個(gè)螺旋藻生產(chǎn)工廠，其產(chǎn)品證明沒(méi)有毒性，允許作為食品和飼料。1977年，聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織委托毒理學(xué)家進(jìn)行毒性試驗(yàn)，認(rèn)為螺旋藻的蛋白質(zhì)質(zhì)量達(dá)到理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。目前世界上很多國(guó)家進(jìn)行螺旋藻的生產(chǎn)，銷售額在20億元以上。當(dāng)前第58頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)1、蛋白質(zhì)：約50%~70%，其蛋白質(zhì)中8種必需氨基酸配比合理且全面。2、碳水化合物：約15%~20%，其中7%~8%為螺旋藻活性多糖。3、脂類：約4%，其中γ–亞麻酸占1%。4、維生素：含有多種維生素，約3%，維生素B12、維生素E含量高。5、色素：約6%，其中類胡蘿卜素在干粉中的含量為0.2%~0.4%，為其它植物的10倍以上。二、螺旋藻的化學(xué)組成和營(yíng)養(yǎng)當(dāng)前第59頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)三、螺旋藻的形態(tài)、分類及生態(tài)1、螺旋藻（Spirulina）的形態(tài)

是一種多細(xì)胞絲狀體。藻絲：長(zhǎng)50～500μm，直徑約1～12μm。當(dāng)前第60頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)螺旋藻（Spirulina）屬藍(lán)藻門(mén)、顫藻科、螺旋藻屬，因其藻體呈絲狀螺旋形而得名。目前在國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)該屬有38個(gè)種，研究較深入并工廠化生產(chǎn)的螺旋藻主要有兩個(gè)種。

2、螺旋藻分類鈍頂螺旋藻：藻絲末端細(xì)胞鈍圓，藻絲寬約6～8μm，螺旋直徑為28～36μm，螺距約為43～57μm；極大螺旋藻：藻絲末端細(xì)胞略粗，藻絲約為3.4～15μm，螺旋直徑約為40～67μm，螺距為33～76μm

。鈍頂螺旋藻極大螺旋藻當(dāng)前第61頁(yè)\共有68頁(yè)\編于星期六\2點(diǎn)3、螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)類型

1、光合自養(yǎng)型：在光照下生長(zhǎng)，CO2