1、第十一章 微生物在食品制造中的应用微生物与人类生活有着极其密切的联系，它们可以造福人类，也会给人类带来巨大的灾难。现在，微生物工业已发展成为整个工业的一个重要组成部分，被广泛地用于制造食品、饲料、肥料、医药化工、冶金、纺织、污水处理等方面。微生物用于食品制造是人类利用微生物最早，重要的方面，在我国已有数千年的历史。人们在长期的实践中积累了丰富的经验，利用微生物制造了种类繁多、营养丰富、风味独特的食品。随着科学技术的进步，微生物在食品工业中的应用前景将更加广阔。总而言之，微生物在工业上的应用主要包括如下三个方面:,一、利用微生物的菌体和内容物 例如：酵母菌的应用，菌体蛋白、维生素、核酸等.二、利
2、用微生物产生的酶 例如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等二十多种酶制剂三、利用微生物的某些代谢产物 例如：酒精、乳酸、柠檬酸、氨基酸、抗生素等。,第一节 微生物发酵 一、发酵 （一）概念1、指电子供体和电子受体都是有机化合物的生物氧化作用。是微生物在嫌氧条件下分解有机物质的过程。2、在应用微生物学中，是指利用微生物生产人类所需要的代谢产物的过程称为发酵。例如：酒精发酵、醋酸发酵、谷氨酸发酵、青霉素发酵等，是指利用微生物生产酒精、醋酸、谷氨酸和青霉素的过程，不管这种过程是在厌氧条件下，还是在好氧条件下发生的统称为发酵。,（二）发酵的基础：微生物、基因工程、固相菌（酶）、连续发酵（生化反应器的应用）。（三
3、）发酵产品：传统产品有啤酒、白酒、醋、酸奶等；单细胞蛋白、有机酸、多糖、酶制剂、激素等；利用微生物产生的生物活性物质有细菌素、双歧因子、抗生素等。二、微生物发酵和生物工程学当今许多生物工程的生产方法都是起源于古老而传统的发酵工业，例如：啤酒发酵、乳酸发酵、酒精发酵、醋酸发酵等。,1929年抗生素（青霉素）的发现及继之在40年代大规模的生产应用，使发酵工艺有了非常大的进步。从那时起，发酵工业的发展不仅限于抗生素的生产，还发展到许多有用的化工产品，如有机酸，多糖，酶制剂，激素等。现在，发酵工业已在各国发展形成了巨大的工业门类。在发酵生产的同时，也增强了生物化学、微生物学和化学工程之间的联系。因此，
4、今天发展起来的生物工程学并非是一种突然的发现，也不是全新的学科，而是早在几十年前就已经开始的，开始了一个新的技术时代。它的基础仍是微生物发酵，只是融合了基因工程，固相菌（酶）和连续发酵等新技术，从而推动了这个领域的向前发展。而且与国民经济的发展有着密切的关系。,如图所示：微 生 物 工 程 学近二十年来，由于微生物工程发生了革命性的变革，不仅吸收了基因工程、细胞工程、固定化、连续化等新技术，而且扩大领域到环保、可更新能源等方面。因此，微生物工程学（发酵工程学）是一门研究微生物的工业应用和微生物发酵工艺的原理的科学。,三、微生物发酵工程的特点发酵工程的内容是随着科学发展而不断扩大的。目前公认的定
5、义是：利用微生物的某种特性，通过现代化工程技术手段进行工业规模生产的技术。他的主要内容包括： 工业生产菌种的选育； 最佳发酵条件的选择和控制； 生化反应器（发酵罐）的设计； 产品的分离、提取和精制等过程；,发酵工程的特点（与化学工程相比较）：1、一步生产； 2、采用的条件较温和； 3、设备投资少； 4、原料便宜； 5、有害的副产物极少； 6、不足之处：发酵产物浓度低，混有较多的异物，提取、纯化、精制工艺繁琐，从而提高了成本。另外，发酵的废液、废渣等富含有机物质，需要处理，否则会污染环境。,四、微生物发酵的发展概况：（一）微生物发酵大事记 1680年：显微镜的发明和微生物的发现； 1857年：证
6、明了发酵是由于微生物的作用； 1897年：证明发酵是酶的作用； 1905年：利用固体培养基分离培养微生物； 1929年：青霉素的发现，化学工程的进步，酶化学的进步； 进入二十世纪后： 50年代：生物化学和微生物遗传学的进步； 60年代：石油微生物的研究； 70年代：分子生物学、细胞工程、酶工程、分子育种等的发展。,（二）生物工程（新的生物技术）的内容 基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程，生物反应器。 （三）微生物发酵的类型 固态发酵好气、厌气； 液态发酵好气、厌气；五、微生物发酵的工艺过程（一）工艺过程 1、菌种阶段：做好菌种的保藏，防止优良性状的衰退，防止杂菌的污染。菌种使用前的活化，种子
7、扩大培养等。,2、种子扩大培养阶段:一级种子：在原种活化的基础上进行扩大培养；二级种子：一级种子与发酵罐之间加入的繁殖罐，种子液量为发酵液总量的510%。这里要求种子能够产生大量的菌体，而不是需要大量的目的产物。培养基要求营养丰富，有利于菌体的生长繁殖，但种子培养基成分不能与发酵液差别太大，以免影响发酵过程中发酵菌的生长代谢。 3、发酵阶段：主要阶段，这里要求必须严格控制条件，使其产生最大量的目的产物。 4、提炼阶段：将发酵醪进行加工处理，获得所需要的产品。加工处理的方法很多，根据所需产品的不同而采取不同的方法。 具体方法：蒸馏、过滤、盐析、分子筛、喷雾干燥、离子交换等。,（二）原料的选择及前
8、处理1、原料选择： 资源丰富、容易收购、就地取材、便于运输、节省费用； 符合质量要求、价格低廉、降低成本； 容易贮存、不易霉变； 杂质含量少、不含有害物、以保证产品质量； 2、原料的前处理：主要争对淀粉质原料，由于分子量大，微生物不能直接利用，须用酸或酶（糖化作用）水解成简单的糖类物质。,六、微生物发酵的条件及其控制（一）发酵的生化过程 1、底物的消耗； 2、氧的吸收； 3、细胞的生长； 4、二氧化碳的释放； 5、热能的产生； 6、产物的形成和培养基（发酵液）pH值的变化等代谢活动。发酵过程注意事项：防止污染、补氧补料（糖）、温度调节、调整pH值。,（二）发酵条件的控制 1、温度控制 最重要的
9、因素，从酶反应动力学来看，温度升高，反应速度加快。但是，发酵菌菌体则只能在最适温度范围内活动。在发酵过程中，由于微生物的呼吸作用，将产生大量的热量，必然导致品温的剧烈升高。这样，一般可以采取洒水、开窗、翻动曲盘等方法来降低室温和品温。总而言之，在发酵的不同阶段中，要随时注意温度的变化，及时进行调节，以避免温度过高或过低而影响发酵质量。2、通气与搅拌： 好氧性微生物在液体培养时，利用溶解于培养液（发酵液）中的氧气，进行呼吸。通过通风与搅拌的方式，可增加气液的接触时间，增加氧的溶解度，促进发酵。,好氧发酵一般采用的通风量： 0.32VVM体积（空气）/体积（培养液）min 将压缩空气通过过滤器，除
10、去杂菌，使成为无菌空气。 3、PH值： 培养基的pH值对微生物的生长繁殖以及代谢活动具有很大影响，因此，在发酵过程中调节pH值非常重要。 大多数细菌生长的pH值范围是49，最适pH值在7.5左右； 酵母菌和霉菌的最适pH值趋向酸性(4.56.0)； 放线菌的最适pH值范围一般在微碱性（7.07.5）。,发酵过程中由于受原料的影响，pH值将发生变化，出现生理酸性（分解糖类产酸）和生理碱性（分解蛋白质和氨基酸产碱）。可用补料和适当的缓冲物质进行调节。 除此之外，需要控制的发酵条件还很多，例如：培养基（原料）的灭菌效果、发酵菌的安全保存、接种卫生、补糖（补料）、消除泡沫等。七、发酵设备（略）,第二节
11、 细菌在食品制造中的应用 细菌的种类很多，用于食品制造业的诸多方面，现在只介绍几个主要产品。一、醋酸菌的应用食醋的生产我们知道，食醋是我国人民日常生活中的调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。在民间，食醋的生产是采用存在于自然界中的醋酸菌进行自然发酵的；在工厂里，为了提高产量和质量，避免杂菌污染，采用人工纯接种的方式进行发酵。长期以来用于食醋生产的细菌有纹膜醋酸菌（醋化醋杆菌）、许氏醋杆菌。但目前应用最多的是恶臭醋杆菌混浊变种（AS1.41）、巴氏醋酸菌巴氏亚种(泸酿1.01号)。,醋酸菌在充分供给氧气的情况下生长繁殖,并把基质中的乙醇氧化为醋酸，这是一个生物氧化过程，反应式省略
12、。 根据菌种不同，在发酵过程中还可产生少量的其它有机酸以及有香味的酯类等，使食醋具有良好的风味，因此，选择优良的菌种对食醋生产非常重要。 食醋的酿造方法通常可分为固态发酵和液态发酵两大类，我国传统的酿造法多采用固态发酵。用这种方法生产的醋风味较好，但需要的辅料多，发酵周期长，原料利用率低，劳动强度大。,（一）原料 可用于食醋生产的原料很多，有粮食、干鲜果品、野生的含糖或淀粉的果类等。例如：糖、蜜、高梁、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣类等。一般著名的食醋仍以糯米、大米、高梁等粮食原料为主。（二）工艺流程 原料混合 加水拌匀、蒸煮 冷却后加麸曲和酒目 糖化、发酵 接入醋酸菌 醋酸发酵 加盐陈酿
13、 淋酸 陈酿（脂化、增香、增加固形物和色泽、使醋酸提高到5%以上）配兑 灭菌 包装、成品。,我国生产的食醋品种很多，而且有许多名优产品。如山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、江浙的玫瑰醋、福建的红曲醋以及东北的白醋等。各种醋在选料、发酵工艺及最后的调配料、陈酿上都有各自的特点。二、乳酸菌的应用发酵乳制品 发酵乳制品：良好的原乳（鲜乳）经过微生物的发酵作用，成为具有特殊风味的食品，这样的食品称为发酵乳制品。它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、有的还具有一定的保健作用，深受消费者欢迎。有名的发酵乳制品有干酪、酸奶油、酸乳、马奶酒等 乳酸发酵由糖大量生成乳酸的发酵称为乳酸发酵，根据发酵产物的不同可分为
14、同型和异型乳酸发酵。 用于生产发酵乳制品的细菌主要是乳酸菌，乳酸菌的种类较多，常用的有以下几种：,干酪乳杆菌 Lactobacillus casei、 保加利亚乳杆菌 L. bulgarices、 嗜酸乳杆菌 L. acidophilus、 植物乳杆菌 L. plantarum、 瑞士乳杆菌 L. helvetieus、 乳酸乳杆菌 L. lactis、 乳酸链球菌 Lactococcus lactis、 乳脂链球菌 Lactococcus cremoris、 嗜热链球菌 Streptococcus thermophilus、 噬柠檬酸链球菌 Str. Citrovores、 副噬柠檬酸链球菌
15、 Str. Paracitrovorus、 丁二酮链球菌 Str. DiacetilactiS ,根据乳酸菌对糖的发酵特性，可以分为同型发酵和异型发酵两种类型。同型发酵型乳酸菌在糖发酵时产物主要是乳酸；异型发酵主产物除乳酸外还有乙醇、乙酸、甘油、CO2、H2等。大肠杆菌群（E.coli）属于异型乳酸发酵类菌。 发酵乳制品生产中所用的发酵剂，有时使用单菌株，而更多的时候则是用两种或两种以上的菌株配合进行发酵，以便使制品获得更好的风味，同时也有利于防止噬菌体的侵害。但各种乳制品使用的发酵剂不尽相同。 下面介绍几种主要的乳制品,（一）酸牛奶 酸牛奶是由新鲜牛乳经乳酸菌发酵制成的食品。它具有较高的营养
16、价值，所含蛋白质易被人体消化吸收，其中的钙质较普通牛乳中的更易于吸收。有人认为：酸牛奶在胃肠道内具有抑制异常发酵的作用，并有防止和治疗胃肠炎的效果。因此，随着酸奶越来越受到人们的喜爱，其生产规模、产量在不断扩大。 制作酸牛乳的主要菌种是：保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌。 发酵剂是用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按一定比例混合的，这样制作的酸牛乳风味和质地较好。两种菌的比例，对于酸牛乳的质量十分重要，具体可根据二菌的培养方式，即混合培养还是单菌培养、按种量、发酵温度、发酵时间、pH值以及牛乳的加热温度等来确定比例。,在发酵过程中乳糖含量下降、酸度升高、球菌的数量减少或消失。这是因为杆菌耐酸而球菌不耐酸。
17、 1、原料：合格鲜牛乳 2、工艺流程： 原料乳 净化（除去白血球及其它可见异物） 脂肪含量标准化（加入脱脂乳或分离稀如油） 配料（在60时：加入48%蔗糖；添加脱脂奶粉，使非脂固形物达到标准） 均质（压力：810mpa） 灭菌（参数：905inm、8530inm、13523S） 接种（4345、23%） 分装 发酵（4043、36h） 冷却（至10） 冷藏和后熟（在25下、最好-10）,注：灭菌作用： a、杀灭微生物、特别病原M； b、破坏阻碍乳酸菌生长的物质； c、除去O2及-SH，有利于乳酸菌生长； d、使乳清蛋白变性，改善硬度和粘度； d、使乳中的酶失活，有利于单一乳酸菌生长；冷藏和后熟
18、作用： a、抑制酸度继续上升； b、防止乳清析出； c、形成较好的组织状态； d、有利于香味物质的形成；,（二）酸制奶油 酸制奶油就是把从合格鲜乳中分离出来的稀奶油，经过杀菌冷却，接种纯发酵剂，在合适温度下进行发酵，使其产生一定的芳香风味和酸度，再经物理成熟，最后得到合格的产品。常用作酸奶油发酵剂的菌种有: 乳链球菌、乳脂链球菌、噬柠檬酸链球菌、副噬柠檬酸链球菌、丁二酮链球菌等。乳链球菌和乳脂链球菌主要是把稀奶油中的乳糖发酵生成乳酸。噬柠檬酸链球菌和丁二酮链球菌则是将稀奶油中的柠檬酸分解为羟丁酮，羟丁酮进一步氧化生成具有芳香味的丁二酮。,1、原料：稀奶油 2、工艺流程： 稀奶油加热灭菌冷却至1
19、820缓慢加入5%的发酵剂在1820下发酵，每隔1h搅拌5min发酵结束后迅速冷却至5以下物理成熟搅拌洗涤加色压练成品包装。整个发酵过程约需12 h左右。（三）干酪 干酪的主要成分是酪蛋白和乳脂，还含有丰实的钙、磷、硫等，B族和A族维生素也较多，因此具有较高的营养价值。 制造干酪发酵剂的主要菌种多为乳酸菌，但也有用丙酸菌及丝状真菌的。,常用的乳酸菌：乳链球菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌、噬柠檬酸链球菌等。 凝乳酶：常用的凝乳酶为皱胃酶，也有用木瓜蛋白酶和微生物产生的凝乳酶，也可以依靠乳酸菌的发酵作用直接凝固。 1、原料：鲜牛乳 2、工艺流程： 原料乳加热杀菌
20、加入凝乳酶、发酵剂、色素形成凝块切割凝块、搅拌、加热排除乳清粉碎凝块入模压榨加盐发酵成熟 注意： 防止噬菌体污染； 酵母菌、霉菌污染后，使产品软化，产生苦味、异味等。,三、氨基酸发酵氨基酸是组成蛋白质的基本成分。在氨基酸中有八种是体内（人体）不能合成但又需要的氨基酸，通常这八种氨基酸称为必需氨基酸，人体只有通过食物来获得。 另外，在食品工业中，氨基酸可以作为调味料，如谷氨酸钠味精，作为鲜味剂使用；色氨酸和甘氨酸可作甜味剂。在食品中添加某些氨基酸可提高食品的营养价值，如在大米中添加赖氨酸，可提高蛋白质的利用率等。为了改善禽畜的饲料质量，往往也添加赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸。因此，氨基酸的生产具有
21、重要的意义。,最初，氨基酸的生产通过水解蛋白质进行。自1957年用微生物直接发酵糖类生产谷氨酸获得成功，投入工业化生产以来，氨基酸的研究和生产得到了迅速发展，约有十余种进入工业规模生产，我国也于1963年开始了谷氨酸的发酵生产。（一）谷氨酸钠（味精）的生产： 谷氨酸发酵菌：谷氨酸棒杆菌、菌色短杆菌等。 我国使用的生产菌株：北京棒状杆菌，AS1.299；钝齿棒杆菌，AS1.542。这些菌的共同特性是：菌体为球形，短杆至棒状，无鞭毛、不运动、不形成芽孢，革兰氏染色阳性，生长需要求生物素，在通气条件下培养产生谷氨酸。,谷氨酸发酵的生化过程：首先是葡萄糖经糖酵解和单磷酸已糖支路两种途径生成丙酮酸，丙酮
22、酸乙酰辅酶A三羧循环生成酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的作用下，在NH4+存在时生成L谷氨酸。 1、原料：发酵法生产谷氨酸钠的原料有淀粉质类的玉米、甘薯、小麦、大米等，其中甘薯淀粉最为常用。此外，糖蜜等也可用来作发酵培养基的碳源。氮源可用尿素或氨水。 2、工艺流程： 淀粉质原料糖化冷却过滤加入玉米浆及其它营养物，配成合适的培养基按种发酵菌发酵发酵液提取（等电点法、离子交换法等）谷氨酸结晶Na2CO3中和谷氨酸钠（味精）经过去铁、脱色、过滤、浓缩、结晶（味精）干燥后即得成品。,四、蔬菜和水果的乳酸发酵食品蔬菜和水果经乳酸菌的发酵，不仅可以得到富于营养、具有一定风味的产品，是一种食物的加工方法；同时又是
23、一种具有悠久历史的食品保藏方法。随着人们对果蔬乳酸发酵食品的营养价值及其对人体的有益作用认识的逐渐提高，使果蔬食品乳酸发酵加工业得到了发展，不但品种增多，而且加工过程也从家庭式的手工业逐渐走向机械化的工业生产。 我国人民在制作乳酸发酵果蔬制品方面具有悠久的历史，包括美味营养的酸泡菜、酸腌菜、渍酸菜，还有花样繁多、风味各异的酱腌菜、乳酸发酵的果蔬汁等等，举不胜举。,蔬菜水果乳酸发酵的微生物：主要有植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌，发酵乳杆菌等。 五、微生素C的生产 VC（L抗环血酸）是人类不可缺少的营养物质，又是食品的重要添加剂。它可补充某些食品微生素C的不足外，还可利用
24、它的强还原性作为食品的抗氧化剂，大量用于脂肪、冷藏食品、啤酒等的保藏。 目前VC尚不能由M直接发酵生产，而是先由山梨醇经M作用生成山梨糖，再生产VC。所用细菌有弱氧化醋杆菌、黑色醋杆菌和胶醋酸杆菌等。,第二节 酵母菌在食品制造中的应用 酵母菌的应用非常广泛，主要有食品制造（酒类、面包的生产）、单细胞蛋白、医药化工（核酸、维生素的生产），石油烃类发酵等。 酵母菌与人类生活的关系十分密切，长期以来人们利用酵母菌制作食物Pr，面包，各种酒类等多种食品，因此，酵母菌在食品工业中占有极其重要的地位。 下面介绍酵母菌在食品中的应用,一、面包的生产 面包和馒头几乎是我国广大城乡人民经常食用的食品，它们都是由
25、面粉经过酵母菌发酵后制成的，其质地松软，味香可口，但面包的原料配合较为合理，经过烘烤而成，因而更加可口和富于营养，也便于携带和保存。 用于制造面包的酵母啤酒酵母，可以从啤酒厂得到，但有专业的工厂生产酵母制品，专门用来生产面包的酵母产品有压榨酵母（鲜酵母）、活性干酵母（ADY），一般用压榨酵母较多。 面包制造是以面粉为主要原料，加水和酵母菌混合成面团，在30左右发酵，酵母菌利用面粉中淀粉酶分解淀粉生成的麦、葡、果、蔗糖，产生二氧化碳、醇、醛和一些有机酸等产物。,二氧化碳使面团膨胀，发酵好的面团，经过揉搓添加配料，成型后放到烘焙炉中在高温下烘烤。二氧化碳受热膨胀使面包成为多孔的海绵状结构，使产品具
26、有松软的质地。发酵中产生的有机酸、醇、醛等赋予面包以特有的风味。有的还添加各种食用香精、果仁、果脯等辅料，形成不同的花色品种。工艺流程： 面粉+加水+加酵母 发酵（ 30左右）面团揉搓 成型 烘烤（220以上）成品,二、酿酒 酿酒业具有悠久的历史，产品种类繁多，形成了各种类型的名酒，例如：贵州茅台酒、山西汾酒、陕西西凤酒、绍兴黄酒、青岛啤酒以及一些果酒等。白酒的酿造是多种M作用的结果。但共同的特点是都须经过酵母菌的发酵作用。（一） 酿酒常用的酵母菌：啤酒酵母、葡萄酒酵母、绍兴酒酵母等。 （二） 酿酒工艺： 1、白酒： 原料粉碎 配料 蒸煮 加曲、加酒母拌匀 入池发酵 蒸馏 白酒 勾兑、陈酿,2
27、、啤酒： 大麦 浸泡 发芽 烘焙 去根（贮存） 粉碎 糖化 加酒花 、麦芽汁 接种酵母 主发酵 后发酵 过滤或离心（使酒液澄清透明） 灌装 成品。3、果酒： （以葡萄酒为例）破碎与去皮 压榨与澄清 二氧化硫处理 果汁成份调整 接种酵母 主发酵 后发酵 陈酿 成品调配 装瓶保存。,三、酵母菌细胞的利用酵母菌细胞含有丰富的蛋白质、糖类、矿物质，维生素和脂肪。啤酒酵母蛋白质含量占细胞干重的4253%；产朊假丝酵母为50%左右。糖类除糖原外，还发现有海澡糖、去氧核糖、直链淀粉等。蛋白质中氨基酸的含量除蛋氨酸的含量比动物蛋白低，烃酵母中胱氨酸含量较少外，苏氨酸，赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸等含量较高。维生素
28、在14种以上，几种维生素的含量mg/kg（细胞干物质）为：VB1 36mg、VB2 75mg、VB623mg、VB120.11mg、泛酸150192mg。 酵母菌细胞中除蛋白质含量远远超过小麦外，它的氨基酸组成也比较完全，人体必需的八种氨基酸多数都比小麦含量高。因此它具有较高的营养价值，可以作为食用和饲料。,随着世界人口的增长和动植物资源的限制，从M中获得蛋白质是一条可行的途径，微生物蛋白质又叫单细胞蛋白质。微生物可利用一些废弃物和糖密、纸浆废液、烃类及醇类等进行生产，而且具有生产不受自然条件限制，生长周期短等有利条件。当然作为人类食物还需解决一些问题，如口味、食用方法等。另外，酵母菌中的嘌呤
29、和嘧啶，如果食入过量可导致血液中高浓度的尿酸而引起痛风病，因而需作进一步处理。培养酵母菌的原料来源较为广泛，例如：糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液；稻草、玉米蕊、木屑等的水解液；天然气、乙醇、甲醇、乙烷烃等；乳制品生产中的乳清也是培养酵母的很好原料；啤酒生产中的废渣也可以培养酵母菌作为饲料。总之，食品厂的许多废渣、废料可以作为培养酵母菌的材料，以达到综合利用的目的。,作为酵母菌体培养，采用深层通气培养和固体通风发酵均可以收到良好的效果。菌体的收获和处理方法，是根据应用目的而确定的，如作饲料就可用粗制品，如要作为食品或医药就需要精细的处理。第五节 霉菌在食品工业中的应用霉菌在食品工业中起着
30、重要的作用，它们用于许多发酵食品的制造，例如：豆腐乳、豆豉、有机酸、酱油和酱的生产等等。在酿酒、制饴糖工业中常用霉菌作糖化剂使淀粉质原料糖化。,一、淀粉的糖化在食品酿造业中，常常以淀粉质为主要原料，只有将淀粉转化为糖，才能被酵母菌及细菌利用，比如酿酒、制醋、生产味精等。 糖化菌根霉、曲霉、毛霉属中的一些种含有丰富的糖化酶，故常用作糖化菌种。 淀粉的糖化是通过霉菌产生的淀粉酶类进行的。 通常是先进行霉菌培养制曲。 淀粉质原料经过蒸煮糊化，加入曲子，在一定温度下，曲中的菌产生的酶起作用，将淀粉分解成糖，这一点在发酵工业中非常重要。,二、酱油的酿造我国酿造酱油已有2000年历史，酱油具有较高的营养价
31、值和固有的芳香鲜美的风味，它几乎是人们离不开的调味品。酱油是由曲霉产生的蛋白酶将大豆蛋白质进行长时间分解，而且与其它M共同作用，经过复杂的生化变化，主要形成氨基酸等鲜味营养物质，还具有芳香风味，现已发现酱油中含又约四十多种营养和微量香味成份。 1、酱油生产菌米曲霉、黄曲霉、黑曲霉等； 选菌依据：选择菌种的依据是不产生黄曲霉毒素和其它真菌毒素，蛋白酶及糖化酶活力强，生长繁殖快，对杂菌抵抗力强，发酵过程中形成香味物质等。,生产中常常是两个菌株混合使用，以提高原料蛋白质及碳水化合物利用率，提高酱油中还原糖、氨基酸、色素以及香味物质的水平。除曲霉外还有酵母菌、乳酸菌参与发酵，它们对酱油香味的形成起一定
32、作用。2、原料：制作酱油常用的原料有 豆饼、花生饼、葵花饼、豌豆、大豆等蛋白质原料； 麸皮、小麦、玉米、甘薯等淀粉质原料。3、工艺流程： 原料蒸煮 制曲 制醅发酵 浸出淋油 配 制 消毒 装瓶。,三、酱类生产酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱及其加工制品。该制品不但营养丰富，且易消化吸收，既可作小菜，又是调味品，特具色、香、味为一体，且价格便宜，是一种受欢迎的大众化调味品。我国在周朝时期就开始利用自然界的霉菌制作豆酱，以后传到日本及东南亚。 用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉；生产上常用的有沪酿3.042（即中科3.951）号，黄曲霉Cr1菌株（不产生毒素）、黑曲霉等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶
33、、淀粉酶、纤维素酶的活力，它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉转变为糖类。在其它M的共同作用下生成醇、酸、脂等，形成酱类持有的风味。,（一）工艺流程（大豆酱为例）： 1、制曲工艺： 大豆 （加水）洗净 （加水）浸泡 蒸煮 冷却 加面粉、混合 接种（种曲） 厚层通风培养 大豆曲2、制酱工艺： 水+食盐（配制） 澄清 盐水加热 大豆曲 发酵容器 自然升温 加第一次盐水 酱醅保温发酵 加第二次盐水、加盐 翻酱 成品,四、豆腐乳豆腐乳是我国特有的发酵食品，现在各地均有生产，最有名的是江浙、两广、西南各省。 1、豆腐乳生产菌株：主要是 根霉属中的米根霉、华根霉；毛霉属中的总状毛霉等。 2、工艺流程：
34、大豆洗涤 浸泡 磨浆 过滤 煮浆 点浆 压榨 切块 豆腐胚 接种霉菌 前发酵胚 配料装坛 后发酵 成品,五、有机酸许多有机酸是食品工业和其它工业的重要原料，例如：柠檬酸、乳酸、醋酸等。霉菌能产生多种有机酸，其中的柠檬酸广泛的用于食品工业。 用于柠檬酸生产的微生物主要是黑曲霉、其次是温特曲霉。柠檬酸生产中常用的碳源有糖、糖蜜及薯干类淀粉质原料，我国多用糖蜜和薯干。,第六节 微生物酶在食品工业中的应用酶用于食品制造历史悠久，但对于酶的了解则是近代科学的重要成就。随着食品工业的发展，对于酶的品种、数量、质量提出了更高的要求。因此，世界各国都普遍重视酶的研究和生产。 一、微生物生产酶制剂的优点一般认为
35、M 细胞至少能产生2500种以上不同的酶。 微生物酶的生产具有选择性（选择菌株），便于工业化生产，不受季节、气候、地理等条件的限制；生产能力也可以不受限制，而且M生长周期短，有可能保证酶的供应。,二、微生物酶及其在食品工业中的应用1、酶生产用的微生物：微生物酶制剂可以由细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、等M产生。2、酶的种类：微生物酶的种类较多，主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶等。各种酶类在食品工业中起到不同的作用。,第七节 食 用 菌 食用菌：是可以食用的一类大型真菌，主要包括：蘑菇、木耳、银耳等。蘑菇俗称菇或蕈（Xun）,常见的有口蘑、草菇、白蘑菇、木耳、银耳、牛肝菌
36、、羊肚菌、鸡苁等。它们是可直接作为人类食品的一大类M。食用菌是一类营养丰富，味道鲜美的菌类蔬菜，它的蛋白质和氨基酸含量比一般果蔬高。 一、我国主要的食用菌 食用菌在分类上属于真菌门的子囊菌亚门和担子菌亚门，属于担子菌亚门的最多。据估计我国食用菌约有350种。,最主要的有以下一些： 木耳属、银耳属、猴头菌属，伞菌属、小苞脚菇属、香菇属等。 二、食用菌的人工栽培 食用菌的生产分为深层培养和固体基质栽培两类。 （一）液体深层培养：就是用发酵罐液体培养基进行发酵，可以在较短时间（十天左右）内得到大量菌丝体。用这种方法生产得到的是菌丝体和代谢产物。 生产工艺： 食用菌深层培养生产工艺与一般的抗生素生产工
37、艺相似 斜面菌种 摇瓶种子（一级种子）种子罐（二级种子） 繁殖罐（三级种子）发酵罐（发酵生产） 过滤菌丝体。,（二）固体基质栽培：固体茎质栽培是将蘑菇种接种在合适的培养基质上，经一定时期的培养后得到了实体。由于菌种不同使用的基质也不同，如栽培草菇是以稻草为主要基质；栽培平菇是用棉籽皮等为主要基质；一般情况下这些都是以固体基质进行栽培，最终得到子实体。栽培技术： 固体基质栽培食用菌的工艺分为制种和栽培两个部分。制种是食用菌栽培的关键，只有制备好的种子，才能有好的收获。 1、制种过程：母种培养 原种培养 栽培种培养,2、栽培方法： 食用菌由于各菌种的要求不同，栽培用培养基和栽培方法也不同。确定培养基后，栽培方法可根据条件而选择。 可在床架上或箱子里进行栽培； 可用塑料袋装料栽培，同时接种； 待到适当时采集子实体，当然，在栽培过程中还要求有一些条件要达到，例如：温度、湿度、以及有关防止污染的一些措施。 总之，液体深层发酵法可以进行大规模的工业化快速生产，所得菌丝体可作为人类蛋白质食品、调味品等，也是动物蛋白的来源。另外可以制备药物和有用的代谢产物。在固体茎质栽培中也可以通过深层培养来生产所需的菌种以节省时间、劳力，而且菌龄一至。液体栽培需要发酵设备，并且种子必需现用现培养。,
