南农发酵食品学第二章发酵的生化历程及工艺调控.ppt

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1、第二章发酵食品形成的生化历程及工艺调控主要内容第一节发酵食品生产的基本要素第二节发酵食品生产的一般工艺第三节发酵食品品质形成的生化历程第一节发酵食品生产的基本要素决定了发酵产品的形态和性质农产品:淀粉、糖蜜、豆、奶、肉等，因其原料养分的多样性和复杂性，微生物可有选择地利用。生物资源的改造和更新:利用一些农副产品的残渣作为发酵原料,如作物秸杆。一、原料（发酵基质）常用原料：植物原料（以植物蛋白为主）：产品主要为调味品植物原料（以碳水化合物为主）：产品主要为酒精、有机酸等）。动物原料：以蛋白质为主，风味物质

2、主要为氨基酸、脂肪酸等。常用辅料：谷壳、中草药、食盐等（膨松通气、富集微生物、功能性、风味、防腐）一、原料（发酵基质）是发酵的动力。在发酵过程的各个阶段，由霉菌、酵母菌、细菌等在合适的生长及产酶条件下产生并积累大量的酶，使得即使在发酵过程中微生物菌体死亡，仍可由其积累的酶作用于合适的底物而产生所需的代谢产物。二、发酵微生物（发酵剂）二、发酵微生物（发酵剂）谷类葡萄糖等酒精产香白酒糖化酶酒化酶醋己酸菌醋酸菌霉菌酵母细菌微生物菌种以发酵剂形态用于规模化生产中发酵剂(starter)：用人工筛选、适合发酵食品应

3、用（发酵特性、安全性评价）的微生物经逐级扩培制备的人工培养物(cultures)，活细胞数量高，菌种活力强。常用的食品级菌种：发酵大豆制品（霉菌、细菌）、泡菜（乳酸菌）、肉类（乳酸菌、细菌、酵母）中国的曲是最常见的霉菌型发酵剂，乳酸菌是最常见、也是最常用的细菌发酵剂，在许多发酵食品如酸奶、干酪、酸泡菜、葡萄酒、香肠和火腿的生产中，乳酸菌的作用都是必不可少的。二、发酵微生物（发酵剂）继代式发酵剂（107-108cfu/ml）：不能直接用于生产，菌种经母发酵剂、中间发酵剂、生产发酵剂的扩培后方可用于生产。特点

4、是制作过程比较复杂、无菌要求高，另外还存在菌种使用时间短、保存传代困难、容易污染问题。直投式发酵剂（1010cfu/ml以上）：菌种经大规模高密度培养后收集菌体，选用合适的保护剂，采用真空冷冻干燥或热风干燥技术制成的活细胞浓度高、活力强、可直接用于发酵生产的发酵剂。其特点是简化了生产工艺，省去了菌种车间，避免了各厂家微生物技术力量不足而造成的菌种质量不佳的问题。二、发酵微生物（发酵剂）传统直投式发酵剂：中国的酒药、大曲等二、发酵微生物（发酵剂）现代直投式发酵剂：酸奶、泡菜、发酵肉等系列LAB发酵剂。葡萄酒

5、的降酸用乳酸菌。肉类发酵剂（以侗族酸肉为例）继代式发酵剂（目前凝固型酸奶生产）关于发酵剂的发展二、发酵微生物（发酵剂）发酵各阶段优势菌的分离鉴定风味物质和微生物的关系制备不同阶段使用的直投式发酵剂生产新式产品（周期短，质量稳定，便于调控）决定了微生物作用的方向，也决定了产物的形成。环境条件包括：固态发酵：原料配比及预处理、气体环境、Aw、RH、pH、热传递与控温等。液态发酵：发酵液浓度（基质浓度变化）、溶氧、pH、T、发泡与消泡、无菌检查、发酵终点判断等。三、环境条件（发酵条件）通常通过控制环境来控制发酵

6、的进程和方向条件控制：谷物糖化产生G醋酸酒精发酵通气厌气通气霉菌酵母醋酸菌值得注意的是：对于许多微生物来说，合适的生长条件并非一定是其最佳的产酶和酶作用条件。因此，通常将制种和发酵分开进行，以各取所需。例：种曲和发酵条件控制：三者是互动共存的关系。不同的原料在一定的菌种和适宜的环境条件下才能得到所需的目的产物。四、三要素之间的关系葡萄汁酵母菌生长良好厌氧有氧酒精醋酸品质劣变酒精发酵旺盛不同的微生物需不同的环境条件，不同的条件又决定了不同的优势菌，同样，一种原料在不同的条件下也会由不同的微生物实现转化。喷洒

7、孢子悬浮液豆腐坯菌丝体覆盖、纯白色或酒孢子粉若水分控制不好，高汗身（细菌成为优势菌）四、三要素之间的关系第二节、发酵食品生产的一般工艺按发酵基质的物理性质分：固态发酵（SSF，SolidStateFermentation）是指在没有或几乎没有游离水的不流动基质上培养微生物的过程，此基质称为“醅”。液态发酵（LSF，LiquidStateFermentation或LiquidSubmergeFermentation）基质是流动状态，称为发酵“液”。半固态发酵（Semi---SSF）发酵基质是流动状态，原料颗

8、粒悬浮于液体中。基质呈流动状态，称为“醪”一、发酵工艺的类型在现代发酵工业中，往往把固态发酵、半固态发酵称为传统发酵工业（酿造），而把液态发酵称为现代发酵工业（液态深层发酵），适合大规模生产及现代化调控。一、发酵工艺的类型按参与发酵的微生物种类分：单菌发酵（MonocultureFermentation）只有一种微生物对产品的形成是必需的，如：beer,Natto,TemPeh,抗生素，柠檬酸发酵等。西方多为之，对于霉菌较为恐