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

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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

2、应用，菌体蛋白、维生素、核酸等.二、利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

3、：微生物、基因工程、固相菌（酶）、连续发酵（生化反应器的应用）。（三）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

4、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，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

5、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：①工业生产菌种的选育；②最佳发酵条件的选择和控制；③生化反应器（发酵罐）的设计；④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。

6、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

7、）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5—10%。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

8、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