发酵工程及其在食品中的应用-正式.ppt

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1、第三章发酵工程及其在食品工业中的应用第一节发酵工程概述第二节   发酵法生产单细胞蛋白第三节    发酵法培养新型食品胶第四节    发酵法生产食用色素第五节其它产品的发酵生产第六节螺旋藻的培养生产及其应用教学内容第一节发酵工程概述Fermentationengineering：利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程，也称微生物工程。一、发酵工程的内容及生产流程现代的发酵工程包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。主要内容：包括生产菌种的

2、选育，发酵条件的优化与控制，反应器的设计及产物的分离、提取与精制等。1、固体发酵法：2、液体发酵法：二、微生物发酵方法液体表面发酵法液体深层通气发酵法液体厌氧发酵法三、发酵操作方式以及过程控制液体深层发酵操作方式可分为:1、分批发酵法：向发酵罐一次性投入发酵液和菌种，一次性收获产品。2、连续发酵法：以一定的速度连续向发酵罐中输入新鲜的培养液，同时以一定的流速（往往相同）从发酵罐中排出含有目的产物的发酵液的发酵过程。3、中间补料发酵法：介于分批和连续发酵之间的一种发酵技术。发酵过程控制：物理参数及其控制温度、压力、流量、转速、补料和泡沫等。化学参数及其控制pH、溶解氧

3、、二氧化碳溶解量、排气组分和溶液成分等的在线检测和控制。生物学参数及其控制生物量、细胞数、细胞形态和大小、酶活性、ATP和细胞活力等的测定。四、发酵产物分离过程发酵产物：1、微生物菌体2、微生物酶3、微生物代谢产物4、微生物转化产物第二节发酵法生产单细胞蛋白一、SCP生产菌种和原料二、SCP的发酵生产三、SCP的分离和纯化四、高活性干酵母的生产和应用单细胞蛋白（singlecellprotein，简称SCP）：是指通过大规模培养酵母或细菌等微生物而生产的用作食品或饲料的微生物蛋白。富含蛋白质的微生物：酵母菌、细菌、霉菌、食用菌和藻类等。蛋白含量：霉菌：31%~50%

4、酵母菌：47%~56%细菌：72%~83%螺旋藻：50%~70%微生物的菌体蛋白营养价值：蛋白质含量高达40%～80%，比大豆、肉、鱼等食品中蛋白含量高。氨基酸的组成较为齐全，含有人体必需的8种氨基酸。含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质。目前，人们已公认SCP是非常具有应用前景的蛋白质资源。１、直接食用：蛋白粉、“人造肉”等。２、作为食品添加剂，如：食品的增鲜剂：已广泛应用于调味料中。营养增强剂：补充蛋白质或维生素、矿物质等。抗氧化剂：常用于婴儿粉及汤料等中。减肥食品的添加剂：干酵母热量低。3、其他应用：如意大利烘饼中加入活性酵母

5、，可提高饼的延薄性能。单细胞蛋白在食品工业中的应用：一、SCP生产菌种和原料生产SCP的菌种：酵母菌、细菌、霉菌和藻类等，用的较多的是酵母菌。如：酿酒酵母、产朊假丝酵母（或称圆酵母）、脆壁克鲁维酵母（或称乳清酵母）。优良的SCP生产菌株应具有的性状：无生理毒性、菌体蛋白含量高、生长速度快、对培养条件要求简单和产品味道好易于吸收等。生产原料：1、烷烃类和石油化工产品如甲烷、甲醇、乙醇、石蜡烃等。2、各种有机废料和一些糖类物质有机废料：如食品厂、酿造厂、造纸厂等废弃物以及农作物秸杆等。糖类物质：如糖蜜、淀粉类物质等。二、SCP的发酵生产一般SCP生产的概略流程图（一）、

6、以淀粉质为原料生产SCP主要有三条途径：①在化学分解或酶解底物基础上培养SCP生产菌，主要是酵母菌；②将对淀粉分解活力高的酵母（或霉菌）与快速生长的酵母菌混合培养；③单独培养能够同化淀粉的生产菌株，如SCP生产工程菌。以甘薯、木薯、玉米等淀粉质原料发酵生产SCP得率一般可超过50％。即２t原料可生产出１t多蛋白含量超过50％的产物。每升发酵液中生物量约为37～40g。近年来，我国已经开始探讨应用混合培养法生产SCP的工艺。而瑞典糖业有限公司早在1973年便利用土豆加工的废渣以混合培养方法生产饲料SCP。（二）、以糖蜜为原料生产SCP105页表4-4糖蜜预处理：包括澄

7、清和灭菌发酵培养液：以糖蜜作为碳源，氨水、硫胺素、尿素等作为氮源，还需添加适量的磷酸、磷酸盐等磷源，可提高酵母产率。发酵方式：液体深层发酵，需要通气。发酵条件：培养液pH：在4.7～5.0之间发酵温度：约26℃。终发酵液：含酵母5％～8％得率：100kg糖蜜可获得约60kg湿酵母（三）、以纤维素类为原料生产SCP三条路线：1、预处理-酶解-发酵一般先经膨化预处理，然后用纤维素酶水解纤维素，以其为碳源进行发酵。2、酸解-发酵常用粗硫酸，使纤维素和半纤维素部分水解，并除去木质素等有机溶解物。3、混合发酵选用能较好地利用纤维素的菌株，使其与纤维素酶配合使用。三、SCP