微生物在食品發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用

1、5/12/20211 微微 生生 物物 在在 食食 品品 發(fā)發(fā) 酵酵 工工 業(yè)業(yè) 中中 的的 應(yīng)應(yīng) 用用 5/12/20212 l應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)的微生物種類，主 要有： 細(xì)菌，放線菌， 酵母菌，霉菌等。 l人類對微生物的應(yīng)用可概括為兩大 方面： 利用微生物的酶及其代謝產(chǎn)物； 利用微生的菌體及其內(nèi)含物。 5/12/20213 一、一、微微 生生 物物 的的 酶酶 及及 微微 生生 物物 代代 謝謝 產(chǎn)產(chǎn) 物物 的的 應(yīng)應(yīng) 用用 二、二、微微 生生 物物 的的 菌菌 體體 及及 其其 內(nèi)內(nèi) 含含 物物 的的 應(yīng)應(yīng) 用用 5/12/20214 微微 生生 物物 的的 酶酶 及及 微微 生生 物物 代

2、代 謝謝 產(chǎn)產(chǎn) 物物 的的 應(yīng)應(yīng) 用用 5/12/20215 一、微生物酶一、微生物酶 1.1 1.1 概況：概況： 酶酶（enzyme）是活細(xì)胞產(chǎn)生的一種生物催 化劑。 酶酶是一類具有催化功能的蛋白質(zhì)，能夠使 生物體內(nèi)發(fā)生各種各樣的生物化學(xué)變化，無論 是動物、植物或微生物本身，它們的生長、發(fā) 育、繁衍后代等，新陳代謝時所進(jìn)行的一切生 化變化，幾乎都是在酶的催化下發(fā)生的，可以 說沒有酶就沒有生命。酶的催化作用很早就為 人們的生活所利用。 5/12/20216 1897年buchner發(fā)現(xiàn)酶的細(xì)胞外作用現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)酶的細(xì)胞外作用現(xiàn)象，從而 導(dǎo)致了酶的商品化生產(chǎn)。最初的商品酶制劑主要以 動植物為原料提

3、取，如從牛胃中提取凝乳酶、從胰 臟中提取胰酶、從血液中提取凝血酶及從植物材料 中提取淀粉酶等。之后，takamine利用霉菌來生產(chǎn)利用霉菌來生產(chǎn) 淀粉酶淀粉酶使得酶制劑工業(yè)取得突破。其方法甚至在今 天仍被采用。 20世紀(jì)90年代以后，隨著基因工程的廣泛介入， 經(jīng)過酶基因重組， “基因工程基因工程+發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝+先進(jìn)發(fā)先進(jìn)發(fā) 酵設(shè)備酵設(shè)備”可以算是酶工業(yè)的第三次飛躍酶工業(yè)的第三次飛躍。微生物作 為酶制劑來源的地位得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，顯示出 了動植物無法與其比擬的巨大優(yōu)越性。 5/12/20217 用微生物微生物來生產(chǎn)酶產(chǎn)品，具有生產(chǎn)酶產(chǎn)品，具有微生物生長 繁殖快，生活周期短，生產(chǎn)能力幾乎可以

4、不受 限制地擴(kuò)大，能滿足迅速擴(kuò)張的市場需求; 此 外，微生物種類繁多，微生物酶品種齊全.多樣 性。近幾十年來，微生物酶已經(jīng)發(fā)展成為大規(guī) 模的工業(yè)生產(chǎn)，成了各種酶制劑的主要來源， 特別是當(dāng)基因工程介入時，動植物細(xì)胞中存在 的酶，幾乎都能夠利用微生物細(xì)胞獲得。 因此，有計劃和仔細(xì)地篩選微生物菌株，通 ?？梢垣@得能夠生產(chǎn)幾乎任何一種酶的適當(dāng)菌 株。 5/12/20218 1.2 微生物酶的微生物酶的種類種類: : 單聚體蛋白單聚體蛋白 酶蛋白酶蛋白 寡聚體蛋白寡聚體蛋白:谷酰胺合成酶谷酰胺合成酶 多聚體蛋白多聚體蛋白:丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 酶酶 輔基輔基: 血紅素血紅素 輔因子輔因子 輔酶輔酶:

5、 nad, fad, 生物素等生物素等 激活劑激活劑: 金屬離子金屬離子 胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶 酶酶 胞外酶胞外酶 5/12/20219 胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶的分布： 酶種類種類 部位 參與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)拿?細(xì)胞膜 參與糖代謝的酶 細(xì)胞質(zhì) 呼吸酶 內(nèi)膜或線粒體 蛋白質(zhì)合成酶 核糖體 光合作用酶 色素體 5/12/202110 目前巳發(fā)現(xiàn)的微生物的酶巳有2500多種，使 用價值高而大量規(guī)?；a(chǎn)的僅20多種。 主要有，淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶、 纖維素酶、果膠酶、葡萄糖氧化酶等10余種。 廣泛應(yīng)用于，食品、發(fā)酵、紡織、制革、醫(yī) 藥、造紙、日用化工、水產(chǎn)加工、畜禽飼料、三 廢處理、化學(xué)分析等，其中60用于食品工業(yè)

6、。 5/12/202111 菌種分 離純化 初篩 復(fù)篩 搖瓶 試驗(yàn) 最佳產(chǎn)酶條件研究 酶的制備 微生物育種 收集發(fā)酵液胞外酶 收集菌體破碎胞內(nèi)酶 酶學(xué)研究 產(chǎn)品擴(kuò)大工業(yè)生產(chǎn) 物理誘變 化學(xué)誘變 分子改造 遺傳工程 基因工程 保藏菌種 1.3 微生物酶開發(fā)的一般程序微生物酶開發(fā)的一般程序 5/12/202112 二、微生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用：二、微生物酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用： 利用胞外酶將原料中大分子蛋白質(zhì)、淀粉等分 解為可被細(xì)菌和酵母菌利用的小分子物質(zhì)，如氨基 酸、葡萄糖等； 利用胞內(nèi)酶，通過代謝調(diào)節(jié)和人工控制發(fā)酵條 件，利用糖類等某些營養(yǎng)物質(zhì)在發(fā)酵過程中積累大 量的代謝產(chǎn)物，如酒精、氨基酸、

7、檸檬酸、乳酸、 乙酸等發(fā)酵產(chǎn)品； 此外，還可利用某些微生物在人工培養(yǎng)過程中 產(chǎn)生大量的酶的特性，從發(fā)酵液（物）中提取酶來 生產(chǎn)酶制劑（淀粉酶、蛋白酶、纖維素分解酶等） ， 廣泛用于食品發(fā)酵、制藥、制糖、制革和飼料工業(yè) 中。 5/12/202113 2.1 1 用于酒用于酒精發(fā)酵：精發(fā)酵： 淀粉質(zhì)原料 十 曲(含“糖化酶”) 糖化 葡萄糖 發(fā)酵為酒精。 制曲方法不同，酒精發(fā)酵方法也隨之不同，常用的 有：液體曲糖化法、根霉糖化法（amylo法）、麩曲糖 化法（固體曲）、加酶糖化法和麥芽糖化法等。目前 國內(nèi)以液體曲糖化法為主，以黑曲霉培養(yǎng)的液體曲作 為淀粉質(zhì)原料的糖化劑。 酵母菌(“酒化 酶”) 5

8、/12/202114 發(fā)酵機(jī)理 淀粉質(zhì)原料 黑曲霉糖化酶 葡萄糖 酵母菌途徑（行厭氧發(fā)酵） 酒精 十 co2 目前，常用糖化酶產(chǎn)生菌是： 黑曲霉as3.4309（俗稱uv11號），該菌產(chǎn)糖化 酶系純、糖化力較高、耐高溫、耐低ph、糖化時最適 溫度600 最適 ph4.04.6。 5/12/202115 酒精酵母酶系較復(fù)雜，主要有： 蔗糖轉(zhuǎn)化酶：將蔗糖 葡萄糖 十 果糖； 麥芽糖酶： 將麥芽糖 2個葡萄糖； 酒化酶系（類）：參與催化葡萄糖 酒 精 十 co2 的各種酶的總稱。 酒精發(fā)酵不需游離氧參加，否則酵母菌將糖徹底分解 為水和co2 ，同時獲得大量菌體和能量。 5/12/202116 2.

9、2 2 用于用于飲料酒的釀造飲料酒的釀造： 供人飲用的、乙醇含量在0.565（體積分 數(shù),v/v）的飲品，包括各種發(fā)酵酒、蒸餾酒、配制 酒。 發(fā)酵酒是以谷物、水果、乳類等為原料，主要 經(jīng) “谷物 糖化酶糖化酵母酒化” 或“無需 將原料糖化而直接經(jīng)酵母發(fā)酵”等工藝而制得。酒 精含量小于24 (v/v) 的飲料酒，主要是啤酒、果 酒、黃酒、乳酒和低度白酒等5類。 5/12/202117 2.2.1 用于啤酒用于啤酒釀造釀造： 主發(fā)酵階段，啤酒酵母在充02冷卻麥芽汁中行有氧 呼吸，可發(fā)酵糖類進(jìn)入tca循環(huán)徹底分解為h2o和co2 并放大量熱量，菌體細(xì)胞大量增殖； 后發(fā)酵階段，當(dāng)酵母增殖到一定程度，即

10、進(jìn)行厭氧 發(fā)酵，可發(fā)酵糖類經(jīng)emp途徑被發(fā)酵產(chǎn)生乙醇、co2和 少量熱量。 啤酒發(fā)酵是多種酶參與的復(fù)雜生化反應(yīng)過程，只有 9596可發(fā)酵性糖生成乙醇與co2；其余的2.0 2.5用于合成酵母新細(xì)胞； 另有1.52.5糖類 轉(zhuǎn)化成高級醇、有機(jī)酸、酯類、雙乙酰、醛類、含硫 化合物等副產(chǎn)物，給啤酒帶來生澀與不成熟的風(fēng)味。 5/12/202118 2.2.2 用于葡萄酒用于葡萄酒釀造釀造： 葡萄汁中的果糖和蔗糖被葡萄酒酵母 酒化酶系經(jīng) emp 途徑發(fā)酵生成乙醇和co2， 其中蔗糖先被葡萄酒酵母的蔗糖轉(zhuǎn)化酶分解 為葡萄糖和果糖，再進(jìn)入 emp 途徑發(fā)酵。 葡萄酒酵母的氧化酶可促進(jìn)葡萄酒的氧化作 用（老熟

11、陳化和色素沉淀等）。 5/12/202119 2.2.3 2.2.3 用于用于黃酒釀造：黃酒釀造： 以糯米（或秈米、粳米、黍米、玉米）為主要原料， 利用麥曲麥曲（或米曲、紅曲）為糖化劑，酒藥酒藥為糖化發(fā) 酵劑，進(jìn)行多菌種混合自然發(fā)酵釀造而成的酒精含量 為1218（v/v）的飲料酒。它包括淋飯酒、攤飯 酒和喂飯酒。 新工藝黃酒，則是在上述傳統(tǒng)工藝的礎(chǔ)上利用純種 麥曲（黃曲霉或米曲霉）為糖化劑，純種酒母為發(fā)酵 劑，以純種發(fā)酵取代自然發(fā)酵。 麥曲麥曲： 以破碎的全小麥為原料，主要培殖 曲霉（黃曲霉或米曲霉為主，少量黑曲霉、灰綠曲霉、 青霉），其次含有根霉和毛霉，還有少量酵母等微生 物，作為釀造黃酒的

12、糖化劑。 5/12/202120 黃曲霉產(chǎn)生液化型淀粉酶（分解淀粉產(chǎn)生糊精、 麥芽糖和葡萄糖）和蛋白酶（分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生多肽、 低肽和氨基酸）,由這些代謝產(chǎn)物相互作用產(chǎn)生的 色澤、香味等賦予黃酒獨(dú)特風(fēng)味并為酵母提供營養(yǎng) 物質(zhì)。傳統(tǒng)麥曲采用自然培養(yǎng)，現(xiàn)代用人工接種黃 曲霉，如as3.800和蘇16號。 黑曲霉主要產(chǎn)生糖化型淀粉酶，可將淀粉水解 為葡萄糖，常用的黑曲霉有as3.4390（俗稱uv11） 和 as3.758。 實(shí)際生產(chǎn)中，在黃曲霉制作的麥曲 中添加少量純種黑曲霉麩曲或商品黑曲霉糖化酶， 以減少麥曲用量，提高糖化效果。 5/12/202121 酒藥酒藥： 為小曲中的一個種類，又稱藥曲。

13、是以秈米粉、米糠為原料，加入少量中草藥 （辣蓼草粉末）主要培殖根霉、毛霉和酵母菌，少根霉、毛霉和酵母菌，少 量細(xì)菌量細(xì)菌，作為制備淋飯酒母或以淋飯法釀造甜黃酒 的糖化發(fā)酵劑。 根霉產(chǎn)生糖化型淀粉酶，可將淀粉水解為葡萄糖， 還產(chǎn)生乳酸、琥珀酸、延胡索酸等有機(jī)酸酶系，降 低基質(zhì)ph抑雜菌生長，并使酒體醇厚、口味豐滿。 傳統(tǒng)小曲用自然培菌法，現(xiàn)在用純種根霉，常用的 有303、as3.851、3.852、3.866、3.867和3.868 等。 5/12/202122 常用的黃酒酵母有： 732號、501號、 醇2號、as2.1392、82、等，尤 以前3種從淋飯酒醅中分離：含有酒化酶 系，賦予黃酒酒

14、香和酯香，并具繁殖快、 發(fā)酵力強(qiáng)、產(chǎn)酸低、耐酸、耐高濃度酒精、 對雜菌污染抵抗力強(qiáng)等。 酒藥中的毛霉產(chǎn)生液化型淀粉酶和蛋 白酶，分解淀粉和蛋白質(zhì)產(chǎn)生葡萄糖和氨 基酸，為酵母菌生長提供營養(yǎng)物。 5/12/202123 烏衣紅曲： 是以秈米為原料，主要培殖紅曲霉、黑曲 霉、酵母菌，作為釀造黃酒的糖化發(fā)酵劑。 紅曲霉分泌紅色素或黃色素，產(chǎn)生糖化型 淀粉酶和蛋白酶，并產(chǎn)生檸檬酸、琥珀酸、乙 醇。耐酸，最適ph3.55.0，耐受最低ph2.5， 耐10酒精。常用的紅曲霉有：as3.555、 as3.920、as3.972、as3.976、as3.986等 (2008.3.24止) 5/12/202124

15、 2.2.4 2.2.4 用于用于白酒釀造：白酒釀造： 是以含淀粉或可發(fā)酵糖等的物質(zhì)為原 料，利用大曲、小曲、麩曲和純種酒母大曲、小曲、麩曲和純種酒母作為 糖化發(fā)酵劑，經(jīng)糖化、發(fā)酵、蒸餾釀制而成 的蒸餾酒蒸餾酒。酒體呈無色或微黃，澄清透明， 具有獨(dú)特的芳香和風(fēng)味，含酒精度4165 （體積分）為高度白酒，40（體積分） 以下為低度白酒。 5/12/202125 大曲、小曲、麩曲大曲、小曲、麩曲的主要微生菌群及其作用： 大曲大曲 是以全小麥為原料，或以小麥大麥豌豆 721或541制成混合原料，經(jīng)自然接種培養(yǎng)而 制成的大磚塊形的酒曲。大曲中的微生物主要是曲霉， 其次是根霉、毛霉和酵母菌，及少量細(xì)菌，

16、為大曲酒的 糖化發(fā)酵劑。 曲霉和根霉是主要的糖化菌種， 其中黑曲霉的糖化力較高； 米曲霉和黃曲霉的糖化力較低，但液化力和蛋白 分解力較強(qiáng)； 根霉和紅曲霉產(chǎn)生糖化酶和有機(jī)酸； 毛霉產(chǎn)生淀粉酶和蛋白酶。 5/12/202126 大曲中含有產(chǎn)酒精力高的啤酒酵母和產(chǎn)酯 生香能力高的產(chǎn)酯酵母菌。 大曲中的細(xì)菌主要有：乳酸桿菌、醋酸桿 菌、嗜熱芽孢桿菌（如高溫枯草芽孢桿 菌）等，前兩種存在于清香（汾香）型 和濃香（窖香）型白酒大曲中，后一種 存在于醬香（茅香）型白酒大曲中。 大曲具有的液化力、糖化力、蛋白質(zhì)分解 力、發(fā)酵力和產(chǎn)酯力對成品大曲酒的香 型、風(fēng)格具重要作用。 5/12/202127 小曲：小曲：

17、 是以大米粉為原料，以曲種接種，主 要繁殖根霉、毛霉和酵母菌，少量細(xì)菌， 作為半固態(tài)法生產(chǎn)小曲酒的糖化發(fā)酵劑。 其糖化菌主要是根霉，其次是毛霉和 梨頭霉。 酵母菌有啤酒酵母和產(chǎn)酯酵母。還有 乳酸菌和醋酸菌。 5/12/202128 麩曲麩曲： 是以麩皮為主要原料，2030鮮酒糟和稻殼 為輔料，經(jīng)接種純曲霉菌種擴(kuò)大培養(yǎng)而成，作為固態(tài) 發(fā)酵法生產(chǎn)麩曲白酒的糖化劑生產(chǎn)麩曲白酒的糖化劑。 麩曲白酒生產(chǎn)中先后采用了黃曲霉和黑曲霉黃曲霉和黑曲霉 as3.4309作糖化菌種，或在黑曲基礎(chǔ)上配入少量的黃 曲（30）。近年來，利用黑曲霉、根霉、紅曲霉 和擬內(nèi)孢霉為糖化劑，配以啤酒酵母、產(chǎn)酯酵母和己 酸菌等釀制白

18、酒，使麩曲白酒和大曲白酒的風(fēng)味接近。 麩曲也可用于酒精和黃酒的生產(chǎn)。 5/12/202129 2.3 2.3 用于用于谷氨酸發(fā)酵（味精生產(chǎn)）：谷氨酸發(fā)酵（味精生產(chǎn)）： 葡萄糖經(jīng)emp途徑（為主）和hmp途徑（為輔）生成丙 酮酸，丙酮酸進(jìn)一步生成乙酰輔酶，而后進(jìn)入tca循環(huán) 生成-酮戊二酸，后者在谷氨酸脫氫酶作用下，在nh4+ 存在時，被還原氨基化生成谷氨酸。 谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶和異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶活力強(qiáng)，有利于- 酮戊二酸還原氨基化生成谷氨酸；而-酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶 活力微弱或喪失，使-酮戊二酸不能繼續(xù)氧化；脲酶脲酶活 性強(qiáng)，能將發(fā)酵時流加的尿素分解為nh3和co2，

19、產(chǎn)生的 nh3或流加的氨水可作為合成菌體蛋白質(zhì)的氮源與合成谷 氨酸的原料。 5/12/202130 目前我國谷氨酸生產(chǎn)常用菌株有： 北京棒桿菌（c.pekinenesisn）as.299、 鈍齒捧桿菌（c.crenatum）as1.542、 天津棒桿菌613、 黃色短桿菌as1.582（no617）和as1.631等。 谷氨酸是菌體異常代謝產(chǎn)物，只有菌體正常代謝 失調(diào)時才積累谷氨酸，并在生物素限量時，因細(xì)胞膜的 滲透性改變而使谷氨酸容易漏出。 理論上，由葡萄糖生成谷氨酸的轉(zhuǎn)化率為81.7， 但實(shí)際為4050。因部分葡萄糖為菌體生長提供碳 源和能源，以及產(chǎn)生的微量副產(chǎn)物而被消耗掉。 5/12/2

20、02131 2.4 2.4 用于用于乳制品的發(fā)酵：乳制品的發(fā)酵： 2.4.1 常用菌種常用菌種： 乳酸細(xì)菌：乳酸乳球菌、乳酸乳球菌丁二酮乳酸 亞種、乳酸乳球菌乳脂亞種、嗜熱鏈球菌; 德氏乳桿菌 保加利亞亞種、嗜酸乳桿菌、瑞氏乳桿菌、干酪乳桿菌、 德氏乳桿菌乳酸亞種; 兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短 雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌等。 酵母菌：乳酒假絲酵母菌、脆壁酵母、脆壁克魯維 酵母、類熱帶假絲酵母、乳酸酵母、乳酸克魯維酵母等。 霉菌：婁地青霉、沙門柏干酪青霉、酪生青霉等。 其他細(xì)菌：擴(kuò)展短桿菌、費(fèi)氏丙酸菌等。 5/12/202132 2.4.2 發(fā)酵乳品種： 酸奶（凝固型、攪拌型）； 開

21、菲爾（kefir）； 奶酪（干酪）； 酸奶油； 等等。 5/12/202133 2.5 用于用于調(diào)味品的發(fā)酵調(diào)味品的發(fā)酵 2.5.1 醬油醬油 醬油生產(chǎn)中應(yīng)用的菌種及其作用： 米曲霉米曲霉（aspergillus oryzae）與其他曲霉： a、 米曲霉（滬釀3.042）：產(chǎn)生具較強(qiáng)的蛋白質(zhì)分解力 和淀粉液化力的酶系。 米曲霉的酶系主要有： 蛋白酶蛋白酶和外肽酶外肽酶能將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 使大豆蛋白質(zhì)游離的谷氨酰胺分解為谷氨酸，增強(qiáng)醬油的鮮 味。液化型淀粉酶液化型淀粉酶分解淀粉生成糊精和葡萄糖，決定著原料 利用率、醬醪發(fā)酵成熟的時間與產(chǎn)品鮮味、色澤。米曲霉還 具有生長速

22、度快、抗雜菌能力強(qiáng)、不產(chǎn)生真菌毒素、對原料 利用率高，發(fā)酵后產(chǎn)品具有醬油固有的香氣（醬色濃）等特 點(diǎn)。 5/12/202134 b、 黑曲霉（as3.350）： 具多種酶，如淀粉糖化酶、果膠酶、纖維素酶、高產(chǎn) 酸性蛋白酶。 c、 甘薯曲霉（as3.324）： 產(chǎn)生較強(qiáng)的淀粉酶和單寧酶系等，對甘薯及野生植物 原料糖化效果好。 d、 醬油曲霉（.soyae）： 產(chǎn)生有較高活性的多聚半乳糖醛酸酶，而米曲霉的- 淀粉酶活性高。 酵母菌酵母菌：魯氏酵母（s.rouxii） 發(fā)酵葡萄糖生成乙醇、甘油，進(jìn)一步生成酯類和糠醇 （高級醇），它們構(gòu)成醬油香氣成分的主體。 5/12/202135 乳酸菌： 與醬油風(fēng)

23、味密切相關(guān)的乳酸菌有：嗜鹽 四聯(lián)球菌（舊稱嗜鹽片球菌）、醬油四聯(lián)球 菌（又名鹽水四聯(lián)球菌）、植物乳桿菌。 乳酸菌利用乳糖生成乳酸，與乙醇作用 生成乳酸乙酯，同時降低了醬醪ph在5左右， 又促進(jìn)魯氏酵母的繁殖。 乳酸菌和酵母菌的聯(lián)合作用（101）能 賦予醬油特殊香氣。 5/12/202136 2.5.2 2.5.2 用于用于食醋釀造食醋釀造: : 食醋生產(chǎn)中應(yīng)用的菌種及其作用食醋生產(chǎn)中應(yīng)用的菌種及其作用 : : 參與米醋米醋釀造的微生物主要有曲霉、酵母菌和醋酸菌。 參與釀醋的微生物產(chǎn)生各種酶使原料中蛋白質(zhì)分解，淀粉淀粉 糖化，酒精發(fā)酵，醋酸發(fā)酵糖化，酒精發(fā)酵，醋酸發(fā)酵；同時產(chǎn)生氨基酸、糖分、乙

24、醇、有機(jī)酸、乙酸乙酯等，與食鹽混合賦予食醋鮮味、甜 味、酸味、香氣、咸味、色澤。 釀造糖醋糖醋的微生物有酵母菌和醋酸菌酵母菌和醋酸菌。 酒醋酒醋是以乙醇為原料經(jīng)醋酸菌醋酸菌發(fā)酵而制成發(fā)酵而制成。 5/12/202137 黑曲霉群黑曲霉群： 用作糖化菌的常有，黑曲霉as3.4309和 宇佐美曲霉as3.758，它們含有糖化型淀粉酶， 其糖化力高、耐酸、最適ph為3.55.0。甘薯 曲霉as3.324和泡盛曲霉的糖化力和液化力較 強(qiáng)。東酒1號為宇佐美曲霉的誘變菌株，糖化 力和液化力較強(qiáng)。 5/12/202138 酵母菌： 利用糖類進(jìn)行酒精發(fā)酵的是啤酒酵母菌。 常用的常用的有拉斯12號、字酵母、南陽

25、1300、 as2.109、as2.399、as2.1189、as2.1190。 字酵母字酵母適用于以高梁、大米、甘薯為原 料釀造普通食醋，as2.109、as2.399適用 于淀粉質(zhì)原料，as2.1189、as2.1190適用 于糖密原料。as2.300、as2.338為產(chǎn)酯酵 母。 5/12/202139 醋酸菌：醋酸菌： 氧化酒精為醋酸氧化酒精為醋酸。 常用菌種有，滬釀1.01（木醋桿菌，又 名膠醋桿菌）（性能穩(wěn)定、產(chǎn)醋量高）、 as1.41as1.41（惡臭醋桿菌）（惡臭醋桿菌）、 滬釀1.079 （醋化醋桿菌，又名紋膜醋酸桿菌）（比 1.01產(chǎn)酸提高10、風(fēng)味好）、as1.36。 5

26、/12/202140 2.6 2.6 用于用于食品添加劑的生產(chǎn)食品添加劑的生產(chǎn) 2.6.1 2.6.1 檸檬酸檸檬酸： 生產(chǎn)菌種生產(chǎn)菌種：曲霉、青霉、毛霉、木霉、解脂假絲酵 母和某些細(xì)菌都能產(chǎn)生檸檬酸，但以曲霉為主，如黑曲 霉（產(chǎn)酸力強(qiáng)）、泡盛曲霉、文氏曲霉（產(chǎn)酸力強(qiáng)）、 宇佐米曲霉等。 黑曲霉黑曲霉細(xì)胞內(nèi)存在三羧酸循環(huán)和乙醛酸循環(huán)。由葡 萄糖合成檸檬酸的途徑：葡萄糖經(jīng)emp途徑形成丙酮酸， 丙酮酸羧化（co2固定反應(yīng)）生成草酰乙酸，同時丙酮 酸氧化脫羧（被丙酮酸氧化酶氧化成乙酸和co2）經(jīng)乙 酰磷酸生成乙酰輔酶，草酰乙酸與乙酰輔酶在檸檬 酸合成酶作用下，縮合生成檸檬酸。 草酰乙酸乙酰輔酶 檸

27、檬酸合成酶 檸檬酸 5/12/202141 2.6.2 用于微生物多糖用于微生物多糖生產(chǎn)生產(chǎn)： 依據(jù)多糖在微生物細(xì)胞上存在的位置不同，分為胞內(nèi)多胞內(nèi)多 糖、胞壁多糖和胞外多糖。糖、胞壁多糖和胞外多糖。 依據(jù)其分子結(jié)構(gòu)的組成不同而分為，同型多糖、異型多同型多糖、異型多 糖（即雜多糖）。糖（即雜多糖）。 （1 1）、黃原膠：）、黃原膠： 是由黃單胞菌發(fā)酵產(chǎn)生由黃單胞菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種高分子酸性胞外雜多糖， 是由2分子-葡萄糖、2分子-甘露糖和1分子-葡萄糖醛 酸組成的“五糖重復(fù)單元”聚合體。 可作為可作為增稠劑、懸浮劑、膠黏劑、穩(wěn)定劑、分散劑、乳增稠劑、懸浮劑、膠黏劑、穩(wěn)定劑、分散劑、乳 化劑化劑等

28、被廣泛應(yīng)用于食品、紡織、化工、石油等工業(yè)。黃原 膠在食品工業(yè)中主要作為乳化劑加入風(fēng)味面包、調(diào)味料中， 用作飲料的果肉良好懸浮劑，淀粉食品的填充劑和穩(wěn)定劑， 牛奶、酸奶、冰淇淋、冰牛奶、冰凍食品的穩(wěn)定劑或增稠劑， 高溫焙烤食品的保濕劑等。 5/12/202142 （2)、右旋糖酐：、右旋糖酐： 又稱葡聚糖又稱葡聚糖，白色粉末，分子式為（6105）n， 2右旋糖酐溶液黏度為0.15a.s，與鹽、酸、堿等物質(zhì) 具有很好的相容性，在高溫下具有抗降解能力。 在食品工業(yè)中用做用做飲料和糕點(diǎn)的穩(wěn)定劑、保濕劑、增 稠劑、增量劑；在臨床上作為血漿代用品用于降低血液黏 稠度、改善微循環(huán)和抗血栓，并有增加血溶量作用

29、。其硫 酸酯具有阻止脂類代謝異常引起的高血脂、動脈硬化的作 用。 工業(yè)上常用菌種：明串珠菌屬（leucomostoc）中的腸 膜明串株菌（l.mesenteroide）；右旋糖酐明串珠菌 （l.mesenteroides） 醫(yī)藥上用腸膜明串珠菌。 5/12/202143 2.6.3 紅曲色素紅曲色素 ： 紅曲色素是由紅曲霉的菌絲產(chǎn)生的胞外色素由紅曲霉的菌絲產(chǎn)生的胞外色素。分為3種結(jié)晶 體：橙紅色針狀結(jié)晶、黃色片狀結(jié)晶、紫紅色針狀結(jié)晶，分別 稱為紅色色素、黃色色素、紫色色素紅色色素、黃色色素、紫色色素。 特性： 溶解性和著色性好，中性偏堿性水溶液中易溶 解，82的乙醇液中易溶解。 對熱穩(wěn)定，12

30、0、10in仍 保持良好穩(wěn)定性。 在一定ph的水溶液和醇溶液中有較好穩(wěn) 定性。 ph510的水溶液中，ph311的醇溶液中可保持穩(wěn)定 的紅色。 耐光性良好。醇溶性紅曲色素對紫外光相對穩(wěn) 定。 對ca2+、mg2+、fe2+、cu2+ 等金屬離子具較好穩(wěn)定性。 安全性高。 由于上述特性而廣泛應(yīng)用于應(yīng)用于腐乳、蛋糕、魚、肉、飲料、 食醋、黃酒、配制酒等制作中。 5/12/202144 生產(chǎn)紅曲色素的菌株生產(chǎn)紅曲色素的菌株：常用的有8種 黃色紅曲霉（monascus ruber）； 紫色紅曲霉（m.purpureus）； 煙色紅曲霉（m.fuliginosus）； 安卡紅曲霉（m.anka）； 巴克

31、紅曲霉（m.barkeri）； 銹紅紅曲霉（m.rubiginosus）； 變紅紅曲霉（m.serorubosecens）； 發(fā)白紅曲霉（m.albidus）。 5/12/202145 3.1 用于酶制劑生產(chǎn)的主要微生物用于酶制劑生產(chǎn)的主要微生物： 細(xì)菌、霉菌、酵母菌細(xì)菌、霉菌、酵母菌等。如枯草桿菌、黑曲 霉、米曲霉、酵母菌等20余種。 常用產(chǎn)酶菌種：枯草桿菌bf7658、as1.398， 黑曲霉as3.350、as3.4309，米曲霉滬釀3.042、 ue328、ue336。此外還有，青霉、毛霉、根霉、 木霉、鏈霉菌及酵母菌等。 5/12/202146 3.2 酶制劑的生產(chǎn)酶制劑的生產(chǎn)： 菌

32、種 擴(kuò)大培養(yǎng) 產(chǎn)酶培養(yǎng) 酶的分離和純化 制劑化 穩(wěn)定化 5/12/202147 主要控制點(diǎn)：主要控制點(diǎn)： (1)、菌種選育菌種選育： 從自然界分離獲得 的菌株大多產(chǎn)酶能力較低，需經(jīng)過誘變 育種、篩選出高產(chǎn)酶能力的菌株；過去 是通過紫外線或化學(xué)試劑進(jìn)行誘變，現(xiàn) 采用基因工程獲得高產(chǎn)酶能力的基因工 程菌。 酶制劑工業(yè)對產(chǎn)酶菌的要求是酶制劑工業(yè)對產(chǎn)酶菌的要求是：遺傳 性較穩(wěn)定、生長速度快、目標(biāo)酶制劑的 產(chǎn)量高、有利于酶的分離與純化。 5/12/202148 常用誘變劑: 化學(xué)誘變劑:氮介子氣、亞硝酸、硫酸二乙酯、 環(huán)氧乙烷、乙烯亞胺等。 物理因子：紫外線、x射線、射線、co60等。 菌種的菌種的物理

33、和化學(xué)誘變物理和化學(xué)誘變 誘變誘變: 菌種 物理因子或化學(xué)因子誘變處理 大部分被殺死 少部分存活 與親本菌株比較 高產(chǎn)酶菌株 5/12/202149 (2)、產(chǎn)酶培養(yǎng)產(chǎn)酶培養(yǎng)（分固、液兩種方法）： 、固體培養(yǎng)法固體培養(yǎng)法： 主要用于霉菌培養(yǎng)主要用于霉菌培養(yǎng)，又稱麩曲培養(yǎng)。以 麩皮或米糠為主料，谷糠、豆餅等為輔料。 優(yōu)點(diǎn)是，利用霉菌耐干燥和耐高滲的特 點(diǎn)，產(chǎn)酶量高（勝過液體法）；原料簡單易 ??；操作簡便、節(jié)能；酶提取容易。 缺點(diǎn)是,不便自動化、連續(xù)化生產(chǎn),占地面 積大,勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)周期長（1-7）。 5/12/202150 、液體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法： 用于細(xì)菌、酵母菌、霉菌培養(yǎng)，又稱液體深層培

34、養(yǎng)液體深層培養(yǎng) 法。是在密閉發(fā)酵罐中大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)酶。 有分批培養(yǎng)、流加培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)等3種方法，前兩 種較常用，后者易污染及菌種易變異。液體培養(yǎng)法克服 了固體培養(yǎng)法的短處，生產(chǎn)周期15。 、產(chǎn)酶條件的控制產(chǎn)酶條件的控制： 主要是控制培養(yǎng)基營養(yǎng)素的組成和培養(yǎng)條件。 如細(xì)菌淀粉酶生產(chǎn)采用“低濃度發(fā)酵，高濃度補(bǔ)料”; 蛋白酶生產(chǎn)采用“提高前期培養(yǎng)溫度”。 碳、氮、無 機(jī)鹽、生長素等都是產(chǎn)酶的主要營養(yǎng)物營養(yǎng)物。 phph、發(fā)酵、發(fā)酵 溫度溫度（產(chǎn)酶溫度低于菌體最適生長溫度）、通氣量通氣量的控 制（通氣量少有利于菌體生長而不利于產(chǎn)酶，反之則 反）、種齡種齡（3045的酶活性最高）。 5/12/20215

35、1 (3)、酶的分離和純化酶的分離和純化： 提取目的胞內(nèi)酶時提取目的胞內(nèi)酶時，先將發(fā)酵液中的菌體分離出 來，采取菌體自溶法、機(jī)械破碎法、凍融法或超產(chǎn)波采取菌體自溶法、機(jī)械破碎法、凍融法或超產(chǎn)波 破碎法破碎法等進(jìn)行破碎，使細(xì)胞內(nèi)的酶釋放出來。而后將 其轉(zhuǎn)入液相中，加入絮凝劑或凝固劑，攪拌后，用離 心沉降分離機(jī)或板框過濾機(jī)除去絮凝物或凝固物，得 到沉清酶液。 提取目的胞外酶時提取目的胞外酶時，可直接在發(fā)酵液中添加適當(dāng) 絮凝劑或凝固劑，然后用同樣方法處理得到沉清酶液。 實(shí)際生產(chǎn)中，由于某些微生物細(xì)胞的破碎技術(shù)難 度大，故常選用胞外酶產(chǎn)生菌來生產(chǎn)酶制劑而使工藝 簡化、操作簡便。 5/12/202152

36、 經(jīng)過濾過濾后的酶液仍含有較多雜質(zhì)，且酶液濃度較 低，故應(yīng)進(jìn)一步純化、濃縮或干燥純化、濃縮或干燥才能達(dá)到食品酶制 劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 常用純化方法常用純化方法： 超濾法、鹽析法、有機(jī)溶劑沉超濾法、鹽析法、有機(jī)溶劑沉 淀法、單寧沉淀法、白埡土或活性氧化鋁吸附法等。淀法、單寧沉淀法、白埡土或活性氧化鋁吸附法等。 如果酶色澤較深，還需用0.51.5活性炭脫色。 為提高酶液濃度，減少酶提取過程中試劑的用量 和能耗，純化后的酶液用真空薄膜蒸發(fā)器于40下濃 縮。 一般酶液濃濃縮至2/33/4即為液體酶制劑商品。 粉狀酶制劑還需進(jìn)行離子交換、干燥（真空干燥、 噴霧干燥、氣流干燥、冷凍干燥）、磨粉等工序處理 后才

37、能制得。 5/12/202153 微生物酶的提取微生物酶的提取 (1)酶的粗提 工業(yè)生產(chǎn)上用到的微生物酶一般用量都很大，純度要求 也不很高。如果待開發(fā)的酶是工業(yè)用途的話，則提取方法 可以比較粗放。具體的提取流程如下： 胞內(nèi)酶的提?。菏占w破碎細(xì)胞酶的沉淀分離（鹽析、 有機(jī)溶劑沉淀等） 粗酶液 胞外酶的提?。号囵B(yǎng)菌體收集發(fā)酵液 5/12/202154 (2)酶的精制酶的精制 一般流程 離子交換濃縮 超濾 凝膠干燥 濃縮分離 純化酶的結(jié)晶 粗提酶液脫鹽 凝膠過濾 透析 離子交換層 析 凝膠色譜層 析 親和層析 等電聚集 一種新型的微生物酶純化手段制備型聚丙烯酰胺凝膠電泳 (未被廣泛應(yīng)用 于酶的制

38、備) 5/12/202155 (4)、制劑化和穩(wěn)定化制劑化和穩(wěn)定化： 商品酶制劑是以一定體積以一定體積(ml)或重量或重量(g)的的酶活力酶活力計價計價。 故出售前要稀釋至一定的標(biāo)準(zhǔn)酶活力。 同時為提高 酶制劑的貯藏穩(wěn)定性，在酶制劑中加入一種以上的物質(zhì)酶制劑中加入一種以上的物質(zhì) 作為酶活穩(wěn)定劑、抗菌劑與助濾劑作為酶活穩(wěn)定劑、抗菌劑與助濾劑，并作為粉狀酶制劑粉狀酶制劑 的填料、稀釋劑和抗結(jié)塊劑。的填料、稀釋劑和抗結(jié)塊劑。 作為酶活穩(wěn)定劑的物質(zhì)有輔基、輔酶、金屬離子、 底物、螯合劑、蛋白質(zhì)等，最常用的有多元醇（甘油、 乙二醇、山梨醇、聚乙二醇等）、糖類、食鹽、乙醇、 有機(jī)鈣。有時用復(fù)合穩(wěn)定劑效果明

39、顯，如明膠對細(xì)菌 -淀粉酶與蛋白酶有穩(wěn)定作用，但效果不佳，若再加 入乙醇和甘油，即可提高酶活穩(wěn)定性。 5/12/202156 微微 生生 物物 的的 菌菌 體體 及其內(nèi)含物的應(yīng)用及其內(nèi)含物的應(yīng)用 5/12/202157 一、生產(chǎn)面包一、生產(chǎn)面包 1.1 菌種及其在面包生產(chǎn)中的作用：菌種及其在面包生產(chǎn)中的作用： （1）、菌種：）、菌種：啤酒酵母。其商品有兩種主要形式： 壓榨酵母：壓榨酵母：用酵母液經(jīng)壓榨而制成。 其工藝是： 利用糖密或其他碳源、適當(dāng)添加氮源物質(zhì)和磷 等無機(jī)鹽，280c 深層通氣培養(yǎng)912，離心分離出 酵母細(xì)胞，經(jīng)水洗滌迅速冷卻，壓濾機(jī)壓榨，使之含 水量在7073。而后在模子中壓成

40、塊，包裝后泠藏。 發(fā)酵力強(qiáng)，使用方便，但不易久存。 高活性干酵母高活性干酵母： 是用壓榨酵母經(jīng)連續(xù)流化床低溫真空干燥而制成用壓榨酵母經(jīng)連續(xù)流化床低溫真空干燥而制成， 其水分含量46，固形物含量9496，活性應(yīng)保 持在6080。 最大優(yōu)點(diǎn)：常溫下穩(wěn)定性能良好。 缺點(diǎn)：成本偏高，使用前須活化處理以恢復(fù)活性。 5/12/202158 （2 2）、作用：）、作用： 使面包體積蓬松。 改善面包風(fēng)味。 提高面包營養(yǎng)價值（由酵母菌的殘留物帶來，如 氨基酸、維生素、菌體蛋白質(zhì)等）。 1.2 發(fā)酵機(jī)理：發(fā)酵機(jī)理： 面粉中含有7080的淀粉，少量的單糖和蔗糖。 酵母菌在面粉中生長時首先利用少量的單糖和蔗糖， 同時

41、面粉中的-淀粉酶將面粉中的淀粉轉(zhuǎn)化成麥芽糖 供酵母菌利用。 5/12/202159 酵母菌分泌蔗糖酶和麥芽糖酶，將蔗糖、麥芽糖 分解成單糖，繼而利用單糖及其他營養(yǎng)物質(zhì)先后進(jìn)行 有氧呼吸繁殖菌體細(xì)胞和厭氧發(fā)酵產(chǎn)生乙醇、co2、醛 類和有機(jī)酸。 產(chǎn)生的co2被面團(tuán)中的面筋包圍，留于面團(tuán)中，使 面團(tuán)膨大，焙烤面包團(tuán)時co2受熱膨脹、逸出，從而使 面包形成質(zhì)地松軟的海綿狀結(jié)構(gòu)。 1.3 工藝流程（二次發(fā)酵法為例）： 配料 第一次調(diào)制面團(tuán) 總面粉的3040% 第一次發(fā) 酵 加0.50.7酵母.2530.24 第二次調(diào)制面團(tuán) 第二 次發(fā)酵 2531.23h 整形 醒發(fā)(后發(fā)酵）3040.4590min 焙

42、烤 200220 泠卻 包裝 成品 5/12/202160 二、單細(xì)胞蛋白（二、單細(xì)胞蛋白（scp）的生產(chǎn)：）的生產(chǎn)： 2.1 單細(xì)胞蛋白質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：單細(xì)胞蛋白質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)： 、生長繁殖迅速：生產(chǎn)能力可達(dá)26kg/（m3.h）。 、不受外界條件的影響，可以人工控制工業(yè)化生 產(chǎn)。 、營養(yǎng)價值高： 微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量(占細(xì)胞干物質(zhì)): 細(xì)菌 6080， 小球藻和螺旋藍(lán)細(xì)菌5065 酵母菌4055， 霉菌2050， 大豆3540, 小麥1012， 牛肉1822 此外這些微生物細(xì)胞中還含有豐富的碳水化合物 和維生素、麥角甾醇、礦物質(zhì)、各種酶和未知生長因 子。 5/12/202161 2.2 生產(chǎn)單細(xì)胞蛋

43、白的原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的原料： (1)、碳?xì)浠衔铮?石油原料：柴油、正烷烴、天然氣等； 石油化工產(chǎn)物：甲烷、甲醇、乙醇、醋酸等。 (2)、碳水化合物： 淀粉質(zhì)原料： 馬鈴薯、木薯、紅薯、玉米淀粉等； 糖質(zhì)原料： 甘蔗或甜菜糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等； 工農(nóng)、林業(yè)的廢液、廢渣和廢料： 釀酒廠、味精廠、淀粉廠、制糖廠、食品廠等的 廢液和廢渣，農(nóng)作物秸稈、向日癸殼、棉籽殼、稻殼、 玉米芯、木屑、刨花、闊葉樹等。 5/12/202162 2.3 2.3 生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)的微生物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)的微生物: : (1) 酵母菌： 其細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量占細(xì)胞干物質(zhì)的4055， 還含有海藻糖等各種糖原、各種氨基

44、酸、14種以上的 維生素等。 常用酵母菌有：熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、 解脂假絲酵母解脂變種、啤酒酵母、扣囊擬內(nèi)孢霉、 脆壁酵母、脆壁克魯維酵母、保加利亞克魯維酵母、 等。 (2) 細(xì)菌： 常用：嗜甲烷單胞菌、甲烷假單胞菌、莢膜甲基球菌 等專性甲烷菌，均可以甲烷為唯一碳源生產(chǎn)scp。 此 外有，甲醇菌、纖維素單胞菌能分別利用甲醇和纖維 素生產(chǎn)scp； 膠質(zhì)紅色假單胞菌用于淀粉廢水和豆制 品廢水生產(chǎn)scp。 5/12/202163 (3) 螺旋藍(lán)細(xì)菌（spirulina） 屬于藍(lán)細(xì)菌（舊名藍(lán)藻或藍(lán)綠藻）中的螺旋藍(lán)細(xì)菌 屬（spirulina），舊稱螺旋藻。繁殖力強(qiáng)，能利用陽光、 co2和其他礦

45、物質(zhì)合成有機(jī)物，放出o，最適25 36oc、ph911。該菌的蛋白質(zhì)含量占細(xì)胞干重5065 ，由18種氨基酸組成。 該菌含有功能性的多肽（gfl），它是一種強(qiáng)烈刺 激人體細(xì)胞增長的擬生長因子。 藻膽蛋白（藍(lán)藻蛋白）含量達(dá)干重的18，不僅 是良好的天然藍(lán)色素，且有提高機(jī)體免疫力和抗癌功 效。 螺旋藍(lán)細(xì)菌含有vb、b、b、vb、vb12、 v、vpp及-胡蘿卜素（可降低肺癌、口腔癌的發(fā)病幾 率）、葉酸、泛酸等多種維生素。 5/12/202164 螺旋藍(lán)細(xì)菌含： -亞麻酸（gla），是人體前列腺素（pcei）的 前體，有降血脂、軟化血管的功能； 不飽和脂肪酸，參與體內(nèi)調(diào)節(jié)血壓、膽固醇合成及 細(xì)胞增生

46、等重要生理過程。 兩者含量為1.7， 螺旋藍(lán)細(xì)菌還含有多種人體必需的微量元素，鐵、 鋅、銅、硒等，且易被人體吸收，有效調(diào)節(jié)機(jī)體平衡 和酶的活性。 螺 旋藍(lán)細(xì)菌廣泛應(yīng)用于食品、飼料、精細(xì)化工醫(yī) 藥等領(lǐng)域。 目前使用菌種有，盤狀螺旋藍(lán)細(xì)菌（spirulina platensis）、 最大螺旋藍(lán)細(xì)菌（s.maxima）等。 5/12/202165 (4) 小球藻小球藻(chloellare) 橢圓小球藻和粉粒小球藻在co2和陽 光適宜條件下，以數(shù)倍于高等植物的速 度生長。 小球藻含有約50的蛋白質(zhì)、脂類、 碳水化合物、va、vb1、vb2、vc等， 還含有一些未知因子（即將用于宇宙航 行中的食品）。

47、 5/12/202166 (5) 霉菌霉菌 生產(chǎn)飼用scp常用：白地霉，擬青霉（paecilomyces varioti），米曲霉，黑曲霉，康氏木霉，綠色木霉等。 白地霉的蛋白質(zhì)含量高，增殖速度快，以玉米浸泡 液為原料生產(chǎn)飼用scp很好，也可利用淀粉廢水和豆 制品廢水來生產(chǎn)scp。 利用霉菌生產(chǎn)scp，具有生長快、耐酸、不易染雜 菌、菌絲體大、易于篩濾收集、淀粉酶和纖維素酶活 力高，可直接利用淀粉和纖維素為碳源；霉菌可利用 的原料有酒糟、豆制品和淀粉的廢料、蔗渣、玉米粉 渣等。 5/12/202167 2.4 單細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)工藝單細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)工藝 糖蜜 水解(加硫酸、水） 中和（石灰乳）

48、澄清 流加糖液(配入硫酸銨、尿素、磷酸、堿水） 發(fā)酵(酒母、通入空氣） 分離（去廢液） 洗滌 （加水） 壓榨 壓條 干燥 活性干酵母 此為糖蜜作原料接種啤酒酵母進(jìn)行液體深層通氣 法發(fā)酵生產(chǎn)scp。 培養(yǎng)基配方（生產(chǎn)1成品計）：糖蜜（含糖40） 1600kg， 磷酸（含量45）36kg， 硫酸銨（含量20 ）40kg， 硫酸（含量93）7kg， 純堿（含量95） 50kg， 尿素（含量46）25kg。 5/12/202168 發(fā)酵條件：3032oc，12，糖蜜濃度1.55.5ob，e， ph4.24.4，殘?zhí)?.10.2/100，通風(fēng)量120 1633/（.3培養(yǎng)基）。 將壓榨酵母加入水、植物油

49、拌和后，切塊、包裝即為鮮 酵母； 將壓榨酵母保溫自溶、經(jīng)離心噴霧干燥，可制成藥用酵 母粉。 將壓榨酵母壓條后，經(jīng)泠凍干燥，可制成活性干酵母粉。 5/12/202169 v很高的營養(yǎng)價值與醫(yī)療價值 v分類地位: 子囊菌亞門、擔(dān)子菌亞門 v形態(tài)、結(jié)構(gòu): 菌蓋、菌柄 、菌根 v營養(yǎng)生理: 腐生、共生、兼性和弱寄生 v生產(chǎn)流程： v 原種斜面擴(kuò)大種子瓶固體培養(yǎng)子實(shí)體 液體發(fā)酵不形成子實(shí)體 (但有菌絲、代謝產(chǎn)物) v保鮮加工 5/12/202170 食用菌的營養(yǎng)價值食用菌的營養(yǎng)價值 新鮮食用菌 水分為90%左右 干物質(zhì)中90-97% 為有機(jī)物 干物質(zhì)中 蛋白質(zhì)25%（氨基酸種類齊 全,有17-18種之多

50、) 脂肪8%（不飽和脂肪酸含量 高） 碳水化合物60%（糖類52%， 纖維素8%） （另有海藻糖.糖醇等） 灰分7%（含有多種礦物元 素,k 58%,p 20%,na2%, fe, ca) 豐富的維生（vb1,vb2,vc ,vk, 泛酸，煙酸，葉酸） 食用菌美食食用菌美食 5/12/202171 食用菌的種類：食用菌的種類： 屬于子囊菌亞門和擔(dān)子菌亞門。 屬于擔(dān)子菌的有木耳科、銀耳科、口磨科、側(cè)耳科 等26個科； 屬于子囊菌的有地菇科、馬鞍菌科和盤菌科等。 我國常見的食用菌種類有： 木耳屬（auricularia）， 如黑木耳（a.auricula）； 銀耳屬（tremella）， 如銀耳（

51、t.fuciformis）； 猴頭菌屬（hericium）， 如猴頭（h.erinaceum）； 蘑菇屬（agaricus）， 如雙孢蘑菇（a.bisporus）； 小苞腳菇屬（volvariella），如草菇（v.volvacea）； 香菇屬（lentinus）， 如香菇（l.edodes）； 側(cè)耳屬（pleurotus）， 如平菇（p.ostreatus）； 金錢屬（collybia）， 如雞叢 菌（c.albuminosa）。 5/12/202172 傘菌子實(shí)體結(jié)構(gòu) 擔(dān)子菌示意圖擔(dān)子菌示意圖 5/12/202173 1 菌蓋； 2 菌柄； 3 菌絲體； 4 菌托； 5 菌環(huán)； 6菌褶；

52、7 子實(shí)體 傘菌模式圖 5/12/202174 擔(dān) 子 菌 5/12/202175 蘑菇生活史 5/12/202176 食用菌子實(shí)體形狀食用菌子實(shí)體形狀 1傘狀 2筆狀 3頭狀 4耳狀 5舌狀 6花朵狀 7樹枝狀 8球狀 9近圓錐狀 5/12/202177 各類食用菌各類食用菌 5/12/202178 5/12/202179 各類食用菌各類食用菌 5/12/202180 西藏大型經(jīng)濟(jì)真菌亞側(cè)耳 5/12/202181 木 耳 5/12/202182 各類食用菌各類食用菌 5/12/202183 各類食用菌各類食用菌 5/12/202184 各種擔(dān)子菌 5/12/202185 5/12/2021

53、86 食食 用用 蘑蘑 菇菇有有 毒毒 蘑蘑 菇菇 5/12/202187 食用蘑菇 有毒蘑菇 5/12/202188 食用菌液體發(fā)酵工藝流程：食用菌液體發(fā)酵工藝流程： 斜面菌種 搖瓶種子 種子罐繁 殖 發(fā)酵罐發(fā)酵 過濾 菌絲體 和濾清液 提?。ǔ樘?、濃縮、透 析、離心、沉淀、干燥） 深加工 成為成品。 5/12/202189 、微生物多糖微生物多糖: 微生物多糖是崛起于60年代后期的一個新型的發(fā)酵工業(yè)領(lǐng)域。 1. 微生物多糖的種類微生物多糖的種類 細(xì)胞內(nèi)多糖 按其存在的位置分為 細(xì)胞壁多糖 細(xì)胞外多糖 胞內(nèi)多糖主要是指糖原(glycogen)，它起著貯藏能源的作用。 胞壁多糖是保持細(xì)胞形態(tài)的

54、物質(zhì)，主要包含在莢膜或被膜中， 它和細(xì)胞外多糖很難區(qū)別，只要通過加熱、攪拌，就能從 細(xì)胞上游離出來。 細(xì)胞外多糖 (產(chǎn)生的量大) ，產(chǎn)生細(xì)胞外多糖的微生物多半是 真菌和細(xì)菌。 5/12/202190 2. 多糖產(chǎn)生的機(jī)理多糖產(chǎn)生的機(jī)理: 都是根據(jù)中間產(chǎn)物的分析進(jìn)行推測，一般認(rèn)為，它 是一種次生代謝產(chǎn)物，微生物在培養(yǎng)過程中吸收周圍 環(huán)境中的碳水化合物，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)合成的復(fù)雜的酶系作 用，將碳水化合物轉(zhuǎn)化成新的多糖，在細(xì)胞內(nèi)積累并 逐步分泌到細(xì)胞外，當(dāng)然，多糖的合成(或轉(zhuǎn)化)和分 泌是一個復(fù)雜的過程，即使同一個菌，在不同培養(yǎng)環(huán) 境下，或同一環(huán)境下不同的培養(yǎng)時期，它所產(chǎn)生的多 糖的分子量都不相同。 5/

55、12/202191 3. 微生物的細(xì)胞外多糖的種類微生物的細(xì)胞外多糖的種類: 很多，按照構(gòu)成多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)的糖基的種類，可 以分為 同型多糖(homopolysaccharide) 異型多糖(heteropolysaccharide)。 同型多糖是指多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)中糖苷基單體只有一 種，只是以不同的糖苷鍵連接而成不同的多糖。在這 一類多糖中，絕大部分是由由d葡萄糖構(gòu)成的葡聚糖葡萄糖構(gòu)成的葡聚糖。 而且其種類繁多，幾乎包括所有具有理論推測結(jié)構(gòu)的 葡聚糖在內(nèi)。 異型多糖也稱雜多糖，這類多糖中又有中性多糖有中性多糖 和酸性多糖之分和酸性多糖之分。 5/12/202192 中性多糖中性多糖是由二種以上的不

56、同糖基單體構(gòu)成的聚合物， 結(jié)構(gòu)中不含有機(jī)酸。例如，由多粘芽抱桿菌變種利用乳 糖培養(yǎng)基產(chǎn)生的收量為25%的鼠李糖半乳聚糖。鼠李糖 和半乳糖以21的比例通過-l,3-鍵連成主鏈，一部分按 -l,2-鍵構(gòu)成支鏈。 酸性多糖酸性多糖在組成成分和構(gòu)成上要比中性多糖復(fù)雜些。它 除有兩種以上的糖基單體外，還另有一種或二種以上的 糖醛酸單體。有的只有糖醛酸而無糖基，此外，還有不 等量的?；?。由于單體的聚合方式多種多樣，因此，酸 性多糖的結(jié)構(gòu)就顯得繁雜多樣?，F(xiàn)將各種異型多糖列于 表中。 5/12/202193 多糖名稱 產(chǎn)生多糖的微生物 構(gòu)成糖 鍵形成 糖以外成分 主鍵其它鍵 右旋糖苷 腸膜明串珠菌 -d-葡萄

57、糖1613 短梗霉多糖 出芽短梗霉 -d-葡萄糖14 16 黑曲霉多糖 黑曲霉 -d-葡萄糖14 13 纖維素 木醋桿菌 -d-葡萄糖14 熱凝多糖 糞產(chǎn)堿桿菌變種、土桿菌屬 -d-葡萄糖13 核盤菌多糖 大豆核盤菌 -d-葡萄糖1316 小核菌多糖 小核菌 -d-葡萄糖1316 裂褶菌多糖 裂褶菌 -d-葡萄糖1316 異核盤菌多糖 核盤菌 -d-葡萄糖1314 16 果聚糖 果聚糖氣桿菌、枯草芽孢桿菌-d-果糖2621 黃體素酸 青霉屬菌 -d-葡萄糖16 丙二酸 磷酸苷露聚糖 豪斯特漢遜酵母 (hansenula hopstii) -d-苷露糖1312 磷酸 -1，3-葡聚糖 出芽短梗霉

58、 -d-葡萄糖1316 -1，2-葡聚糖 根癌土壤桿菌 -d-葡萄糖12 -1，6-苷露聚糖 魯氏酵母 -d-苷露聚糖 1612 痂囊腔菌多糖 痂囊腔菌屬 -d-葡萄糖1413 細(xì)胞外同型多糖的種類細(xì)胞外同型多糖的種類 5/12/202194 多糖名稱 產(chǎn)生多糖的微生物 構(gòu)成糖 糖以外成分 成分 比例 黃單胞菌多糖 野油菜黃單胞菌 葡萄糖 2 丙酮酸8% 苷露糖 2 乙?；?.7% 葡糖酸 1 凝膠多糖 假單孢菌屬pseudomons 葡萄糖 2 乙?；?% 鼠李糖 1 葡糖醛酸 1 s-130 產(chǎn)堿桿菌屬 葡萄糖 2 50%的單位含乙酰基 葡萄糖醛酸 1 鼠李糖 1.7 苷露糖 0.3 s-

59、194 產(chǎn)堿桿菌屬 葡萄糖 4 乙?；?% 葡糖醛糖 1 鼠李糖 1 海藻酸 棕色固氮菌 d-苷露糖醛酸 銅綠假單孢菌 l-古洛糖醛酸 腸桿菌多糖 腸桿菌屬 葡萄糖 1 乙?；葹?-1.0 苷露糖 0.7-1.0 葡糖醛酸 0.5-0.7 苷露糖醛酸 0.1-0.3 鼠李糖半乳聚糖 多粘芽孢桿菌變種 鼠李糖 2 半乳糖 1 琥珀酸葡聚糖 糞產(chǎn)堿桿菌 葡萄糖 10 琥珀酸約占10% 半乳糖 1 細(xì)胞外異型多糖的種類細(xì)胞外異型多糖的種類 5/12/202195 4. 按照微生物多糖的特性和功能按照微生物多糖的特性和功能將上述多糖劃分為三個方面，即增稠 多糖、形成凝膠的多糖和有特殊用途的多糖。 增

60、稠多糖有： 黃單胞菌多糖 (xanthan gum)，核盤菌多糖 (scleroglucan)， 小核菌多 糖 (sclerotan)，裂褶菌多糖 (schizophyllan)，ps10，ps21， ps53膠，s130，s194，s198多糖，ps一7。 形成凝膠的多糖有： 凝膠多糖 (gelian gum)，熱凝多糖 (curdlan)，海藻酸 (alginic acid)。 特殊用途的多糖有： 右旋糖苷 (dextran)，短梗霉多糖 (pullulan)，含6脫氧己糖的多糖類 (6-deoxy-hexose-containing polysaccharides)，細(xì)菌纖維素 (bac