发酵工程原理及其在食品工业中的应用

发酵工程原理及其在食品工业中的应用

第一节概述

一、发酵工程的定义

物发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来生制备微生物菌体本身，或其初级代谢产物、次级代谢产物做om心.c的过程。专oo-i发酵工程：也称微生物工程。利用微生物生长速度快、b秀.b物w生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条件下，生w通过现代化工程技术手段，最大限度地发挥微生物的某种w

特定功能，以生产出人类所需的产品。

（一）发酵工程主要研究对象

1.大规模微生物细胞培养过程；物2.大规模培养基灭菌和空气灭菌过程；生做om3.微生物细胞生长和产物形成动力学；心c4.发酵过程的优化；专oo.-bi秀5.生物反应器的放大和设计；b.物w6.发酵过程的参数监控生ww和计算机应用；

7.发酵产品的分离和纯化等工程技术问题。

（二）发酵工程产品类型

1.以菌体为产品。(酵母菌、单细胞蛋白)物、淀粉酶）2.以微生物的酶为产品。（碱性蛋白酶生做om3.以微生物的代谢产物为产品。（氨基酸、脂类）心.c专o4.利用发酵作用，对某种化合物的化学结构进行改o-bi秀（醋造，即产品的转化过程。的酿造）b.物w生ww

二、发酵工程的发展简史

（一）天然发酵阶段

主要产品有黄酒、白酒、啤酒、酒精和醋等。多数物产品为厌氧发酵、非纯种培养、凭经验传授技术和产品生做om质量不稳定是这个阶段的特点。心.c专o（二）纯培养技术的建立o-bi秀.b纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时物w生ww期。

（三）通气搅拌发酵技术的建立

通气搅拌发酵技术的建立是发酵工业上的第二个转

折点。

（四）代谢控制发酵技术

由氨基酸发酵而开始的代谢控制发酵，使发酵工业

进入一个新的阶段。随后，核苷酸、酶制剂以及有机酸物等方面也利用代谢调控技术进入发酵生产。生（五）开拓发酵原料时期做om心c.石油化工副产物石蜡、醋酸、甲醇以及甲烷等碳氢专oo-ib化合物被用来作为发酵原料b。秀.物w（六）基因工程阶段生ww使发酵工业能够生产出自然界微生物所不能合成的产物，如胰岛素、干扰素、白介素和多细胞生长因子等，大大地拓宽了发酵工业的范围，使发酵工业发生了革命性变化。

三、发酵工艺及方法

（一）固体发酵法

利用固体基质，如麸皮、米糠、秸秆等为主要原料，再根据需要添加其他谷糠、豆饼、无机盐等，加水拌成含水量适度的半固态物料作为培养基，供微生物的生长繁殖和产生代谢产物。目前利用固体发酵法生产的产品有酒曲、白酒、酱油、食醋、腐乳、酶制剂、食用菌等。

（二）液体发酵法

利用液态培养基，进行微生物的生长繁殖和形成人们所需要的代谢产物。根据通气（供氧）或不通气及通气方法的不同，又分为液体表面发酵法、液体深层通气发酵法、液体厌氧发酵法三种。

固体发酵与液体（深层）发酵相比，具有以下优点

1.固体发酵单位体积的酶产量往往高于液体发酵几倍，甚至几十倍，特别适合真菌酶类和一些次级代谢产物及大型真菌的生产。物2.操作简单，适应性强，原料来生源广，价格低廉，可以做mo利用多种其他发酵工艺无法利用的工下脚料或废料进心粮食加c.专o行生产。-bio秀b3.固体发酵仅需空气自然物w.对流或小量通风即可，能耗低。生ww4.固体发酵的产物提取一般步骤少，降低生产成本。有些产物，如饲料或饲料添加剂，不需要分离步骤，全部发酵物质可以作为产品。

5.发酵工艺全过程无废水或很少，可以减少环境污染。

1.液体表面发酵法

又称液体浅盘发酵法或静置培养法，是将已灭菌的

液体培养基，接入微生物菌种后，装入可密闭的发酵箱物内盘架上的浅盘中，薄薄一层，液生层厚约1～2cm，然后做m向盘架间通入无菌空气，通过浅盘内培养基的表面供给o心.c专o氧气，并维持一定的温度进行发酵o-bi。秀b优点：无须搅拌，动力消耗省。.物w生缺点：控制杂w菌w污染较难，所需场地较大，劳动强度大，生产效率低。

2.液体深层通气发酵法

将微生物接入装有无菌液体培养基的封闭发酵罐中进

行培养或发酵的技术。物优点：①容易按照生产菌种对代谢生营养物以及不同生做pHm理时期的通风、搅拌、温度和培养基值等的要求，选择o心c.最佳培养条件。专o-bio秀也②产品纯度高，质量较稳定，还具有机械化程度高、b.物w劳动强度小、设备利用率生w高等优点。

缺点：易染菌、无菌操作要求高、设备投资大。w

3.液体厌氧发酵法

能作大规模液体培养的厌氧菌仅丙酮丁醇梭菌，用

于丙酮的发酵生产。酒精、啤酒、葡萄酒、酸乳的发酵物属于兼性厌氧发酵，菌种培养时需要适量通气，发酵时生则不通气。做om心c.优点：可省略通气和搅拌设备，简化工艺过程，还专oo-ib能大大节约能源的消耗，提b高生产效率。秀物w.生ww

四、我国发酵工业与先进国家相比，存在的

主要差距

物1.传统发酵产品及产量发展过大过快生做酒类、谷氨酸、柠檬酸、普通酶制剂和抗生素等。mo心.c专o2.发酵产品工业产值在国民生产总值中的比例较低o-ib（1%）以下秀.b物w3.发酵产品档次低，品种少，不配套。生ww

4.技术创新力 …… 此处隐藏：601字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……