20xx-20xx年食品发酵与酿造工艺学重点

20xx-20xx年食品发酵与酿造工艺学重点内容摘要：

啤酒的非生物稳定性。 蒸发水分：蒸发麦汁中多余的水分 ，达到要求的浓 度。 酒花成分的浸出：在麦汁的煮沸过程中添加酒花，将其所含的软树脂，单宁物 质和芳香成分等溶出，以赋予麦汁独特的苦味和香味，同时也提高了啤酒的生物和 非生物稳定性。 降低麦汁的 pH 值：还原物质的形成，蒸发出不良的挥发性物质。 五、啤酒发酵：冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始，整个发酵过程可以 冷却后的麦汁添加酵母以后， 冷却后的麦汁添加酵母以后 便是发酵的开始， 分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。 酵母接种后， 分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。 酵母接种后，开 始在麦汁充 氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源， 氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵糖为主要 的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖， 的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产 此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。 物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。 成品啤酒：色泽：啤酒主要有淡色啤酒，浓色啤酒和黑色啤酒， 成品啤酒：色泽：啤酒主要有淡色啤酒，浓色啤酒和黑色啤酒，只要是以原料的不 同和酿造工艺的不同来决定的，良好的 啤酒，色泽光洁醒目， 同和酿造工艺的不同来决定的，良好的啤酒，色泽光洁醒目，可以用此方法来辨别 啤酒的质量。 透明度： 良好的啤酒应该有着很好的透明度， 不应该带有浑浊的现象。 啤酒的质量。 透明度： 良好的啤酒应该有着很好的透明度， 不应该带有浑浊的现象。 泡沫： 泡沫是啤酒的主要特征之一， 良好的啤酒， 泡沫细腻洁白， 有一定的持久性。 泡沫： 泡沫是啤酒的主要特征之一， 良好的啤酒， 泡沫细腻洁白， 有一定的持久性。 二氧化碳含量： 质量百分比。 二氧化碳含量：一般啤酒的二氧化碳含量应该在 %质量百分比。 质量百分比 啤酒的风味：由于酒花的作用，使啤酒带有很明显的酒花香味和酒花苦味， 啤酒的风味：由于酒花的作用，使啤酒带有很明显的酒花香味和酒花苦味，但是这 种苦味，苦而不长。 种苦味，苦而不长。 谷氨酸生产原料及其处理（ 糖蜜的预处理：降低生物素含量。 （二 一、谷氨酸生产原料及其处理（一）糖蜜的预处理：降低生物素含量。 二）淀粉 （ 的糖化：酸解法、酶解法、酸酶法和酶酸法。 谷氨酸产生菌：我国使用的多是 的糖化：酸解法、酶解法、酸酶法和酶酸法。 二、谷氨酸产生菌 我国使用的多是 野生型菌株 通过诱变筛选的谷氨酸棒杆菌 筛选的谷氨酸棒杆菌。 野生型菌株通过诱变筛选的谷氨酸棒杆菌。 的方式（ 1）转氨基作用（ 2）还原氨基化作用 谷氨酸合成 的方式（ ）转氨基作用（ ） 谷氨酸合成过程中各途径的意义 （ 1）糖酵解途径： 葡萄糖降解为丙酮酸，丙酮酸进入三羧酸循环。 ）糖酵解途径： 途径： （ 2） HMP 途径： 生成的 NADH2 是还原氨基化反应必须的供氢体。 ）。 途径： （ 3） TCA 途径： 提供谷氨酸的前体物质 α酮戊二酸。 ） CO2 固定反应： 在苹果酸酶和丙酮酸羧化酶作用 下分别生成丙酮酸和草酰乙酸， （ 4） 固定反应： ） 前者氧化为草酰乙酸，使草酰乙酸得到补充。 （ 5）乙醛酸途径：通过异柠檬酸裂解酶作用补充琥珀酸，维持菌体生长需要。 ）乙醛酸途径： （ 6）还原氨基化作用： α酮戊二酸经还原氨基化作用生成谷氨酸。 ）还原氨基化作用： （ 1）有固定 CO2 的二羧酸合成酶存在。 ） α酮戊二 谷氨酸生产菌的生化特征（ ） 的二羧酸合成酶存在。 （ 2） 酮戊二 谷氨酸生产菌的生化特征 （ 酸脱氢酶活力很弱。 （ 3） 酸脱氢酶活力很弱。 ）异柠檬酸脱氢 酶活力较强，异柠檬酸脱氢酶的活力不能太 （ 异柠檬酸脱氢酶活力较强， （ 4）谷氨酸脱氢酶活力高。 （ 5） 的能力要弱， 强。 ）谷氨酸脱氢酶活力高。 ）经呼吸链氧化 NADPH2 的能力要弱，保证有 （ （ NADPH2 作为供氢体参加还原氨基化反应。 6） 作为供氢体参加还原氨基化反应。 ） 菌体进一步分解谷氨酸的能力低下。 （ 菌体进一步分解谷氨酸的能力低下。 谷氨酸发酵工艺 （ 1）碳源：糖类、脂肪、醇类、烃类（ 2）氮源：尿素或氨水，所需氮源较大 发酵培养基（ 发酵培养基 ）碳源：糖类、脂 肪、醇类、烃类（ ）氮源：尿素或氨水， （ 3）无机盐：提供磷、 铁等。 （ 4）生长因子： （ C:N=100:20~30） ）无机盐：提供磷、硫、镁、钾、钙、铁等。 ）生长因子：生物素 ） （ （ （ 1）温度控制：菌体生长（ 012h） 温度 3032 度；谷氨酸合成（ 12 后） 发酵条件控制（ ）温度控制：菌体生长（ ，温度 谷氨酸合成（ 发酵条件控制 ） ， ， （ 2） （ 3） DO 控制（ 4）种龄及接种量 温度 3437 度。 ）发酵前期 ，中后期。 （ ，。 控制（ 5）泡沫控制 呈鲜味的是鸟苷酸、肌苷酸、 核苷酸。 呈鲜味的是鸟苷酸、肌苷酸、黄苷酸等 5’核苷酸。 呈鲜强度： 5’ GMP5’IMP5’XMP 核苷酸 呈鲜强度： 肌苷酸产生菌的选育： 肌苷酸产生菌的选育：。 过诱变筛选腺嘌呤或黄 嘌呤缺陷型变异株。 Mn2+不敏感。 乳酸发酵：在无氧条件下乳酸细菌将己糖转化成乳酸的过程，称为乳酸发酵。 乳酸细菌：乳 乳酸发酵 杆菌属、乳球菌属、链球菌属、双歧杆菌属、明串珠菌属、片球菌属、芽孢乳杆菌属、肠 球 菌属 乳酸发酵类型： 途径 乳酸发酵类型 （ homolactic fermentation ）过程是：葡萄糖经 EMP 途径生成丙 同型乳酸发酵（ 过程是： 同型乳酸发酵 酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下，丙酮酸作为受氢体被还原为乳酸， 酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下，丙酮酸作为受氢体被还原为乳酸，从而再生 NAD + ，因只有 2 分子乳酸为唯一终产物，故称同型乳酸发酵。 乳酸的理论转化 分子乳酸为唯一终产物，故称同型乳酸发酵。 、嗜 率为 100％同型乳酸发酵的主要菌种： 德氏乳杆菌（ Lactobacillus delbruckii ） 嗜 ％同型乳酸发酵的主要菌种： 德氏乳杆菌（ 、 酸乳杆菌 L. acidophilus ） 干酪乳杆菌 ） 植物乳杆菌 ） （ 、 （ 、 （ （ heterolactic fermentation ） 以葡萄糖为底物发酵后除乳酸外还 ：以葡萄糖为底物发酵后除乳酸外还 异型乳酸发酵 ： 产生乙醇、 等多种代谢产物的，称为异型乳酸发酵。 产生乙醇、乙酸和 CO 2 等多种代谢产物的，称为异型乳酸发酵。 乳酸的理论转化 发酵的乳酸杆菌， 率为 50％。 一些行异型 乳酸 发酵的乳酸杆菌，因缺乏 EMP 途径中的若干重要 ％。 途径为基础， 酶 － 醛缩酶和异构酶 ， 其葡萄糖的降解完全以 HMP 途径为基础，进而行 异 型 乳 酸 发 酵。 异 型 乳 酸 发 酵 主 要 菌 种 ： 肠 膜 明 串 珠 菌 （ Leuconostoc mesenteroides ）、 乳脂乳杆菌（ Lactobacillus cremoris ）、 短乳杆菌 （ ）、 发酵乳杆菌 （ ） 两歧双歧杆菌 （ Bifidobacterium bifidum ） 等。 双歧途径（ bifidum pathway） 分子葡萄糖产生 2 分子乳酸 双歧途径乳酸发酵：双歧途径 ： 2 双歧途径乳酸发酵 双歧途径（ ） ： 分子乙酸，乳酸的理论转化率亦为 ％。 和 3 分子乙酸，乳酸的理论转化率亦为 50％。 ：乳酸菌先分解乳糖生成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖进入同型或 乳酸菌的乳糖发酵： 乳酸菌的乳 糖发酵 乳酸菌先分解乳糖生成葡萄糖和半乳糖， 异型发酵途径进行分解， 半乳糖异构化或转变为葡萄糖后进入各途径发酵， 异型发酵途径进行分解， 半乳糖异构化或转变为葡萄糖后进入各途径发酵， 或经 D6 磷酸塔格糖途径形成乳酸。 磷酸塔格糖途径形成乳酸。 工业发酵对产乳酸菌种的要求：同型发酵菌、营养要求低 产酸迅速，耐高温。 营养要求低、产酸迅速 工业发酵对产乳酸菌种的要求：同型发酵菌 营养要求低 产酸迅速，耐高温。 生产中常 用的菌种：德氏乳杆菌和保加利亚乳杆菌。 用的菌种：德氏乳杆菌和保加利亚乳杆菌。 传统乳酸 生产工艺： 传统乳酸生产工艺：发酵培养基的制备（ 1）碳源：葡萄糖、马铃薯淀粉、玉米淀粉、菊芋 等。 （ 2）氮源和生长因子：麦根。 （ 3）磷（ 4）碳酸钙 牛乳标准化， 酸乳的原料来自健康乳牛的鲜乳，不含抗生素类药物及有害微生物。 （酸乳的原料来自健康乳牛的鲜乳 牛乳标准化， 酸乳的原料来自健康乳牛的鲜乳，不含抗生素类药物及有害微生物。 要求含 （ 左右。 ） → 均质 → 加热处理（ ～ ℃ 脂量在 %非脂乳固形物含量 %左右。 非脂乳固形物含量 左右 ） 均质 加热处理（ 90～ 95℃ ， 15～30min） ～ ） → 接种和发酵（接种量为 2%%） → 冷却和后熟 接种和发酵（ 接种和发酵 ） 冷却和后熟 醋酸发酵的生化过程：醋酸发酵：是指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成醋酸的过程。 （ 1 ） 醋酸发酵的生化过程 ： 醋酸发酵 CH3CH2OH→CH3CHO （ 2） CH3CHO→CH3COOH （ 1）（ 2）分别在乙醇脱氢酶 乙醛脱氢酶 、 乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶 乙醇脱氢酶 乙醛脱氢酶的 作用下进行的。 参与食醋发酵过程的微生物主要有三类：霉菌、酵母菌和醋酸菌。 参与食醋发酵过程的微生物主要有三类： 参与食醋发酵过程 的微生物主要有三类 霉菌、酵母菌和醋酸菌。 食醋酿造的原料及处理酿造原料 食醋酿造的原料及处理酿造原料 1.主料：淀粉原料、含糖原料、含酒精原料。 ：细谷 糠、麸皮。 ：谷糠、花生壳、谷壳、玉米芯、高梁壳。 ：食盐、蔗糖、炒 米色等。 淋醋：三套循环法书上 P253 淋醋： 淋醋 三套循环法书上 食醋的质量指标 标：色、香、味、体。 ：总酸、氨基氮、还原糖、相对 密度。 标：有害重金属（砷、铅） 、无机酸、微生物（杂菌、大肠杆菌、致病菌）。 酱和酱油酿造原料 ： 蛋白质原料：豆粕 豆饼、大豆等（ 豆粕、 淀粉质原料：麸皮 麸皮、 一、酱和酱油酿造原料 （一）蛋白质原料 豆粕、豆饼、大豆等（二）淀粉质原料 麸皮、 小麦等（ 食盐（ 小麦等（三）食盐（四）水 二、酱油酿造和制酱的微生物 种类：米曲霉、酱油曲霉、黑曲霉等，作用 作用： 分泌蛋白酶、淀粉酶、 （一）曲霉 种类：米曲霉、酱油曲霉、黑曲霉等 作用：能 分泌蛋白酶、淀粉酶、果胶 酶纤维素酶和酯酶，分解蛋白质和淀粉，产生氨基酸等鲜味物质。 酶纤维素酶和酯酶，分解蛋白质和淀粉，产生氨基酸等鲜味物质。 种类： 主要 是鲁氏酵母、酱油结合酵母。 作用 作用： （二）酵母 种类：涉及 7 属 23 种，主要是鲁氏酵母、酱油结合酵母 作用：发酵葡萄糖 生产乙醇和甘油等，再进一步生成酯、糖醇等风味物质。 生产乙醇和甘油等，再进一步生成酯、糖醇等风味物质。 乳酸菌：种类 嗜盐片球菌、酱油片球菌、酱油四联球菌和植物乳干菌，作用 种类： 作用： （三）乳酸菌 种类：嗜盐片球菌、酱油片球菌、酱油四联球菌和植物乳干菌 作用：发 酵糖产生乳酸、和乙醇作用生成香味物质乳酸乙酯。 酵糖产生乳酸、和乙醇作用生成香味物质乳酸乙酯。 酱与酱油酿造的生 物化学（ 蛋白质分解作用（ 淀粉糖化作用（ 酸类发酵（ 酱与酱油酿造的生物化学（一）蛋白质分解作用（二）淀粉糖化作用（三）酸类发酵（四） 酒精发酵（ 酱油色素的形成： 促褐变反应 （六） 酒精发酵（五）酱油色素的形成 酱油的风味香气成分：酯、醇、羰基化合物、缩醛类及酚类。 香味成分：烃类、醇类、酯类、 香气成分： 香气成分 醛类、缩醛醇类、酮类、酸类等。 鲜味成分：主要是谷氨酸等氨基酸。 酱油的体态：即酱油 的浓稠度，由多种可溶性物质所构成。 无机物以盐为主要成分，有机物以蛋白 质、氨基酸、 糊精、糖分及有机酸为主要成分。 （七）酱醪中微生物群落演替：酱醪中微生物群落演替顺 序为： 曲霉菌 → 耐盐乳酸菌 →耐盐酵母 酱油 “ 产生特有的酸臭气味： 影响酱油质量的微生物 “生白 ”原因：污染了产膜性酵母。 酱油 生白 ”原因：污染了产膜性酵母。 产生特有的酸臭气味 原因：污染了霉菌。 细菌污染会造成细菌或者大肠杆菌超标。 细菌污染会造成细菌或者大肠杆菌超标 原因：污染了霉菌。 或者大肠杆菌超标。 第十章 微生物性功能食品与食品添加剂 功能性食品 ：除具有普通食品的营养功能和感观功能外， 功能性食品：除具有普通食品的营养功能和感观功能外，还具有特定调节人。