1、发酵工程及其在食品工业中的应用(与“发酵”有关PPT文档)1、发酵发酵-n 于拉丁文的“fervere”，指酵母作用于果汁或麦芽汁而表现出来的沸腾现象，是糖厌氧发酵产生二氧化碳的结果。n 1857年法国微生物家巴斯德巴斯德提出了著名的发酵理论：“。”n 上的发酵：任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程都是发酵。fermentation engineeringn 发酵工程是一门，包括微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程n 微生物、动物细胞、植物细胞u典型的发酵生产过程包括：典型的发酵生产过程包括：确定菌种繁殖和发酵生产所用的培养基；确定菌种繁殖和发酵生产所用的培养
2、基；对培养基、发酵罐及其附属设备进行灭菌；对培养基、发酵罐及其附属设备进行灭菌；菌种经逐级扩大培养后，作为生产种子接种菌种经逐级扩大培养后，作为生产种子接种于发酵罐中于发酵罐中 菌种的选育菌种的选育产物萃取和精制产物萃取和精制 发酵过程中废弃物的处理与回收发酵过程中废弃物的处理与回收控制发酵罐中微生物的生长条件，最大程控制发酵罐中微生物的生长条件，最大程度地获得人们渴望的代谢产物度地获得人们渴望的代谢产物 发酵现象发酵现象酿造食品工业酿造食品工业抗菌素发酵工业抗菌素发酵工业氨基酸、核酸发酵氨基酸、核酸发酵()菌菌动物细胞大规模培养动物细胞大规模培养植物细胞大规模培养植物细胞大规模培养藻类细胞大
3、规模培养藻类细胞大规模培养转基因动物转基因动物n：非食品工业（丙酮丁醇、甘油）n：青霉素抗菌素发酵工业n：切断支路代谢酶的活力调控，酶的合成调控(反馈控制和反馈阻遏)，解除菌体自身的反馈调节，突变株的应用，前体、终产物、副产物等n：基因、动物、海洋 1900年以前，发酵产品只限于含酒精饮料和醋；古埃及已经能酿造啤酒，17世纪能在容量为1500桶（一桶相当于110升）的木质大桶中进行第一次真正的大规模酿造 n 人们的对发酵技术的认识起始于，主要来自于，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳酸和各种发酵食品。n 英国采用梭状芽孢杆菌生产，德国采用亚硫酸盐法生产甘油(第一次世界大战)n 好氧发酵技术：速酿
4、法从乙醇生产醋酸，通气法大量繁殖酵母，用米曲霉的麸曲代替麦芽糖作糖化剂生产酒靖，用微小毛霉生产干酪。n 等人发明了代替了传统的静置培养法。生长均匀，增殖时间短。由 Fleming发现青霉素 1941年 和英国合作对青霉素进行生产研究表面培养：1升扁瓶或锥形瓶，内装200mL麦麸培养基 40u/ml 1943年沉浸培养：5m3 200u/ml 当今：100-200m3 5-7万u/ml，链霉素、金霉素、新霉索、红霉素 主要的技术进展：通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。：l 抗生素工业的发展；l 建
5、立了一套完整的好氧发酵技术，大型搅拌发酵罐培养方法；l 推动了整个发酵工业的深入发展；l 为现代发酵工程奠定了基础 发酵工业 谷氨酸、赖氨酸发酵工业 肌苷酸、乌苷酸微生物株通过代谢调节 代谢控制发酵技术转折点:酶的活力调控，酶的合成调控(反馈控制和反馈阻遏)解除菌体自身的反馈调节，特殊调节控制的利用，突变株的应用，前体、终产物、副产物等等生物技术发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物：增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝数，可以大幅度地提高目标产物的产量 将动、植物或某些微生物特有产物的控制基因植入细胞中，快速经济地大量生产这些产物 将具有不同性能的多种质粒植入，使新菌株
6、在清除污染或以非粮食物质为原料进行发酵生产或环境保护 这个阶段以基因工程产品的生产为标志。目前，世界上已经批准上市的基因工程药物就有几十种，如：胰岛素、人生长激素等等。纤维素酶,-干扰素乙型肝炎疫苗集落刺激因子(CSF)促红细胞生成素(EPO)抗血友病因子组织溶纤原激活剂(t-PA)阶段阶段主要产品主要产品控制要求控制要求菌种来源菌种来源自然发酵阶段自然发酵阶段（1900以前）以前）制曲酿酒、制醋、酿制酱油、制曲酿酒、制醋、酿制酱油、泡菜、沤肥等泡菜、沤肥等温度计、比重计温度计、比重计、热交换器、热交换器纯培养物纯培养物重培养发酵阶段重培养发酵阶段（1900-1940）面包酵母、甘油、柠檬酸、
7、丙面包酵母、甘油、柠檬酸、丙酮酮-丁醇等丁醇等pH离线控制、离线控制、温度温度纯培养技术纯培养技术深层通气发酵阶段深层通气发酵阶段（1940-1957）抗生素、有机酸、酶制剂、维抗生素、有机酸、酶制剂、维生素、激素等生素、激素等温度、温度、pH突变、筛选突变、筛选代谢调控发酵阶段代谢调控发酵阶段（1957-1960）氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸温度、温度、pH、诱变诱变全面发展阶段全面发展阶段（1960-1979）单细胞蛋白单细胞蛋白计算机控制计算机控制菌株遗传工程菌株遗传工程技术技术基因工程阶段基因工程阶段（1979-today）为生物自身不能产生的物质，为生物自身不能产生的物质，如干扰素、
8、胰岛素如干扰素、胰岛素计算机控制计算机控制基因重组技术基因重组技术p 目前，全球发酵产品的年销售额在400亿美元左右，并以每年约。p 我国发酵行业生产企业有5000多家，主要发酵产品的年产值达1300亿元。p 随着人类社会经济发展，当前的、已不能支撑现有的发展模式。p 煤、石油等能源的耗竭以及环境保护的急需。p 发酵工程给人类社会的生产力发展带来了巨大潜力，涉及到解决人类所面临的、等重大问题p 只有工业微生物才能将来源于太阳能的可再生资源碳水化合物转变为现代社会所需要的化工原料和能源。这种能源结构和资源结构的转变直接关系到我国经济的可持续发展，社会的稳定、和国家安全。p 未来科学家说：21世纪
9、是生物技术世纪；预言：21世纪世界即将在生物技术上取得重大突破，新世纪之初，科学方面的主要将在生物学、遗传学和医学、新型生物材料、能源、环境保护上有所突破；则认为：21世纪20年代，生物经济将由目前的形成阶段进入成长阶段，即工业生产与商业开发阶段。转录组学转录组学 蛋白质组学蛋白质组学 代谢组学代谢组学 通量组学通量组学 计量生物学计量生物学(Micro-organism)通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚(有些肉眼可见，如蘑菇、灵芝)：细菌、蓝细菌、放线菌；支原体、衣原体、立克次氏体：真菌、原生动物、显微藻类：病毒、亚病毒(类病毒，拟病毒，朊病毒)：形体小(0.1mm)；构造简单：单细
10、胞、简单多细胞、非细胞；体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。大肠杆菌大肠杆菌 0157:H7 放线菌放线菌酵母菌酵母菌霉菌分生孢子霉菌分生孢子弧形霍乱菌弧形霍乱菌肉毒梭菌肉毒梭菌淋病球菌淋病球菌肺炎支原体肺炎支原体HIV病毒病毒微生物名称微生物名称代时代时每日分裂次数每日分裂次数温度温度每日增殖率每日增殖率乳酸菌38分38252.71011大肠杆菌18分80371.21024 根瘤菌110分13258.2103枯草杆菌31分46307.01013 光合细菌144分10301.0103酿酒酵母120分12304.1103小球藻7小时3.42510.6念
11、珠藻23小时1.04252.1硅藻17小时1.4202.64草履虫10.4小时2.3264.92一般为 个体多为单细胞或的多细胞，甚至非细胞结构，细胞，细胞数量多，因而尽管其自发突变率很低，也会造成在短时间内产生较多的变异后代生产青霉素的产黄青霉菌，开始筛选获得时，每毫升发酵液仅含约20单位单位的青霉素，但经过多次诱变选育后，每毫升已超过5万单位万单位了。40年代初至今，成人患者的青霉素注射剂量注射剂量,已由每天每天10万单位万单位提高到100万单位甚至上千万单位甚至上千万单位万单位。维C、抗生素、酶及酶抑制剂、有机酸 从石油产品制造产品(水杨酸等)消除环境污染(处理石油废水，含酚、氰和化学农
12、药的污水等)基因工程宿主菌，工业上生产谷氨酸脱羧酶、天冬酰胺酶和制备天冬氨酸、苏氨酸及缬氨酸等活性双歧杆菌的乳制品或微生态制剂 淀粉酶、蛋白酶、5-核苷酸酶、某些氨基酸及核苷，常见有：链霉素、土霉素、博莱霉素、丝裂霉素、制霉菌素、卡那霉素、井冈霉素常用酵母菌有：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等主要用于酿酒、制造面包、制造低凝固点石油、生产脂肪酶、酵母菌体蛋白、基因工程宿主菌等。工业上常用霉菌有：根霉、毛霉、犁头霉，红曲霉，曲霉、青霉等，主要用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素等。乳酸菌乳酸菌酵母和醋酸菌酵母和醋酸菌泡菜发酵中的有益菌泡菜发酵中的有益菌豆豉和纳豆的发酵菌种豆豉和纳豆的发酵菌种
13、豆豉：米曲霉（同豆酱）豆豉：米曲霉（同豆酱）纳豆：米曲霉、细菌（纳豆芽孢纳豆：米曲霉、细菌（纳豆芽孢杆菌）杆菌）腐乳的发酵菌种腐乳的发酵菌种主要是毛霉主要是毛霉另有根霉、米曲霉、红曲菌、酵另有根霉、米曲霉、红曲菌、酵母等母等酿造酱油的发酵菌种酿造酱油的发酵菌种米曲霉米曲霉和和酱油曲霉酱油曲霉决定酱油的发酵速度、成品决定酱油的发酵速度、成品颜色及味道颜色及味道 米曲霉（蛋白酶、谷氨酰胺酶、淀粉酶、果胶酶米曲霉（蛋白酶、谷氨酰胺酶、淀粉酶、果胶酶、半纤维素酶等）、半纤维素酶等）酵母菌和乳酸菌酵母菌和乳酸菌有助酱油产有助酱油产香香（乳酸乙酯）（乳酸乙酯）酿造食醋的发酵菌种酿造食醋的发酵菌种黑曲霉（糖
14、化）黑曲霉（糖化）酵母（产酒精）酵母（产酒精）醋酸菌醋酸菌：过滤介质不干燥；灭菌和发酵时操作不当使罐压高于过滤器中空气压力，将冷凝水或发酵液倒灌至过滤器内；突然停电，空压机停转，也会发生倒灌。：蒸汽压力或灭菌时间不够；配料未混合均匀，存在结块现象：设备方面特别是老设备常会遇到各种问题，如夹层或盘管、轴封和管道的渗漏；空气除菌效果差；管道安装不合理，存在死角等：多个罐的排气管、下水管汇集在一条总管路上，相互干扰 芽孢杆菌、短杆菌、长杆菌、球菌、噬菌体、酵母菌等：镜检或无菌试验方法。局限性：初期很难镜检发现，发现后染菌已很严重；无菌试验要十来个小时，发现后再处理为时已晚。：溶氧变化规律可作为染菌预
15、报的根据。污染好气性杂菌，溶氧会一反往常在较短时间内下降到接近零，且长时间不回升 杂菌本身非十分好气：溶氧反而升高：发酵液变稀，溶氧迅速回升发酵罐染菌，而且染的是同一种菌，一般是由空气过滤器失效造成的。对空气系统必须定期检查。发酵罐(或罐组)染菌，发酵前期可能是种子带菌，中后期可能是中间补料系统或油管路发生问题发酵罐连续染菌和偶然染菌，大多由设备问题造成(如阀门渗漏、罐体腐蚀、冷却管穿孔等)。个别发酵罐的偶然染菌原因比较复杂。l 发酵染菌：种子带菌，培养液灭菌或设备灭菌不彻底l 染菌：中间补料、设备渗漏以及操作不合理l 染耐热芽孢杆菌：多因设备存在死角或培养基灭菌不彻底l 染球菌、酵母：从蒸汽
16、的冷凝水或空气中带来l 污染霉菌：大多是灭菌不彻底或无菌操作不严格所致。：用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子：用物理或化学方法杀死物料、容器、器皿内外的病源微生物。100 843 99.99 110 75 89 120 7.6 27 130 0.851 10 140 0.107 3 150 0.015 1火焰灼烧法烘箱热空气灭菌法干热灭菌法巴氏消毒法煮沸消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌法湿热灭菌（消毒）法高温灭菌（消毒）法常用的几类食品添加剂一、发酵法生产酒类饮料一、发酵法生产酒类饮料发酵工程在食品工业中的应用实例发酵工程在食品工业中的应用实例酒分白酒、黄酒、
17、啤酒、葡萄酒。酒分白酒、黄酒、啤酒、葡萄酒。按颜色，分为有色酒和无色酒。按颜色，分为有色酒和无色酒。按本质分，有压榨酒和蒸馏酒。按本质分，有压榨酒和蒸馏酒。压榨酒包括黄酒，啤酒，葡萄酒。压榨酒酒精压榨酒包括黄酒，啤酒，葡萄酒。压榨酒酒精含量比较低。含量比较低。蒸馏酒主要指白酒。蒸馏酒的酒精含量高，蒸馏酒主要指白酒。蒸馏酒的酒精含量高，浓度越高质量越高，高档的白酒酒精含量一般浓度越高质量越高，高档的白酒酒精含量一般大于大于50。浸米浸米蒸饭蒸饭淋饭淋饭摊冷摊冷加酒药（菌种）加酒药（菌种）发酵（缸中发酵（缸中5-7d）装坛装坛低温发酵低温发酵压榨压榨煮酒（灭菌）煮酒（灭菌）装坛泥封装坛泥封堆堆置陈
18、化（后熟）置陈化（后熟）出厂出厂 1、黄酒、黄酒我国的民族特产和传统食品，也是世界上最古老的饮料我国的民族特产和传统食品，也是世界上最古老的饮料酒之一。酒之一。以谷物为主要原料，利用酒药、麦曲或米曲所含的多种以谷物为主要原料，利用酒药、麦曲或米曲所含的多种微生物的共同作用酿制而成的发酵原酒。微生物的共同作用酿制而成的发酵原酒。长江以南地区，主要分布在浙江、江苏、福建，以稻米为长江以南地区，主要分布在浙江、江苏、福建，以稻米为原料。原料。长江以北地区，主要以小米为原料。长江以北地区，主要以小米为原料。制作过程制作过程按生产方法按生产方法 按成品酒的含糖按成品酒的含糖量量黄酒的黄酒的分类分类传统工
19、艺黄酒传统工艺黄酒新工艺黄酒新工艺黄酒干型黄酒干型黄酒 糖含量糖含量20.00以纯种发酵取代自然发酵，以大型发以纯种发酵取代自然发酵，以大型发酵生产代替小型手工操作，生产过程酵生产代替小型手工操作，生产过程简化，原料利用率高，去除了笨重的简化，原料利用率高，去除了笨重的体力劳动体力劳动以酒药、麦曲或米曲、红曲及淋饭酒以酒药、麦曲或米曲、红曲及淋饭酒母为糖化发酵剂，进行自然的、多菌母为糖化发酵剂，进行自然的、多菌种的混合发酵生产而成，发酵周期长种的混合发酵生产而成，发酵周期长淋饭酒淋饭酒摊饭酒摊饭酒喂饭酒喂饭酒A.绍兴黄酒绍兴黄酒压榨后加上酱色（糖炒焦和小苏打混合，加入），酒精压榨后加上酱色（糖
20、炒焦和小苏打混合，加入），酒精浓度为浓度为10%-20%。特点特点 （1）原料好：）原料好：淀粉多，胚乳多。（淀粉多，胚乳多。（2）水好：鉴湖）水好：鉴湖水，秋天水呈青黛色。水，秋天水呈青黛色。蒸饭分批加入，保持高浓度的培养基，高浓度发酵。蒸饭分批加入，保持高浓度的培养基，高浓度发酵。:进一步提高酒精度，用状元酒代替水冲缸，装坛。进一步提高酒精度，用状元酒代替水冲缸，装坛。:黄酒蒸馏，酒浓度高。黄酒蒸馏，酒浓度高。:雕花的缸装的状元红。雕花的缸装的状元红。江阴黑酒（木酒），米煮熟后炒焦，用木头装坛；闽南，沉缸酒；厦门，红曲黄酒（加入红曲霉）。B.其他几种有特色的酒其他几种有特色的酒属于甜型水酒
21、。属于甜型水酒。酒药为黄曲霉，根霉。酒药为黄曲霉，根霉。酒母：糯米加麦曲，加酒药，浸泡晾干。酒母：糯米加麦曲，加酒药，浸泡晾干。精米率：精米率：70-75，而一般黄酒，而一般黄酒88-92。后处理：经压滤、澄清后，还需进行过滤、调配，后处理：经压滤、澄清后，还需进行过滤、调配，60-65灭灭菌后储存一年，出库时再次进行调配、过滤，并用活性炭脱菌后储存一年，出库时再次进行调配、过滤，并用活性炭脱色，最后加热至色，最后加热至65 ，趁热装瓶、出厂。而一般黄酒对澄清，趁热装瓶、出厂。而一般黄酒对澄清、过滤、调配等操作不大重视。、过滤、调配等操作不大重视。C.日本清酒日本清酒2、葡萄酒、葡萄酒我国汉代
22、（公元前我国汉代（公元前138138年），张骞出使西域带回年），张骞出使西域带回葡萄，并引进酿酒艺人，开始有了葡萄酒葡萄，并引进酿酒艺人，开始有了葡萄酒葡萄酒分类葡萄酒分类按酒的颜色按酒的颜色按含糖量按含糖量按酿造方法按酿造方法按是否含有按是否含有CO2红葡萄酒红葡萄酒白葡萄酒白葡萄酒桃红葡萄酒桃红葡萄酒干葡萄酒干葡萄酒半干葡萄酒半干葡萄酒半甜葡萄酒半甜葡萄酒甜葡萄酒甜葡萄酒天然葡萄酒天然葡萄酒加强葡萄酒加强葡萄酒加香葡萄酒加香葡萄酒平静葡萄酒平静葡萄酒起泡葡萄酒起泡葡萄酒葡萄汽酒葡萄汽酒用果皮带色的葡萄制成，酒色呈深红、鲜用果皮带色的葡萄制成，酒色呈深红、鲜红、紫红或宝石红。红、紫红或宝石红
23、。用白葡萄或红皮白肉葡萄的果汁制成，酒色呈浅黄、禾用白葡萄或红皮白肉葡萄的果汁制成，酒色呈浅黄、禾秆黄、金黄色或近似无色。秆黄、金黄色或近似无色。用带色红葡萄短时间浸提或分离发酵制成的，酒用带色红葡萄短时间浸提或分离发酵制成的，酒色呈桃红或浅玫瑰色。色呈桃红或浅玫瑰色。含糖量含糖量50.1g/L葡萄原料在发酵过程中不添加糖或酒精，即完葡萄原料在发酵过程中不添加糖或酒精，即完全用葡萄汁发酵酿成的葡萄酒。全用葡萄汁发酵酿成的葡萄酒。人工添加白兰地或脱臭酒精，以提高酒精含量；人工添加白兰地或脱臭酒精，以提高酒精含量；或添加糖份提高含糖量或添加糖份提高含糖量。葡萄原酒浸泡芳香植物或药材制成的。葡萄原酒
24、浸泡芳香植物或药材制成的。不含不含CO2的葡萄酒的葡萄酒CO2由葡萄酒加糖发酵产生或人工压入，酒中由葡萄酒加糖发酵产生或人工压入，酒中CO2含量在含量在20 时保持压力时保持压力0.35MPa。CO2由葡萄酒加糖发酵产生或人工压入，酒中由葡萄酒加糖发酵产生或人工压入，酒中CO2在在20 时在时在0.051-0.25MPa。葡萄采下分选，厚皮的较好；去梗；表面消毒（KMnO4浸，无菌水淋洗，灭表面原菌）；发酵（温度20，2-3周，密闭或半密闭，皮厚的时间长些，皮薄的时间短些）；压榨：液体进行后发酵（20-25，一周），澄清，取上部液体，其中低挡的装瓶，较高档次的换桶（最好是橡木桶，橡木能产生抑菌
25、物质，同时具有一种天然植物香）陈化三年（5）；渣进行蒸馏，调香，制成白兰地（酒精多）。主要工艺主要工艺葡萄酒的再加工葡萄酒的再加工起泡葡萄酒：是一种含起泡葡萄酒：是一种含CO2的葡萄酒，以葡萄酒为基础，通过的葡萄酒，以葡萄酒为基础，通过加糖发酵产生或人工压入加糖发酵产生或人工压入CO2。香槟酒是起泡酒的一种香槟酒是起泡酒的一种起源于法国，因产于法国香槟起源于法国，因产于法国香槟地区而得名。目前世界各国都地区而得名。目前世界各国都产起泡酒，并都将含一定产起泡酒，并都将含一定CO2的优质白葡萄酒称为香槟酒的优质白葡萄酒称为香槟酒。（2）干酪（Cheese）。麸皮、面粉加水混合蒸料冷却接种装匾曲室培
26、养种曲。其中的生物素是生长因子。第94页，共183页。当温度超过120，在酸性条件下则其色调略有变化；大肠杆菌 0157:H7再在压炼台上将奶油粒压制成奶油层。切断支路代谢转折点:霉菌、细菌：将淀粉、纤维素转化为单糖适应强，易变异；当温度超过120，在酸性条件下则其色调略有变化；第132页，共183页。搅拌型酸奶（纯酸奶）与凝固型酸奶生产工艺基本相似，所不同的是：前者为先发酵，再搅拌，后分装；主要有两条代谢烷烃的途径，即末端氧化和亚末端氧化途径。目前纤维素的分解主要靠生物分解。葡萄酒的再加工葡萄酒的再加工白兰地：是一种以水果为原料酿制而成的蒸馏酒，通常所说白兰地：是一种以水果为原料酿制而成的蒸
27、馏酒，通常所说的白兰地是指以葡萄为原料生产的。原白兰地经橡木桶长期的白兰地是指以葡萄为原料生产的。原白兰地经橡木桶长期陈酿，调配匀兑，才能称为成品的白兰地。陈酿，调配匀兑，才能称为成品的白兰地。白兰地商标上的英文缩写：白兰地商标上的英文缩写：V.O （Very Old）（Very Old Pale）（Very Superior Old Pale）X.O （Extra Old）很老很老极老极老最老最老超老超老酒龄（即贮陈期）规定不低于酒龄（即贮陈期）规定不低于5年年酒龄（即贮陈期）规定不低于酒龄（即贮陈期）规定不低于10年年3、啤酒、啤酒啤酒是用大麦酿制的饮料酒，是酒类中酒精含量最低啤酒是用大麦
28、酿制的饮料酒，是酒类中酒精含量最低的，而且营养丰富。的，而且营养丰富。啤酒啤酒 悠久，起源于大约悠久，起源于大约9千年前的中东和古埃及地区，后跨越地中海，传入千年前的中东和古埃及地区，后跨越地中海，传入欧洲，欧洲，19世纪末，随着欧洲强国向东方侵略，传入亚洲。世纪末，随着欧洲强国向东方侵略，传入亚洲。中国啤酒是从欧洲传入的，据考证，在中国啤酒是从欧洲传入的，据考证，在1900年俄罗斯技师在哈尔滨建立了第年俄罗斯技师在哈尔滨建立了第一家啤酒作坊（乌卢布列夫斯基啤酒厂），一家啤酒作坊（乌卢布列夫斯基啤酒厂），此后五年时间里，俄国、德国此后五年时间里，俄国、德国、捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂、
29、捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂。第一家现代化啤酒厂是。第一家现代化啤酒厂是1903年在青年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂（青岛啤酒厂前身）。岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂（青岛啤酒厂前身）。大麦浸泡、发芽，烘干，去根，粉碎大麦浸泡、发芽，烘干，去根，粉碎加入粉碎的米中加入粉碎的米中糖化作糖化作用用加蛇麻（酒花，忽布花的雌花）加蛇麻（酒花，忽布花的雌花）加酵母加酵母低温发酵（低温发酵（12-15，3-5天；天；20-28，30-48h）过滤过滤其中装瓶灭菌的为其中装瓶灭菌的为熟啤，熟啤，不灭菌的为生啤不灭菌的为生啤.按颜色分为黄啤和黑啤，黄啤为淡啤，黑啤为浓啤。按颜色分为黄啤和黑啤，黄啤
30、为淡啤，黑啤为浓啤。原料是大麦。原料是大麦。按性质分为两类：按性质分为两类：生啤（散装）、扎啤、鲜啤、生啤（散装）、扎啤、鲜啤、熟啤（瓶装）熟啤（瓶装）干啤干啤 糖含量糖含量4%大麦大麦主要原料，需制成麦芽后发酵。二棱大麦籽粒大而整齐，发芽均一，淀粉主要原料，需制成麦芽后发酵。二棱大麦籽粒大而整齐，发芽均一，淀粉含量高，蛋白质含量较少，啤酒不易浑浊，过滤容易，为弥补淀粉不足，常用大米补含量高，蛋白质含量较少，啤酒不易浑浊，过滤容易，为弥补淀粉不足，常用大米补充。充。蛇麻花蛇麻花桑科葎草属，多年生缠绕茎植物。采用的是未受精的成熟雌花桑科葎草属，多年生缠绕茎植物。采用的是未受精的成熟雌花。是啤酒香
31、味、苦味的来源；加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝；提高啤。是啤酒香味、苦味的来源；加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝；提高啤酒起泡性和持泡性；可抑菌，增加麦汁和啤酒的生物稳定性。也可治牙酒起泡性和持泡性；可抑菌，增加麦汁和啤酒的生物稳定性。也可治牙疼，产于中国新疆、欧洲捷克。也称酒花、忽布花等。疼，产于中国新疆、欧洲捷克。也称酒花、忽布花等。酶酶-淀粉酶，淀粉酶，-葡聚糖酶，葡聚糖酶，-淀粉酶，蛋白分解酶、半纤维素酶、支链淀粉酶，蛋白分解酶、半纤维素酶、支链淀粉酶。淀粉酶。麦芽麦芽水浸泡高于大麦水浸泡高于大麦10cm，10，63h；15，40h；30，38h。发芽，发芽，50烘烘12h，80烘烘3-5h
32、，水分控制在，水分控制在23%。胚根长度不超过麦粒的二分之。胚根长度不超过麦粒的二分之一，有一，有57%-70%麦子出芽，即停止。麦子出芽，即停止。（黑啤：（黑啤：100烘，连麦芽表面焦化，外黑内白，麦芽要除根。）烘，连麦芽表面焦化，外黑内白，麦芽要除根。）原料原料大麦适于酿造啤酒的原因：大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类；大麦大麦适于酿造啤酒的原因：大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类；大麦种植遍及全球；大麦的化学成分适合酿造啤酒；大麦非人类食用主粮。种植遍及全球；大麦的化学成分适合酿造啤酒；大麦非人类食用主粮。麦芽汁的制备麦芽汁的制备麦芽粉碎，煮熟，糊化，保温麦芽粉碎，煮熟，糊化，保温30m
33、in30min，维持在，维持在5050，取其二分之一再煮取其二分之一再煮10min10min，加米粉，带送回糖化（，加米粉，带送回糖化（6565，30min30min），再），再取三分之一再煮取三分之一再煮10min10min，再送回糖化锅，再送回糖化锅6565，30min30min，过滤得麦芽汁，过滤得麦芽汁，渣子可喂奶牛。渣子可喂奶牛。加蛇麻花：加蛇麻花：100kg100kg麦芽汁与麦芽汁与1kg1kg蛇麻混合蛇麻混合 煮沸煮沸，冷却，冷却 。发酵发酵 前发酵：前发酵：12-24h12-24h达高峰，达高峰，T T升到升到1010，保持，保持10-1210-12天，过滤。天，过滤。后发酵：
34、后发酵：6-86-8周，周，T T为为0-2 0-2，密闭形成一定压力含，密闭形成一定压力含COCO2 2（0.45-0.5%0.45-0.5%），加），加木瓜蛋白酶，再过滤，过滤时加硅藻土（助滤剂）助滤，得生啤。木瓜蛋白酶，再过滤，过滤时加硅藻土（助滤剂）助滤，得生啤。灭菌灭菌30min30min，60-6360-63，无沉淀，质量好，得熟啤。，无沉淀，质量好，得熟啤。过程过程煮沸的目的：蒸发水分，浓缩麦汁；钝化全部酶和麦汁杀菌；蛋白质变性和絮凝；酒花有效组分的浸出；排除麦汁中特异的异杂臭气。啤酒制造工艺流程啤酒制造工艺流程 使啤酒清凉爽口、散热解暑。因为泡沫是由于啤酒中充满二氧化碳使啤酒清
35、凉爽口、散热解暑。因为泡沫是由于啤酒中充满二氧化碳而促发起来的。这些二氧化碳进入胃中后，遇热而膨胀又通过打嗝排而促发起来的。这些二氧化碳进入胃中后，遇热而膨胀又通过打嗝排出体外，从而带走体内部分热量，达到散热解暑的功效。出体外，从而带走体内部分热量，达到散热解暑的功效。软化啤酒花的苦味和酒精的刺激性。泡沫还可以隔绝空气与酒液直接接触软化啤酒花的苦味和酒精的刺激性。泡沫还可以隔绝空气与酒液直接接触，从而减少了啤酒的氧化，有利于防止不良气味的产生。，从而减少了啤酒的氧化，有利于防止不良气味的产生。泡沫可以保持啤酒的泡沫可以保持啤酒的杀口力即二氧化碳与口腔粘膜和舌面接触后的麻辣感。这种口感是评定啤酒
36、质杀口力即二氧化碳与口腔粘膜和舌面接触后的麻辣感。这种口感是评定啤酒质量的重要指标之一。量的重要指标之一。将优质啤酒倒入杯中时，泡沫能从杯中升起，可持续五分钟以上，将优质啤酒倒入杯中时，泡沫能从杯中升起，可持续五分钟以上，且细腻、洁白、挂壁、泡沫的持久性与细腻，持久，口味醇厚。啤酒的且细腻、洁白、挂壁、泡沫的持久性与细腻，持久，口味醇厚。啤酒的质量也就好。质量也就好。气泡的稳定程度与液体的表面张力有关，而张力又与温度气泡的稳定程度与液体的表面张力有关，而张力又与温度有关。据实验，啤酒的泡沫以有关。据实验，啤酒的泡沫以1010C-12C-12C C时最多，且持久，口感也最佳。时最多，且持久，口感
37、也最佳。啤酒中泡沫的作用啤酒中泡沫的作用降低成本，加降低成本，加30%大米，提高淀粉含量。大米，提高淀粉含量。大麦发酵在红搅拌通气，缩短发芽时间，提高发芽率。添加大麦发酵在红搅拌通气，缩短发芽时间，提高发芽率。添加赤霉素，促进发芽。赤霉素，促进发芽。发酵时密封，提高温度，缩短发酵时间。发酵时密封，提高温度，缩短发酵时间。采用固定化技术，用海藻酸钠，把酵母菌固定到海藻酸钠上采用固定化技术，用海藻酸钠，把酵母菌固定到海藻酸钠上，反复利用，省去过滤，发酵周期，反复利用，省去过滤，发酵周期12-14天。天。青岛啤酒青岛啤酒透明，麦芽香，透明，麦芽香，CO2丰富，浓郁，丰富，浓郁，3.5%酒精含量，泡沫
38、细白、挂杯持久。酒精含量，泡沫细白、挂杯持久。风味啤酒风味啤酒加中药（生姜、香草、桂皮、杜仲）加中药（生姜、香草、桂皮、杜仲）新工艺新工艺根据菌种制剂分大曲酒、小曲酒。根据菌种制剂分大曲酒、小曲酒。大曲：砖形、大，主要用小麦、豌豆作培养基，菌种为曲霉。大曲用料多，需粉碎。优点是便于存放。大曲酒发酵时间长，产品质量好，但成本较高，出酒率偏低，全国名白酒、优质白酒和地方名酒的生产，绝大多数用大曲作糖化发酵剂。小曲：不定形、小，主要用大米、米、糠、中草药作培养基，菌种为根霉，毛霉，可以是固体也可是液体，接种时用量少。4、白酒、白酒饮料酒生产如啤酒和葡萄酒等酿造酒，一般都是采用液态发酵，而我国白饮料酒
39、生产如啤酒和葡萄酒等酿造酒，一般都是采用液态发酵，而我国白酒采用固态酒醅发酵和固态蒸馏传统操作，是世界上独特的酿酒工艺。酒采用固态酒醅发酵和固态蒸馏传统操作，是世界上独特的酿酒工艺。白酒发酵的原理白酒发酵的原理糖质原料：甘蔗、废糖蜜等糖质原料：甘蔗、废糖蜜等淀粉原料：高粱、玉米、马铃薯等淀粉原料：高粱、玉米、马铃薯等纤维素原料：木屑、作物秸秆、甘蔗渣等纤维素原料：木屑、作物秸秆、甘蔗渣等 霉菌、细菌：霉菌、细菌：将淀粉、纤维素转化为单糖将淀粉、纤维素转化为单糖 酵母菌：酵母菌：将单糖转化为乙醇将单糖转化为乙醇接种发酵接种发酵篜酒篜酒发酵过程发酵过程浸米浸米碾碎碾碎拌料拌料加曲母（菌种）、草药（
40、柴胡，茯苓）、陈皮、甘草，香附子加曲母（菌种）、草药（柴胡，茯苓）、陈皮、甘草，香附子制坯制坯进箱进箱保湿繁殖保湿繁殖出箱出箱烘干烘干白曲：厦门一带使用，用米粉、米糠为原料，把人工培养好的根霉接入白曲：厦门一带使用，用米粉、米糠为原料，把人工培养好的根霉接入待培养。待培养。散曲：贵州一带使用，用麸皮（维生素含量多）为原料。散曲：贵州一带使用，用麸皮（维生素含量多）为原料。A.制曲制曲（1）小曲）小曲（2）大曲）大曲（3）红曲）红曲原料粉碎原料粉碎接菌接菌加水加水调和调和踏曲成形踏曲成形入曲房（恒温，即进箱）入曲房（恒温，即进箱）培养培养出曲房出曲房干燥干燥洗米、浸泡、淋干洗米、浸泡、淋干蒸饭（
41、七成熟蒸饭（七成熟）摊凉）摊凉二次蒸饭二次蒸饭摊冷摊冷接菌（菌种配成溶液喷接菌（菌种配成溶液喷上去）上去）35保温培养保温培养三天后翻堆三天后翻堆三天后浸水三天后浸水10-15min回曲房回曲房6天后出曲天后出曲喷喷上水上水再回曲房再回曲房6天后拿出晒干天后拿出晒干曲公：纯的红曲霉曲公：纯的红曲霉曲母：红曲霉加麸皮曲母：红曲霉加麸皮用来制红方腐乳，红醋，缺点是容易褪色。用来制红方腐乳，红醋，缺点是容易褪色。B.小曲酒小曲酒米香型：桂林三花酒米香型：桂林三花酒 曲中加了中药，酿酒用水为漓江水（源自猫儿山原始林区，水质晶莹、纯洁曲中加了中药，酿酒用水为漓江水（源自猫儿山原始林区，水质晶莹、纯洁，最
42、宜酿酒），最宜酿酒）。酿造完成后放在天然溶洞中陈化。酿造完成后放在天然溶洞中陈化。发酵完成后经过反复二至三次蒸馏，酒精度数较高，发酵完成后经过反复二至三次蒸馏，酒精度数较高，民间过去叫民间过去叫“三三蒸酒蒸酒”、“三熬酒三熬酒”。古代没有酒度计，酿酒师们便总结出了。古代没有酒度计，酿酒师们便总结出了“观花论观花论酒酒”的经验。当酒度在的经验。当酒度在 55 至至 60 时，由于液体表面张力，酒面晃时，由于液体表面张力，酒面晃动便泛起数层酒花，经久不散。酿酒师们说动便泛起数层酒花，经久不散。酿酒师们说“起花了，三花！起花了，三花！”就就接酒。三花酒便由此而来。接酒。三花酒便由此而来。董酒（贵州遵
43、义）：董酒（贵州遵义）：含酒精含酒精58-60度。酒中加入米蒸馏的酒糟，加大曲发酵半年，再加小曲发酵度。酒中加入米蒸馏的酒糟，加大曲发酵半年，再加小曲发酵蒸馏，既有大曲的浓香，又有小曲的清香。蒸馏，既有大曲的浓香，又有小曲的清香。工艺：大米或高粱浸泡、蒸熟工艺：大米或高粱浸泡、蒸熟摊冷摊冷接种接种箱培，初期箱培，初期25-28，后期，后期30-35培养菌种培养菌种出箱出箱换箱再加一次培养基换箱再加一次培养基装入木桶发酵装入木桶发酵出出桶桶蒸馏（蒸馏（55，60，65，85）C.大曲酒大曲酒酱香型酱香型（茅型酒）（茅型酒）工艺工艺蒸料（山芋干，高粱）蒸料（山芋干，高粱）接入大曲接入大曲在地窖中发
44、酵，窖口封死在地窖中发酵，窖口封死蒸馏蒸馏茅台茅台产于贵州仁怀县茅台镇，原料为高粱，曲为纯小麦制高温曲，八次产于贵州仁怀县茅台镇，原料为高粱，曲为纯小麦制高温曲，八次蒸软，八次下曲，八次发酵，八次蒸馏（但仅取酒蒸软，八次下曲，八次发酵，八次蒸馏（但仅取酒7次，因为第一次蒸馏出次，因为第一次蒸馏出的不作正品，泼回酒窖重新发酵）。的不作正品，泼回酒窖重新发酵）。庐州老窖庐州老窖产于四川泸州市，庐江、长江、沱江汇合处。千年窖，产于四川泸州市，庐江、长江、沱江汇合处。千年窖，万年糟。纯小麦制大曲，以糯玉米为原料。根据酒的质量可分特曲、万年糟。纯小麦制大曲，以糯玉米为原料。根据酒的质量可分特曲、头曲、二
45、曲和三曲。头曲、二曲和三曲。五粮液五粮液产于四川宜宾。采用五种粮食（高梁、大米、糯米、小麦、玉产于四川宜宾。采用五种粮食（高梁、大米、糯米、小麦、玉米）为原料。米）为原料。古井贡酒古井贡酒产于安徽亳州。产于安徽亳州。悠久，明、清二代作为贡品。悠久，明、清二代作为贡品。浓香型浓香型（庐型酒）（庐型酒）l清香型清香型（汾型酒）（汾型酒）汾酒汾酒产于山西汾阳县杏花村，二次发酵二次勾兑。前次发酵产于山西汾阳县杏花村，二次发酵二次勾兑。前次发酵21天天，蒸馏，加酒糟，再发酵，蒸馏，加酒糟，再发酵21天，再蒸馏。天，再蒸馏。竹叶青竹叶青（药酒）（药酒）以汾酒为基础，加入竹叶、当归、砂仁、檀香等十二以汾酒为
46、基础，加入竹叶、当归、砂仁、檀香等十二味中药味中药 材作香料，加冰糖浸泡调配而成。酒液金黄微绿、透明。材作香料，加冰糖浸泡调配而成。酒液金黄微绿、透明。（复）混香型（复）混香型 西凤酒西凤酒产于陕西凤翔县柳林镇。采用产于陕西凤翔县柳林镇。采用60大麦和大麦和40豌豆制大曲豌豆制大曲，以高梁为原料，清蒸高梁壳为辅料，发酵周期，以高梁为原料，清蒸高梁壳为辅料，发酵周期14天，陈化天，陈化3天。天。传统：传统：蒸大豆蒸大豆熟后与面粉相拌熟后与面粉相拌摊凉摊凉搬到曲房发黄（黄曲霉，米搬到曲房发黄（黄曲霉，米曲霉）曲霉）黄子（黄子（1个星期）个星期）加盐水至半固体状态加盐水至半固体状态入缸用入缸用竹竹帘
47、盖上帘盖上晒晒压榨压榨得汁再压榨得汁再压榨增浓增浓二、酱油二、酱油。固态发酵：固态发酵：分大曲醋和小曲醋。分大曲醋和小曲醋。液态发酵：液态发酵：酒精酒精醋醋山西陈醋：山西陈醋：大麦、小麦、豌豆，大麦、小麦、豌豆，50kg高粱高粱+大曲大曲31.3kg发酵发酵8天室外天室外夏天晒冬天冻，要经过三个伏天，一个冬天。夏天晒冬天冻，要经过三个伏天，一个冬天。色黑紫，质浓厚，味清香，耐储存。色黑紫，质浓厚，味清香，耐储存。镇江香醋：镇江香醋：大米制成酒酿大米制成酒酿+粗糠粗糠发酵发酵固定化法：将醋酸杆菌固定在玉米芯或陶瓷上，通乙醇。固定化法：将醋酸杆菌固定在玉米芯或陶瓷上，通乙醇。深层发酵：发酵后加鲜味
48、剂，加色素。深层发酵：发酵后加鲜味剂，加色素。三、醋三、醋四、四、发酵法生产单细胞蛋白发酵法生产单细胞蛋白单细胞蛋白(SCP)概念：指适用于食品和动物饲料应用的微生物细胞，包括酵母指适用于食品和动物饲料应用的微生物细胞，包括酵母菌、细菌、霉菌和高等真菌。菌、细菌、霉菌和高等真菌。这些微生物大多数是富含蛋白质的单细胞生物，可以这些微生物大多数是富含蛋白质的单细胞生物，可以认为是单细胞蛋白质的重要来源。认为是单细胞蛋白质的重要来源。（1 1）细胞蛋白质含量高达）细胞蛋白质含量高达50%50%以上，含有多种氨基酸、以上，含有多种氨基酸、维生素、矿物质、粗脂肪等营养成分，易于消化吸收。维生素、矿物质、
49、粗脂肪等营养成分，易于消化吸收。（2 2）微生物生长繁殖快，短时间可获得大量产品。）微生物生长繁殖快，短时间可获得大量产品。n应用微生物生产单细胞蛋白的优点应用微生物生产单细胞蛋白的优点：l利用微生物发酵技术生产单细胞蛋白具有较高的生产率。利用微生物发酵技术生产单细胞蛋白具有较高的生产率。因为单细胞蛋白依赖于微生物菌体生物量的累积，其富集蛋因为单细胞蛋白依赖于微生物菌体生物量的累积，其富集蛋白质的能力要比动、植物快得多。白质的能力要比动、植物快得多。猪和牛的体重倍增时间分别为猪和牛的体重倍增时间分别为4 46 6周、周、1 12 2个月，植物个月，植物体重倍增时间为体重倍增时间为l l一一2
50、2周，而细菌、酵母等微生物仅需周，而细菌、酵母等微生物仅需2020120min120min。1 1头头500kg500kg的母牛每天能产蛋白质约的母牛每天能产蛋白质约0.4kg0.4kg。500kg500kg酵母每天酵母每天至少生产至少生产5 000kg5 000kg蛋白质。在实际的工业发酵罐中，酵蛋白质。在实际的工业发酵罐中，酵母能够生产出数吨蛋白质，生产率高达母能够生产出数吨蛋白质，生产率高达2-4kg2-4kg(h.m(h.m3 3培养液培养液)。（3 3）微生物对营养要求适应性强，可利用多种廉）微生物对营养要求适应性强，可利用多种廉价原料进行生产。价原料进行生产。（4 4）微生物的生长
