霉菌在食品科學和生物環(huán)境中的應(yīng)用

關(guān)于霉菌在食品科學和生物環(huán)境中的應(yīng)用第1頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六霉菌在食品加工工業(yè)中用途十分廣泛，許多釀造發(fā)酵食品、食品原料的制造，如豆腐乳、豆豉、醬、醬油、檸檬酸等都是在霉菌的參與下生產(chǎn)加工出來的。絕大多數(shù)霉菌能把加工所用原料中的淀粉、糖類等碳水化合物、蛋白質(zhì)等含氮化合物及其它種類的化合物進行轉(zhuǎn)化，制造出多種多樣的食品、調(diào)味品及食品添加劑。第2頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六淀粉的糖化米酒的釀制醬油的釀造豆腐乳食醋霉菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用霉菌及其對食品的影響第3頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六一、食醋原料：釀醋原料過去長江以南習慣上用糯米和大米為主；長江以北則多用高粱、小米釀醋。目前多采用粗糧，但好醋仍采用糧食。

菌種：

（1）曲霉菌

作為糖化劑多用

（2）酵母菌

進行酒精發(fā)酵

（3）醋酸菌

第4頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六發(fā)酵機理：（1）淀粉糖化（2）酒精發(fā)酵

（3）醋酸發(fā)酵

（4）蛋白酶的水解作用

（5）合成芳香酯類的酯化作用

第5頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六淀粉的糖化

糖化曲是發(fā)酵工業(yè)中普遍使用的淀粉糖化劑。種類很多，如大曲、小曲、麥曲和麩曲等。曲中菌類復雜，曲霉菌是酒精和白酒生產(chǎn)中常用的糖化菌，含有許多活性強的糖化酶，能把原料中的淀粉轉(zhuǎn)變成可發(fā)酵性糖。在酒精和白酒生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是黑曲霉。黑曲霉是好氣性菌，生長時需要有足夠的空氣。因此，在制備固體曲時，除供給其生長繁殖必需的營養(yǎng)、溫度和濕度外，還必須進行適當?shù)耐L，以供給曲霉呼吸用氧。第6頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六二、淀粉的糖化糖化是一個過程，這個過程本身和氧氣沒有直接關(guān)系，但是因為要先保證霉菌生長，所以是需要氧氣的。曲霉、根霉、擬內(nèi)孢霉、紅曲霉、毛霉等，這些霉菌常常是比較優(yōu)良的糖化菌。根霉比曲霉具有更高糖化力，而紅曲霉只有一定糖化力。第7頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六三、米酒的釀制

我國在大曲中應(yīng)用曲霉．特別是米曲霉，已有悠久的歷史。日本過去也采用純種米曲霉釀酒，后來發(fā)現(xiàn)甘薯曲霉、泡盛曲霉、宇佐美曲霉等黑棕色的曲霉，含有耐酸性的糖化酶，而逐步用黑曲霉代替，以提高淀粉利用率。

酒藥又稱酒母或者曲，含有大量微生物，包括細菌和真菌，用于發(fā)酵多種食物，不同用途的曲其原料、制作方法和微生物成分都有區(qū)別。醪糟的酒曲以秈米為原料，多制成塊狀，呈白色。主要有效成分是兩類真菌——根霉和酵母。第8頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六第9頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六三、米酒的釀制發(fā)酵過程糯米的主要成分是淀粉（多糖的一種），尤其以支鏈淀粉為主。將酒曲撒上后，首先根霉和酵母開始繁殖，并分泌淀粉酶，將淀粉水解成為葡萄糖。醪糟的甜味即由此得來。醪糟表面的白醭就是根霉的菌絲。隨后，葡萄糖在無氧條件下在真菌細胞內(nèi)發(fā)生糖酵解代謝，將葡萄糖分解成為酒精和二氧化碳：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2然而在有氧條件下，葡萄糖也可被完全氧化成二氧化碳和水，提供較多能量：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O已經(jīng)生成的酒精也可被氧化成為醋酸：2C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O因此在發(fā)酵過程開始時，可以保留少量空氣，以便使食用真菌利用有氧呼吸提供的大量能量快速繁殖，加快發(fā)酵速度。然而在真菌增殖后，就應(yīng)該防止更多氧氣進入，以致葡萄糖被白白氧化成二氧化碳或者醪糟變酸。第10頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六第11頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六四、醬油的釀造

醬油是人們常用的一種食品調(diào)味料，營養(yǎng)豐富，味道鮮美，在我國已有兩千多年的歷史。它是用蛋白質(zhì)原料(如豆餅、豆柏等)和淀粉質(zhì)原料(如麩皮、面粉、小麥等)，利用曲霉及其他微生物的共同發(fā)酵作用釀制而成的。

醬油生產(chǎn)中常用的霉菌有米曲霉、黃曲霉和黑曲霉等，應(yīng)用于醬油生產(chǎn)的曲霉菌株應(yīng)符合如下條件：不產(chǎn)黃曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力；生長快速、培養(yǎng)條件粗放、抗雜菌能力強；不產(chǎn)生異味，制曲釀造的醬制品風味好。第12頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六第13頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六

釀造醬油高鹽稀態(tài)醬油

低鹽固態(tài)醬油

配制醬油醬油的生產(chǎn)過程視頻（桌面）第14頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六醬類包括大豆醬、蠶豆醬、面醬、豆瓣醬、豆豉及其加工制品，都是由一些糧食和油料作物為主要原料，利用以米曲霉為主的微生物經(jīng)發(fā)酵釀制的。醬類發(fā)酵制品營養(yǎng)豐富，易于消化吸收，即可作小菜，又是調(diào)味品，具有特有的色、香、味，價格便宜，是一種受歡迎的大眾化調(diào)味品。

醬類第15頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六用于醬類生產(chǎn)的霉菌主要是米曲霉，生產(chǎn)上常用的有滬釀3.042，黃曲霉Cr-1菌株（不產(chǎn)生毒素），黑曲霉等。所用的曲霉具有較強的蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的活力，它們把原料中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸，淀粉變?yōu)樘穷?，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成醬類特有的風味。

醬類第16頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六市場上的豆醬種類繁多，其生產(chǎn)釀造工藝也不盡相同，生產(chǎn)用原輔料差異很大。下面是大豆醬的生產(chǎn)工藝。第17頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六1)制曲工藝流程

水

面粉

種曲

↓

↓

↓

大豆→洗凈→浸泡→蒸煮→冷卻→混合→接種→

厚層通風培養(yǎng)→大豆曲

2)制曲原料的處理

大豆洗凈、浸泡及蒸熟；面粉在過去采用炒焙方法，現(xiàn)在有些廠家直接利用生面粉而不預以處理。

第18頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六3)制曲操作

制曲時原料配比為大豆100kg，標準粉40~60kg。種曲用量為0.15%~0.3%，種曲使用時先與面粉拌和。為了使豆醬中麩皮含量減少，種曲最好用分離出的孢子（曲精）；由于豆粒較大，水分不易散發(fā)，制曲時間適當延長。4)制醬

工藝流程第19頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六先將大豆曲倒入發(fā)酵容器內(nèi)，表面扒平，稍予壓實，很快會自然升溫至40℃左右。在將準備好的14.5oB′熱鹽水（加熱至60~65℃）加至面層，讓它逐漸全部滲入曲內(nèi)。最后面層加封面用細鹽一層，并將蓋蓋好。大豆曲加入熱鹽水后，醅溫即能達到45℃左右，以后維持此溫度10d，醬醅就成熟。發(fā)酵完畢，補加240Be′鹽水及所需細鹽（包括封面鹽），壓縮空氣或翻醬機充分攪拌，務(wù)使所加的細鹽全部溶化，同時混合均勻，在室溫中后發(fā)酵即的成品。

②制醬工藝

第20頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六配制→澄清→鹽水加熱

↓↓

大豆曲→發(fā)酵容器→自然升溫→加第一次鹽水→醬醅保溫發(fā)酵→加第二次鹽水及鹽→翻醬→成品

第21頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六五、豆腐乳第22頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六1、腌制腐乳：豆腐坯不經(jīng)發(fā)酵（無前期發(fā)酵）直接裝壇，進行后發(fā)酵，依靠輔料中帶入的微生物而成熟。其缺點是蛋白酶不足，后期發(fā)酵時間長，氨基酸含量低，色香味欠佳，如四唐場腐乳，湖南茲利無霉腐乳。2、毛霉腐乳：以豆腐坯培養(yǎng)毛霉，稱前期發(fā)酵，使白色菌絲長滿豆腐坯表面，形成堅韌皮膜，積累蛋白酶，為腌制裝壇后期發(fā)酵創(chuàng)造條件。第23頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六毛霉生長要求溫度較低，其最適生長溫度為16℃左右，一般只能在冬季氣溫較低的條件下生產(chǎn)毛霉腐乳。傳統(tǒng)工藝利用空氣中的毛霉菌，自然接種，需培養(yǎng)10—15天左右（適合家庭作坊式生產(chǎn)）。也可培養(yǎng)純種毛霉菌，人工接種，15—20℃下培養(yǎng)2—3天即可。3、根霉型腐乳：采用耐高溫的根霉菌，經(jīng)純菌培養(yǎng)，人工接種，在夏季高溫季節(jié)也能生產(chǎn)腐乳，但根霉菌絲稀蔬。第24頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六霉菌的適應(yīng)溫度廣泛，PH范圍4.5到6.5，能在較惡劣的環(huán)境中生存,對某些特殊物質(zhì)有很強的去除力，如鐮刀霉分解無機氰化物的能力很強，對廢水中氰化物的去除率達90%以上,某些霉菌還可以處理含硝基(NO3-)的廢水，這些都為霉菌在環(huán)境工程上的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。第25頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六1、廁所和生活污水處理：用生態(tài)聚合液處理生活污水，在水源口加生態(tài)聚合液發(fā)酵液，使生態(tài)聚合發(fā)酵液滲入污水中，經(jīng)沉淀、發(fā)酵、凈化三經(jīng)處理，廁所糞便被分解，并被液化無塊無臭無蠅，經(jīng)凈化三天后水透明度達標，處理后的廢水可循環(huán)再利用，按50人次/日活動地場所的生活污水自理為例，每所4次在水源口加生態(tài)聚合液發(fā)酵液，在凈化池過濾后通過抽水泵提水，形成水循環(huán)利用系統(tǒng)。餐館廢水含油脂量大，經(jīng)生態(tài)聚合液處理后，含油脂污水經(jīng)24小時可被凈化。第26頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六2、有機廢水處理方法廁所和生活污水處理：在水源口每天加入1000倍的生態(tài)聚合液稀釋液，污水進入沉淀池后，在沉淀池中澆潑250倍生態(tài)聚合液稀釋液3％／m3。在廢水排放口填加吸附性強的材料（如多孔陶器），吸附生態(tài)聚合液稀釋液或發(fā)酵料，形成生態(tài)聚合液菌群大量繁殖的“繁殖場”（類似生物膜作用），使廢水在生態(tài)聚合液“繁殖場”得到處理?！胺敝硤觥钡男螤?、大小和廢水滯留時間要隨廢水所含成分和排放量而定。為了使生態(tài)聚合液菌群分解有機物有足夠的生物量，在“繁殖場”內(nèi)可添加0.1％的糖蜜（紅糖），經(jīng)過沉淀、發(fā)酵、凈化處理，糞便被分解，液化無塊。經(jīng)三天后水質(zhì)透明度達標。餐館廢水含油脂量大，按上述方法處理后含油脂污水經(jīng)24小時可被凈化。第27頁，共29頁，2022年，5月20日，13點4分，星期六3、工業(yè)廢水處理方法屠宰場、制革廠、淀粉廠、釀酒廠、造紙廠等工業(yè)廢水都可以用生態(tài)聚合液有益微生物菌劑進行有效的凈化。其方法是：進口處按流量的1％添加250倍生態(tài)聚合液稀釋液（邊流邊