霉菌及其在發(fā)酵產品中的應用

關于霉菌及其在發(fā)酵產品中的應用第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四

霉菌在食品工業(yè)中用途十分廣泛，許多釀造發(fā)酵食品、食品原料的制造，都是在霉菌的參與下生產出來的。

絕大多數霉菌能把加工所用原料中的淀粉、糖類等碳水化合物、蛋白質等含氮化合物及其他種類的化合物進行轉化，制造出多種多樣的食品、調味品及食品添加劑。

不過，在許多食品制造中，除了利用霉菌以外，還要由細菌、酵母的共同作用下來完成。在食品釀造業(yè)中，常常以淀粉質為主要原料，只有將淀粉轉化為糖才能被酵母菌及細菌利用。第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（一）制曲淀粉的糖化、蛋白質的水解均是通過霉菌產生的淀粉酶和蛋白質水解酶進行的。通常情況是先進行霉菌培養(yǎng)制曲。淀粉、蛋白質原料經過蒸煮糊化加入種曲，在一定溫度下培養(yǎng)，曲中由霉菌產生的各種酶將淀粉、蛋白質分解成糖、氨基酸等水解產物。第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四利用霉菌生產淀粉酶、糖化酶的常用菌種：根霉屬中常用的有日本根霉、米根霉、華根霉等；曲霉菌屬中常用的有黑曲霉、宇佐美曲霉、米曲霉、泡盛曲霉等；毛霉屬中常用的有魯氏毛霉；還有紅曲屬中的一些種也是較好的糖化劑，如紫紅曲霉、安氏紅曲霉等；第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（二）生產醬類產品第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四醬類包括大豆醬、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，利用以米曲霉為主微生物經發(fā)酵釀造制成的。用于醬類生產的霉菌主要是米曲霉，生產上常用的有滬釀3.042、黃曲霉Cr-1菌株、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。第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四醬油是以蛋白質和淀粉質原料為主料，利用曲霉及其他微生物的共同發(fā)酵微生物發(fā)酵釀造而成的具有特殊色、香、味、體齊備，具有酸、甜、苦、咸、鮮五味調和的一種液體調味品。

醬油生產中常用的霉菌有米曲霉、黃曲霉和黑曲霉等，應用于醬油生產的曲霉菌株應符合如下條件：不產黃曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力；生長速度快、培養(yǎng)條件粗放、抗雜菌能力強；不產生異味，制曲釀造的醬制品風味好；第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四醬油生產霉菌：

醬油生產上常用的米曲霉菌株有：AS3.951；UE328、UE336；AS3.863；渝3.811等。生產中常常是由兩菌種以上復合使用，以提高原料蛋白質及碳水化合物的利用率，提高成品中還原糖、氨基酸、色素以及香味物質的水平。除曲霉外，還有酵母菌、乳酸菌參與發(fā)酵，它們對醬油香味的形成也起著十分重要的作用。第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（1）米曲霉（Aspergillusoryzae)

蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶及谷氨酰胺酶這四種酶與醬油的質量及原料的利用率關系密切，還含有纖維素酶及半纖維素酶。米曲霉生長的最適溫度是32～35℃，適宜pH為6.5～6.8，曲含水48%-50%，好氧微生物。第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（2）醬油曲霉（Aspergillussojae)

日本學者坂口在20世紀30年代從醬油中分離出來的，其分生孢子表面有小突起，多聚半乳糖醛酸酶活性較高。（3）黑曲霉（Aspergillusniger)

含有較高的酸性蛋白酶，可彌補以上兩種霉菌的蛋白酶的不足第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四醬油發(fā)酵過程中的微生物變化（1）曲霉提供酶類，入池后很快自溶。（2）酵母菌合成酒精，產香；魯氏酵母的自溶可促進球擬酵母的生長。（3）細菌前期足球菌多，后期四鏈球菌多；與酵母有協同發(fā)酵作用。第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四1）種曲制造純種的擴大培養(yǎng)米曲霉AS3.951，AS3.863

試管斜面→三角瓶培養(yǎng)→接種→曲料發(fā)白結餅→搖瓶一次→至全部長滿黃綠色孢子原料混合→蒸料→過篩、攤冷→接種→裝盒→第一次翻曲→第二次翻曲→揭紗布或草簾→種曲醬油釀制的工藝過程第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四

固體曲使用廣泛，制曲方法有厚層通風制曲、曲盤制曲、圓盤式機械制曲等。以豆粕和麩皮為原料的厚層通風制曲工藝流程：種曲豆粕、麩皮→混合→潤水→蒸料→冷卻→接種→入池培養(yǎng)→第一次翻曲→第二次翻曲→成曲2）制曲工藝第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四3）發(fā)酵醬醪：成曲拌入大量鹽水，成為濃稠的半流動狀態(tài)。醬醅：成曲拌入少量鹽水，成為不流動狀態(tài)。將醬醪或醬醅裝入發(fā)酵容器中，利用曲中酶和微生物作用，將其中原料分解、轉化、形成醬油獨有的色、香、味、體成分。工藝流程：成曲→粉碎→制醅→保溫發(fā)酵→成熟醬醅

第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四發(fā)酵室發(fā)酵池第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（三）腐乳的釀制第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四1.腐乳發(fā)酵微生物及其作用（1）毛霉菌☆（2）根霉菌☆（3）曲霉☆（4）青霉☆（5）酵母菌☆特點：自然培養(yǎng)、混菌發(fā)酵，毛霉為主第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四腐乳釀造選擇優(yōu)良菌種的條件不產生毒素，菌絲壁細軟，棉絮狀，色白或淡黃；生長繁殖快速，且抗雜菌力強；生產的溫度范圍大，不受季節(jié)限制；有蛋白酶、脂肪酶、肽酶及有益于腐乳質量的酶系；使產品質地細膩柔糯，氣味正常良好第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四腐乳生產工藝

腌制腐乳↓豆腐坯→煮沸→腌坯→裝壇→后發(fā)酵→成品霉菌型腐乳

↓↓豆腐坯→接種→主發(fā)酵→搓毛→鹽坯→裝壇→后發(fā)酵→成品細菌型腐乳↓↓豆腐坯→上蒸→鹽腌→切洗→接種→前發(fā)酵→烘干→裝壇→后發(fā)酵→成品食鹽毛霉或根霉各種輔料小球菌各種輔料第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（四）豆豉第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四檸檬酸分子式為C6H8O7，外觀為白色顆粒狀或白色結晶粉末，無臭，具有令人愉快的強烈的酸味，相對密度為1.6550。檸檬酸易溶于水、酒精，不溶于醚、酯、氯仿等有機溶劑。商品檸檬酸主要是無水檸檬酸和一水檸檬酸。它天然存在于果實中，其中以柑橘、菠蘿、檸檬、無花果等含量較高。檸檬酸是生物體主要代謝產物之一。早期的檸檬酸生產是以檸檬、柑橘等天然果實為原料加工而成的。檸檬酸（五）檸檬酸的生產第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四1、檸檬酸在食品中的應用（1）飲料與冰激凌

檸檬酸廣泛用于配制各種水果型的飲料以及軟飲料。（2）果醬與釀造酒

檸檬酸在果醬與果凍中同樣可以增進風味，并使產品抗氧化作用。（3）腌制品

各種肉類和蔬菜在腌制加工時，加入或涂上檸檬酸可以改善風味，除腥去臭，抗氧化。第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（4）罐頭制品

加入檸檬酸除了調酸作用之外，還有螯合金屬離子的作用，保護其中的抗壞血酸，使之不被金屬離子破壞。（5）豆制品及調味品

用含有檸檬酸的水浸漬大豆，可以脫腥并便于后續(xù)加工。（6）其他

檸檬酸在醫(yī)藥、化學等其他工業(yè)中也有一定的作用。第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四2、檸檬酸發(fā)酵菌種（1）黑曲霉的形態(tài)特征在固體培養(yǎng)基上，菌落由白色逐漸變至棕色。孢子區(qū)域為黑色，菌落呈絨毛狀，邊緣不整齊。菌絲有隔膜和分支。是多細胞的菌絲體，無色或有色，有足細胞，頂囊生成1層或2層小梗，小梗頂端產生一串串分生孢子。第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四（2）檸檬酸發(fā)酵機制

關于檸檬酸發(fā)酵的機制雖有多種理論，但目前大多數學者認為它與三羧酸循環(huán)有密切的關系。糖經糖酵解途徑（EMP途徑），形成丙酮酸，丙酮酸羧化形成C4化合物，丙酮酸脫羧形成C2化合物，兩者縮合形成檸檬酸。（3）檸檬酸發(fā)酵用原料

檸檬酸發(fā)酵的原料有糖質原料、淀粉質原料和正烷烴類原料3大類。第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四L-蘋果酸廣泛存在于生物中，是生物體三羧酸循環(huán)的成員。蘋果酸廣泛應用于食品領域。因為蘋果酸具有比檸檬酸柔和的酸味，滯留時間長和口味更好的優(yōu)點，所以作為食品酸味劑更為理想。許多微生物都能產生蘋果酸。工業(yè)生產目前僅限于少數幾種：用于一步發(fā)酵法的黃曲霉、米曲霉、寄生曲霉；用于兩步發(fā)酵法的華根霉、無根根霉、短乳桿菌、膜睽畢赤酵母；用于酶轉化法的短乳桿菌、大腸桿菌、產氨短桿菌、黃色短桿菌。（六）蘋果酸第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四以糖類為發(fā)酵原料，用霉菌直接發(fā)酵生產L-蘋果酸的方法稱為一步發(fā)酵法。一步發(fā)酵法采用黃曲霉A-114生產蘋果酸。兩步發(fā)酵法是以糖類為原料，先由根霉菌發(fā)酵生成延胡索酸和蘋果酸的混合物，然后接入酵母或細菌，將混合物中的延胡索酸轉化為蘋果酸。根霉黃曲霉第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四1）一步法發(fā)酵種子培養(yǎng)基組成(%)葡萄糖3%，豆餅粉1%，FeSO40.05%，K2HPO40.02%，NaCl0.001%，MgSO40.01%，CaCO36%(單獨滅菌)。種子培養(yǎng)

將黃曲霉孢子用無菌水洗下并移接到裝有100ml種子培養(yǎng)基的500m1三角瓶中，在33℃下靜置培養(yǎng)2~4d，待長出大量孢子后，將其轉入到種子罐擴大培養(yǎng)，接種量為5%。培養(yǎng)溫度33~34℃，通風量0.15~0.3m3/m3.min，培養(yǎng)時間18~20h。發(fā)酵培養(yǎng)基葡萄糖7%~8%，其余成分的組成及用量與種子罐培養(yǎng)基相同。第三十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四從發(fā)酵醪液中提取蘋果酸工藝流程發(fā)酵液→酸解→過濾→濾液→中和→過濾→沉淀→酸解→過濾→濾液→精制→濃縮→結品→干燥→成品第三十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期四2）兩步法發(fā)酵1)富馬酸發(fā)酵

①菌種