典型生產(chǎn)案例酒精等課件

典型發(fā)酵產(chǎn)品介紹傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品一、酒壓榨酒包括黃酒，啤酒，葡萄酒。壓榨酒酒精含量比較低。蒸餾酒主要指白酒。蒸餾酒的酒精含量高，濃度越高質(zhì)量越高，高檔的白酒酒精含量一般大于50℃。酒分白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒。按顏色，分為有色酒和無色酒。按本質(zhì)分，有壓榨酒和蒸餾酒。浸米→蒸飯→淋飯→攤冷→加酒藥〔菌種〕→發(fā)酵〔缸中5-7d〕→裝壇→低溫發(fā)酵→壓榨→煮酒〔滅菌〕→裝壇泥封→堆置陳化〔后熟〕→出廠1、黃酒我國的民族特產(chǎn)和傳統(tǒng)食品，也是世界上最古老的飲料酒之一。以谷物為主要原料，利用酒藥、麥曲或米曲所含的多種微生物的共同作用釀制而成的發(fā)酵原酒。長江以南地區(qū)，主要分布在浙江、江蘇、福建，以稻米為原料。長江以北地區(qū)，主要以小米為原料。制作過程按生產(chǎn)方法

按成品酒的含糖量黃酒的分類傳統(tǒng)工藝黃酒新工藝黃酒干型黃酒糖含量<1.00〔以葡萄糖計，g/100ml〕半干型黃酒糖含量半甜型黃酒糖含量甜型黃酒糖含量濃甜型黃酒糖含量>20.00以純種發(fā)酵取代自然發(fā)酵，以大型發(fā)酵生產(chǎn)代替小型手工操作，生產(chǎn)過程簡化，原料利用率高，去除了笨重的體力勞動以酒藥、麥曲或米曲、紅曲及淋飯酒母為糖化發(fā)酵劑，進行自然的、多菌種的混合發(fā)酵生產(chǎn)而成，發(fā)酵周期長淋飯酒攤飯酒喂飯酒1．狀元紅2．加飯酒3．善釀4．香雪5．花雕A.紹興黃酒壓榨后加上醬色〔糖炒焦和小蘇打混合，參加〕，酒精濃度為10%-20%。蒸飯分批參加，保持高濃度的培養(yǎng)基，高濃度發(fā)酵。進一步提高酒精度，用狀元酒代替水沖缸，裝壇。黃酒蒸餾，酒濃度高。雕花的缸裝的狀元紅。特點（1）原料好：淀粉多，胚乳多。（2）水好：鑒湖水，秋天水呈青黛色。江陰黑酒〔木酒〕，米煮熟后炒焦，用木頭裝壇；閩南，沉缸酒；廈門，紅曲黃酒〔參加紅曲霉〕。B.其他幾種有特色的酒屬于甜型水酒。酒藥為黃曲霉，根霉。酒母：糯米加麥曲，加酒藥，浸泡晾干。精米率：70％-75％，而一般黃酒88％-92％。后處理：經(jīng)壓濾、澄清后，還需進行過濾、調(diào)配，60-65℃滅菌后儲存一年，出庫時再次進行調(diào)配、過濾，并用活性炭脫色，最后加熱至65℃

，趁熱裝瓶、出廠。而一般黃酒對澄清、過濾、調(diào)配等操作不大重視。C.日本清酒分白藥和黑藥。白藥為早秈稻加辣蓼—殺菌，抑制細菌生長。黑藥那么是參加桂皮，杜仲等20味中藥，制保健酒。2、葡萄酒我國漢代〔公元前138年〕，張騫出使西域帶回葡萄，并引進釀酒藝人，開始有了葡萄酒經(jīng)東漢，至唐朝時有了較大開展，葡萄酒的飲用也日趨廣泛；13世紀，元朝期間，葡萄酒已是一個重要商品；1892年，華僑實業(yè)家張弼士在山東煙臺開辦張裕釀酒公司，并從國外引進葡萄品種，這是我國第一個近代的新型葡萄酒廠；葡萄酒是由葡萄發(fā)酵而成的一種飲料酒，是一種國際性飲料，是世界產(chǎn)量第二的飲料酒，因其酒精含量低，營養(yǎng)價值高，所以是飲料酒中主要的開展品種。葡萄酒分類按酒的顏色按含糖量按釀造方法按是否含有CO2紅葡萄酒白葡萄酒桃紅葡萄酒干葡萄酒半干葡萄酒半甜葡萄酒甜葡萄酒天然葡萄酒加強葡萄酒加香葡萄酒平靜葡萄酒起泡葡萄酒葡萄汽酒用果皮帶色的葡萄制成，酒色呈深紅、鮮紅、紫紅或?qū)毷t。用帶色紅葡萄短時間浸提或別離發(fā)酵制成的，酒色呈桃紅或淺玫瑰色。含糖量<4.0g/L含糖量4.1-12g/L含糖量12.1-50g/L含糖量>50.1g/L葡萄原料在發(fā)酵過程中不添加糖或酒精，即完全用葡萄汁發(fā)酵釀成的葡萄酒。人工添加白蘭地或脫臭酒精，以提高酒精含量；或添加糖份提高含糖量。葡萄原酒浸泡芳香植物或藥材制成的。不含CO2的葡萄酒CO2由葡萄酒加糖發(fā)酵產(chǎn)生或人工壓入，酒中CO2含量在20℃時保持壓力0.35MPa。CO2由葡萄酒加糖發(fā)酵產(chǎn)生或人工壓入，酒中CO2在20℃時在。葡萄采下分選，厚皮的較好；去梗；外表消毒〔KMnO4浸，無菌水淋洗，滅外表病原菌〕；發(fā)酵〔溫度20℃，2-3周，密閉或半密閉，皮厚的時間長些，皮薄的時間短些〕；壓榨：液體進行后發(fā)酵〔20-25℃，一周〕，澄清，取上部液體，其中低擋的裝瓶，較高檔次的換桶〔最好是橡木桶，橡木能產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，同時具有一種天然植物香〕陳化三年〔5℃〕；渣進行蒸餾，調(diào)香，制成白蘭地〔酒精多〕。主要工藝葡萄酒的再加工起泡葡萄酒：是一種含CO2的葡萄酒，以葡萄酒為根底，通過加糖發(fā)酵產(chǎn)生或人工壓入CO2。香檳酒是起泡酒的一種起源于法國，因產(chǎn)于法國香檳地區(qū)而得名。目前世界各國都產(chǎn)起泡酒，并都將含一定CO2的優(yōu)質(zhì)白葡萄酒稱為香檳酒。葡萄酒的再加工白蘭地：是一種以水果為原料釀制而成的蒸餾酒，通常所說的白蘭地是指以葡萄為原料生產(chǎn)的白蘭地。原白蘭地經(jīng)橡木桶長期陳釀，調(diào)配勻兌，才能稱為成品的白蘭地。白蘭地商標上的英文縮寫：V.O〔VeryOld〕V.O.P〔VeryOldPale〕V.S.O.P〔VerySuperiorOldPale〕X.O〔ExtraOld〕很老極老最老超老酒齡〔即貯陳期〕規(guī)定不低于5年酒齡〔即貯陳期〕規(guī)定不低于10年透明是為了更好地觀察酒體的色澤；高腳可便于手控制酒體的溫度；盛裝葡萄酒的杯子－透明高腳杯水：闊口短腳杯，可握杯腳以保存冷水溫。白蘭地：白蘭地狹口大肚酒杯，置于兩手間搓動，再手覆暖杯以產(chǎn)生白蘭地酒香。白葡萄酒：帶闊口略微小的杯以截獲酒香,握杯腳以保存其冷溫。勃艮第紅葡萄酒(Burgundy)：用寬闊大酒杯以催生其復雜酒香。該杯略比白葡萄酒杯高些。

香檳酒：狹窄有凹槽的杯，以減少酒的外表區(qū)域，防止氣泡消散。

紅葡萄酒：酒杯中較大的那種，持握在杯體和杯腳相連之處。3、啤酒啤酒是用大麥釀制的飲料酒，是酒類中酒精含量最低的，而且營養(yǎng)豐富。啤酒歷史悠久，起源于大約9千年前的中東和古埃及地區(qū)，后跨越地中海，傳入歐洲，19世紀末，隨著歐洲強國向東方侵略，傳入亞洲。中國啤酒是從歐洲傳入的，據(jù)考證，在1900年俄羅斯技師在哈爾濱建立了第一家啤酒作坊〔烏盧布列夫斯基啤酒廠〕，此后五年時間里，俄國、德國、捷克分別在哈爾濱建立另外三家啤酒廠。第一家現(xiàn)代化啤酒廠是1903年在青島由德國釀造師建立的英德啤酒廠〔青島啤酒廠前身〕。大麥浸泡、發(fā)芽，烘干，去根，粉碎→參加粉碎的米中→糖化作用→加蛇麻〔酒花，忽布花的雌花〕→加酵母→低溫發(fā)酵〔12-15℃，3-5天；20-28℃，30-48h〕→過濾→其中裝瓶滅菌的為熟啤，不滅菌的為生啤按顏色分為黃啤和黑啤，黃啤為淡啤，黑啤為濃啤。原料是大麥。按性質(zhì)分為兩類：生啤〔散裝〕、扎啤、鮮啤、熟啤〔瓶裝〕干啤糖含量<4%原料大麥適于釀造啤酒的原因：大麥便于發(fā)芽，并產(chǎn)生大量的水解酶類；大麥種植普及全球；大麥的化學成分適合釀造啤酒；大麥非人類食用主糧。麥芽汁的制備——麥芽粉碎，煮熟，糊化，保溫30min，維持在50℃，取其二分之一再煮10min，加米粉，帶送回糖化〔65℃，30min〕，再取三分之一再煮10min，再送回糖化鍋65℃，30min，過濾得麥芽汁，渣子可喂奶牛。加蛇麻花：100kg麥芽汁與1kg蛇麻混合煮沸，冷卻。發(fā)酵前發(fā)酵：12-24h達頂峰，T升到10℃，保持10-12天，過濾。后發(fā)酵：6-8周，T為0-2℃，密閉形成一定壓力含CO2〔0.45-0.5%〕，加木瓜蛋白酶，再過濾，過濾時加硅藻土〔助濾劑〕助濾，得生啤。滅菌30min，60-63℃，無沉淀，質(zhì)量好，得熟啤。過程煮沸的目的：蒸發(fā)水分，濃縮麥汁；鈍化全部酶和麥汁殺菌；蛋白質(zhì)變性和絮凝；酒花有效組分的浸出；排除麥汁中特異的異雜臭氣。使啤酒清涼爽口、散熱解暑。因為泡沫是由于啤酒中充滿二氧化碳而促發(fā)起來的。這些二氧化碳進入胃中后，遇熱而膨脹又通過打嗝排出體外，從而帶走體內(nèi)局部熱量，到達散熱解暑的成效。

軟化啤酒花的苦味和酒精的刺激性。泡沫還可以隔絕空氣與酒液直接接觸，從而減少了啤酒的氧化，有利于防止不良氣味的產(chǎn)生。泡沫可以保持啤酒的殺口力即二氧化碳與口腔粘膜和舌面接觸后的麻辣感。這種口感是評定啤酒質(zhì)量的重要指標之一。

將優(yōu)質(zhì)啤酒倒入杯中時，泡沫能從杯中升起，可持續(xù)五分鐘以上，且細膩、潔白、掛壁、泡沫的持久性與細膩，持久，口味醇厚。啤酒的質(zhì)量也就好。氣泡的穩(wěn)定程度與液體的外表張力有關，而張力又與溫度有關。據(jù)實驗，啤酒的泡沫以10°C-12°C時最多，且持久，口感也最正確。

啤酒中泡沫的作用最好用透明的潔凈玻璃杯。透明杯子可以觀察到泡沫升起的情況，欣賞到啤酒金黃有光澤的顏色。杯子要潔凈無油漬，否那么啤酒中的二氧化碳氣體會因接觸油膩失去外表張力而使啤酒的泡沫很快消失。

杯子要大。在10℃-12℃啤酒中的泡沫最穩(wěn)定，使用大杯子可以防止其中的啤酒溫度過快升高而減少泡沫降低啤酒口味。盛裝啤酒的杯子青島啤酒透明，麥芽香，CO2豐富，濃郁，3.5%酒精含量，泡沫細白、掛杯持久。風味啤酒加中藥〔生姜、香草、桂皮、杜仲〕新工藝根據(jù)菌種制劑分大曲酒、小曲酒。大曲：磚形、大，主要用小麥、豌豆作培養(yǎng)基，菌種為曲霉。大曲用料多，需粉碎。優(yōu)點是便于存放。大曲酒發(fā)酵時間長，產(chǎn)品質(zhì)量好，但本錢較高，出酒率偏低，全國名白酒、優(yōu)質(zhì)白酒和地方名酒的生產(chǎn)，絕大多數(shù)用大曲作糖化發(fā)酵劑。小曲：不定形、小，主要用大米、米、糠、中草藥作培養(yǎng)基，菌種為根霉，毛霉，可以是固體也可是液體，接種時用量少。4、白酒飲料酒生產(chǎn)如啤酒和葡萄酒等釀造酒，一般都是采用液態(tài)發(fā)酵，而我國白酒采用固態(tài)酒醅發(fā)酵和固態(tài)蒸餾傳統(tǒng)操作，是世界上獨特的釀酒工藝。

白酒發(fā)酵的原理糖質(zhì)原料：甘蔗、廢糖蜜等淀粉原料：高粱、玉米、馬鈴薯等纖維素原料：木屑、作物秸稈、甘蔗渣等

霉菌、細菌：將淀粉、纖維素轉(zhuǎn)化為單糖

酵母菌：將單糖轉(zhuǎn)化為乙醇接種發(fā)酵篜酒發(fā)酵過程A.制曲〔1〕小曲〔2〕大曲〔3〕紅曲原料粉碎→接菌→加水→調(diào)和→踏曲成形→入曲房〔恒溫，即進箱〕→培養(yǎng)→出曲房→枯燥洗米、浸泡、淋干→蒸飯〔七成熟→〕攤涼→二次蒸飯→攤冷→接菌〔菌種配成溶液噴上去〕→35℃保溫培養(yǎng)→三天后翻堆→三天后浸水10-15min→回曲房→6天后出曲→噴上水→再回曲房→6天后拿出曬干曲公：純的紅曲霉曲母：紅曲霉加麩皮用來制紅方腐乳，紅醋，缺點是容易褪色。B.小曲酒米香型：桂林三花酒曲中加了中藥，釀酒用水為漓江水〔源自貓兒山原始林區(qū)，水質(zhì)晶瑩、純潔，最宜釀酒〕。釀造完成后放在天然溶洞中陳化。發(fā)酵完成后經(jīng)過反復二至三次蒸餾，酒精度數(shù)較高，民間過去叫“三蒸酒〞、“三熬酒〞。古代沒有酒度計，釀酒師們便總結出了“觀花論酒〞的經(jīng)驗。當酒度在55°至60°時，由于液體外表張力，酒面晃動便泛起數(shù)層酒花，經(jīng)久不散。釀酒師們說“起花了，三花！〞就接酒。三花酒便由此而來。董酒〔貴州遵義〕：含酒精58-60度。酒中參加米蒸餾的酒糟，加大曲發(fā)酵半年，再加小曲發(fā)酵蒸餾，既有大曲的濃香，又有小曲的清香。工藝：大米或高粱浸泡、蒸熟→攤冷→接種→箱培，初期25-28℃，后期30-35℃培養(yǎng)菌種→出箱→換箱再加一次培養(yǎng)基→裝入木桶發(fā)酵→出桶→蒸餾〔55℃，60℃，65℃，85℃〕C.大曲酒醬香型〔茅型酒〕工藝蒸料（山芋干，高粱）→接入大曲→在地窖中發(fā)酵，窖口封死→蒸餾茅臺——產(chǎn)于貴州仁懷縣茅臺鎮(zhèn)，原料為高粱，曲為純小麥制高溫曲，八次蒸軟，八次下曲，八次發(fā)酵，八次蒸餾〔但僅取酒7次，因為第一次蒸餾出的不作正品，潑回酒窖重新發(fā)酵〕。廬州老窖——產(chǎn)于四川瀘州市，廬江、長江、沱江集合處。千年窖，萬年糟。純小麥制大曲，以糯玉米為原料。根據(jù)酒的質(zhì)量可分特曲、頭曲、二曲和三曲。五糧液——產(chǎn)于四川宜賓。采用五種糧食〔高梁、大米、糯米、小麥、玉米〕為原料。古井貢酒——產(chǎn)于安徽亳州。歷史悠久，明、清二代作為貢品。濃香型〔廬型酒〕清香型〔汾型酒〕汾酒——產(chǎn)于山西汾陽縣杏花村，二次發(fā)酵二次勾兌。前次發(fā)酵21天，蒸餾，加酒糟，再發(fā)酵21天，再蒸餾。竹葉青〔藥酒〕——以汾酒為根底，參加竹葉、當歸、砂仁、檀香等十二味中藥材作香料，加冰糖浸泡調(diào)配而成。酒液金黃微綠、透明?！矎汀郴煜阈臀鼬P酒——產(chǎn)于陜西鳳翔縣柳林鎮(zhèn)。采用60％大麥和40％豌豆制大曲，以高梁為原料，清蒸高梁殼為輔料，發(fā)酵周期14天，陳化3天。蒸大豆→熟后與面粉相拌→攤涼→搬到曲房發(fā)黃〔黃曲霉，米曲霉〕→黃子〔1個星期〕→加鹽水至半固體狀態(tài)→入缸用→竹簾蓋上→曬→壓榨→得汁再壓榨→增濃二、醬油傳統(tǒng)：〔1〕人工制米曲霉，接種，縮短發(fā)酵周期?！?〕豆餅粉碎，蒸煮，冷卻到55℃左右，加米曲霉孢子，30℃，一個月，加鹽水〔防止雜菌污染〕〔3〕以小麥，麩皮為原料〔米曲霉在麩皮上長的特別快〕〔4〕無鹽發(fā)酵：時間大大縮短，只要1-2天，但易染菌?！?〕低鹽保溫發(fā)酵：鹽濃度13%，用波美浮力比重計測。溫度44-46℃，發(fā)酵7天后升高到48-50℃。再發(fā)酵三天，過濾?！?〕酶法發(fā)酵：71%豆餅+29%麩皮，磨碎，加水，水含量55%，加2-5%菌種，加6%NaCl，發(fā)酵35-40℃，時間5-9天，浸泡，過濾?！仓骑L味醬油，加肌苷酸、鳥苷酸，非常鮮〕現(xiàn)在：大豆醬最好，蛋白含量高100kg大豆，浸泡，蒸熟→加40-60kg面粉混合→加曲種0.15-0.3%→豆曲→入缸壓實讓其自然升溫到40℃→加14o鹽水，淹沒外表，再灑上細鹽→45℃下加蓋，發(fā)酵10天→補加20o鹽水→室溫發(fā)酵4-5天。三、醬固態(tài)發(fā)酵：分大曲醋和小曲醋。大曲醋的代表是山西陳醋，以大麥、小麥、豌豆作原料；小曲醋的代表是鎮(zhèn)江香醋，以米、小麥作原料。液態(tài)發(fā)酵：酒精→醋山西陳醋：大麥、小麥、豌豆，50kg高粱+大曲31.3kg→發(fā)酵8天室外夏天曬冬天凍，要經(jīng)過三個伏天，一個冬天。色黑紫，質(zhì)濃厚，味清香，耐儲存。鎮(zhèn)江香醋：大米制成酒釀+粗糠→發(fā)酵固定化法：將醋酸桿菌固定在玉米芯或陶瓷上，通乙醇。深層發(fā)酵：發(fā)酵后加鮮味劑，加色素。四、醋根毛菌孢子懸液接種豆腐，發(fā)酵7天27-28℃，豆腐上噴一層鹽水。五、豆腐乳現(xiàn)代發(fā)酵產(chǎn)品第一節(jié)抗生素抗生素是青霉素、鏈霉素、紅霉素等一類化學物質(zhì)的總稱。它是生物，包括微生物、植物和動物在其生命活動過程中所產(chǎn)生，并能在卑微濃度下有選擇性的抑制或殺滅其他微生物或腫瘤細胞的有機物質(zhì)?？股氐纳a(chǎn)目前主要用微生物發(fā)酵法進行生物合成。很少數(shù)抗生素如氯霉素、磷霉素等亦可用化學合成法生產(chǎn)。還可將生物合成法制得的抗生素用化學或生化方法進行分子結構改造而制成各種衍生物，稱半合成抗生素。一、抗生素的分類1.根據(jù)抗生素的生物來源分類放線菌產(chǎn)生的抗生素真菌產(chǎn)生的抗生素細菌產(chǎn)生的抗生素植物或動物的抗生素鏈霉素；四環(huán)素；紅霉素等青霉素、頭孢霉素等多粘菌素等被子植物蒜中制得的蒜素；從動物臟器中制得的魚素等。2.根據(jù)抗生素的作用分類廣譜抗生素抗革蘭氏陽性菌的抗生素抗革蘭氏陰性菌的抗生素抗真菌抗生素抗病毒抗生素抗癌抗生素氨芐青霉素鏈霉素制霉菌素四環(huán)類抗生素對立克次體及較大病毒有一定作用阿霉素青霉素3.根據(jù)抗生素的化學結構分類β－內(nèi)酰胺類抗生素氨基糖苷類的抗生素大環(huán)內(nèi)酯類的抗生素四環(huán)類抗生素多肽類抗生素蒽環(huán)類抗生素喹諾酮類抗生素頭孢霉素、青霉素鏈霉素、慶大霉素紅霉素、麥迪加霉素四環(huán)素、土霉素多粘菌素、桿菌肽阿霉素、柔紅霉素環(huán)丙沙星、諾氟沙星3.根據(jù)抗生素的作用機制分類抑制細胞壁合成的抗生素影響細胞膜功能的抗生素抑制病原菌蛋白質(zhì)合成的抗生素抑制核酸合成的抗生素抑制生物能作用的抗生素頭孢霉素、青霉素多烯類抗生素四環(huán)素絲裂霉素C抗霉素3.根據(jù)抗生素的生物合成途徑分類氨基酸、肽類衍生物糖類衍生物以乙酸、丙酸為單位的衍生物頭孢霉素、青霉素鏈霉素紅霉素二、抗生素的應用抗生素在醫(yī)療上的應用抗生素在農(nóng)牧業(yè)中的應用三、抗生素生產(chǎn)的工藝過程菌種→孢子制備→種子制備→發(fā)酵→→發(fā)酵液預處理→提取及精制→成品包裝以青霉素生產(chǎn)工藝為例1.菌種常用菌種為產(chǎn)黃青霉。當前生產(chǎn)能力可達40000～80000u/ml。按其在深層培養(yǎng)中菌絲的形態(tài)，可分為球狀菌和絲狀菌。2.發(fā)酵工藝冷凍管→斜面母瓶孢子培養(yǎng)25℃，6～7d放罐發(fā)酵罐一級種子罐大米孢子孢子培養(yǎng)25℃，6～7d種子培養(yǎng)25℃，40～45h，1:2VVM二級種子罐種子培養(yǎng)25℃，13～15h，1:1.5VVM發(fā)酵22～26℃，6～7d，1:1～0.8VVM冷至15℃至提煉3.培養(yǎng)基碳源氮源前體無機鹽目前普遍采用淀粉經(jīng)酶水解的葡萄糖糖化液進行流加?？蛇x用玉米漿、花生餅粉、精制棉籽餅粉或麩子粉，并補加無機氮源。硫、磷、鈣、鎂、鉀等鹽類。青霉素產(chǎn)生菌生長發(fā)育可分為六個階段：Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期、Ⅵ期4.發(fā)酵培養(yǎng)控制加糖控制補氮及加前體pH控制溫度控制通氣和攪拌泡沫和消泡4.發(fā)酵培養(yǎng)控制一般在殘?zhí)菍⒅?.6％左右，pH上升時開始加糖。加酸或堿自動控制pH，一般為6.4～6.6。一般前期25～26℃，后期23℃，以減少后期發(fā)酵液中青霉素的降解破壞?？股厣顚优囵B(yǎng)需要通氣與攪拌?？捎锰烊挥椭缍褂汀⒂衩子突蛴没瘜W合成消泡劑“泡敵〞〔環(huán)氧丙稀環(huán)氧乙烯聚醚類〕來消泡。應當控制其用量并少量屢次參加。5.過濾6.提煉7.脫色8.共沸蒸餾或直接結晶宜采用鼓式真空過濾器。過濾前加去乳化劑降溫。采用溶媒萃取法，醋酸丁酯〔BA〕作溶媒。采用活性炭進行脫色。過濾。第二節(jié)微生物酶制劑生產(chǎn)工業(yè)一、微生物酶工業(yè)的開展概況二、酶制劑的應用食品工業(yè)洗滌劑纖維工業(yè)有機合成和制藥工業(yè)醫(yī)學上的應用用于分析化學和臨床檢驗生物工程三、酶制劑的生產(chǎn)1.固態(tài)發(fā)酵法三、酶制劑的生產(chǎn)2.深層液體培養(yǎng)法液體深層發(fā)酵法的優(yōu)點機械化程度高，發(fā)酵條件易控制。酶的產(chǎn)率高、質(zhì)量好。培養(yǎng)的無菌要求高，在生產(chǎn)上要特別注意防止染菌。四、微生物酶制劑生產(chǎn)工藝舉例——α－淀粉酶生產(chǎn)工藝菌種微生物培養(yǎng)法微生物培養(yǎng)條件細菌液體深層發(fā)酵中性至微堿性霉菌固體曲法微酸性一般在酶活到達最頂峰時結束發(fā)酵，離心以硅藻土作為助濾劑去除菌體及不溶物。在鈣離子存在下低溫真空濃縮后，參加防腐劑、穩(wěn)定劑以及緩沖劑后就成為成品。為制造高活性的淀粉酶并便于貯運，可把發(fā)酵液用硫酸銨或有機沉淀劑沉淀制成粉狀酶制劑，最好貯藏在25℃以下、較枯燥避光的地方。利用蛋白酶比淀粉酶的耐熱性差的特點，將α－淀粉酶的發(fā)酵液加熱處理可以使淀粉酶的儲藏穩(wěn)定性大為提高。在培養(yǎng)基中添加檸檬酸鹽可抑制某些菌株產(chǎn)生的蛋白酶，用底物淀粉進行吸附也可將淀粉酶和蛋白酶進行別離。〔一〕米曲霉固態(tài)法α-淀粉酶生產(chǎn)工藝1.生產(chǎn)工藝流程試管斜面培養(yǎng)基↓三角瓶種子↓種曲培養(yǎng)↓厚層通風培養(yǎng)↓烘干↓粗酶制劑↓釀造等用粉碎↓抽提↓過濾↓沉淀↓壓濾↓烘干↓成品↓供助消化藥、釀造等用←調(diào)配2.發(fā)酵將試管斜面〔于32～34℃培養(yǎng)70～72h〕，接種到500mL三角瓶〔每瓶一菌耳種菌〕，搖勻于32～34℃下培養(yǎng)3d，每24h扣瓶一次以防結塊，待菌體大量生長孢子轉(zhuǎn)出黃綠色時，即可作為種子用于制備種曲。種曲房要保持清潔，并定期用硫磺和甲醛熏蒸滅菌。種曲培養(yǎng)一般采用木制或鋁制曲盒，培養(yǎng)基經(jīng)高溫滅菌后放入種曲箱房，打碎團塊冷卻到30℃左右接入0.5～1％的三角瓶種子，拌勻后放入曲盒，料層厚度1cm左右為宜。盒上蓋一層布后放入專用的木架上，曲房內(nèi)保持30℃左右進行培養(yǎng)。蓋布應每隔8～12h用水浸濕，以保持一定濕度，每24h扣盤一次，經(jīng)3d后，種曲成熟，麥麩上布滿黃綠色孢子。厚層通風固體發(fā)酵，蒸煮1h后培養(yǎng)基冷卻到30℃接入0.5％的種曲，拌勻后入池發(fā)酵。前期品溫控制在30℃左右，每隔2h通風20min，當池內(nèi)品溫上升至36℃以上時那么需要連續(xù)通風，使溫度控制在34～36℃。當池內(nèi)溫度開始下降后2～3h那么通冷風使品溫下降到20℃左右出池，整個發(fā)酵過程約需要28h。2.提取直接把麩曲在低溫下烘干，作為釀造工業(yè)上使用的粗酶制劑，特點是得率高、制造工藝簡單，但酶活性單位低，含雜質(zhì)較多。把麩曲用水或稀釋鹽水浸出酶后，經(jīng)過濾和離心除去不溶物后用酒精沉淀或硫酸銨鹽析，酶泥濾出烘干，粉碎后加乳糖作為填充劑最后制成供作助消化藥、釀造等用的酶制劑。特點是酶活性單位高，含雜質(zhì)較少，但得率低、本錢高?！捕晨莶輻U菌BF-7658深層液體發(fā)酵α-淀粉酶生產(chǎn)工藝枯草桿菌BF-7658淀粉酶是我國產(chǎn)量最大、用途最廣的一種液化型α-淀粉酶，其最適溫度65℃左右，最適pH6.5左右，pH低于6或高于10時，酶活顯著下降。其在淀粉漿中的最適溫度為80～85℃，90℃保溫10min，酶活保存87％。1.生產(chǎn)工藝無菌空氣BF-7658菌種↓孢子斜面↓種子罐↓發(fā)酵罐↑熱處理↓鹽析↓壓濾↓干燥↓粉碎↓混粉↓成品←硫酸銨補料罐→硫酸銨廢液←填充料2.發(fā)酵3.提取工業(yè)上回收α-淀粉酶一般采用硫酸銨鹽析法。硫酸銨濃度、酶液的濃度和pH對鹽析效果都有影響，甚至α-淀粉酶來源或菌種不同對硫酸銨濃度的要求也不同，如枯草桿菌α-淀粉酶的硫酸銨濃度一般為37～50％不等。第三節(jié)氨基酸生產(chǎn)工藝目前世界上可用發(fā)酵法生產(chǎn)的氨基酸已有20多種〔包括酶法生產(chǎn)的氨基酸〕，發(fā)酵法已成為氨基酸生產(chǎn)的主要方法。一、氨基酸的用途食品工業(yè)飼料工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)化學工業(yè)農(nóng)業(yè)目前生產(chǎn)的20多種氨基酸中，產(chǎn)量最大的是谷氨酸，約占總產(chǎn)量的75％，其次為賴氨酸〔約為總產(chǎn)量10％〕，其他約占15％左右。從消費構成來看，食品行業(yè)的用量約占66％，飼料占30％，其他4％。二、氨基酸的生產(chǎn)方法抽提法發(fā)酵法合成法酶法生產(chǎn)氨基酸最早采用的生產(chǎn)方法。將蛋白質(zhì)原料酸水解，然后從水解液中抽提出氨基酸。目前最常用的生產(chǎn)方法。直接發(fā)酵：利用微生物的作用直接將糧食原料經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸；添加前體發(fā)酵：在發(fā)酵中添加氨基酸代謝途徑上的中間產(chǎn)物，利用微生物的作用轉(zhuǎn)化為相應的氨基酸。用化學合成的方法制造氨基酸。利用微生物產(chǎn)生的酶來制造氨基酸。名稱制法名稱制法L-纈氨酸發(fā)酵法、合成法L-半胱氨酸抽提法L-亮氨酸抽提法、發(fā)酵法L-酪氨酸抽提法L-異亮氨酸發(fā)酵法甘氨酸合成法L-蘇氨酸發(fā)酵法DL-丙氨酸合成法DL-蛋氨酸合成法L-丙氨酸發(fā)酵法L-蛋氨酸合成法、酶法L-絲氨酸發(fā)酵法L-苯丙氨酸合成法L-谷氨酸胺發(fā)酵法L-色氨酸合成法、發(fā)酵法L-谷氨酸發(fā)酵法L-賴氨酸發(fā)酵法、酶法L-脯氨酸發(fā)酵法L-精氨酸發(fā)酵法、抽提法L-羥基脯氨酸抽提法L-組氨酸發(fā)酵法、抽提法L-鳥氨酸發(fā)酵法L-天門冬氨酰發(fā)酵法L-瓜氨酸發(fā)酵法L-天門冬氨酸酶法三、谷氨酸發(fā)酵利用淀粉水解糖為原料通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的工藝，是最成熟、最典型的一種氨基酸生產(chǎn)工藝。1.淀粉水解糖的制備淀粉水解糖的制備方法酸水解酶水解國內(nèi)味精廠多數(shù)采用淀粉酸水解工藝國外味精廠淀粉水解糖的制備方法一般采用酶水解法，那么在水解液中的色素等雜質(zhì)明顯減少，并簡化了脫色工藝。原料〔淀粉、水、鹽酸〕→調(diào)漿〔液化〕→糖化→冷卻→中和、脫色→過濾→糖液2.菌種擴大培養(yǎng)斜面培養(yǎng)→一級種子培養(yǎng)→二級種子培養(yǎng)→發(fā)酵〔1〕斜面培養(yǎng)谷氨酸產(chǎn)生菌主要是棒狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬及節(jié)桿菌屬的細菌。這些菌都是需氧微生物，都需要以生物素為生長因子。斜面培養(yǎng)基蛋白胨牛肉膏氯化鈉pH7.0~7.2瓊脂在32℃培養(yǎng)18～24h經(jīng)質(zhì)量檢查合格，即可放冰箱保存?zhèn)溆?。?〕一級種子培養(yǎng)培養(yǎng)基葡萄糖玉米漿尿素磷酸氫二鉀硫酸鎂硫酸鐵硫酸錳pH6.5～6.8在32℃培養(yǎng)12h，如無雜菌與噬菌體感染，質(zhì)量到達要求，即可貯于4℃冰箱備用。以1000mL三角瓶裝液體培養(yǎng)基200～250mL進行振蕩培養(yǎng)?！?〕二級種子培養(yǎng)3.谷氨酸發(fā)酵發(fā)酵初期，即菌體生長的遲滯期，糖根本沒有利用，尿素分解放出氨使pH值略有上升。這個時期的長短決定于接種量、發(fā)酵操作方法〔分批或分批流加〕和發(fā)酵條件，一般為2～4h。接著進入對數(shù)生長期，代謝旺盛，糖耗快，尿素大量分解，pH值很快上升，但隨著氨被利用pH值又下降；溶氧濃度急劇下降，然后又維持在一定水平上；菌體濃度〔OD值〕迅速增大，菌體形態(tài)為排列整齊的八字形。這個時期，為了及時供給菌體生長必需的氮源及調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值至7.5～8.0，必須流加尿素；又由于代謝旺盛，泡沫增加并放出大量發(fā)酵熱，故必須進行冷卻，使溫度維持30～32℃。菌體繁殖的結果，菌體內(nèi)的生物素含量由豐富轉(zhuǎn)為貧乏。這個階段主要是菌體生長，幾乎不產(chǎn)酸，一般為12h左右。3.谷氨酸發(fā)酵4.谷氨酸提取從谷氨酸發(fā)酵液中提取谷氨酸的方法，一般有等電點法、離子交換法、金屬鹽沉淀法、鹽酸鹽法和電滲析法，以及將上述某些方法結合使用的方法。發(fā)酵液↓起晶中和點pH4～4.5↓育晶2h↓等電攪拌pH3～3.22↓靜置沉淀4～6h↓離心分離↓谷氨酸200波美鹽酸母液菌體及細小的谷氨酸〔1〕等電點法操作方便，設備簡單，一次收率達60％左右，但周期長，占地面積大?！?〕離子交換法發(fā)酵液↓稀釋調(diào)pH5.0～5.5↓上柱交換↓水洗菌體及疏松樹脂↓熱水頂洗↓60℃4％NaOH液洗脫↓收集↓高流分↓等電點結晶↓谷氨酸漏液（樹脂再分離）后流分（當熱水用）初流分（重上柱）水洗樹脂及疏松↓用5～6％HCl再生↓水洗樹脂及疏松過程簡單、周期短，設備省、占地少，提取總收率可達80～90％，但酸堿用量大、廢液污染環(huán)境。第四節(jié)維生素生產(chǎn)工藝維生素是一類性質(zhì)各異的低分子有機化合物，是維持人體正常生理生化功能不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。一、維生素的分類維生素可分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。脂溶性維生素名稱學名及俗名生物作用維生素A族視黃醇抗干眼病維生素D2麥角鈣化醇抗軟骨病維生素D3膽鈣化醇抗軟骨病維生素E族生育酚抗不育維生素F族亞油酸，亞麻酸，花生四烯酸降膽固醇及防血栓維生素K族葉綠醌，合歡醌，α－甲基萘醌抗出血水溶性維生素名稱學名及俗名生物作用維生素B1硫胺素抗神經(jīng)類維生素B2核黃素抗口角潰瘍，唇炎維生素B3族（維生素PP）煙酸，煙酰胺抗糙皮病維生素B5泛酸抗癩皮病維生素B6族吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺抗皮炎維生素B9族葉酸，黃嘌呤，赤嘌呤，蝶酸等抗惡性貧血維生素B12鈷胺素，氰鈷氨素，羥鈷胺素等抗惡性貧血維生素B13乳清酸抗早衰維生素BTL－肉堿營養(yǎng)強化劑維生素C抗壞血酸抗壞血病維生素H（維生素B8）生物素抗毛發(fā)脫落及脂肪代謝混亂二、維生素的生產(chǎn)方法生產(chǎn)維生素的方法有三種：提取法，化學合成法，生物合成法。提取法是從富含維生素的天然食物或藥用植物中濃縮、提取而得。目前只有極少數(shù)得維生素采用提取法。如維生素A原、維生素E等?；瘜W合成法是目前生產(chǎn)維生素得主要方法。微生物發(fā)酵法和微藻類的生物轉(zhuǎn)化法〔統(tǒng)稱生物合成法〕開展非常快。脂溶性維生素工業(yè)生產(chǎn)狀況維生素類別化學合成法提取法生物合成法世界產(chǎn)量/（噸/年）細菌真菌藻類維生素A＋2500維生素D2＋維生素D3＋＋25維生素E＋＋6800維生素F＋＋1000維生素K2＋2水溶性維生素工業(yè)生產(chǎn)狀況維生素類別化學合成法提取法生物合成法世界產(chǎn)量/（噸/年）細菌真菌藻類維生素B1＋2000維生素B2＋＋＋2000維生素B3＋（＋）8500維生素B5＋維生素B6＋1600維生素B8＋（＋）3維生素B9＋300維生素B12＋10維生素B13＋100維生素C＋＋70000三、維生素C生產(chǎn)工藝1.維生素C的合成方法維生素C的合成方法主要有萊氏化學合成法和微生物發(fā)酵合成法兩種?！?〕萊氏化學合成法1933年德國Reichstein等人首先用化學合成法制取維生素C獲得成功。至今許多國家仍采用此方法或采用改進的萊氏法進行工業(yè)生產(chǎn)。該方法以D－山梨醇作原料，需經(jīng)四大步反響，才能得到維生素C產(chǎn)品。D-山梨醇經(jīng)黑醋菌〔Gluconobactermelagenus〕發(fā)酵得L-山梨糖；L-山梨糖和丙酮反響制得二丙酮-L-山梨醇；二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸鈉，再經(jīng)酸化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸；二丙酮-2-酮-L-古龍酸經(jīng)轉(zhuǎn)化得維生素C?！?〕萊氏化學合成法D-山梨醇經(jīng)黑醋菌〔Gluconobactermelagenus〕發(fā)酵得L-山梨糖；L-山梨糖和丙酮反響制得二丙酮-L-山梨醇；二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸鈉，再經(jīng)酸化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸；二丙酮-2-酮-L-古龍酸經(jīng)轉(zhuǎn)化得維生素C?！?〕萊氏化學合成法D-山梨醇經(jīng)黑醋菌〔Gluconobactermelagenus〕發(fā)酵得L-山梨糖；L-山梨糖和丙酮反響制得二丙酮-L-山梨醇；二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸鈉，再經(jīng)酸化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸；二丙酮-2-酮-L-古龍酸經(jīng)轉(zhuǎn)化得維生素C?！?〕萊氏化學合成法D-山梨醇經(jīng)黑醋菌〔Gluconobactermelagenus〕發(fā)酵得L-山梨糖；L-山梨糖和丙酮反響制得二丙酮-L-山梨醇；二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸鈉，再經(jīng)酸化得二丙酮-2-酮-L-古龍酸；二丙酮-2-酮-L-古龍酸經(jīng)轉(zhuǎn)化得維生素C?！?〕萊氏化學合成法改進萊氏法〔堿轉(zhuǎn)化〕〔2〕微生物發(fā)酵合成法D-山梨醇途徑L-山梨糖途徑L-艾杜糖酸途徑2-酮-D-葡萄糖酸途徑2,5-二酮-D-葡萄糖酸途徑2-酮-L-古龍酸途徑從葡萄糖出發(fā)，采用微生物發(fā)酵合成維生素C，有以下六種合成途徑：六種合成途徑之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。六條不同的微生物發(fā)酵合成途徑最終都是以2-酮基-L-古龍酸〔簡稱2KGA〕為最終產(chǎn)物，再經(jīng)化學轉(zhuǎn)化合成維生素C。在這六條合成途徑中，只有第二條途徑已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。——此即為我國自行開發(fā)的二步發(fā)酵法。2.二步發(fā)酵法生產(chǎn)工藝〔一〕二步發(fā)酵法反響步驟〔二〕二步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的工藝流程二步發(fā)酵法的整個工藝流程可分為發(fā)酵、提取、轉(zhuǎn)化和精制四局部?！?〕發(fā)酵黑醋菌種液一步一級種子一步二級種子一步發(fā)酵混合菌種液二步一級種子二步二級種子二步發(fā)酵L-山梨糖滅菌古龍酸鈉發(fā)酵液至提取〔2〕提取發(fā)酵液預處理上清液一次離子交換加熱凝聚（去蛋白）濾渣離心過濾母液回收古龍酸去轉(zhuǎn)化濾液二次離子交換濃縮結晶干燥洗滌〔3〕轉(zhuǎn)化無水甲醇，濃硫酸古龍酸甲酯化內(nèi)酯化離心分離50％硫酸，活性炭維C鈉離心分離濃縮結晶母液回收離心分離酸化脫色含水甲醇去回收塔粗維C去精制回收甲醇硫酸鈉及廢炭〔4〕精制粗維C溶解脫色過濾結晶活性炭離心過濾真空干燥過篩及包裝維C成品熱的去離子水廢炭母液回收〔三〕二步發(fā)酵菌種及發(fā)酵工藝〔1〕第一步發(fā)酵A.菌種一步發(fā)酵中所用菌種為生黑葡萄糖酸桿菌〔Gluconobactermelagenus〕，簡稱黑醋菌。最常用的生產(chǎn)菌株為R-30，其主要特征是：細胞橢圓至短桿狀，G+，無芽孢，大小為〔0.5～0.8〕μm×〔1.0～2.2〕μm。端生草根鞭毛運動，菌落邊緣整齊，微顯淺褐色。生長最適溫度為34℃，氧化D-山梨醇的發(fā)酵收率可達98％以上?！?〕第一步發(fā)酵B.培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基山梨醇20％酵母膏0.7％碳酸鈣0.15％無機鹽溶液0.4％無機鹽溶液的組成：MgSO4?7H2O1.25g/100mL，(NH4)H2PO47.5g/100mL，KH2PO45g/100mL，K2SO41.25g/100mL。發(fā)酵培養(yǎng)基酵母膏0.035％碳酸鈣0.1％玉米漿0.1％復合維生素B0.001％山梨醇濃度視需要而定〔1〕第一步發(fā)酵C.發(fā)酵過程特征在發(fā)酵過程中，控制發(fā)酵溫度34℃，初始pH5.1～5.3。該氧化反響的耗氧量較大，所以通氣比要求1:1VVM以上。即使在通氣量較大，且攪拌轉(zhuǎn)速較高的條件下，發(fā)酵至4h后溶解氧濃度急劇下降，甚至接近于零。直到10h左右才逐漸上升。當溶解氧濃度回復至最高點，呈水平直線時，表示該反響已達終點。該發(fā)酵過程受山梨醇底物濃度的影響，當其濃度超過250g/L時，底物對產(chǎn)物形成有抑制作用。故要獲得高濃度山梨糖時，必須采用流加發(fā)酵方式。為了配合第二步的高濃度山梨糖流加發(fā)酵工藝，盡可能提供一步發(fā)酵的最終山梨糖濃度是至關重要的。目前山梨糖濃度可達450g/L?！?〕第二步發(fā)酵A.菌種小菌為氧化葡萄糖酸桿菌〔Gluconobacteroxydans〕，大菌可采用巨大芽孢桿菌〔Bacillusmegateriam〕，稱2980菌，或蠟狀芽孢桿菌〔Bacilluscereus〕，稱152菌，或浸麻芽孢桿菌〔Bacillusmacerans〕，稱169菌。也可采用其他一些桿菌與小菌混合培養(yǎng)。工業(yè)生產(chǎn)過程中使用最多的為2980及152混合菌。第二步發(fā)酵采用的菌種為由大、小兩株細菌組成的混合菌種。氧化葡萄糖酸桿菌的主要特征為：細胞橢圓至短桿狀，G-，無芽孢。30℃培養(yǎng)2d后大小為〔0.5～0.7〕μm×〔0.6～1.2〕μm，單個或成對排列。在葡萄糖培養(yǎng)基上生長極微弱，甘露醇培養(yǎng)基上生長良好?！?〕第二步發(fā)酵B.培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基酵母膏0.3％牛肉膠0.3％玉米漿0.3％蛋白胨1.0％尿素0.1％山梨糖2.0％另加某些無機鹽發(fā)酵培養(yǎng)基玉米漿0.5％尿素0.1％