霉菌在食品科学和生物环境中的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,食品工业中霉菌的应用,霉菌在食品加工工业中用途十分广泛，许多酿造发酵食品、食品原料的制造，如豆腐乳、豆豉、酱、酱油、柠檬酸等都是在霉菌的参与下生产加工出来的。绝大多数霉菌能把加工所用原料中的淀粉、糖类等碳水化合物、蛋白质等含氮化合物及其它种类的化合物进行转化，制造出多种多样的食品、调味品及食品添加剂。,淀粉的糖化,米酒的酿制,酱油的酿造,豆腐乳,食醋,霉菌在食品工业中的应用,霉菌及其对食品的影响,一、食醋,原料：酿醋原料过去长江以南习惯上用糯米和大米为主；长江以北则多用高粱、小米酿醋。目前多采用粗粮，但好醋仍采用粮食。,菌种：,（1）曲霉菌作为糖化剂多用,（2）酵母菌进行酒精发酵,（3）醋酸菌,发酵机理：,（,1,）淀粉糖化,（,2,）酒精发酵（,3,）醋酸发酵（,4,）蛋白酶的水解作用（,5,）合成芳香酯类的酯化作用,淀粉的糖化,糖化曲是发酵工业中普遍使用的淀粉糖化剂。种类很多，如大曲、小曲、麦曲和麸曲等。,曲中菌类复杂，曲霉菌是酒精和白酒生产中常用的糖化菌，含有许多活性强的糖化酶，能把原料中的淀粉转变成可发酵性糖。,在酒精和白酒生产中应用最广的是黑曲霉。黑曲霉是好气性菌，生长时需要有足够的空气。因此，在制备固体曲时，除供给其生长繁殖必需的营养、温度和湿度外，还必须进行适当的通风，以供给曲霉呼吸用氧,。,二、淀粉的糖化,糖化是一个过程，这个过程本身和氧气没有直接关系，但是因为要先保证霉菌生长，所以是需要氧气的。曲霉、根霉、拟内孢霉、红曲霉、毛霉等，这些霉菌常常是比较优良的糖化菌。根霉比曲霉具有更高糖化力，而红曲霉只有一定糖化力。,三、米酒的酿制,我国在大曲中应用曲霉特别是米曲霉，已有,悠久的历史。日本过去也采用纯种米曲霉酿酒，后,来发现甘薯曲霉、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。,酒药又称酒母或者曲，含有大量微生物，包括细菌和,真菌，用于发酵多种食物，不同用途的曲其原料、,制作方法和微生物成分都有区别。,醪糟的酒曲以籼米为原料，多制成块状，呈白色。主要有效成分是两类真菌根霉和酵母,。,三、米酒的酿制,发酵过程,糯米的主要成分是淀粉（多糖的一种），尤其以支链淀粉为主。将酒曲撒上后，首先根霉和酵母开始繁殖，并分泌淀粉酶，将淀粉水解成为葡萄糖。醪糟的甜味即由此得来。醪糟表面的白醭就是根霉的菌丝。随后，葡萄糖在无氧条件下在真菌细胞内发生糖酵解代谢，将葡萄糖分解成为酒精和二氧化碳：,C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2,然而在有氧条件下，葡萄糖也可被完全氧化成二氧化碳和水，提供较多能量：,C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O,已经生成的酒精也可被氧化成为醋酸：,2 C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O,因此在发酵过程开始时，可以保留少量空气，以便使食用真菌利用有氧呼吸提供的大量能量快速繁殖，加快发酵速度。然而在真菌增殖后，就应该防止更多氧气进入，以致葡萄糖被白白氧化成二氧化碳或者醪糟变酸。,四、酱油的酿造,酱油是人们常用的一种食品调味料，营养丰富，味道鲜美，在我国已有两千多年的历史。它是用蛋白质原料(如豆饼、豆柏等)和淀粉质原料(如麸皮、面粉、小麦等)，利用曲霉及其他微生物的共同发酵作用酿制而成的。,酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉等，应用于酱油生产的曲霉菌株应符合如下条件：不产黄曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力；生长快速、培养条件粗放、抗杂菌能力强；不产生异味，制曲酿造的酱制品风味好。,酿造酱油 高盐稀态酱油,低盐固态酱油,配制酱油 酱油的生产过程视频（桌面）,酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制品，都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用以米曲霉为主的微生物经发酵酿制的。酱类发酵制品营养丰富，易于消化吸收，即可作小菜，又是调味品，具有特有的色、香、味，价格便宜，是一种受欢迎的大众化调味品。,酱类,用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉，生产上常用的有沪酿3.042，黄曲霉Cr-1菌株（不产生毒素），黑曲霉等。所用的曲霉具有较强的蛋白酶、淀粉酶及纤维素酶的活力，它们把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉变为糖类，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成酱类特有的风味。,酱类,市场上的豆酱种类繁多，其生产酿造工艺也不尽相同，生产用原辅料差异很大。下面是,大豆酱的生产工艺。,1) 制曲工艺流程,水,面粉,种曲 , 大豆洗净浸泡蒸煮冷却混合接种,厚层通风培养大豆曲,2) 制曲原料的处理,大豆洗净、浸泡及蒸熟；面粉在过去采用炒焙方法，现在有些厂家直接利用生面粉而不预以处理。,3) 制曲操作,制曲时原料配比为大豆100kg，标准粉4060kg。种曲用量为0.15%0.3%，种曲使用时先与面粉拌和。为了使豆酱中麸皮含量减少，种曲最好用分离出的孢子（曲精）；由于豆粒较大，水分不易散发，制曲时间适当延长。,4) 制酱,工艺流程,先将大豆曲倒入发酵容器内，表面扒平，稍予压实，很快会自然升温至40左右。在将准备好的14.5oB热盐水（加热至6065）加至面层，让它逐渐全部渗入曲内。最后面层加封面用细盐一层，并将盖盖好。大豆曲加入热盐水后，醅温即能达到45左右，以后维持此温度10d，酱醅就成熟。发酵完毕，补加240Be盐水及所需细盐（包括封面盐），压缩空气或翻酱机充分搅拌，务使所加的细盐全部溶化，同时混合均匀，在室温中后发酵即的成品,。,制酱工艺,配制澄清盐水加热 大豆曲发酵容器自然,升温加第一次盐水酱醅,保温发酵加第二次盐水及,盐翻酱成品,五、豆腐乳,1,、腌制腐乳：,豆腐坯不经发酵（无前期发酵）,直接装坛，进行后发酵，依靠辅料中,带入的微生物而成熟。其缺点是蛋白,酶不足，后期发酵时间长，氨基酸含,量低，色香味欠佳，如四唐场腐乳，,湖南兹利无霉腐乳。,2,、毛霉腐乳：,以豆腐坯培养毛霉，称前期发,酵，使白色菌丝长满豆腐坯表面，形,成坚韧皮膜，积累蛋白酶，为腌制装,坛后期发酵创造条件。,毛霉生长要求温度较低，其最适生长,温度为,16,左右，一般只能在冬季气,温较低的条件下生产毛霉腐乳。传统,工艺利用空气中的毛霉菌，自然接种，,需培养,1015,天左右（适合家庭作坊,式生产）。也可培养纯种毛霉菌，人,工接种，,1520,下培养,23,天即可。,3,、根霉型腐乳：,采用耐高温的根霉菌，经纯菌,培养，人工接种，在夏季高温季节也,能生产腐乳，但根霉菌丝稀蔬。,霉菌的适应温度广泛，PH范围4.5到6.5，能在较恶劣的环境中生存,对某些特殊物质有很强的去除力，如镰刀霉分解无机氰化物的能力很强，对废水中氰化物的去除率达90%以上,某些霉菌还可以处理含硝基(NO3-)的废水，这些都为霉菌在环境工程上的应用创造了条件。,1、厕所和生活污水处理：用生态聚合液处理生活污水，在水源口加生态聚合液发酵液，使生态聚合发酵液渗入污水中，经沉淀、发酵、净化三经处理，厕所粪便被分解，并被液化无块无臭无蝇，经净化三天后水透明度达标，处理后的废水可循环再利用，按 50 人次/ 日活动地场所的生活污水自理为例，每所 4 次在水源口加生态聚合液发酵液，在净化池过滤后通过抽水泵提水，形成水循环利用系统。餐馆废水含油脂量大，经生态聚合液处理后，含油脂污水经 24 小时可被净化。,2、有机废水处理方法厕所和生活污水处理：在水源口每天加入 1000 倍的生态聚合液稀释液，污水进入沉淀池后，在沉淀池中浇泼 250 倍生态聚合液稀释液 3m3。在废水排放口填加吸附性强的材料（如多孔陶器），吸附生态聚合液稀释液或发酵料，形成生态聚合液菌群大量繁殖的“繁殖场”（类似生物膜作用），使废水在生态聚合液“繁殖场”得到处理。“繁殖场”的形状、大小和废水滞留时间要随废水所含成分和排放量而定。为了使生态聚合液菌群分解有机物有足够的生物量，在“繁殖场”内可添加 0.1的糖蜜（红糖），经过沉淀、发酵、净化处理，粪便被分解，液化无块。经三天后水质透明度达标。餐馆废水含油脂量大，按上述方法处理后含油脂污水经 24 小时可被净化。,3、工业废水处理方法屠宰场、制革厂、淀粉厂、酿酒厂、造纸厂等工业废水都可以用生态聚合液有益微生物菌剂进行有效的净化。其方法是：进口处按流量的 1添加 250 倍生态聚合液稀释液（边流边加），废水流入一级沉淀池，池内装曝气管，按每立方浇泼3的 200 倍生态聚合液稀释液，曝气管不断曝气使废水循环 24 小时，在一级沉淀池出口处填加吸附性强的材料（如多孔陶器）吸附生态聚合液稀释液或发酵料，形成生态聚合液菌群大量繁殖的“繁殖场”，经生态聚合液繁殖场流入二级沉淀池，经过同样办法处理后流入三级沉淀池处理，废水得到净化，水质清亮，可以再循环利用。,Thank you !,The end,