山东理工大学：《食品微生物学》课程教学课件（电子教案）13.霉菌在食品生产中的应用

山东理工大学教案第13次课教学课型：理论课口实验课口习题课口实践课口技能课口其它口主要教学内容（注明：*重点#难点）：1.食品制造中的霉菌及其应用。*2.食品制造中的主要微生物酶制剂及其应用。*3.常见食用菌的营养价值。教学目的要求：了解食品制造中主要霉菌的特征；掌握霉菌在酿造食品工业中的应用：掌握食品制造中常用微生物酶制剂的种类和生产工艺。教学方法和教学手段：课堂讲授，利用多媒体。讨论、思考题、作业：简述啤酒生产的整个工艺过程及注意事项。讨论葡萄酒发酵过程中应注意的问题。参考资料：《食品微生物学》中国农业大学出版社，杨洁彬主编：《微生物学教程》高等教育出版社，周德庆主编。注：教师讲稿附后

山 东 理 工 大 学 教 案 第 13 次课 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： 1. 食品制造中的霉菌及其应用。* 2. 食品制造中的主要微生物酶制剂及其应用。* 3. 常见食用菌的营养价值。 教学目的要求： 了解食品制造中主要霉菌的特征； 掌握霉菌在酿造食品工业中的应用； 掌握食品制造中常用微生物酶制剂的种类和生产工艺。 教学方法和教学手段： 课堂讲授，利用多媒体。 讨论、思考题、作业： 简述啤酒生产的整个工艺过程及注意事项。 讨论葡萄酒发酵过程中应注意的问题。 参考资料： 《食品微生物学》中国农业大学出版社，杨洁彬主编； 《微生物学教程》高等教育出版社，周德庆主编。 注：教师讲稿附后

三、食品制造中的霉菌及其应用食品制造中的霉菌：根霉：日本根霉、米根霉、华根霉曲霉：黑曲霉、米曲霉毛霉：鲁氏毛霉红曲霉：紫红曲霉、安氏曲霉、变红曲霉应用霉菌酿造发酵的食品及食品原料：酱油、酱、豆鼓、腐乳、柠檬酸、酶制剂（淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、纤维素酶等）霉菌在食品酿造中的主要作用：产生各种酶，将原料中的淀粉、蛋白质降解成糖、糊精、氨基酸、短肽等水解产物。1.酱油成分：氨基酸、糖、有机酸、酯类、醇类、维生素类、黄酮类、天然棕红色素等。A：菌种米曲霉、黄曲霉、黑曲霉菌种选择条件：不产生黄曲霉毒素：蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰氨酶活力：生长快速、培养条件粗放、抗杂菌能力强；不产生异味。B:原料蛋白质原料：豆粕淀粉质原料：面粉辅料：麸皮C：工艺流程（1）种曲制备菌种扩大培养+麸皮+面粉→润水→蒸料→过筛→冷却→接种→装匾→培养→种曲注意事项：装料厚度2cm：培养温度28～30℃，不能超过38℃：曲表面盖温湿纱布；培养16h左右翻曲补水。（2）成曲生产种曲！豆粕粉、面粉→润水→蒸料→冷却→接种→通风培养→成曲注意事项：蒸料使蛋白质适度变性，淀粉充分糊化；厚30cm，通风制曲；品温32～35℃。（3）发酵（固态低盐发酵）成曲打碎→加盐水拌匀→保温发酵→浸油→配兑→灭菌→成品发酵方式根据状态：稀发酵、固态发酵、固稀发酵发酵方式根据加盐量多少：高盐发酵、低盐发酵和无盐发酵根据加温状况不同：晒液露、保温速酿加盐目的：抑制杂菌生长、与谷氨酸结合构成酱的鲜味。盐对谷氨酸有增效作用。发酵温度：50~55℃。理化指标（特级）：可溶性无盐固形物≥20g/100ml，全氮（以氮计）≥1.6g/100ml，氨基氮≥0.8g/100ml2.柠檬酸A：菌种黑曲霉（生长温度33~37℃，pH3~7，产酸28~37℃，pH1.8~2.5）B：原料淀粉、糖、正烷烃类

三、食品制造中的霉菌及其应用 食品制造中的霉菌： 根霉：日本根霉、米根霉、华根霉 曲霉：黑曲霉、米曲霉 毛霉：鲁氏毛霉 红曲霉：紫红曲霉、安氏曲霉、变红曲霉 应用霉菌酿造发酵的食品及食品原料： 酱油、酱、豆豉、腐乳、柠檬酸、酶制剂（淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、纤维素酶等） 霉菌在食品酿造中的主要作用： 产生各种酶，将原料中的淀粉、蛋白质降解成糖、糊精、氨基酸、短肽等水解产物。 1.酱油 成分：氨基酸、糖、有机酸、酯类、醇类、维生素类、黄酮类、天然棕红色素等。 A：菌种 米曲霉、黄曲霉、黑曲霉 菌种选择条件：不产生黄曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰氨酶活力；生长快速、培养条件 粗放、抗杂菌能力强；不产生异味。 B: 原料 蛋白质原料：豆粕 淀粉质原料：面粉 辅料：麸皮 C：工艺流程 （1）种曲制备 菌种扩大培养 ↓ 麸皮 ＋ 面粉 → 润水 → 蒸料 → 过筛 → 冷却 → 接种 → 装匾 → 培养 → 种曲 注意事项：装料厚度 2cm；培养温度 28～30℃,不能超过 38℃；曲表面盖温湿纱布；培养 16h 左右翻曲， 补水。 （2）成曲生产 种曲↓ 豆粕粉、面粉 → 润水 → 蒸料 → 冷却 → 接种 → 通风培养 → 成曲 注意事项：蒸料使蛋白质适度变性，淀粉充分糊化；厚 30cm，通风制曲；品温 32～35℃。 （3）发酵（固态低盐发酵） 成曲 → 打碎 → 加盐水拌匀 → 保温发酵 → 浸油 → 配兑 → 灭菌 → 成品 发酵方式根据醪醅状态：稀醪发酵、固态发酵、固稀发酵 发酵方式根据加盐量多少：高盐发酵、低盐发酵和无盐发酵 根据加温状况不同：晒液露、保温速酿 加盐目的：抑制杂菌生长、与谷氨酸结合构成酱的鲜味。盐对谷氨酸有增效作用。 发酵温度：50～55℃。 理化指标(特级)：可溶性无盐固形物≥20g/100ml，全氮（以氮计）≥1.6g/100ml，氨基氮≥0.8g/100ml 2.柠檬酸 A：菌种 黑曲霉（生长温度 33～37℃，pH 3～7，产酸 28～37℃，pH 1.8～2.5） B：原料 淀粉、糖、正烷烃类

C：合成途径丙酮酸「羧化形成草酰乙酸（脱羧形成乙酰CoA柠檬酸D：工艺流程（深层液态发酵）菌种扩大培养无菌空气→+薯干粉→调浆→灭菌→接种→发酵→提取→成品不置换发酵法：培养液1次加入，发酵结束后弃去菌盖，前期35℃，中后期26～28℃，并增大通风量。置换发酵法：先用糖浓度低而营养丰富的培养液培养菌盖，然后更换发酵培养基，发酵到一定程度时，放掉发酵液，再加入新的发酵培养液。优点：节省大量培养菌的时间，发酵速度快，而且原本不宜长菌的原料却可用来做发酵培养基。缺点：为了保持菌盖的高活性，不能将发酵液残糖控制太低，给柠檬酸提取带来困难。提取方法：钙盐法、萃取法、离子交换法、渗析发酵液+CaCO3→柠檬酸钙→硫酸酸解→柠檬酸四、食品制造中的主要微生物酶制剂及其应用1.主要酶制剂及其应用酶用途来源α-淀粉酶细菌、霉菌水解淀粉，产生葡萄糖、麦芽糖和糊精糖化酶水解淀粉，产生葡萄糖细菌、霉菌普鲁兰酶（异淀粉酶）水解淀粉，产生直链淀粉和低聚糖细菌、霉菌蛋白酶细菌、霉菌动植物蛋白质水解，啤酒、果酒澄清脂肪酶制作干酪和奶油，增进食品香味，大豆制品脱腥细菌、霉菌霉菌纤维素酶玉米、大豆、大米脱皮，淀粉制造霉菌半纤维素酶玉米、大豆、大米脱皮，提高果汁澄清度果胶酶霉菌、细菌柑橘脱囊衣，饮料、果汁、果酒澄清霉菌葡萄糖氧化酶蛋白质脱葡萄糖，防止褐变，除氧防腐乳糖酶制造适合于乳糖酶缺乏者食用的乳制品酵母、霉菌凝乳酶制造干酪霉菌霉菌单宁酶食品脱涩2.微生物酶制剂的生产A：菌种细菌、霉菌、酵母菌、放线菌B：培养基碳源：葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉等，但葡萄糖、蔗糖浓度太高会抑制产酶，有些碳源是酶的诱导物。氮源：无机氮一一铵盐、氨水等有机氮一一蛋白质、氨基酸碳氮比要适当；无机盐：有些金属离子本身就是酶的组成部分（辅基），促进产酶。生长因子：多种氨基酸和维生素是微生物生长与产酶的必要成分或酶的组成部分

C: 合成途径 丙酮酸 羧化形成草酰乙酸 脱羧形成乙酰 CoA 柠檬酸 D：工艺流程（深层液态发酵） 菌种扩大培养 无菌空气 ↓ ↓ 薯干粉 → 调浆 → 灭菌 → 接种 → 发酵 → 提取 → 成品 不置换发酵法：培养液 1 次加入，发酵结束后弃去菌盖，前期 35℃，中后期 26～28℃，并增大通风量。 置换发酵法：先用糖浓度低而营养丰富的培养液培养菌盖，然后更换发酵培养基，发酵到一定程度时， 放掉发酵液，再加入新的发酵培养液。 优点：节省大量培养菌的时间，发酵速度快，而且原本不宜长菌的原料却可用来做发酵培养基。 缺点：为了保持菌盖的高活性，不能将发酵液残糖控制太低，给柠檬酸提取带来困难。 提取方法：钙盐法、萃取法、离子交换法、渗析 发酵液 ＋ CaCO3 → 柠檬酸钙 → 硫酸酸解 → 柠檬酸 四、食品制造中的主要微生物酶制剂及其应用 1.主要酶制剂及其应用 酶 用途 来源 α-淀粉酶 糖化酶 普鲁兰酶（异淀粉酶） 蛋白酶 脂肪酶 纤维素酶 半纤维素酶 果胶酶 葡萄糖氧化酶 乳糖酶 凝乳酶 单宁酶 水解淀粉，产生葡萄糖、麦芽糖和糊精 水解淀粉，产生葡萄糖 水解淀粉，产生直链淀粉和低聚糖 动植物蛋白质水解，啤酒、果酒澄清 制作干酪和奶油，增进食品香味，大豆制品脱腥 玉米、大豆、大米脱皮，淀粉制造 玉米、大豆、大米脱皮，提高果汁澄清度 柑橘脱囊衣，饮料、果汁、果酒澄清 蛋白质脱葡萄糖，防止褐变，除氧防腐 制造适合于乳糖酶缺乏者食用的乳制品 制造干酪 食品脱涩 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌 细菌、霉菌 霉菌 霉菌 霉菌、细菌 霉菌 酵母、霉菌 霉菌 霉菌 2.微生物酶制剂的生产 A：菌种 细菌、霉菌、酵母菌、放线菌 B：培养基 碳源：葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉等，但葡萄糖、蔗糖浓度太高会抑制产酶，有些碳源是酶的诱导物。 氮源：无机氮——铵盐、氨水等 有机氮——蛋白质、氨基酸 碳氮比要适当； 无机盐：有些金属离子本身就是酶的组成部分（辅基），促进产酶。 生长因子：多种氨基酸和维生素是微生物生长与产酶的必要成分或酶的组成部分

C：培养条件pH：影响产酶类型，同一菌种产酶的类型与酶系组成可随pH值的改变而产生不同程度的变化。例如：蛋白酶生产时，pH值低利于生产酸性蛋白酶，pH值高利于生产中性和碱性蛋白酶。温度：产酶温度与生长温度不一定一致，温度还能影响酶系组成及酶的特性。例如：用米曲霉制曲时，温度控制在低限，利于蛋白酶的合成，而抑制α-淀粉酶的合成。通气量：一般生长期（发酵前期）需要较大通气量，产酶期（发酵中后期）有些需要大通气量，有些需要较小通气量。D：分离提纯酶的结合状态和稳定性不同，以及应用部门对酶的纯度要求不同，提取方法也不同。（1）盐析：（NH4）2SO4，中性盐，低温下溶解度也较高。优点：常温沉淀不会造成酶失活，沉淀物在室温下长时间放置也不会失活，沉淀酶时夹带杂蛋白少适于任何酶的沉淀。缺点：沉淀物中含有大量的盐析剂，直接用于食品加工影响食品风味和工艺效果，且工业硫酸胺中可能含有毒性物质。（2）有机溶剂沉淀法：丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇特点：受温度影响大，温度越低沉淀越完全。缺点：高浓度能够严重破坏蛋白质的空间结构，造成酶变性失活：有机溶剂与发酵液混合时可能放热，引起局部过热，造成酶失活，所有加入有机溶剂时需冷却并剧烈搅拌。（4）吸附法硅酸铝、活性氧化铝等三、食用菌蘑菇、平菇、木耳、银耳、灵芝、金针菇、香菇、猴头菇等。食用菌多糖：灵芝多糖：分子量从数千到数十万，多糖中除含有葡萄糖外，还含有阿拉伯糖、木糖、半乳糖、甘露糖等。功能：提高人体免疫力，抗癌香菇多糖：抗肿瘤、降血脂金针菇多糖：抗肿瘤金针菇素（多糖蛋白）：提高人体免疫力

C：培养条件 pH: 影响产酶类型，同一菌种产酶的类型与酶系组成可随 pH 值的改变而产生不同程度的变化。 例如：蛋白酶生产时，pH 值低利于生产酸性蛋白酶，pH 值高利于生产中性和碱性蛋白酶。 温度：产酶温度与生长温度不一定一致，温度还能影响酶系组成及酶的特性。 例如：用米曲霉制曲时，温度控制在低限，利于蛋白酶的合成，而抑制α-淀粉酶的合成。 通气量：一般生长期（发酵前期）需要较大通气量，产酶期（发酵中后期）有些需要大通气量，有些需 要较小通气量。 D：分离提纯 酶的结合状态和稳定性不同，以及应用部门对酶的纯度要求不同，提取方法也不同。 （1）盐析：（NH4）2SO4，中性盐，低温下溶解度也较高。 优点：常温沉淀不会造成酶失活，沉淀物在室温下长时间放置也不会失活，沉淀酶时夹带杂蛋白少， 适于任何酶的沉淀。 缺点：沉淀物中含有大量的盐析剂，直接用于食品加工影响食品风味和工艺效果，且工业硫酸胺中 可能含有毒性物质。 （2）有机溶剂沉淀法：丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇 特点：受温度影响大，温度越低沉淀越完全。 缺点：高浓度能够严重破坏蛋白质的空间结构，造成酶变性失活；有机溶剂与发酵液混合时可能放 热，引起局部过热，造成酶失活，所有加入有机溶剂时需冷却并剧烈搅拌。 （4） 吸附法 硅酸铝、活性氧化铝等 三、食用菌 蘑菇、平菇、木耳、银耳、灵芝、金针菇、香菇、猴头菇等。 食用菌多糖： 灵芝多糖：分子量从数千到数十万，多糖中除含有葡萄糖外，还含有阿拉伯糖、木糖、半乳糖、甘露糖等。 功能：提高人体免疫力，抗癌 香菇多糖：抗肿瘤、降血脂 金针菇多糖：抗肿瘤 金针菇素（多糖蛋白）：提高人体免疫力