發(fā)酵食品學(xué)第一章 緒論

發(fā)酵食品學(xué)主講：杜娟電話子郵箱：82471638@課程內(nèi)容第一章緒論第二章谷物發(fā)酵制品—釀酒第三章谷物發(fā)酵制品—食醋第四章發(fā)酵果蔬制品第五章發(fā)酵豆制品第六章發(fā)酵乳制品第七章發(fā)酵肉制品第八章發(fā)酵水產(chǎn)品第九章微生物源的功能性食品及食品添加劑第十章發(fā)酵食品的安全問題課程內(nèi)容發(fā)酵（Fermentation）“沸騰”（fervere）它描述酵母菌作用于果汁或麥芽汁產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。酵母菌的厭氧呼吸，其中氫受體和氫供體都是有機物。通過對微生物的培養(yǎng)，使某種特定產(chǎn)物（菌體或代謝產(chǎn)物）大量積累的過程。傳統(tǒng)意義上生理生化意義上工業(yè)意義上第一章緒論廣義：微生物進行的一切活動都可以稱為發(fā)酵。狹義：厭氧條件下有機化合物進行不徹底的分解代謝釋放能量的過程。一、發(fā)酵（Fermentation）定義：食品發(fā)酵食品原料在微生物（包括本身的酶）的作用下，經(jīng)過一系列生物、化學(xué)反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為新的食品類型或飲料的過程。這種類型的食品總稱為“發(fā)酵食品”。利用微生物的作用而制得的食品都可稱之為發(fā)酵食品。二、發(fā)酵食品的分類根據(jù)所利用原料的種類分類根據(jù)所利用的主要微生物的種類分類按照傳統(tǒng)發(fā)酵食品和現(xiàn)代發(fā)酵食品的概念分類部分常見的發(fā)酵食品發(fā)酵食品原產(chǎn)地風(fēng)味特點腐乳中國色澤鮮艷，質(zhì)地細膩，味道鮮美，香氣濃郁醬油中國咸鮮味納豆日本稻草香氣，風(fēng)味濃厚持久日本豆醬日本低鹽有甜味，大豆香氣發(fā)酵魚制品東南亞咸鮮海味干酪歐洲有堅果味、肉湯味、甜味或微弱氨味酸性酪乳美國清香的乳酸風(fēng)味酸牛奶北美生鮮的酸味或水果清香咖啡非洲味苦略有糊香食用特點發(fā)酵食品原產(chǎn)地食用特點醬油、醋中國烹飪調(diào)味料日本豆醬日本烹飪佐料納豆日本與米飯一起食用或作配菜天貝印度與米飯或淡面包一起食用咖啡非洲沖煮飲用面包歐洲直接食用酸性稀奶油歐洲作配料或直接食用部分發(fā)酵食品中的微生物發(fā)酵食品原產(chǎn)地微生物或酶大曲酒中國大曲小曲酒中國小曲黃酒中國毛霉、根霉、酵母醬油中國米曲霉、酵母菌、乳酸菌日本豆醬日本米曲霉類霉菌、酵母菌、細菌天貝印度鏈球菌、乳桿菌、發(fā)酵乳糖的酵母威士忌英國酵母伏特加俄羅斯酵母白蘭地法國酵母牛奶酒中國乳桿菌、酵母馬奶酒俄羅斯、中國乳桿菌、酵母開菲爾中亞、中東歐乳酸菌、酵母、醋酸菌酸性稀奶油美國乳酸菌干酪歐洲乳鏈球菌、乳桿菌薩拉米香腸意大利乳桿菌、霉菌圖林根香腸德國片球菌風(fēng)干腸中國乳桿菌、片球菌抑制腐敗菌和一般病原菌的生長發(fā)酵食品能提高食品的營養(yǎng)價值在食品發(fā)酵后，賦予色香味型的改變提高產(chǎn)品的附加值三、發(fā)酵食品的特點抑制腐敗菌和一般病原菌的生長:

低pH,高酒精度，高鹽，菌體抑制能保健養(yǎng)生的發(fā)酵食品使食物更容易消化發(fā)酵食品一般低熱能食品。分解食物中對人體不利的因子，產(chǎn)生有利的代謝物。含有益生菌，能保持腸道健康，改善腸胃道功能。

發(fā)酵賦予食品風(fēng)味大分子物質(zhì)的降解產(chǎn)生氨基酸，多糖，代謝產(chǎn)生酒精，乳酸，雙乙酰、酯類等風(fēng)味物質(zhì)色素：紅曲紅多種作用導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)改變軟，韌，膨松發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)品的附加值直接銷售：0.5元附加值：加水蒸成米飯：1.0元附加值：

包成粽子：5.0元附加值：

發(fā)酵制成一瓶酒：10元~100元。附加值：

……一碗米的價值？發(fā)酵食品的工藝特色：1、采用多種原料，且多以淀粉質(zhì)原料為主。2、多菌種混合發(fā)酵，國內(nèi)多以霉菌為主要的微生物群，國外多以細菌為主。3、工藝復(fù)雜、多用曲：董酒生產(chǎn)制的曲用72味中藥。4、多為固態(tài)發(fā)酵：醅、醪四、食品發(fā)酵的歷史發(fā)酵是一門古老而又現(xiàn)代的技術(shù)，結(jié)合了神秘的傳統(tǒng)、古老的文化和變化無窮的生物技術(shù)。文化底蘊深厚、產(chǎn)品形態(tài)多種多樣、技術(shù)手段推陳出新、理論研究和技術(shù)創(chuàng)新永無止境。古代

最早的發(fā)酵產(chǎn)品據(jù)記載起源于5000BC。據(jù)記載最早的發(fā)酵食品應(yīng)是酒類，通常認為是wine（果酒）,因為大自然中具備了野生果類和酵母菌，條件適宜情況下自行發(fā)酵。在神話傳說中亦有猿猴釀酒之說。由于自然界中資源的多樣性，便有了多種多樣的發(fā)酵食品。

5000~6000BC——wine、黃酒、Cheese4000BC——Beer，古埃及已出現(xiàn)了麥芽糖化。醬油、醋及各種調(diào)味品白酒：農(nóng)業(yè)社會糧食節(jié)余，生霉、發(fā)酵、蒸餾而得古代古老的發(fā)酵食品自產(chǎn)生以來，長時間內(nèi)停留在自然釀造階段。即知其然而不知其所以然，通常以經(jīng)驗掌握。由于節(jié)氣、環(huán)境的變化即決定了產(chǎn)品的成敗，因此食品釀造甚至被賦予很多神秘色彩，甚至出現(xiàn)了對曲的頂禮膜拜，一些祭祀活動也與之聯(lián)系起來。發(fā)酵食品與許多民族文化融為一體。英國的威士忌荷蘭的干酪俄羅斯的大咧巴面包德國的啤酒中國的白酒日本的清酒法國的香檳近代由于各種食品的發(fā)酵的機理一直未能充分揭示，因此發(fā)酵技術(shù)也遲遲未能進一步發(fā)揚光大和合理調(diào)控。這種情況直到巴斯德、科赫等人對微生物的研究發(fā)現(xiàn)才有所改觀，他們的工作成果推動了微生物發(fā)酵及工藝調(diào)控的推陳出新?，F(xiàn)代生物技術(shù)：應(yīng)用生物體（微生物、動植物細胞）或其組成部分（細胞器、酶）在最適宜條件下生產(chǎn)有價值的產(chǎn)物或進行有益過程的技術(shù)。生物技術(shù)五大技術(shù)體系關(guān)系圖基因工程細胞工程微生物或細胞產(chǎn)品改良或創(chuàng)建生物新品種細胞工程發(fā)酵工程酶工程生化工程產(chǎn)品基因工程是主導(dǎo)發(fā)酵工程是基礎(chǔ)和必要條件生化工程是重要環(huán)節(jié)基因工程細胞工程發(fā)酵工程體現(xiàn)使用價值提供良好的生物細胞（酶）生物催化劑（第一核心部分）生物反應(yīng)系統(tǒng)（第二核心部分）現(xiàn)代發(fā)酵食品味精肌苷酸鈉、鳥苷酸鈉檸檬酸、蘋果酸黃原膠、功能性低聚糖保健品：發(fā)酵靈芝液、冬蟲夏草五、國內(nèi)的食品發(fā)酵工業(yè)概況我國的發(fā)酵行業(yè)雖然歷史悠久，但是數(shù)千年來由于科學(xué)技術(shù)進步緩慢，未能得到充分發(fā)展。直到20世紀中期才建立了一系列新的微生物工業(yè)。近幾年來，由于生物新技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)酵工業(yè)開始進入新的發(fā)展時期。

白酒中國的釀酒業(yè)，距今已有數(shù)千年的歷史淵源。白酒是我國特有的、具有悠久歷史的傳統(tǒng)酒種。1949年新中國成立時，我國白酒的產(chǎn)量只有10．8萬t。1996年，我國白酒產(chǎn)量達到歷史高峰，總量達到801．30萬t。之后開始回落，至2004年產(chǎn)值達到311萬噸的最低值，自2005年之后才又恢復(fù)增長。2011年達到1025萬噸的產(chǎn)量。2013年達到1226萬噸。規(guī)模較大的有茅臺、五糧液、劍南春、瀘州老窖、汾酒、古井。全國白酒產(chǎn)量（單位：萬噸）黃酒黃酒是我國最古老的酒種，早在夏、商、周三代就已經(jīng)大量生產(chǎn)了，并流傳至今，據(jù)史料記載已有6000年左右了。目前年產(chǎn)量為150萬噸左右。現(xiàn)有塔牌、古越龍山、會稽山等品牌。啤酒1900年我國最早的啤酒廠于哈爾濱建成1949年啤酒產(chǎn)量僅七千余噸1981年啤酒產(chǎn)量增至91萬噸2005年產(chǎn)量達到3000萬噸左右2011年中國啤酒產(chǎn)量比上年增加10.7％，達到4890萬噸，保持世界第一位，占世界總產(chǎn)量的四分之一。2013年產(chǎn)量5062萬噸。葡萄酒1892年華僑張弼士在煙臺建立釀酒公司，這是我國第一個新型的葡萄酒釀造廠目前我國葡萄酒工廠已有近百家2013年葡萄酒年產(chǎn)量約117萬噸。年產(chǎn)萬噸以上的有張裕、王朝、華夏、長城、新天、威龍、中糧。幾家公司占據(jù)約60％的市場份額，銷售收入占整個行業(yè)的78.4％。醬油和食醋早在三千年前便已掌握了醬油和醋發(fā)酵的技法，數(shù)千年來一直沿用自然發(fā)酵法，直到20世紀后才開始采用純種培養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)，目前設(shè)備及釀造方法逐步實現(xiàn)了現(xiàn)代化醬油年產(chǎn)量約為757.95萬噸，已居世界首位食醋年產(chǎn)量約為350萬噸.酒精二十世紀初期，外商在東北設(shè)立哈爾濱和阿城兩個酒精廠1922年山東溥益酒精廠成立，為第一個由國人設(shè)立的酒精廠1934年華僑投資在上海浦東設(shè)立中國酒精廠，當時號稱遠東第一大型酒精廠酒精年產(chǎn)量解放前僅1萬噸左右。2011年發(fā)酵酒精產(chǎn)量約為911.5萬噸左右。酶制劑1964年才在無錫建立了第一個酶制劑工廠目前有酶制劑生產(chǎn)廠家100多家2010年產(chǎn)量為77萬噸左右檸檬酸1953年我國曾進行淺盤發(fā)酵制檸檬酸的中型生產(chǎn)。1965年前后由上海酵母廠首先采用深層發(fā)酵法，由薯干直接發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。2010年產(chǎn)量達98萬噸左右，出口量居世界第一位。味精1964年我國谷氨酸發(fā)酵研究成功，首先在上海投入生產(chǎn)。味精生產(chǎn)萬噸以上產(chǎn)量的工廠有17家。最大規(guī)模是周口蓮花味精集團公司，年產(chǎn)12萬噸。2010年產(chǎn)量為215萬噸。基因工程產(chǎn)品我國已經(jīng)開發(fā)成功了21種基因工程藥物和疫苗，世界上銷售額排名前10位的基因工程藥物和疫苗，我國已能生產(chǎn)8種。在食品上有轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因蔬菜等細胞工程產(chǎn)品紫草、三七等等植物細胞已可在發(fā)酵罐種大規(guī)模培養(yǎng)。我國的傳統(tǒng)中藥涉及5000種左右植物，細胞培養(yǎng)是中藥資源開發(fā)的一個重要方面。還可用于植物育種、脫毒蔬菜、及菌種篩選“十一五”時期發(fā)酵工業(yè)現(xiàn)狀與成就發(fā)酵工業(yè)是以含淀粉（或糖類）的農(nóng)副產(chǎn)品為原料，利用現(xiàn)代生物技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品進行深加工、生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)，主要包括氨基酸、有機酸、淀粉糖、酶制劑、酵母、多元醇以及功能發(fā)酵制品等行業(yè)。產(chǎn)品產(chǎn)量不斷提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整取得新進展2006-2010年，我國發(fā)酵工業(yè)主要產(chǎn)品的總產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長，平均年增長率為15.3%，顯示出強大的活力，2010年發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品總產(chǎn)量達1683萬噸，同比增長9.3%；工業(yè)總產(chǎn)值達1850億元，同比增長15.6%，其中檸檬酸、酶制劑、淀粉糖、酵母、賴氨酸增幅均超過14%。自主創(chuàng)新能力顯著增強生產(chǎn)技術(shù)工藝

裝備水平快速提高據(jù)調(diào)查，發(fā)酵行業(yè)企業(yè)研發(fā)投入約占銷售收入的4.5%，有的可高達10%以上，獲得的專利成果數(shù)量也逐年遞增。從而帶動行業(yè)的技術(shù)水平不斷提高、技術(shù)裝備日益先進、產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高。出口穩(wěn)定增長，國際競爭力大幅提升“十一五”期間，我國發(fā)酵行業(yè)出口量持續(xù)增長，國際競爭力顯著提高。2006-2010年，發(fā)酵工業(yè)主要產(chǎn)品出口呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的態(tài)勢，主要產(chǎn)品出口總量年均增長率為19.1%，出口總額年均增長率為20.7%。2010年，我國發(fā)酵行業(yè)主要產(chǎn)品出口總量約為250萬噸，出口總額約25億美元。企業(yè)規(guī)模擴大，產(chǎn)業(yè)集中度增強“十一五”時期，在國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的指引下，我國發(fā)酵行業(yè)企業(yè)布局發(fā)生了變化，已經(jīng)從中小企業(yè)為主體轉(zhuǎn)變?yōu)榇笃髽I(yè)、大集團為主導(dǎo)地位的格局。目前，我國已經(jīng)擁有玉米綜合加工能力亞洲第一、世界第三的大企業(yè)。

產(chǎn)品質(zhì)量及安全水平不斷上升產(chǎn)品標準有序規(guī)范“十一五”時期，發(fā)酵行業(yè)的企業(yè)管理體系建設(shè)已走上了科學(xué)、高效、健康的發(fā)展軌道，先進的管理理念和管理方法已在行業(yè)中廣泛應(yīng)用。行業(yè)中大中型企業(yè)均通過了ISO9000系列認證，有不少企業(yè)通過了ISO14000和HACCP、GMP認證，還有部分企業(yè)通過了OHSAS18001、IP、kosher及HALAL認證，建立了嚴格的產(chǎn)品質(zhì)量管理體系，規(guī)范了企業(yè)的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)經(jīng)營行為，有力地保證了食品的安全可靠。產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，形成以原料主產(chǎn)區(qū)為主的區(qū)域布局受原料供應(yīng)、環(huán)境保護和生產(chǎn)成本等因素的影響，發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局由沿海港口等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)向原料產(chǎn)地轉(zhuǎn)移的趨勢明顯。山東、東北三省、內(nèi)蒙古、河北、河南和安徽等8個玉米產(chǎn)區(qū)深加工消耗玉米量占全國深加工玉米消耗總量的80%以上，味精、檸檬酸、賴氨酸、乳酸、淀粉糖（醇）行業(yè)主要分布在這些地區(qū)；同時以禹城-功能糖城、昌樂-檸檬酸特色區(qū)域為代表的產(chǎn)業(yè)集群正在逐步興起，成為新的增長點。目前，我國酵母行業(yè)主要分布在湖北、廣東、廣西、安徽等地區(qū)；酶制劑行業(yè)主要分布在江蘇、湖南、湖北、山東等地區(qū)；此外，寧夏、甘肅等西北地區(qū)也有發(fā)酵行業(yè)企業(yè)的分布。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟節(jié)能減排初見成效在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，發(fā)酵工業(yè)企業(yè)已經(jīng)越來越認識到發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能減排的重要性和必要性，努力提高原料轉(zhuǎn)化率、副產(chǎn)品的綜合利用率，加大對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、廢渣和廢氣的治理和回收利用。六、食品發(fā)酵方式的轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)少量食品發(fā)酵向規(guī)模化、科學(xué)化轉(zhuǎn)變；淺層培養(yǎng)向厚層通氣或深層液體培養(yǎng)；主流培養(yǎng)方式從固態(tài)培養(yǎng)轉(zhuǎn)向液態(tài)培養(yǎng)為主；天然菌種發(fā)酵轉(zhuǎn)向純菌