① 食品發酵的本質
發酵
發酵,指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產物,同時釋放能量並產生各種不同的代謝產物。在發酵條件下,有機物只是部分地被氧化,因此,只釋放出一小部分的能量。發酵過程的氧化是與有機物的還原藕聯在一起的。被還原的有機物來自於初始發酵的分解代謝,即不需要外界提供電子受體。發酵現象早巳被人們所認識,但了解它的本質卻是近200年來的事。英語中發酵一詞fermentation是從拉丁語fervere派生而來的,原意為「翻騰」,它描述酵母作用於果汁或麥芽浸出液時的現象。現代對發酵的定義是:通過微生物(或動植物細胞)的生長培養和化學變化,大量產生和積累專門的代謝產物的反應過程。
基本信息
中文名:發酵
外文名:fermentation
又名:醱酵
讀音:fā jiào
定義:生物體對於有機物的某種分解過程
應用:食品工業、生物和化學工業
基本含義
名稱
發酵
沸騰現象是由浸出液中的糖在缺氧條件下降解而產生的二氧化碳所引起的。在生物化學中把酵母的無氧呼吸過程稱作發酵。我們現在所指的發酵早已賦予了不同的含義。
發酵是生命體所進行的化學反應和生理變化,是多種多樣的生物化學反應根據生命體本身所具有的遺傳信息去不斷分解合成,以取得能量來維持生命活動的過程。
發酵產物是指在反應過程當中或反應到達終點時所產生的能夠調節代謝使之達到平衡的物質。
實際上,發酵也是呼吸作用的一種,只不過呼吸作用最終生成CO2和水,而發酵最終是獲得各種不同的代謝產物。
定義
漢詞「發酵」作為名詞表示一個過程,作為動詞表示一種行動。
(1)微生物生理學嚴格定義的「發酵」:
有機物被生物體氧化降解成氧化產物並釋放能量的過程統稱為生物氧化。
微生物生理學把生物氧化區分為呼吸和發酵,呼吸又可進一步區分為有氧呼吸和無氧呼吸。因此,發酵是生物氧化的一種方式。
發酵是這樣一種生物氧化方式:在沒有外源最終電子受體的條件下,化能異養型微生物細胞對能源有機化合物的氧化與內源的(已經經過該細胞代謝的)有機化合物的還原相耦合,一般並不發生經包含細胞色素等的電子傳遞鏈上的電子傳遞和電子傳遞磷酸化,而是通過底物(激酶的底物)水平磷酸化來獲得代謝能ATP;能源有機化合物釋放的電子的一級電子載體NAD,以NADH的形式直接將電子交給內源的有機電子受體而再生成NAD,同時將後者還原成發酵產物(不完全氧化的產物)。
細胞中的NAD是有限的,如果作為一級電子載體的輔酶NAD不能得到再生,就不能被回用,有效的電子載體就會愈來愈少,脫氫反應就不能持續進行下去了。因此輔酶NAD的再生是生物氧化(包括發酵)繼續進行下去的必要條件。
(2)工業生產上定義的發酵——「工業發酵」
工業生產上籠統地把一切依靠微生物的生命活動而實現的工業生產均稱為「發酵」。這樣定義的發酵就是「工業發酵」。工業發酵要依靠微生物的生命活動,生命活動依靠生物氧化提供的代謝能來支撐,因此工業發酵應該復蓋微生物生理學中生物氧化的所有方式:有氧呼吸、無氧呼吸和發酵。
近百年來,隨著科學技術的進步,發酵技術發生了劃時代的變革,已經從利用自然界中原有的微生物進行發酵生產的階段進入到,按照人的意願改造成具有特殊性能的微生物以生產人類所需要的發酵產品的新階段。
(3)專業詞彙「發酵(fermentation)」
「發酵」這個詞彙在生活中往往是人聯想到發面製作大餅、油條、饅頭、包子,或者聯想到食品酸敗物品霉爛。
「發酵」作為專業詞彙其含義不但復蓋發面製作大餅、油條、饅頭、包子,更重要的是指用發酵的手段工業化生產酒及酒精飲料、食品及食品添加劑、飼料及飼料添加劑、葯品、化工材料等等。
特點
發酵和其他化學工業的最大區別在於它是生物體所進行的化學反應。其主要特點如下:
1、發酵過程一般來說都是在常溫常壓下進行的生物化學反應,反應安全,要求條件也比較簡單。
2、發酵所用的原料通常以澱粉、糖蜜或其他農副產品為主,只要加入少量的有機和無機氮源就可進行反應。微生物因不同的類別可以有選擇地去利用它所需要的營養。基於這—特性,可以利用廢水和廢物等作為發酵的原料進行生物資源的改造和更新。
3、發酵過程是通過生物體的自動調節方式來完成的,反應的專一性強,因而可以得到較為單—的代謝產物。
4、由於生物體本身所具有的反應機制,能夠專一性地和高度選擇性地對某些較為復雜的化合物進行特定部位地氧化、還原等化學轉化反應,也可以產生比較復雜的高分子化合物。
5、發酵過程中對雜菌污染的防治至關重要。除了必須對設備進行嚴格消毒處理和空氣過濾外,反應必須在無菌條件下進行。如果污染了雜菌,生產上就要遭到巨大的經濟損失,要是感染了噬菌體,對發酵就會造成更大的危害。因而維持無菌條件是發酵成敗的關鍵。
6、微生物菌種是進行發酵的根本因素,通過變異和菌種篩選,可以獲得高產的優良菌株並使生產設備得到充分利用,也可以因此獲得按常規方法難以生產的產品。
7、工業發酵與其他工業相比,投資少,見效快,開可以取得顯著的經濟效益。
基於以上特點,工業發酵日益引起人們重視。和傳統的發酵工藝相比,現代發酵工程除了上述的發酵特徵之外更有其優越性。除了使用微生物外,還可以用動植物細胞和酶,也可以用人工構建的「工程菌』來進行反應;反應設備也不只是常規的發酵罐,而是以各種各樣的生物反應器而代之,自動化連續化程度高,使發酵水平在原有基礎上有所提高和和創新。
反應
發酵反應的過程依據不同糖的利用與產物的生產而不同。以下以葡萄糖生產酒精為例,說明釀酒發酵的過程,同時這也是最經典的發酵反應:
化學式:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+2ATP(放出能量:118kJ/mol)文字式:糖(葡萄糖、果糖或蔗糖)→醇類(乙醇)+二氧化碳+能量(ATP)就實際反應的生化途徑而言,在厭氧呼吸的初期,往往是糖酵解途徑,之後的途徑與終產物有關。
類型
根據發酵的特點和微生物對氧的不同需要,可以將發酵分成若干類型:
1、按發酵原料來區分:糖類物質發酵、石油發酵及廢水發酵等類型。
2、按發酵產物來區分:如氨基酸發酵、有機酸發酵、抗生素發酵、酒精發酵、維生素發酵等。
3、按發酵形式來區分,則有:固態發酵和深層液體發酵。
4、按發酵工藝流程區分則有:分批發酵、連續發酵和流加發酵。
5、按發酵過程中對氧的不同需求來分,一般可分為:厭氧發酵和通風發酵兩大類型。
菌種
微生物(microorganism簡稱microbe)是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活密切相關。微生物在自然界中可謂「無處不在,無處不有」,涵蓋了有益有害的眾多種類,廣泛涉及健康、醫葯、工農業、環保等諸多領域。廣州農牧開發有限公司專業分離提純生產菌種。
原核:細菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。
真核:真菌、藻類、原生動物。
非細胞類:病毒和亞病毒。
培養
在工業上,發酵過程的發生處於嚴格的控制之下,這種控制稱為培養,即分批培養、補料分批培養、半連續培養和連續培養。
分批培養
分批發酵是最為簡單的發酵過程,培養基中接入菌種以後,沒有物料的加入和取出,除了空氣的通入和排氣。整個過程中菌的濃度、營養成分的濃度和產物濃度等參數都隨時間變化。
微生物生長分為:遲滯期、對數生長期、穩定期和死亡期。在遲滯期,菌體沒有分裂只有生長,因為當菌種接種入一個新的環境,細胞內的核酸、酶等稀釋,這時細胞不能分裂。當細胞內的與細胞分裂相關的物質濃度達到一定程度,細胞開始分裂,這時細胞生長很快,比生長速率幾近常數。這個時期稱為對數生長期。隨著細胞生長,培養液中的營養物減少,廢物積累,導致細胞生長速率下降,進入減速期和穩定期。最後當細胞死亡速率大於生成速率,進入死亡期。對於初級代謝產物,在對數生長期初期就開始合成並積累,而次級代謝產物則在對數生長期後期和穩定期大量合成。
分批培養的操作簡單,周期短,染菌機會少,生產過程和產品質量容易掌握;然而產率低,不適於測定動力學數據。
補料分批培養
補料分批培養是指在分批培養過程中補入新鮮的料液,以克服營養不足而導致的發酵過早結束的缺點。在此過程中只有料液的加入沒有料液的取出,所以發酵結束時發酵液體積比發酵開始時有所增加。在工廠的實際生產中採用這種方法很多。
在這樣一種系統中可以維持低的基質濃度,避免快速利用碳源的阻遏效應;可以通過補料控制達到最佳的生長和產物合成條件;還可以利用計算機控制合理的補料速率,穩定最佳生產工藝。同時,由於沒有物料取出,產物的積累最終導致比生產速率的下降。由於有物料的加入增加了染菌機會。
半連續培養
在補料分批培養的基礎上間歇放掉部分發酵液(帶放)稱為半連續培養。某些品種採取這種方式,如四環素發酵。放掉部分發酵液,再補入部分料液,使代謝有害物得以稀釋有利於產物合成,提高了總產量。然而這樣做也導致代謝產生的前體物被稀釋,提取的總體積增大。
連續培養
發酵過程中一邊補入新鮮料液一邊放出等量的發酵液,使發酵罐內的體積維持恆定。達到穩態後,整個過程中菌的濃度,產物濃度,限制性基質濃度都是恆定的。
在連續培養中控制稀釋速率可以使發酵過程最優化。發酵周期長,可以得到高的產量。然而假如菌種不穩定的話,長期連續培養會引起菌種退化,降低產量。長時間補料染菌機會也大大增加。所以這樣發酵方式在實際生產中並不常用。
具體應用
固態發酵應用范圍極為廣泛
傳統上人們利用固態發酵生產麵包、麥芽、酒麴、酒精飲料、醬油、豆豉、蘑菇等食品或生產中間原料。
近代研究發現利用固態發酵生產的一些食品中含有生理活性物質,表明了固態發酵在生產這些食品及食品添加劑上有優勢。隨著能源危機與環境問題的日益嚴重,固態發酵技術以其特有的優點引起人們極大的興趣。人們在固態發酵領域的研究及其在資源環境、蛋白質飼料中的應用取得了較大進展,主要表現在生物飼料、生物燃料、生物農葯、生物轉化、生物解毒及生物修復等方面的成功開發應用,為固態發酵的不斷發展提供了強有力支持,為傳統技術發揚光大提供了廣闊的應用前景。
酒精發酵和乳酸發酵
(1)、破碎和去梗
破碎:使果肉和果汗分離。
去梗:果梗有青梗味,除非酒中需要額外增加單寧,才會保留果便。
(2)、酒精發酵和浸漬
葡萄破碎去梗後,被輸送到發酵容器中進行發酵,酵母可以由葡萄自身原有的,也可以是人工添加的,發酵過程持續4~10天,葡萄皮中的單寧和色素就滲入葡萄汁里。
單寧和色素的撮過程就稱為浸漬。浸漬時間從數日到數周不等。酵造單寧含量低、較柔順的「新酒」,浸漬時間會很短;釀造可長期收藏的紅酒時,由於需要足夠的單寧,浸漬的時間會很長。
(3)、更換容器和壓榨皮渣
更換容器是為了將皮渣從葡萄原酒中分離,結束浸漬過程。皮渣移出容器後,再經壓榨出酒。從皮渣中壓榨出的葡萄酒顏色較深,單寧含量也較高,味苦澀。
(4)、乳酸發酵
在紅葡萄酒釀造過程中,通常會進行稱為乳酸發酵的副發酵。副發酵是利用乳酸菌把酒中酸澀的蘋果酸變成較柔順且穩定的乳酸。
生產味精
全世界都採用發酵法生產味精。發酵法生產味精的原料基本上都是澱粉、砂糖、醋酸、糖蜜等天然物質,因此味精不是化學合成產品。
生物發酵處理垃圾
BTA工藝流程可廣泛應用於處理生活垃圾、商業垃圾、農業垃圾及城市固體垃圾中的可降解生物垃圾(Biowaste)(垃圾中的有機物部份)。通過BTA工藝流程可將垃圾轉換成高質量的生物燃氣(biogas)和有機肥(Compost),生物燃氣又可發電並產出熱能。
用BTA工藝流程進行垃圾處理時,所用的水基本都是在生產過程中產生的循環水,多餘的水可直接應用於農業灌溉或進行進一步的污水清潔處理。
較為常用的是BTA單級發酵系統。垃圾漿料的發酵在混合發酵反應罐中一次完成。考慮到投資與運行的成本,現有的發酵設備(如污水處理廠、農業沼氣廠的發酵罐)都可以直接改造利用這一工藝。BTA單級發酵系統完全可應用於現有的垃圾處理工廠擴大產量,如果要進行餐廚垃圾的處理還有必要再增加一些BTA殺菌消毒設施。
還有一種BTA多級發酵系統,大多用於年處理量超過5萬噸的工廠。在BTA多級發酵系統中垃圾漿料通過脫水分離成固態物質和液相物質。液相中包含可溶解的有機成份,可以直接泵入厭氧發酵罐(甲烷反應器)中。經過脫水後的固體渣料中由於仍然包含有未溶解的有機成份,可再一次將其與水混合打進水解反應器,經過約4天後對這些懸浮液再次脫水,然後將液體部分注入到發酵罐(甲烷反應器)中。通過在不同反應器(酸化、水解和甲烷)中的降解過程,BTA多級發酵系統為微生物創造最理想的生長條件,加快了生物的降解速度,只需要幾天時間就使60%—80%的有機物質轉化成甲烷氣體。
發酵食物
簡介
發酵食品是人類巧妙地利用有益微生物加工製造的一類食品,具有獨特的風味,豐富了我們的飲食生活,如酸奶、乾酪、酒釀、泡菜、醬油、食醋、豆豉、乳腐、黃酒、啤酒、葡萄酒,甚至還可包括臭豆腐和臭冬瓜,這些都是頗具魅主要有穀物發酵製品、豆類發酵製品和乳類發酵製品。
發酵食物的由來
早在公元前3000多年,居住在土耳其高原的古代游牧民族就已經製作和飲用酸奶了。到了現在,人們經過篩選,確定了酸奶發酵的最佳菌種,並把新的益生菌加入酸奶,讓其保健價值更高。
一些蔬菜發酵後,蔬菜中的草酸等被分解,蛋白質水解後產生了有鮮味的肽和氨基酸。同時還生成了新的有機酸。
常見的發酵食品
主要有穀物發酵製品、豆類發酵製品和乳類發酵製品。
①穀物發酵製品包括甜面醬、米醋、米酒等,這些食品中富含蘇氨酸等成分,可以防止記憶力減退。另外,醋的主要成分是多種氨基酸及礦物質,有降低血壓、血糖及膽固醇的效果。此外,還有饅頭、麵包、包子、發面餅等。
②豆類發酵製品包括豆瓣醬、醬油、豆豉、腐乳等。發酵的大豆含有豐富的抗血栓成分,有預防動脈粥樣硬化、降低血壓之功效。豆類發酵之後,能參與維生素K合成,防止骨質疏鬆症的發生。
③乳類發酵製品如酸奶、乳酪等含有乳酸菌等成分,能抑制腸道腐敗菌的生長,又能刺激機體免疫系統,調動機體的積極因素,有效地預防癌症。
② 聊一聊你對發酵食品的認識與看法,除了發酵食品,發酵工程還被應用於哪些領域
發酵食品是利用有益微生物發酵而成的,具有獨特風味的食品。
第一種:穀物發酵製品:饅頭、麵包、米酒、米醋、甜面醬
第二種:豆類發酵製品:豆瓣醬、醬油、豆豉、腐乳
第三種:乳類發酵製品、酸奶、乳酪
選擇發酵食品的好處:改善消化、改變腸道環境、生成新的營養物質、改善炎症性腸病
現代的發酵工程又叫微生物工程,指採用現代生物工程技術手段,利用微生物的某些特定的功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程。
發酵工程在醫葯、食品、農業、冶金、環境保護等許多領域都得到廣泛應用。
③ 什麼是發酵工程
「發酵工程」是個新詞,但用發酵方法來釀酒、制醬、做醋、做乳酪,卻是幾千年前人類就掌握了的生物技術。直到今天人們還在繼續做這些事。但傳統方法的發酵過程非常繁瑣,費時費力。比如用小麥、大豆等原料做醬油需要半年到一年的時間,而且還要准備好大大小小、許許多多的容器。現代「發酵工程」的做法可就大不一樣了。以日本的一家制醬油的公司為例,他們的做法是,將一種耐乳酸細菌和一種酵母菌一起固定在海藻酸鈣凝膠上,再裝入製造醬油的發酵罐。將各種營養物和水從罐頂慢慢地注入,產品醬油就不停地從罐底流出來,形成一個連續生產的過程。從原料到成品的周期不到3天。這里提到的發酵罐是現代發酵工程的重要標志。目前世界上最大的發酵罐高度超過100米,容量可達4000立方米。
發酵工程的主角是微生物。微生物是一種通稱,它包括了所有形狀微小、結構簡單的低等生物。一提到微生物,有些人就會皺起眉頭,感到憎惡。因為他們想到的是微生物帶來了人類的疾病,帶來了植物的病害和食物的變質。其實,這種感覺是不太公正的。對人類而言,大多數微生物有益無害的,會造成損害的微生物只是少數。就總體來說,微生物是功大於過的,而且是功遠遠大於過。近年來迅速崛起的發酵工程,正是這些微生物在忙忙碌碌,工作不息,甚至不惜粉身碎骨,才使得五光十色的產品能一一面世。從酸奶到乳酸菌飲料,再到比黃金還貴的干擾毒等葯品,都是微生物對人類的無私奉獻。
微生物在發酵過程里充當著生產者的角色,這與它的特性是分不開的。它們具有孫悟空式的生存本領、豬八戒式的好胃口,還組成了天下第一的「超生游擊隊」。孫悟空是怎麼折騰也不會死的英雄。微生物的生存本領也好生了得。它們對周圍環境的溫度、壓強、酸鹼度、干濕條件都有極強的適應力,在10千米深的海底,人會被壓成一張紙,而有些細菌仍逍遙自在地生活。在零下250度的超低溫下,有些微生物仍不死去,只是處於「冬眠」狀態而已。如果條件適宜,微生物會不斷繁衍生長,從沒有見過它們自行死亡。而這幫不死的小傢伙還極為貪吃,甚至飢不擇食。好吃的食品自不必說,連石油、塑料、金屬氧化物、工業垃圾和DDT、砒霜等毒葯,都會成為某些微生物競相吞吃的美味。吃得多,長得快,繁殖速度自然十分驚人。如果一個大腸桿菌能順利無阻地繁殖,兩天後其重量等於地球重量的4倍!正是微生物的這些特點使它們成為發酵工程中的主將和功臣。發酵罐是微生物在發酵過程中生長、繁殖和形成產品的外部環境裝置。它取代了傳統的發酵容器—形形色色的培養瓶、醬生物發酵黃豆粉缸和酒窖。與傳統的容器相比,發酵罐最明顯的優勢在於:它能進行嚴格的滅菌,能使空氣按需要流通,從而提供良好的發酵環境;它能實施攪拌、震盪以促進微生物生長;它能對溫度、壓力、空氣流量實行自動控制;它能通過各種生物感測器測定發酵罐內菌體濃度、營養成分、產品濃度等,並用電腦隨時調節發酵進程。所以,發酵罐能實現大規模連續生產,最大限度地利用原料和設備,獲得高產量和高效率。這樣,人們就可以充分利用發酵方法來生產所需的食品或其他產品。可以簡單地說,發酵工程就是通過研究改造發酵作用的菌種,並應用現代技術手段控制發酵過程來大規模工業化地生產發酵產品。
蛋白質是構成人體組織的主要材料,而又是地球上十分缺乏的食品。用發酵工程來大量快速地生產單細胞蛋白,就補充了自然產品的不足。因為在發酵罐內,每一個微生物就是一座蛋白質合成工廠。每一個微生物體重的50%~70%都是蛋白質。這樣人們就可以利用許多「廢料」,來生產高質量的食品。所以,生產單細胞蛋白是發酵工程對人類的傑出貢獻之一。
此外,發酵工程還可以製造人體不可缺少的賴氨酸以及許多種醫葯產品。我們常用的抗菌素幾乎都是發酵工程的產品。
發酵工程不僅生產食品和葯品,還是解決能源危機的有力武器。石油、煤、天然氣這些傳統能源終將消耗殆盡,人類怎樣才能繼續生活下去,科學家們為此耗盡心血。20世紀80年代,人們終於看到了希望:一方面是核能、風能、太陽能利用取得巨大進展;另一方面,發酵工程的出現,可使地球上每年生產的大量纖維物質——稻草麥稈、玉米秸稈、灌木、乾草、樹葉等等,經「發酵工程」轉化,成為人類新能源。
在開發生物新能源的同時,發酵工程還可以完成另一個重要使命,即處理廢物,凈化環境,減少以至基本消除環境污染。
總之,現代發酵工程能夠幫助人們製造食品,製造葯品,開發能源,凈化環境。古老的生物發酵法,一旦用現代高科技方法加以改進,就千百倍地提高了生產效率,使老技術煥發了青春,為人類做出了巨大貢獻。
④ 什麼是發酵食品
凡是利用微生物的作用製取的食品都可稱為發酵食品。功能性發酵食品主要是以高新生物技術(包括發酵法、酶法)製取的具有某種生理活性的物質生產出能調節機體生理功能的食品。
發酵食品:如,饅頭、麵包、
不發酵食品:大餅、面條、水餃
發酵食品比沒有發酵的食物營養更豐富
⑤ 什麼是發酵食品
發酵食品是人類巧妙地利用有益微生物加工製造的一類食品,具有獨特的風味,豐富了我們的飲食生活,如酸奶、乾酪、酒釀、泡菜、醬油、食醋、豆豉、乳腐、黃酒、啤酒、葡萄酒,甚至還可包括臭豆腐和臭冬瓜,這些都是頗具魅力而長期為人們喜愛的食品。
植物細胞有細胞壁,細胞內的一些成分人體往往難以消化利用,發酵時微生物分泌的酶能裂解細胞壁,就提高了營養素的利用程度。微生物還能合成一些B族維生素,特別是維生素B12,動物和植物自身都無法合成這一維生素,只有微生物能「生產」,所以發酵食品中維生素B12較為豐富,維生素B12還能預防老年痴呆症。
發酵食品一般脂肪含量較低,發酵過程中要消耗碳水化合物的能量,因此發酵食品的能量值比較低,這對欲控制熱量攝入而減肥的人是首選的低熱能食品。
在發酵過程中,微生物保留了原來食物中的一些活性成分,如多糖、膳食纖維、生物類黃酮等對機體有保健作用的物質,還能分解某些對人體不利的因子,如豆類中的低聚糖、脹氣因子、豆腥味物質等。微生物新陳代謝時產生的不少代謝產物,多數有調節機體生物功能的作用,能抑制體內有害物的產生,最新的研究表明,不少發酵食品對預防腫瘤的發生有奇特的作用。
未經加熱即食用的發酵食品,其含有的微生物被稱為益生菌,能保持腸道內各種微生物之間的菌群平衡,改善腸胃道功能,不少微生態制劑的保健食品就是利用這一特點製造的。
毫不起眼的微生物為人類貢獻了各種風味的發酵食品,既使我們享受了飲食的樂趣,又能保健養生。
⑥ 食品與發酵工業的介紹
《食品與發酵工業》全國眾多食品刊物中由國家一級學會創辦的、代表我國現代食品與發酵科學技術發展水平的純學術期刊。刊載內容主要有:食品與發酵工業發展相關的原輔料、工藝、包裝、機械、檢測、安全、流通、綜合利用等方面的研究報告以及國內外食品與發酵科技發展動態等方面的綜述文章。讀者對象為從事食品與發酵及相關行業的生產、科研、設計和管理的人員。
⑦ 發酵工業的簡介
按照發酵的特點,可以對發酵工業做不同的類別劃分。
(1)、根據微生物種類不同分為:好氧性發酵和厭氧性發酵,其中通過厭氧發酵來獲得食品稱為釀造工業。(2)、根據培養基狀態不同分為:固體發酵和液體發酵。(3)、根據發酵設備分:敞口發酵、密閉發酵、淺盤發酵、深層發酵。(4)、根據微生物發酵操作方式的不同分為:分批發酵、連續發酵、補料分批發酵。(5)、根據微生物發酵產物的不同分為:微生物菌體發酵、微生物酶發酵、微生物代謝產物發酵、微生物的轉化發酵、生物工程細胞發酵。
發酵產物決定發酵工藝,工藝決定設備,所以發酵工廠基本對應以下五種類型: 微生物菌體發酵這是以獲得具有某種用途的菌體為目的的發酵。傳統的菌體發酵工業包括用於製作麵包的酵母發酵及用於人或動物食品的微生物菌體蛋白(單細胞蛋白)的生產。新的菌體發酵可用來生產一些葯用真菌,如香菇類、冬蟲夏草、靈芝等。有的微生物菌體還可以用作生物防治劑,如蘇雲金桿菌、白僵菌。 微生物酶發酵微生物具有種類多、產酶的品種多、生產容易和成本低等特點,因而工業應用的酶大多來自微生物發酵。微生物酶制劑在食品、輕工業、醫葯、農業中有廣泛的用途。 微生物代謝產物發酵微生物代謝產物的種類很多,已知的有37個大類,其中16類屬於葯物。根據菌體生長與產物形成時期之間的關系,可以將發酵產物分為兩類。在微生物對數生長期所產生的產物,如氨基酸、核苷酸、蛋白質、核酸、糖類等,是菌體生長繁殖所必需的。這些產物叫初級代謝產物。在菌體生長靜止期,某些菌體能合成在生長期中不能合成的、具有一些特定功能的產物,如抗生素、生物鹼、細菌毒素、植物生長因子等。這些產物與菌體生長繁殖無明顯關系,稱為次級代謝產物。 微生物轉化發酵微生物轉化就是利用微生物細胞的一種或多種酶,把一種化合物轉變成結構相關的更有經濟價值的產物。可進行的轉化反應包括:脫氫反應、氧化反應、脫水反應、縮合反應、脫羧反應、氨化反應、脫氨反應和異構化反應等。最突出的微生物轉化是甾類轉化,甾類激素包括醋酸可的松等皮質激素和黃體酮等性激素,是用途很廣的一大類葯物。 生物工程細胞的發酵這是指利用生物工程技術所獲得的細胞,如DNA重組的工程菌,細胞融合所得的雜交細胞等進行培養的新型發酵,其產物多種多樣。如用基因工程菌產胰島素、干擾素、青黴素醯化酶等,用雜交瘤細胞生產用於治療和診斷的各種單克隆抗體。
⑧ 發酵在食品和飲料工業起到什麼作用
利用微生物的發酵工程在食品和飲料工業占據著重要的位置。目前使用微生物生產檸檬酸可以滿足全世界的需要。在歐洲與美洲,乳製品及穀物的發酵是重要的食品發酵過程,在牛乳中可發生6種主要的發酵反應。現代牛乳發酵需要接種專用的微生物。穀物製品的發酵中最重要的是麵包和焙烤食品的生產。用於麵包製作的酵母,通常採用菌種在糖蜜中發酵而獲得。釀造工業在歐美主要生產啤酒與葡萄酒、蘋果酒等,在中國主要生產白酒、醬製品、醋等。中國在蔬菜腌制中也廣泛採用發酵方法。