【正文】 攪拌技術(shù)。 ? 1984年達 9000多種。 分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期）特點 ? 微生物學(xué)成為十分熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)科 ? 微生物成為生物學(xué)研究中的最主要對象 ? 生物工程中，發(fā)酵工程是最成熟的應(yīng)用技術(shù) 氨基酸生產(chǎn)菌種 ? 1956年，日本的 士下祝郎 利用發(fā)酵法制造出了 Glu。 第一個轉(zhuǎn)折點 ——微生物純種分離培養(yǎng)技術(shù)建立 ? 自然發(fā)酵時期：知其然而不知其所以然，如厭氣性 ——酒類，好氣性 ——醋。 三、發(fā)酵工業(yè)的工程技術(shù)發(fā)展史 ? 20世紀 40年代，由于二戰(zhàn)暴發(fā)，刺激了抗生素發(fā)酵工業(yè)的興起，成功建立起深層通氣培養(yǎng)法及整套工藝，包括 向發(fā)酵罐內(nèi)通入大量無菌空氣、通過攪拌使空氣分布均勻、培養(yǎng)基的滅菌和無菌接種 、通氧量、 pH、培養(yǎng)物供給 等均已解決，刺激了有機酸、酶制劑、維生素、激素等的大規(guī)模生產(chǎn)。該技術(shù)先在氨基酸生產(chǎn)上獲得成功，而后在核苷酸、有機酸、抗生素等其它產(chǎn)品中得到應(yīng)用。發(fā)酵過程的基本參數(shù)包括 T、Ph、罐壓、溶 O2 、 Eh、空氣流量、泡沫、 CO2含量等均可自動記錄和控制。如Amyno法生產(chǎn)醬油。 DNA重組技術(shù) ?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)。 四、發(fā)酵食品的淵源及其文化內(nèi)涵 ? 最早的發(fā)酵產(chǎn)品據(jù)記載起源與 5000BC。在神話傳說中亦有猿猴釀酒之說。 4000BC——Beer，至古埃及即出現(xiàn)了麥芽糖化 。 ? (醬油、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 老： ? 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。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，與一些祭祀活動也連起來。直到 巴斯德、科赫 等人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。 ? 絲狀真菌的發(fā)酵 （霉菌、放線菌）：由于沒有完善的理論指導(dǎo)，因而還沒有滿意的設(shè)計和放大方法，而霉菌、放線菌又是發(fā)酵工業(yè)中占重要地位的菌類。 難以解決的實際問題 ? 關(guān)于酒曲， “ 千年酒窖萬年糟 ” 之說，引起了國內(nèi)外研究者的濃厚興趣。 ? 英國的 Whisky ? 荷蘭的 Cheese ? 俄國的 黑面包 （大臉面包） ? 德國的 啤酒 ? 中國的 白酒 ? 日本的 清酒 ? 法國的 香檳 文化內(nèi)涵 ： ? 中國的 酒文化 ，出現(xiàn)了各時代以酒為載體的詩詞歌賦 “ 借酒吟詩 ” 、 “ 以詩言志 ” 。 初級代謝產(chǎn)物： 微生物生長不同階段產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物，對數(shù)生長期形成的產(chǎn)物往往是細胞自身生長所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、脂類、糖類等。 ? 酶制劑發(fā)酵 ： 1894年，日本高峰 (Takanin)利用霉菌 → 高峰淀粉 E （胞內(nèi)或胞外） → E分離提取→ E制劑 → 固定化酶 （中國的曲酒可以看成是復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)）。其特點是：反應(yīng)特異性強。 ? 植物性原料 ： ? 麥 ： beer、 bread、格瓦斯 (Kowas) ? 豆： 醬油、豆豉、腐乳（ ToFo）、 Temph、納豆 ? 水果：酒、果醋 ? 菜： Kimichi（朝鮮） ? 茶葉：紅茶、茶菌（海寶，醋酸菌、酵母、乳酸菌 +紅茶水 +糖） ? 動物性原料 ： ? 乳：酸奶、 Cheese、 Kurmiss、 Ketir ? 肉：香腸、沙拉米 (Salami) 等 我國發(fā)酵食品的工藝特色： 多菌種混合發(fā)酵 ，且多以霉菌為主的微生物群。曲（ Koji） 多為固態(tài)發(fā)酵 ：醅、醪 我國發(fā)酵食品的工藝特色： ? 生物技術(shù)的四大技術(shù)體系之一 ? 發(fā)酵技術(shù)的 兩大核心 ： ? 生物催化劑（其最有效、穩(wěn)定、方便的生物催化劑形式是整體生物細胞，目前最廣泛采用的是微生物細胞） ? 生物反應(yīng)系統(tǒng) 七、食品發(fā)酵與釀造與現(xiàn)代生物技術(shù)的關(guān)系 八、發(fā)酵與釀造工程中常用技術(shù) ? 微生物技術(shù) 制片染色和顯微技術(shù)、無菌操作技術(shù)、純種分離和培養(yǎng)技術(shù)、合成培養(yǎng)基技術(shù)、育種技術(shù)、深層液態(tài)發(fā)酵技術(shù)、菌種保藏技術(shù) ? 化學(xué)技術(shù) 產(chǎn)物分離技術(shù)、提取精制技術(shù) ? 利用基因工程技術(shù)有選擇地創(chuàng)造物種（新型微生物資源）。 ? 生物傳感器的研究與設(shè)計，發(fā)展發(fā)酵與釀造的過程控制技術(shù)。 九、食品發(fā)酵與釀造發(fā)展趨勢及研究熱點 ?1972年，美國 Berg和 Jackson等人將猿猴病毒基因組 SV40DNA 、 λ 噬菌體的 Gene及 Ecoli半乳糖探縱子在體外重組獲得成功。（可能為自然界創(chuàng)造一個不可預(yù)知的危險物種，導(dǎo)致人類滅頂之災(zāi)。 它是以蛋白質(zhì)原料和淀粉質(zhì)原料為主料經(jīng)微生物發(fā)酵釀制而成的。 3 、 醬油中含有多種調(diào)味成分，有醬油的特殊香氣、食鹽的 咸味 、氨基酸鈉鹽的 鮮味 、糖及其他醇甜物質(zhì)的 甜味 、有機酸的 酸味 、酪氨酸等的爽適的 苦味 ，還有天然的紅褐色色素，可謂咸、酸、鮮、甜、苦五味調(diào)和、色、香俱備的調(diào)味佳品。 業(yè)內(nèi)人才缺乏 醬油行業(yè)技術(shù)人才，管理人才、銷售人才極為缺乏。高素質(zhì)的人才、具有全球營銷思想和能力的人才更少。 世界醬油年產(chǎn)量約為 800萬噸，其中中國大陸 450萬噸，日本 140萬噸，其它亞洲國家和地區(qū) 260萬噸。 (2)醬油的營養(yǎng)成分以及鮮味來源。 (4)醬油色、香、味、體的形成致關(guān)重要，是醬油生產(chǎn)的主要原料。 (4) 形成體態(tài) ：留于醬油中的 葡萄糖和糊精 可增加甜味和粘稠感，對形成醬油良好的體態(tài)有利。 2 種類 (1)小麥； (2)麩皮； (3)其他淀粉質(zhì)原料。 (2) 在醬醅發(fā)酵時 食鹽有抑制雜菌的作用 ，在成品中有防止醬油變質(zhì)的功用。 食鹽隨來源不同可以分為海鹽、巖鹽和井鹽，我國以生產(chǎn)海鹽為主 四 、 水 沒有污染、符合飲用水標準的水都可以作醬油釀造用水。 2 酵母菌 釀酒酵母菌能利用葡萄糖等可發(fā)酵性糖，進行 酒精發(fā)酵生成乙醇 同時生成甘油、高級醇、醛、有機酸等風(fēng)味物質(zhì)。 3 乳酸菌 乳酸菌利用糖發(fā)酵生成乳酸，乳酸是構(gòu)成醬油風(fēng)味的成分之 一，與乙醇生成乳酸乙酯是一種重要的香氣成分。 因此，需控制溫度，適宜的濕度， pH值，在繁殖階段通入較多的新鮮空氣。 ? 谷氨酰胺酶 谷氨酰胺 生成鮮味物質(zhì) 谷氨酸 。 ? 淀粉酶 分解 糊精、葡萄糖 是醬油色素的前體物質(zhì)，為酒精發(fā)酵創(chuàng)造了條件，淀粉酶活力的強弱影響醬油的香氣、色素。 D. 培養(yǎng)條件與種類 培養(yǎng)條件 ： 米曲霉生長的最適溫度是 32～ 35℃ ，低于 28℃ 或高于 40℃ 生長緩慢， 42℃ 以上停止生長。所以， 制曲時應(yīng)控制前期溫度 32～ 35℃ ，以利于長菌 ； 后期溫度 28～ 30℃ ，有利于蛋白酶、谷氨酰胺酶生成。 日本制曲菌株比例：米曲霉 79％ 醬油曲霉 21％ 與米曲霉酶相比 ,其堿性 蛋白酶活性較強 。 在醬醪發(fā)酵后期 ， 添加魯氏酵母和球擬酵母可提高醬油風(fēng)味 。 第四節(jié) 種曲的制備 制種曲工藝流程 試管斜面菌種 →斜面活化 →三角瓶擴大培養(yǎng) →種曲培養(yǎng) 一、種曲 簡介 1 種曲是制醬油曲的 種子 ，在適當?shù)臈l件下由試管斜面菌種經(jīng)逐級擴大培養(yǎng)而成，每克種曲孢子數(shù)達 2～ 5億個以上，用于制曲時具有很強的繁殖能力。 3 種曲的制備也是醬油生產(chǎn)中一個重要的環(huán)節(jié) 。 ②培養(yǎng)基： 5B233。 ③操作：將菌種接入斜面，置 30℃ 培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 3d，待長出茂盛的黃綠色孢子，并查無雜菌，即可作為三角瓶擴大培養(yǎng)菌種。原料混合均勻，分裝入帶棉花塞的三角瓶中，瓶中料厚度 1cm左右，在 100kPa蒸汽壓下滅菌 30min，滅菌后搖松曲料。 3 種曲的培養(yǎng) ①曲料配比 （兩種） ： 麩皮：面粉：水 =80： 20： 70； 麩皮：水 =100： 100 ②種曲室和制造種曲用具： 曲盤，拌和臺，篩子，木鏟，草簾 ③種曲培養(yǎng) ：曲料品溫降至 40℃ 左右接種，接種量 ～ 1%，將三角瓶種曲撒在曲料中拌勻。 ：曲料結(jié)塊發(fā)白，溫度上升至 34℃ 時進行翻曲。 4～ 6h后上升至 36℃ ，進行第二次翻曲。 4 種曲質(zhì)量標準 (1)外觀 。用手捏碎種曲有孢子飛揚，內(nèi)部無硬心，手感疏松。具有種曲特有的曲香，無酸氣、氨氣等不良氣味。自用種曲含水分 15%以下，出售種曲含水分 10%以下。每克種曲含 25～ 30億個孢子 (濕基計 )；種曲 10g烘干后過 75目篩 ()，過篩的孢子質(zhì)量占干物質(zhì)質(zhì)量的 18%以上。孢子發(fā)芽率在 90%以上。 發(fā)酵 ：物料在制曲中產(chǎn)生的酶和微生物的作用下，進行分解轉(zhuǎn)化，形成醬油特有的色、香、味、體的過程。 純菌種制曲 ：利用單一米曲霉種曲進行制曲。 二 、制曲工藝流程 以豆粕和麩皮為原料的制曲工藝流程。醬油的鮮味主要來源于原料中蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物氨基酸，而醬油的香甜則來源于原料中淀粉分解產(chǎn)物糖及其發(fā)酵生成的醇、酯等物質(zhì)。 使用 豆粕（或豆餅）和麩皮 為原料，常用的配比是： 8∶ 2， 7∶ 3， 6∶ 4， 5∶ 5。要求大部分碎粒達到高粱或米粒大小，大小均一，粒徑在 5mm以上和粉末狀的不得超過 10％。 (2) 原料的 潤水 ：熱水潤水是常采用的方法。常壓、加壓蒸煮鍋、連續(xù)管道蒸煮設(shè)備。大小以長 10～ 12m，寬 8m，高 3m為適宜，墻厚 35cm以上，弧形平頂，最好用絕熱材料，以防滴水。 ③空調(diào)箱 ④風(fēng)機 ⑤翻曲機 (2)制曲工藝 ① 接種量 ： %。 ③制曲時品溫控制在 30～ 35℃ 之間，過高時，曲酶活力減弱。 ⑤ 培養(yǎng) 24h左右 ，曲呈淡黃綠色，酶活力已達最高峰，此時應(yīng)及時出曲，否則酶活力會下降。 如果成曲感覺堅實，顆粒呈干燥散亂狀態(tài)，俗稱 “砂子曲 ”，這種曲質(zhì)量不佳。 (2) 理化指標 含水量： 一、四季度成曲含水量為 28%～ 34%， 二、三季度成合水量不低于 25%。 細菌數(shù) ： 1g曲（干基）不超過 50億個。 3. 醬油的發(fā)酵： 將醬醪或醬醅裝入發(fā)酵容器內(nèi)，采用保溫或者不保溫方式，利用曲中的酶和微生物的發(fā)酵作用，將醬醅中的物料分解、轉(zhuǎn)化，形成醬油獨有的 色、香、味、體成分 ，這一過程，就是醬油生產(chǎn)中的發(fā)酵。 4. 醬油發(fā)酵的方法 根據(jù)發(fā)酵 加水量 的不同，可以分為稀醪發(fā)酵、固態(tài)發(fā)酵及固稀發(fā)酵； 根據(jù) 加鹽量 的不同，可以分為有鹽發(fā)酵、低鹽發(fā)酵和無鹽發(fā)酵； 根據(jù)發(fā)酵時 加溫 情況不同，又可以分自然發(fā)酵和保溫速釀發(fā)酵。 二、 固態(tài)低鹽保溫發(fā)酵工藝 1 .工藝流程 水 ↓ 食鹽 →溶解 →鹽水 ↓ 成曲 →粉碎 →制醅 →入缸（池） →保溫發(fā)酵 →成熟醬醅 2 .發(fā)酵工藝 (1) 粉碎 ：將成曲粉碎成 2mm左右的均勻顆粒，利于水分進入，便于微生物和酶的作用。的鹽水按一定比例拌和，醬醅的起始發(fā)酵溫度為 42～44℃ ，此溫度是蛋白酶的最適作用溫度。另外，醬醅的 pH以 ～ ，這樣有利于蛋白酶、谷氨酸胺酶，發(fā)揮作用。因此，前期應(yīng)把品溫控制在 蛋白酶作用的最適溫度 42～ 45℃ ，一般需要 10天左右 ，才能基本完成水解。 澆淋 ，是用泵把滲流在假底下的醬汁抽取回澆于醬醅面層，使之均勻地透過醬醅下滲，以增加酶與底物的接觸，促進底物的分解，同時也起到調(diào)節(jié)品溫的作用。 當進入后發(fā)酵階段時，應(yīng)補加適量的濃鹽水，使醬醅含鹽量達到 15%左右 ， 并使醅溫下降至 30～ 32℃ 。在此期間，進行數(shù)次醬汁澆淋。 上述方法是固態(tài)低鹽發(fā)酵法中的發(fā)酵溫度 “先中后低 ”型發(fā)酵。 ? 但由于后期 高溫不適合酵母菌的增殖和發(fā)酵 ，因此，醬油的風(fēng)味差。在這種條件下，中性蛋白酶、堿性蛋白酶和谷氨酰胺酶能充分發(fā)揮作用，使蛋白質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為多肽和氨基酸，谷氨酰胺轉(zhuǎn)化為谷氨酸。原料蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中并不能完全分解為氨基酸，但成品醬油中氨基氮的含量應(yīng)達到全氮的 50%以上。 生成的單糖構(gòu)成醬油的甜味 ，有部分單糖被耐鹽酵母及乳酸菌發(fā)酵生成醇