發(fā)酵工程畢業(yè)論文-- 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用

1、<p><b>　　任務書</b></p><p>　　畢業(yè)論文（設計）的內容</p><p>　　發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用</p><p>　　畢業(yè)論文（設計）的意義和目的</p><p>　　了解發(fā)酵工程的相關定義，了解傳統(tǒng)發(fā)酵工藝的優(yōu)缺點，以及現(xiàn)代發(fā)酵工藝的優(yōu)點，在現(xiàn)代食品工業(yè)中的應用。掌握發(fā)酵知識，讓

2、發(fā)酵工藝更好的為人類服務。</p><p><b>　　畢業(yè)（設計）的提綱</b></p><p>　　1.引言（發(fā)酵工程的定義以及應用領域）</p><p>　　2.傳統(tǒng)發(fā)酵工藝與現(xiàn)代發(fā)酵工藝的比較</p><p>　　3.發(fā)酵在現(xiàn)代食品工業(yè)中的應用</p><p><b>　　4.應

3、用前景與展望</b></p><p>　　四、畢業(yè)論文（設計）進程安排</p><p>　　應收集的資料及主要參考文獻</p><p>　　【1】李卓才，魯波，尹紅，等．番茄紅素化學合成的研究進展[J]．合成化學，2006，14(2)：1l8—121．</p><p>　　【2】王航，袁其朋，張黛黛．發(fā)酵法生產番茄紅素培養(yǎng)方法的改

4、進及優(yōu)化[J]．北京化工大學學報，2006，33：38—41．</p><p>　　【3】陳洪章．現(xiàn)代發(fā)酵工程技術在食品領域的應用研究進展[J]．中國釀造，2005，(12)：21—24．</p><p>　　【4】金濱鋒．現(xiàn)代生物技術在食品工業(yè)中的應用fJ]．生物技術世界，2005，(8)：36 39．</p><p>　　【5】熊宗貴．發(fā)酵工藝原理【M】．北京：

5、中國醫(yī)藥科技出版社，2001：1-425．</p><p>　　【6】王兵，戴正農． 自然辯證法【M】．南京：東南大學出版社，1997：298—300．</p><p>　　XX農業(yè)職業(yè)技術學院</p><p><b>　　畢業(yè)論文（設計）</b></p><p>　　2012年 4 月 25 日</p>

6、<p>　　發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展，發(fā)酵工程已經在許多領域起到了重要的作用，給人類帶來不可估量的經濟效益和社會效益，本文簡要綜述了發(fā)酵工程在食品領域中的應用，并對其應用前景進行了展望，對新型食品的研發(fā)與推廣提供了堅實的理論知識和技術基礎。</p><p&

7、gt;　　關鍵詞: 發(fā)酵工程 食品工業(yè) 現(xiàn)代發(fā)酵技術 新型食品</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Also called microorganism fermentation engineering project, it is to point to the traditional fermentation technolog

8、y and restructuring, cell fusion, molecular modification and reconstruction technique combining with modern and developed the fermentation technology.this paper discussed the fermentation engineering in the food field, a

9、nd the prospect of application is discussed.</p><p>　　Keywords: fermentation engineering food industry modern fermentation technology new-type food.</p><p><b>　　目錄</b></p><

10、;p>　　1 引言....................................................1</p><p>　　2 傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的比較............................1</p><p>　　3 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用..............................2</p><p&

11、gt;　　3.1 發(fā)酵法生產番茄紅素....................................2</p><p>　　3.2 發(fā)酵法生產醬油........................................3</p><p>　　3.3 發(fā)酵法生產啤酒........................................3</p><

12、;p>　　3.4 發(fā)酵法生產新型食品....................................4</p><p>　　3.4.1 紅薯飲料............................................4</p><p>　　3.4.2 膨化玉米粉酸奶......................................4</p>

13、;<p>　　3.4.3 獼猴桃果醋..........................................5</p><p>　　4 應用前景展望 ..........................................5</p><p>　　4.1 大力開發(fā)食品添加劑新品種..............................5</p

14、><p>　　4.2 開發(fā)微生物保健品......................................6</p><p>　　小結......................................................7</p><p>　　致謝...............................................

15、.......8</p><p>　　參考文獻..................................................9</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　通常認為生物工程包括基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程，這四個方面互為促進、相互聯(lián)系?；蚬こ毯图毎こ淌巧锛夹g的主導領域，是

16、發(fā)酵工程、酶工程的基礎；而發(fā)酵工程和酶工程又是基因工程、細胞工程研究成果的實際應用。其中發(fā)酵工程占有重要的位置，這才可以從生物工程的過程看出來，只有通過發(fā)酵工程，才能使由基因工程或細胞工程獲得的具有某種所需性狀的目的菌株實現(xiàn)工業(yè)化生產，最終達到基因克隆或細胞融合，獲得生產效益和經濟效益?？梢姲l(fā)酵工程是生物技術產業(yè)化的基礎。</p><p>　　發(fā)酵工程又稱為微生物工程，是指 傳統(tǒng)的發(fā)酵技術與DNA重組、細胞融合、

17、分子修飾和改造等技術結合并發(fā)展起來的現(xiàn)代發(fā)酵技術。現(xiàn)代發(fā)酵工程包括微生物資源開發(fā)利用；微生物菌種的選育、培養(yǎng)；固定化細胞計數(shù)；生物器設計；發(fā)酵條件的利用及自動化控制；產品的分離提純等技術。發(fā)酵工程是古老而大有潛力的工業(yè)技術，生物技術中的基因工程、酶工程、單克隆抗體、生物量的研究轉化等研究成果為它注入新的內容，使傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝煥發(fā)“青春”，賦予了微生物發(fā)酵技術新的生命力，使微生物發(fā)酵制品的品種不斷增加。目前，現(xiàn)代發(fā)酵工程技術已作為一種新興

18、的工業(yè)體系發(fā)展起來，已深入到生產的各個行業(yè)，如工業(yè)、農業(yè)、礦業(yè)、醫(yī)藥、食品、能源和環(huán)境保護等。本文簡要綜述了現(xiàn)代發(fā)酵工程技術在食品領域的應用及其進展。</p><p>　　2.傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的比較</p><p>　　傳統(tǒng)發(fā)酵食品加工工藝一般是采用化學合成法和傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝，從植物中萃取食品添加劑成本高，而且來源有限；而化學合成法生產食品添加劑雖成本低，但化學合成率低，周期長，而且

19、可能危害人類健康，而傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝產量低，質量也不能得到很好的保護，多年來人們一直用酵母發(fā)酵生產酒精，對傳統(tǒng)釀造制品，如醬油、醋、黃酒、豆腐乳等，原料利用率很低，發(fā)酵周期長，風味和品種也比較單一，而這些缺點，運用現(xiàn)代發(fā)酵工藝都可以得到明顯的改善。與傳統(tǒng)化學工業(yè)相比，現(xiàn)代發(fā)酵工程有以下優(yōu)點：</p><p>　　以生物為對象，不完全依賴地球上的有限資源，而著眼于再生資源的利用，不受原料的限制。 </p>

20、<p>　　生物反應比化學合成反應所需的溫度要低得多，同時可以簡化生產步驟，實行生產過程的連續(xù)性，大大節(jié)約能源，縮短生產周期，降低成本，減少對環(huán)境的污染。 </p><p>　　可開辟一條安全有效地生產價格低廉、純凈的生物制品的新途徑。 </p><p>　　能解決傳統(tǒng)技術或常規(guī)方法所不能解決的許多重大難題，如遺傳疾病的診治，并為腫瘤、能源、環(huán)境保護提供新的解決辦法。 <

21、;/p><p>　　可定向創(chuàng)造新品種、新物種，適應多方面的需要，造福于人類。 </p><p>　　投資小，收益大，見效快。 </p><p>　　微生物工程正逐漸形成一股引起工業(yè)調整和社會結構改革的力量。因此，世界各國政府，紛紛把微生物發(fā)酵工程列入本國科學技術優(yōu)先開發(fā)的項目。</p><p>　　3.發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用</p>

22、;<p>　　3.1 發(fā)酵法生產番茄紅素</p><p>　　番茄紅素是由11個共軛雙鍵及2個非共軛碳碳雙鍵構成的高度不飽和直鏈型烴類化合物，具有預防癌癥、防治心血管疾病、緩解骨質疏松癥和提高免疫等重要的生理功能。番茄紅素的生產方法主要有提取法、化學合成法和微生物發(fā)酵法。由于番茄紅素含量低，提取法無法滿足市場需求；化學合成法存在收率低、產物不穩(wěn)定以及合成成本高等缺點；發(fā)酵法被認為是生產番茄紅素最有潛

23、力的方法。發(fā)酵法可以采用藻類和真菌及酵母生產番茄紅素。從品質、技術、生產、資源成本等分析，利用微生物技術生產番茄紅素等天然類胡蘿卜素將是未來發(fā)展的方向。目前含番茄紅素較高的有紅色細菌，但還未能工業(yè)化生產。利用霉菌的發(fā)酵可生產番茄紅素，但需加入一些雜環(huán)氮化物來抑制番茄紅素的環(huán)化反應。例如：添加煙草的廢棄物于霉菌的發(fā)酵液中，經110小時發(fā)酵，可得到番茄紅素約60-80mg/100ml.利用產蛋白假絲酵母的重組體培養(yǎng)生產番茄紅素，可得到758

24、ug/g干重的八氫番茄紅素。</p><p>　　發(fā)酵法不受原材料、地理環(huán)境和氣候等因素影響，工藝簡單、生產周期短、生產效率高、生產成本低，且產物質量可控，并減少了對環(huán)境的污染。</p><p>　　3.2 發(fā)酵法生產醬油</p><p>　　醬油俗稱豉油，主要由大豆、淀粉、小麥、食鹽經過制油、發(fā)酵等程序釀制而成的。醬油的成分比較復雜，除食鹽的成分外，還有多種氨基酸

25、、糖類、有機酸、色素及香料等成分。以咸味為主，亦有鮮味、香味等。它能增加和改善菜肴的口味，還能增添或改變菜肴的色澤。</p><p>　　醬油用的原料是植物性蛋白質和淀粉質。植物性蛋白質遍取自大豆榨油后的豆餅，或溶劑浸出油脂后的豆粕，也有以花生餅、蠶豆代用，傳統(tǒng)生產中以大豆為主；淀粉質原料普遍采用小麥及麩皮，也有以碎米和玉米代用，傳統(tǒng)生產中以面粉為主。原料經蒸熟冷卻，接入純粹培養(yǎng)的米曲酶菌種制成醬曲， </

26、p><p>　　醬曲移入發(fā)酵池，加鹽水發(fā)酵，待醬醅成熟后，以浸出法提取醬油。制曲的目的是使米曲霉在曲料上充分生長發(fā)育，并大量產生和積蓄所需要的酶，如蛋白酶、肽酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶等。在發(fā)酵過程中味的形成是利用這些酶的作用。如蛋白酶及肽酶將蛋白質水解為氨基酸，產生鮮味；谷氨酰胺酶把萬分中無味的谷氨酰胺變成具有鮮味的俗谷氨酸；淀粉酶將淀份水解成糖，產生甜味；果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶等能

27、將細胞壁完全破裂，使蛋白酶和淀粉酶水解等更徹底。同時，在制曲及發(fā)酵過程中，從空氣中落入的酵母和細菌也進行繁殖并分泌多種酶。也可添加純粹培養(yǎng)的乳酸菌和酵母菌。由乳酸菌產生適量乳酸，由酵母菌發(fā)酵生產乙醇，以及由原料成分、曲霉的代謝產物等所生產的醇、酸、醛、酯、酚、縮醛和呋喃酮等多種成分，雖多屬微量，但卻能構成醬油復雜的香氣。此外，由原料蛋白質中的酪氨酸經氧化生成黑色素及淀份經典霉淀粉酶水解為葡萄糖與氨基酸反應生成類黑素，使醬油產生鮮艷有光澤

28、的紅褐色。發(fā)酵期間的一系列極其復雜的生物化學變化所產生的鮮味、甜味、酸味、酒香、酯香與鹽水的咸味相混和，最后形成色香味和風味獨特的醬油。</p><p>　　3.3 發(fā)酵法生產啤酒</p><p>　　啤酒發(fā)酵過程是啤酒酵母在一定的條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質而進行的正常生命活動，其代謝的產物就是所要的產品--啤酒。由于酵母類型的不同，發(fā)酵的條件和產品要求、風味不同，發(fā)酵的方式也不相同

29、。根據(jù)酵母發(fā)酵類型不同可把啤酒分成上面發(fā)酵啤酒和下面發(fā)酵啤酒。一般可以把啤酒發(fā)酵技術分為傳統(tǒng)發(fā)酵技術和現(xiàn)代發(fā)酵技術。現(xiàn)代發(fā)酵主要有圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和高濃稀釋發(fā)酵等方式，目前主要采用圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵。</p><p>　　工藝：原料粉碎﹕將麥芽﹑大米分別由粉碎機粉碎至適于糖化操作的粉碎度。糖化﹕將粉碎的麥芽和淀粉質輔料用溫水分別在糊化鍋﹑糖化鍋中混合﹐調節(jié)溫度。糖化鍋先維持在適于蛋白質作用的溫

30、度（45～52℃）（蛋白休止）。將糊化鍋中液化完全的醪液兌入糖化鍋後﹐維持在適于糖化作用的溫度（62～70℃）（糖化休止）﹐以制造麥醪。麥醪溫度上升方法有浸出法和煮出法兩種。蛋白﹑糖化休止時間及溫度上升方法﹐根據(jù)啤酒的性質﹑使用的原料﹑設備等決定用過濾槽或過濾機濾出麥汁後﹐在煮沸鍋中煮沸﹐添加酒花﹐調整成適當?shù)柠溨瓭舛柔岍o進入回旋沉淀槽中分離出熱凝固物﹐澄清的麥汁進入冷卻器中冷卻到5～8℃。發(fā)酵﹕冷卻後的麥汁添加酵母送入發(fā)酵池或圓柱錐底

31、發(fā)酵罐中進行發(fā)酵﹐用蛇管或夾套冷卻并控制溫度。進行下面發(fā)酵時﹐最高溫度控制在8～13℃﹐發(fā)酵過程分為起泡期﹑高泡期﹑低泡期﹐一般發(fā)酵5～10日。發(fā)酵成的啤酒稱為生啤酒﹐苦味犟﹐口味粗糙﹐二氧化碳含量低﹐不宜飲用。後酵﹕為了使嫩啤酒後熟﹐將其送入貯酒罐中或繼續(xù)在圓柱錐底發(fā)酵罐中冷卻至0℃左右﹐調節(jié)罐內壓力﹐使二氧化碳溶入啤酒中。</p><p>　　3.4發(fā)酵法生產新型食品</p><p>

32、　　3.4.1 紅薯飲料</p><p>　　用紅薯與鮮奶配合發(fā)酵制成的紅薯酸奶，有紅薯的特有香味，還增加了酸奶纖維素、維生素和多種微量元素，減少脂肪含量，既可達到動植物營養(yǎng)互補，又能降低生產成本，是一種風味獨特的滋補飲料。</p><p>　　3.4.2膨化玉米粉酸奶</p><p>　　玉米是一種含多種營養(yǎng)成分的高產經濟作物，含有大量的氨基酸、脂肪和粗纖維。經擠

33、壓、膨化、粉碎后的玉米粉除以上特點外，由于采取了高溫高壓短時的加工方法，營養(yǎng)成分幾乎未被破壞，原料經糊化處理后，更易消化吸收，擠壓后的淀粉和蛋白質均易受酶作用而發(fā)生水解，產品口感細膩，風味好。以膨化后的玉米粉為原料，配以脫脂乳，用乳酸菌進行發(fā)酵制成膨化玉米粉乳酸發(fā)酵制品，酸甜適口，口感細膩，有乳香和玉米清香，含有大量對人體有益的活性乳酸菌。</p><p>　　3.4.3獼猴桃果醋</p><

34、p>　　獼猴桃營養(yǎng)價值高，被譽為“水果之王”。獼猴桃果醋生產工藝流程：獼猴桃一洗凈一粉碎一蒸煮一加麩曲一榨汁一果汁一加酒母一酒精發(fā)酵一加醋酸菌液一醋酸發(fā)酵一過濾一高溫殺菌一裝瓶一成品。</p><p>　　4．應用前景展望 </p><p>　　發(fā)酵食品是人類巧妙地利用有益微生物加工制造的一類食品，通過發(fā)酵使食品中原有的營養(yǎng)成分發(fā)生改變并產生獨特的風味———簡單來說，加入的微生物就

35、像一臺臺小小的加工機，對食物的每個細胞挨個進行處理，增加一些有營養(yǎng)的物質、去除一些沒營養(yǎng)的物質，順便改變味道和質地。發(fā)酵時微生物分泌的酶能裂解細胞壁，提高營養(yǎng)素的利用程度。肉和奶等動物性食品，在發(fā)酵過程中可將原有的蛋白質進行分解，易于消化吸收。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”。發(fā)酵食品一般脂肪含量較低，因為發(fā)酵過程中要消耗碳水化合物的能量，是減肥人士的首選健康食品

36、。在發(fā)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益的物質，還能分解某些對人體不利的因子，如豆類中的低聚糖、脹氣因子等。微生物新陳代謝時產生的不少代謝產物，多數(shù)有調節(jié)機體生物功能的作用，能抑制體內有害物的產生。</p><p>　　4.1.大力開發(fā)食品添加劑新品種</p><p>　　根據(jù)國際上對食品添加劑的要求，今后要從兩個方面加大開發(fā)的力度：①

37、用生物法代替化學合成的食品添加劑，迫切需要開發(fā)的有保鮮劑、香精香料、防腐劑、天然色素等。②要大力開發(fā)功能性食品添加劑，如具有免疫調節(jié)、延緩衰</p><p>　　老、抗疲勞、耐缺氧、抗輻射、調節(jié)血脂、調整腸胃功能性組分。</p><p>　　4.2 開發(fā)微生物保健食品</p><p>　　微生物食品有著悠久的歷史，醬油、食醋、飲料、酒、蘑菇等屬于這個領域，它們與雙歧

38、桿菌飲料、酵母片劑、發(fā)酵乳制品等微生物醫(yī)療保健品一樣，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。利用微生物生產食品具有獨特的特點，繁殖過程快，在一定條件下可大規(guī)模生產，要求營養(yǎng)物質簡單。食用菌的投入與產出比高于其他經濟作物，食用菌不僅營養(yǎng)豐富，還含有許多保健功能成分，應大力發(fā)展食用菌保健</p><p><b>　　食品。</b></p><p>　　展望21世紀基因食品的發(fā)展，未來生物技

39、術不僅有助于實現(xiàn)食品的多樣化，而且有助于生產特定的營養(yǎng)保健食品，進而治病健身。在與環(huán)境協(xié)調方面，生物技術還有助于食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。</p><p><b>　　小結</b></p><p>　　隨著社會經濟的發(fā)展，生物工程被認為是２１世紀的主導技術，作為新技術革命的標志之一，已受到世界各國的普遍重視。生物工程將為解決人類所面臨的環(huán)境、資源、人口、能源、糧食等危機和

40、壓力提供最有希望的解決途徑，但生物工程真正能應用于工業(yè)化生產的，主要還是發(fā)酵工程，并且已經在許多領域起到</p><p>　　了重要的作用，給人類帶來不可估量的經濟效益和社會效益,我們應該運用所學,大力發(fā)展發(fā)酵工程,讓發(fā)酵更好的為人類服務。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　能夠順利完成論文，首先要感謝我的老師，她

41、在我的論文寫作中進行了精心的指導，包括從論文的選題，提綱，寫作到修改，都給予了嚴格的要求和耐心的指導，傾注了許多寶貴時間和精力，先后提出了許多寶貴意見和建議。她的嚴謹治學的精神，使我受益匪淺。</p><p>　　我還要感謝學院的各位授課老師為我打下了豐富的專業(yè)基礎，同時要感謝學院同學們給予我的無私關懷和真誠幫助。</p><p>　　由于本人才疏學淺，加上時間有限，文中不足之處在所難免，

42、歡迎各位批評指正。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】李卓才，魯波，尹紅，等．番茄紅素化學合成的研究進展[J]．合成化學，2006，14(2)：1l8—121．</p><p>　　【2】王航，袁其朋，張黛黛．發(fā)酵法生產番茄紅素培養(yǎng)方法的改進及優(yōu)化[J]．北京化工大學學報，2006，33：38—41．<

43、;/p><p>　　【3】陳洪章．現(xiàn)代發(fā)酵工程技術在食品領域的應用研究進展[J]．中國釀造，2005，(12)：21—24．</p><p>　　【4】金濱鋒．現(xiàn)代生物技術在食品工業(yè)中的應用[J]．生物技術世界，2005，(8)：36 39．</p><p>　　【5】熊宗貴．發(fā)酵工藝原理【M】．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2001：1-425．</p>&