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文档简介
什么是微生物
微生物是一切肉眼看不见或看不清微小生物,个体微小,结构简单,通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚生物,统称为微生物。微生物包含细菌、病毒、真菌等。大多数微生物是单细胞,部分是多细胞。普通来说,微生物主要是指细菌、放线菌、酵母菌、霉菌和病毒五大类。与酿酒相关主要是酵母菌、细菌和霉菌,它们在白酒生产中对酒质量、产量起到主要作用.酿酒微生物讲稿专家讲座第1页人体中微生物(趣味知识)
科学家很早就知道人体与数以万亿计微生物和平共处,他们把这个微生物群系称为“微生物组”。到现在为止,科学家主要研究是那些会造成疾病微生物。据信在人体中每存在一个人体细胞,就有大约1
0个细菌细胞。不过这些微生物十分微小,以至于它们集合在一起重量最多也只能到达人体重量大约1%至3%。这意味着某个体重2
0
0磅(约合9
1千克)人体内可能存在多达6磅(2.73千克)细菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第2页脱离了微生物,有机体生命活动就无法进行——巴斯德
人及动植物体表及其外界相通腔道中也存在不一样种类和数量微生物,当人体免疫功效正常时,这些微生物对宿主无害,有些对人还有利,是为正常微生物群,通称正常菌群。酿酒微生物讲稿专家讲座第3页免疫作用抗衰老作用
双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌等产生过氧化物歧化酶(SOD),消除自由基(02-)毒性,抗氧化损伤,抗衰老.抗肿瘤作用降解致癌物质激活巨噬细胞——抑制肿瘤细胞人体各部位微生态系抗原刺激促进宿主免疫器官发育成熟连续刺激免疫系统发生免疫应答结果限制了它们本身危害性对有交叉抗原致病菌抑制杀灭酿酒微生物讲稿专家讲座第4页
微生物与人体相互关系酿酒微生物讲稿专家讲座第5页一、微生物基本知识
微生物对营养要求:营养物质是指环境中可被微生物利用物质,营养物质是微生物生命活动物质基础。营养物质确实定主要依据组成细胞化学成份。普通微生物细胞含水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机元素,其中碳、氢、氧和氮,占全部干重90%-97%。
酿酒微生物讲稿专家讲座第6页微生物细胞化学组成
微生物细胞化学组成成份析表明,与其它高等动植物细胞一样,细胞也是大量元素碳、氢、氧、氮、磷、硫(这六种元素占细菌细胞干重97%,)和微量元素铁、锰、锌等组成。微生物细胞中这些元素主要以蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们降解产物、代谢产物等有机物质,水和无机盐等无机物质形式存在)。水是细胞中一个主要成份,普通可占细胞干重90%以上。酿酒微生物讲稿专家讲座第7页
微生物细胞中几个主要元素含量(干重百分数)
元素细菌酵母菌霉菌碳5049.847.9氮1512.45.2氢86.76.7氧2031.140.2磷3——硫1——酿酒微生物讲稿专家讲座第8页
微生物细胞化学组成
主要成份细菌酵母菌霉菌
水分75~8570~8085~90(占细胞鲜重%)
蛋白质50~8032~7514~15占细碳水化合物12~2827~637~40胞干脂肪5~202~154~40重核酸10~206~81%无机盐2~303.8~76~12酿酒微生物讲稿专家讲座第9页
影响微生物生长原因
(1)水分
微生物没有水就不能进行生命活动。
(2)碳源
碳素化合物是组成为生物细胞主要元素,也是产生各种代谢产物和细胞内储备物质主要原料。凡是能够供给微生物碳素营养物质叫做碳源。
(3)氮源
氮是微生物不可缺乏营养。氮是组成微生物细胞蛋白质和核酸主要元素。
酿酒微生物讲稿专家讲座第10页
(4)无机盐类
无机盐类是组成微生物菌体成份,也是酶组成部分。微生物所需无机盐有硫酸盐、磷酸盐氯化物以及含钾、钠、镁、钙等元素化合物。
(5)生长素
微生物本生不能合成但又是微生物生长所必需物质,这些物质称为微生物生长原因。
(6)温度
微生物生长发育是一个极其复杂生物化学反应,这种反应需要在一定温度范围内进行,所以温度对微生物整个生命过程有着极其主要影响。
酿酒微生物讲稿专家讲座第11页
(7)氢离子浓度(PH值)
白酒生产中常利用PH值控制微生物生长。
(8)空气
空气中含有氧,按照生物对氧要求不一样,可将它们分为三类:一类是好气性微生物、一类是厌氧性微生物、一类是嫌气性微生物。
(9)界面
界面就是不一样相(气、液、固)接触面。固态法白酒生产。界面与微生物生长和代谢关系很大。酿酒微生物讲稿专家讲座第12页
微生物生长规律㏒细胞数
延滞期指数期稳定时衰亡期单细胞微生物经典生长曲线酿酒微生物讲稿专家讲座第13页微生物代谢和发酵新陈代谢(Metabolism)
普通泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换过程。
生物小分子合成生物大分子合成代谢(同化)耗能新陈代谢能量代谢物质代谢产能分解代谢(异化)生物大分子分解为生物小分子
新陈代谢共同特点:(1)在温和条件下进行(由酶催化);(2)反应步骤繁多,但相互配合、有条不紊、彼此协调,且逐步进行,表征了新陈代谢含有严格次序性;(3)对内外环境含有高度调整功效和适应功效。酿酒微生物讲稿专家讲座第14页微生物主要特点
微生物含有生物共同特点:基本组成单位是细胞(病毒例外);主要化学成份相同,都含有蛋白质、核酸、多糖、脂类等;新陈代谢等生理活动相同;受基因控制遗传机制相同;有繁殖能力。微生物还含有与动植物不一样特点。⑴形态微小,结构简单,比表面积大。⑵代谢能力强,代谢类型多。⑶生长繁殖快,轻易培养。⑷适应能力强,易发生变异。⑸分布广泛,种类繁多。酿酒微生物讲稿专家讲座第15页微生物分类酿酒微生物讲稿专家讲座第16页二、微生物酿酒原理所谓酿酒,其实用就是微生物发酵原理,这一点东西方原理基本一样.步骤以下:首先酿酒原料基本都是粮食,有些用果实,如葡萄等;其次需要酒曲,普通酒曲中主要是富含酵母菌.这种微生物是兼性厌氧行,在有氧条件下有氧呼吸并大量繁殖,而在无氧环境下进行无氧呼吸将粮食中葡萄糖分解为酒精和水.将酒曲与底物混合并密封后窖藏一段时间后就会产出酒,这种酒还要接收一些如过滤消毒等处理。酿酒微生物讲稿专家讲座第17页
参加发酵淀粉和糖类物质生产酒微生物。酿酒微生物种类很多,大致上可分为酒化菌(酵母菌)、糖化菌(丝状菌)和细菌3大类。1.酒化菌主要为酵母菌,有各种种类,如啤酒酵母,变种啤酒酵母,裂殖酵母,生香酵母等。2.糖化菌在酿酒工业中惯用有曲霉、根霉、拟内孢霉、红曲霉和毛霉等。3.细菌在酿酒工业中惯用细菌有乳酸杆菌、醋酸菌、丁酸菌等。
概述:酿酒微生物讲稿专家讲座第18页
三、酿酒微生物种类1.酒化菌酿酒工业中惯用有①啤酒酵母:分为上面酵母和下面酵母,即使发酵能力和性能各异,但都适合用于以淀粉为原料糖化液,是生产啤酒、白酒、威士忌优良菌种;②啤酒酵母变种:挪威生物学家G.H.A.汉森从葡萄果皮中分离出来。在麦汁中培养细胞呈卵圆形,有时少数呈腊肠形;能耐较高酸度,耐乙醇能力可达10%以上,能耐较低二氧化碳;属于下面酵母,适合用于葡萄酒发酵;③裂殖酵母:其特点是以分裂方法繁殖,细胞呈圆筒形、长方形或圆形;可发酵各种糖类;不一样化硝酸盐,在乙醇中不生长;④生香酵母:以葡萄糖或酒精为碳源,在发酵过程中能产生香味。
酿酒微生物讲稿专家讲座第19页2.糖化菌
可将淀粉质原料转化成葡萄糖菌类。糖化力强,繁殖速度快,热稳定性良好,耐酸,耐酒精,不产或少产可降低甲醇生成量果胶酶。根霉曲霉红曲霉酿酒微生物讲稿专家讲座第20页3.细菌其代谢产物对白酒、黄酒和葡萄酒香型和风味含有特殊作用。在发酵酿酒过程中,适当引入细菌还能克服白酒后味不足缺点。
乳酸杆菌醋酸菌酿酒微生物讲稿专家讲座第21页四、惯用菌种及杂菌
微生物是存在于自然界一群个体微小、结构简单一类微小生物总称。普通小于0.1mm。依据其是否含有细胞结构可分为两大类:1.含有细胞结构,包含原核类细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体、古生菌等和真核类真菌(酵母菌、霉菌和蕈菌)、显微藻类及原生动物。2.无细胞结构病毒、亚病毒(类病毒、卫星病毒、卫星RNA和朊病毒)。
酿酒微生物讲稿专家讲座第22页(一)细菌
在白酒生产过程中,不可防止地会侵入各种细菌。有些细菌对白酒香气形成有帮助,但白酒中出现异味和异香也与细菌有一定关系,在实际生产中,依据酒香型以及细菌在酿酒中作用等来判断其是有益菌还是杂菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第23页细菌细胞结构细胞壁、
细胞膜、细胞质、基本结构包含:核区、间体、核糖体、气泡和储备物荚膜、、特殊结构包含:鞭毛纤毛、芽孢。酿酒微生物讲稿专家讲座第24页细菌细胞结构酿酒微生物讲稿专家讲座第25页细菌繁殖
----细胞行无性繁殖,主要为裂殖,椰油芽殖和孢子生殖。极少细菌也有“性”接合。
裂殖:1个母细胞分裂成两个子细胞。分裂时,核DNA先复制为两个新双螺旋链,拉开后形成两个核区。在两个核区间产生新双层质膜与壁,将细胞分隔为两个,各含1个与亲代相同核DNA(图2-14)。每经这么1个过程为1个世代。于适宜条件下,1个世代需时20~30min。酿酒微生物讲稿专家讲座第26页细菌细胞分裂过程
酿酒微生物讲稿专家讲座第27页1.丁酸菌与己酸菌
丁酸菌与己酸菌均属于梭状芽孢杆菌,有鞭毛,能运动,耐温性强,是厌氧微生物。在浓香大曲和浓香酒窖泥中含量较高,可分别发酵酒精产生丁酸与己酸,继而与乙醇形成丁酸乙酯和己酸乙酯,对形成浓香酒独特格调起着决定性作用。在清香白酒生产中,少许己酸与丁酸会影响酒质及清香格调,因而丁酸菌和己酸菌可看作有害菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第28页丁酸菌与己酸菌是梭状芽孢杆菌酿酒微生物讲稿专家讲座第29页2.乳酸菌
在大曲和酒醅中都有乳酸菌存在。乳酸菌能发酵糖类生成乳酸,在酒醅内经过酯化作用产生乳酸乙酯,乳酸乙酯被蒸入酒中,使白酒含有独特香味。乳酸菌耐酸性强,发酵碳水化合物产物85%以上为乳酸,属厌氧或兼性厌氧微生物,生长温度在40℃左右。乳酸菌有同型乳酸菌与异型乳酸菌两类。同型乳酸菌发酵主要产生乳酸,异型乳酸菌除乳酸外,还有乙酸、乙醇等产物。白酒生产需要适量乳酸,不然,无乳酸与乳酸乙酯,白酒风味极差。但乳酸菌过多,使酒醅酸败,不但出酒率低,酒质也会变差。酿酒微生物讲稿专家讲座第30页
乳酸菌能使发酵糖类产生乳酸,它在酒醅内产生大量乳酸,乳酸经过酯化产生乳酸乙酯。乳酸乙酯使白酒含有独特香味,所以白酒生产需要适量乳酸菌。但乳酸过量会使酒醅酸度过大,影响出酒率和酒质,酒中含乳酸乙酯过多,会使酒带闷。
酿酒微生物讲稿专家讲座第31页乳酸菌营养价值与功效乳酸菌除了可产生乳酸及醋酸来抑制病菌,其营养价值为:
(1)制造维生素:乳酸菌摄取人体内食物(如蔗糖、乳糖、淀粉、纤维素等...)后分泌出大量丰富维生素B群:B1、B2、B6、B12;维生素A、C、K、E等;(2)改进便秘或腹泻问题:乳酸菌能有效帮助改进肠道菌丛生态,调整肠道环境,使排便顺畅,处理腹泻问题。
(3)强化免疫系统,改进过敏体质;
(4)促进钙质吸收:因肠道内环境展现酸性,会促进钙质吸收,可提升身体3—4倍钙质吸收。酿酒微生物讲稿专家讲座第32页3.醋酸杆菌固态法生产白酒,在操作时会感染一些醋酸菌,成为酒中醋酸主要起源。醋酸菌是化能异养菌,严格好氧。细胞从椭圆形到杆状,有单个,成正确,也有成链。不形成芽孢,故对热抵抗力较弱。繁殖适宜温度在31℃左右,发酵适宜温度36~37℃。酿酒微生物讲稿专家讲座第33页
固态法白酒是开放式,操作中势必感染一些醋酸菌,成为白酒中醋酸主要起源。醋酸是白酒主要香味成份之一。但醋酸含量过多会使白酒呈刺激性酸味。能利用葡萄糖产酸,氧化乙醇产生醋酸,有部份菌能把醋酸深入氧化成CO2和水,微量醋酸对调整酒味和酒香有好处。酿酒微生物讲稿专家讲座第34页4.枯草芽孢杆菌
在酱香大曲中有较多数量。营养细胞呈杆状,芽孢为椭圆形。菌落呈乳白色,表面粗糙,不透明,边缘整齐。生长温度为30~39℃,但在50~56℃时尚能生长,最适pH为6.2~7.2,属好氧菌。芽孢抗高温,普通在100℃,用3小时才能杀死。酿酒微生物讲稿专家讲座第35页
枯草芽孢杆菌酿酒微生物讲稿专家讲座第36页枯草芽孢杆菌作用有水解淀粉、分解蛋白质能力,产膜,能产生二乙酰与2,3-丁二醇,这些物质对增加汾酒绵甜与清香有一定作用,适量故芽孢杆菌仍可看作是汾酒发酵有益菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第37页(二)酵母
白酒生产中惯用酵母菌能够分为两大类:一类为酿酒酵母,主要进行酒精发酵用。另一类是生香酵母,主要是供给白酒发酵生成香味物质用。酿酒微生物讲稿专家讲座第38页酵母菌特点:
①个体多以单细胞状态存在;②多数出芽生殖,也有裂殖;③能发酵糖类产能;④细胞壁常含甘露聚糖;⑤喜在含糖量较高偏酸性环境中生长。酿酒微生物讲稿专家讲座第39页酵母菌生活史酿酒微生物讲稿专家讲座第40页1.酒精酵母酒精酵母在微生物分类中属于啤酒酵母。酒精酵母细胞多为圆形,卵圆形或椭圆形。细胞单生、双生或成短串或成团。酵母细胞大小普通为5~9×6~12微米,细胞长宽百分比为1~2左右。啤酒酵母以无性繁殖即芽殖为主,有性繁殖能形成子囊孢子。普通每个子囊内含有1~4个圆形,卵圆形表面光滑子囊孢子。
产酒精能力强酒精酵母,其形态以椭圆形、卵形、球形为最多,普通以出芽方式进行繁殖。酿酒微生物讲稿专家讲座第41页
惯用于酒精及白酒发酵菌种有南阳5号酵母(1300)、南阳混合酵母(1308)、拉斯12号、K字酵母等菌种。酿酒微生物讲稿专家讲座第42页2.汉逊酵母
此属酵母营养细胞形态多样,为圆形、椭圆形、卵圆形,腊肠形不等。多边芽殖。有种类能形成假菌丝。子囊形状与营养细胞相同。子囊孢子1~4个,形状为帽形、土星形、圆形、半圆形,表面光滑。酿酒微生物讲稿专家讲座第43页
在麦芽汁中培养后,液面有白色菌醭,培养液变成混浊,底部有菌体沉淀。此属酵母多能产生乙酸乙酯,能够增加白酒香味。因为它能利用酒精为碳源,又能在液体表面产生干皱菌醭,所以是酒精生产有害菌。白酒生产中应依据需要调整和控制该菌在曲及酒醅中数量,取其优点,抑其短处酿酒微生物讲稿专家讲座第44页
汉逊氏酵母也是酒类酵母污染菌,它们在饮料表面生长,形成干而皱菌醭。因为大部分种能利用酒精为碳源,所以是酒精发酵工业有害菌。
酿酒微生物讲稿专家讲座第45页3.球拟酵母
球拟酵母细胞为球形,卵形或略长形。多边出芽繁殖。在麦芽汁斜面上菌落呈乳白色,表面皱纹,无光泽,边缘整齐或不整齐。在液体培养基中有沉渣及酵母环出现,有时亦能产生菌醭。此属菌酒精发酵能力较弱,大都能产生乙酸乙酯,是白酒生产中主要生香菌。球拟酵母有能产生有机酸、油脂等物质。有还能够利用烃类物质生产蛋白质。酿酒微生物讲稿专家讲座第46页4.假丝酵母
假丝酵母细胞为圆形、卵圆形或长形。多边出芽繁殖。能形成假菌丝。在麦芽汁琼脂培养基上菌落为乳白色,平滑,有光泽,边缘整齐或菌丝状,液体培养时能形成浮膜。不产色素,很各种有酒精发酵能力,有种能利用农副产品或碳氢化合物生产蛋白质,供食用或饲料用。有种能致病。酿酒微生物讲稿专家讲座第47页假丝酵母图片酿酒微生物讲稿专家讲座第48页
假丝酵母蛋白质和维生素B含量都比啤酒酵母高,可用来作为生产食用蛋白质、脂肪酸生产菌种。在大曲酒生产中亦能产生一定酯类物质,也是一个生香菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第49页5.毕赤氏酵母毕赤氏酵母细胞为椭圆形,长椭圆形或腊肠形,单个或成短链。异形结合形成椭圆形子囊孢子。在麦芽汁琼脂培养基上培养菌落为乳白色,无光泽,边缘有细缺口。在麦芽汁液体培养基上培养,培养液表面会出现白色皱粗糙菌醭,底下有菌体沉淀。酿酒微生物讲稿专家讲座第50页这类菌分解糖能力弱,不产生酒精。能氧化酒精生成乙酸乙酯等香味物质,为白酒生产上使用一个生香菌。该菌会使发酵酒类和酱油产生白花,形成浮膜,因而在这些发酵品生产中为有害菌。
产酯酵母含有产酯能力,它能使酒醅中含酯量增加,并呈独特香气,也成为生香酵母酿酒微生物讲稿专家讲座第51页6.白地霉丛梗孢科(Moniliaceae)、地霉属(GeotrichumLink)。麦芽汁28~30℃培养24h,生白色醭,毛绒状或粉状,韧或易碎,真菌丝。裂殖,节孢子单个或连接成链,长筒形、方形,也有椭圆或圆形,末端钝圆。节孢子绝大多数为4.9~7.6×5.4~16.6微米。对葡萄糖、甘露糖及果糖弱发酵,有弱发酵半乳糖。同化甘油、乙醇、山梨醇及甘露醇。不利用杨梅苷,分解果胶及油脂。不一样化硝酸盐。最高生长温度37℃。
----酿酒微生物讲稿专家讲座第52页白地霉菌体蛋白营养价值高,可供食用及饲料用,也可提取核酸。还可合成脂肪。能利用糖厂、酒厂及其它食品厂有机废水生产饲料蛋白。1975年GUEGUEN等发觉白地霉能够水解蛋白质而产生香气化合物,1982年KOIZUMI等证实了一些白地霉菌株能够产脂肪酸酯而形成特殊水果香气。产生风味物质主要有乙酸乙酯、丙酸、丁酸、异丁酸等酿酒微生物讲稿专家讲座第53页(三)霉菌
(1)霉菌是我们日产生活中常见一类微生物,在固体培养基上形成绒毛状、絮状或蜘蛛状菌丝体。
(2)霉菌菌落特征:在固体培养基上,接种某一个菌,经培养,他们向四面蔓延繁殖后所生成群体称为菌落。通常在大曲表面看到霉斑就是一些霉菌菌落。酿酒微生物讲稿专家讲座第54页白酒生产中常见霉菌霉菌和酵母菌同属于真菌界。凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状、或絮状菌丝真菌,都统称为霉菌。白酒生产中常见霉菌有曲霉、根霉、红曲霉、拟内孢霉、木霉、毛霉、梨头霉、青霉等。曲霉是酿酒业所用糖化菌种,是与制酒关系最亲密一类菌。菌种好坏与出酒率和产品质量关系亲密。酿酒微生物讲稿专家讲座第55页
大曲中霉菌数量最多,在糖化中起着主要作用。它首先是把发酵底物淀粉转变成糖,其次是利用芽抱菌或霉菌中种类产生蛋白酶,将原料中相关物质转变成氨基酸、脂类、醇类和羰基化合物,使其产品展现出独特风味,所以,选育高产蛋白酶有益菌种,将是大曲改革主要路径酿酒微生物讲稿专家讲座第56页1.曲霉曲霉菌丝有横隔,菌丝体为多细胞菌丝所组成。营养菌丝匍匐生长于培养基表面层。匍匐菌丝能够分化出厚壁足细胞。在足细胞上生出直立分生孢子梗,梗顶端膨大成顶囊。在顶囊表面,以辐射状生出一层或两层小梗,称为次生小梗,小梗上着生有一串串分生孢子。酿酒微生物讲稿专家讲座第57页
米曲霉酿酒微生物讲稿专家讲座第58页
曲霉1.足细胞2.分生孢子梗3.顶囊4.一列小梗5.二列小梗6.分生孢子7.有隔菌丝酿酒微生物讲稿专家讲座第59页(1)米曲霉米曲霉是曲霉属一个变种。米曲霉分生孢子呈球形或近球形,直径普通4.5~7μm,个别大可到达8~10μm。米曲霉在察氏培养基上,菌落形成较快,培养10天,直径可达5~6cm,菌落初为白色、黄色,继变为带黄褐色至淡绿褐色,但不呈真正绿色。米曲霉有较强蛋白质分解能力和糖化能力,在白酒生产中作为主要糖化菌使用。酿酒微生物讲稿专家讲座第60页(2)黄曲霉
黄曲霉孢子囊黄曲霉菌丛
酿酒微生物讲稿专家讲座第61页黄曲霉在察氏培养基上,菌丛初为白色,后变为黄绿色,老熟后呈褐绿色。分生孢子球形、近球形或稍呈梨状,粗糙。培养湿度37℃。黄曲霉产生液化型淀粉酶,较黑曲霉强,蛋白质分解能力次于其它曲霉。黄曲霉中有些菌能产生黄曲霉素毒素,现已停顿使用会产生黄曲霉毒素菌种,改用不产毒素菌种作为一些白酒生产糖化剂。酿酒微生物讲稿专家讲座第62页(3)黑曲霉
黑曲霉孢子囊黑曲霉菌落
酿酒微生物讲稿专家讲座第63页黑曲霉菌丛黑色,顶囊大,呈球形。小梗双层,自顶囊全方面着生。分生孢子球形,平滑或粗糙。黑曲霉含有各种活性强大酶系,如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶等。利用黑曲霉还能产生各种有机酸,如抗坏血酸,柠檬酸、葡萄糖酸和没食子酸等。所以,黑曲霉在发酵工业中被广泛使用。酿酒微生物讲稿专家讲座第64页在白酒生产及酒精生产中作为主要糖化菌被广泛使用黑曲霉菌,惯用有AS.3.4309、乌沙米曲霉3.758、AS.3912~12、UV~27,UV~96等菌株。酿酒微生物讲稿专家讲座第65页2.拟内孢霉拟内孢霉适应性强,繁殖速度快,是大曲“上霉”主要微生物,培养宜温在28~30℃左右。我国各地酿酒使用中温大曲、小曲等中,都有拟内孢霉存在。拟内孢霉有较强糖化能力,可用来生产高纯度葡萄糖。拟内孢霉可产生较多多元醇。所以,用拟内孢霉作混合麸曲,生产白酒有甜味感,可促进酒质绵甜,并能改进后味。酿酒微生物讲稿专家讲座第66页3.根霉
酿酒微生物讲稿专家讲座第67页根霉在自然界分布很广,是一个常见霉菌。它对环境适应性很强,生长极快速。根霉菌丝无横隔,为单细胞真菌。根霉含有丰富淀粉酶,是酿酒使用小曲中主要微生物,并含有一定酒精生成能力。根霉生长要求较高温度,因而适于在高温季节使用。酿酒微生物讲稿专家讲座第68页根霉培养适宜温度在30~37℃,但45℃左右普通还能生长。代谢适宜温度45~50℃。主要根霉菌种有日本根霉3.852,3.868;东京根霉3.851,3.866,3.867,等菌株。酿酒微生物讲稿专家讲座第69页4.红曲霉
红曲霉个体形态为菌丝含有不规则分枝。细胞内多核。在麦芽汁琼脂培养基上生长,菌丝最初为白色,老熟后呈紫红色。
酿酒微生物讲稿专家讲座第70页
红曲霉喜酸性环境,生长最适pH为3.5~5,生长最适温度为32-35℃,40℃左右也能生长。对于酒精有极强抵抗力。红曲霉有较强淀粉和蛋白质分解能力,不但是清香大曲中一个主要糖化菌,而且在酿制红酒、玫瑰醋、红腐乳等产品中有主要作用。酿酒微生物讲稿专家讲座第71页5.毛霉
毛霉在自然界分布也很广,在基质表面形成灰色、白色或黄褐色棉絮状菌落。酿酒微生物讲稿专家讲座第72页毛霉在大曲中数量较多,在麸曲及酿酒过程中也可检出,是麸曲生产中杂菌。毛霉能产生蛋白酶和淀粉酶,是生产豆腐乳和豆豉主要菌种。在酒精生产中可采取鲁氏毛霉作为糖化剂,但糖化能力弱于曲霉。白酒大曲中野生毛霉糖化力较低。酿酒微生物讲稿专家讲座第73页6.梨头霉梨头霉菌丝和根霉很相同,但梨头霉产生弓形匍匐菌丝,并在其上长出孢子梗,不与假根对生,孢子梗往往以2~5支成簇,孢子囊顶生,多呈梨形。孢子小而呈单孢,大多无色,无线状条纹酿酒微生物讲稿专家讲座第74页梨头霉分布在土壤、粪便和酒曲中,空气中也有存在。犁头霉生长极为粗放,在基质上呈絮状纤细菌丝体。该菌喜高温高湿,最适生长温度在37℃左右,大曲中含有数量不少梨头霉。糖化力不高,但在成曲和酒醅中是数量最多霉菌,所以,可看作汾酒酿造中主要糖化菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第75页7.木霉酿酒微生物讲稿专家讲座第76页木霉菌菌丝透明,有隔,分枝繁杂,分生孢子有球形、椭圆形、倒卵形等。木霉在土壤中分布很广,能分解纤维素和木质素等复杂有机化合物。木霉常造成蔬菜、谷物和大型真菌等变质,使木材、皮革及其它纤维材料霉烂。发酵生产中若能利用这类菌,以纤维素代替淀粉进行发酵生产,这对国民经济将有十分主要意义。酿酒微生物讲稿专家讲座第77页在白酒生产中,使用木霉与黑曲霉等混合制曲,在提升出酒率方面取得了很好效果。惯用木霉菌有:龙轻50、52、54,上海工微所TL~250,广东甘蔗糖业研究所糖研49号等。酿酒微生物讲稿专家讲座第78页8.青霉图青霉帚状体分枝方式1.单轮生青霉群;2.对称二轮生青霉群;3.多轮生青霉群;4.不对称生青霉群
酿酒微生物讲稿专家讲座第79页念珠菌念珠菌念珠菌是大曲“穿衣”菌种之一,也是小曲挂白粉主要菌种念珠菌是真菌中最常见条件致病菌。它常寄生于人皮肤、口腔、阴道和肠粘膜等处,当机体免疫机能低下或正常借居部位微生态环境失调,轻易引发念珠菌病。酿酒微生物讲稿专家讲座第80页念珠菌性心肌炎念珠菌图片酿酒微生物讲稿专家讲座第81页链孢霉(有害菌)
链孢霉孢子呈鲜艳桔红色,常生长在鲜玉米蕊和酒糟上,一旦侵入曲房不但造成危害而且极难去除。被污染菌袋酿酒微生物讲稿专家讲座第82页
曲块在贮存中受潮,表面上就会长青霉。车间和工具清洁卫生搞不好,也会长青霉
青霉孢子耐热性强,菌体繁殖温度较低,是制曲时常见杂菌。青霉污染后曲酿酒,成酒味苦,质量较差。同时青霉对曲房等建筑物也有腐蚀作用,是酿酒上有害菌。但有些青霉菌,不但是生产抗菌素主要菌种,还被用来生产有机酸、维生素和酶制剂等。酿酒微生物讲稿专家讲座第83页五、大曲中微生物改变大曲微生物是经过自然接种、富集而组成复杂微生物菌系。微生物起源主要依靠原料本身、空气、场地及覆盖稻草,也有在拌料时接种了少许优质曲母,强化了有益菌株。大曲中微生物种类非常复杂,生栖方式各不相同,依据形态和生理性状,大致可分为细菌、酵母菌、霉菌三大类。大曲中细菌主要有醋酸菌、乳酸菌、芽孢杆菌等,细菌菌落普通较小,分布广,繁殖快,大曲酒中很多香味成份起源于细菌代谢。酿酒微生物讲稿专家讲座第84页
大曲中酵母菌主要有酒精酵母和产酯酵母等,其中酒精酵母是大曲中主要产酒功效菌,产酯酵母可产酸或产酯。大曲中霉菌可分为曲霉、根霉、毛霉、犁头霉、青霉等,其菌落较大,开始时往往为白色或灰白色,以后长成孢子时形成各种颜色。大曲是白酒生产过程中糖化剂、发酵剂,是白酒发酵生产中微生物及酶主要起源,大曲质量直接关系到酒出酒率及基酒质量。从宏观上看,大曲品质主要受环境条件影响;从微观角度看,本质是受大曲中微生物种群产生复合酶体系组分配比差异影响。酿酒微生物讲稿专家讲座第85页大曲培养过程普通为30天左右,自原料与水混合时,曲料内微生物就发生了一定量改变,在整个周期内,伴随大曲各项指标不停改变,各种微生物数量起起落落,此消彼长,几个主要生化指标一直在变动,直至曲块成熟,水分降到一定范围内,才基本趋于平衡。酿酒微生物讲稿专家讲座第86页(一)细菌改变原料加水后,微生物主要来自于水、空气、原料、机械设备等。对曲原料进行培养,大曲成块入房后,伴随曲块内部物理改变和生化改变,则大曲水分、曲温及酸度发生对应改变,因为生理指标上改变,细菌数量在不一样时间段内发生改变不一样。曲块入房5d左右,细菌数量为最多,是大曲发酵阶段中高峰值,因为此时水分含量、曲温、酸度对细菌来说是繁殖最正确时期;酿酒微生物讲稿专家讲座第87页5~20d,细菌数量急速下降,在20d左右出现低谷,这是因为水分下降、曲温过高、酸度上升等综合原因影响,淘汰部分不宜生长细菌,则适应该条件细菌能继续生长;20~30d,细菌数量又有所上升,不过未到达前期出现高峰值,源于水分一直下降、曲温下降、酸度相对稳定,则又给细菌生长提供了良好条件,细菌数又增加。酿酒微生物讲稿专家讲座第88页原料中酵母数量比细菌数量相对较少,但入房培养后,酵母菌数量有所增加,9d左右出现高峰,在这段时间内,曲温低,曲块相对疏松,则氧分多,水分含量对酵母生长很适宜。酵母利用糖类等物质进行发酵,当产生一定营养与糖分时酸度下降到一定程度,则酵母数量猛增。。(二)酵母改变酿酒微生物讲稿专家讲座第89页
9~25d,酵母菌数量快速降低,在培养后25d左右出现低谷,这主要是因为曲温逐步上升,淘汰了一些不耐高温酵母菌,水分降低、酸度变大,这么条件不适合酵母菌生长。25~31d,酵母菌数量有所回升,因为曲温下降为低温酵母提供了良好条件,水分下降会影响酵母菌生长,但曲温和酸度下降等原因创造了酵母菌生长繁殖条件,总体而言出现了酵母菌数量略上升趋势.酿酒微生物讲稿专家讲座第90页(三)霉菌改变霉菌数在前9d呈上升趋势,在这段时间内主要目标是曲块表面挂衣,即在湿度大、温度低条件下使霉菌大量增加,尤其让在曲块上繁殖最快根霉充分生长。霉菌数量在9~13d到达高峰过后,霉菌数量急剧下降,这主要是因为温度升高,曲中养分不足、水分和酸度改变等原因抑制了大多数霉菌生长不过在恶劣环境条件下,一些耐高温霉菌孢子仍能生存。酿酒微生物讲稿专家讲座第91页
在制曲过程中,前期霉菌在全部微生物中是优势群体,15~25d时,霉菌数量连续下降;25~30d时,霉菌数量有所回升,原因在于水分含量和酸度下降,曲温下降,适合该条件霉菌生长,相对需水量少霉菌数量展现上升趋势。酿酒微生物讲稿专家讲座第92页在大曲培养过程中,酵母菌和细菌数量较少,霉菌数量较多,大曲糖化力很高。各种微生物数量,主要受温度、水分、酸度等指标影响。曲温是影响微生物数量改变主要原因,在大曲制作培养过程中控制曲温相对主要,在生产中要采取相关办法来控制曲温。酿酒微生物讲稿专家讲座第93页酿酒微生物讲稿专家讲座第94页制曲时各中微生物数量改变整体呈先上升后下降趋势。在凉霉前为各种菌种繁殖时期,数量到达最大值;今后各种微生物数量逐步降低。酵母菌数量整体呈先上升后下降趋势。在原料中,酵母菌已经有相当数量,为106CFU/g;凉霉时数量到达最大值107CFU/g;然后数量逐步呈下抛物线下降,到出房时数量为105CFU/g;在贮存时期数量又有所下降。酿酒微生物讲稿专家讲座第95页
在晾霉以前,因为霉菌和糖化酶作用,使淀粉水解,一部分水分被释放出来,同时糖分增加,使酵母菌取得了生长条件,所以其大量繁殖;晾霉以后进入前火、大火、后火阶段,因为大曲品温上升,水分由蒸发而降低,大大抑制了酵母菌生长繁殖。所以,致使大曲中酵母生长率小于死亡率,从而使酵母数量逐步下降。
酿酒微生物讲稿专家讲座第96页霉菌数量整体呈先上升后下降趋势。粉碎原料中霉菌数量较少,为104CFU/g;发酵开始时,霉菌数量增速最快,到凉霉时数量到达最大值107CFU/g;然后数量逐步呈上抛物线下降,到优化点5时,数量基本趋于稳定,为104CFU/g;在贮存时期数量又有所上升。在凉霉以前,因为大曲中水分含量较多,而霉菌生长对水分要求最低,所以,霉菌生长速率要显著大于酵母和细菌;酿酒微生物讲稿专家讲座第97页凉霉以后进入前火、大火、后火阶段,因为大曲品温上升,即使霉菌生长受到抑制,生长速率小于死亡速率,数量呈下降趋势,但霉菌对水分要求比酵母低,所以下降速率要小于酵母菌;
进入大火期因为温度很高,霉菌死亡率上升,所以,在大火期霉菌数量下降速率又显著高于酵母;之后数量稳定在较低水平,可能是因为水分降低使霉菌死亡率下降,趋于稳定。酿酒微生物讲稿专家讲座第98页3种大曲霉菌总数均为曲心小于曲皮,这与多数霉菌生长需氧性相关。霉菌生长旺盛,淀粉酶、糖化酶活力都应该很高,但研究中3种大曲霉菌总数相当,而这3种大曲中淀粉酶、糖化酶活力却含有较大差异。酿酒微生物讲稿专家讲座第99页制曲中细菌改变细菌在大曲发酵过程中数量改变呈先上升后下降,再略有上升,然后逐步下降趋势。
原料中就有相当量细菌存在,在106CFU/g,入房后(优化点2和优化点3),数量急剧上升,晾霉结束后,到达108CFU/g;在优化点4,数量略有下降;进入优化点5数量又有所上升;然后数量逐步下降,出房时(优化点7),为106CFU/g;贮存过程(优化点8),略有下降。酿酒微生物讲稿专家讲座第100页酵母计数分析表明:3种大曲酵母菌总数相当,清茬曲突出发酵力与酵母菌总数没有必定联络。红心曲、后火曲酵母菌总数为曲心多于曲皮,而清茬曲曲皮酵母菌总数略多于曲心。酿酒微生物讲稿专家讲座第101页发酵早期(凉霉以前),在大曲中霉菌和糖化酶、蛋白酶、酯酶作用下,原料中各种物质得以释放分解,为细菌生长繁殖提供了丰富营养,所以,其在发酵早期大量繁殖;发酵中期,因为酵母菌生长,氧气消耗,水分含量降低,造成大部分细菌生长环境受到改变,不能满足细菌生长,细菌数量有所下降;同时,因为凉霉以后温度急剧升高,致使一些不耐高温细菌死亡率升高,使其总体数量有所下降;酿酒微生物讲稿专家讲座第102页起潮火后以后进入大火期,水分深入蒸发,造成细菌死亡率大于生长率,从而使数量降低,但其中有相当一部分以芽孢休眠体存在,所以,数量仍维持相当水平。总之,从微生物类群整体数量改变来看,水分和温度是控制微生物数量而影响微生物代谢,进而影响大曲质量最主要原因,而水分又是经过温度来进行控制。所以,温度是关系大曲质量主要可控优化原因。酿酒微生物讲稿专家讲座第103页
细菌总数计数只是对大曲总细菌数量一个总把握,不一样细菌在曲心、曲皮分布数量可能是相反。红心曲、后火曲细菌总数为曲心多于曲皮,清茬曲曲皮细菌总数略多于曲心但无显著差异。从对3种主要细菌计数能够看到,芽孢菌数量远高于其它2种菌(乳酸菌和醋酸菌),靠近于所测得细菌总数,是大曲中最主要一类细菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第104页
因为汾酒大曲属于中温大曲,大火期高温不超出50℃,所以乳酸菌数量还保持在一个较高水平。醋酸菌在3种曲曲心均<3,而在曲皮中保持了较高水平,这与醋酸菌需氧代谢相关。微生物指标分析表明汾酒大曲中微生物数量级非常高,芽孢杆菌是汾酒大曲中数量最多细菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第105页第四节酒醅中微生物对清香型白酒酒醅中微生物研究报道较少,还处于早期探索阶段。清香型汾酒酿造实质是酵母、霉菌、细菌相互作用过程。酵母以产酒精能力强酵母菌属为主;霉菌主要有犁头霉属、根霉属、毛霉属、曲霉属;细菌以乳酸菌、醋酸菌和芽孢杆菌为主,而细菌大量繁殖会引发酸败。经过模拟汾酒发酵条件,筛选出酿酒主要功效菌多为酵母和细菌。酿酒微生物讲稿专家讲座第106页另外,汾酒酒醅(大荐和二荐)发酵过程中微生物改变过程也存在异同,二者均出现“二次生长”。但在发酵早期,大茬中乳酸菌数多于二茬,且有少许霉菌。二茬发酵成熟酒醅中几乎没检出霉菌;发酵中期,二茬酵母数又高于大茬;发酵后期,大茬中主要是细菌增加。二茬中除
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