酵母菌及其在发酵产品中的应用 生物工程学院 王海勇 博士.

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1 酵母菌及其在发酵产品中的应用 生物工程学院 王海勇 博士

2 主要内容 酵母基础知识 在美酒制作方面的应用 用于酱油酿造 在其他发酵工业中的应用

3 ♫酵母（Yeast）是一些单细胞或形成假丝能发酵糖类的各种真菌，可用于食品酿造生产、遗传学研究等；
一、酵母基础知识 ♫酵母（Yeast）是一些单细胞或形成假丝能发酵糖类的各种真菌，可用于食品酿造生产、遗传学研究等； ♫不是分类学上的名词，是对一类微生物的通称，目前已鉴定出1500种之多； ♫根据酵母菌产生孢子的能力，可将酵母分成三类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌，不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”。

4 ♫ 大多数酵母通过有丝分裂（Mitosis）方式进行无性繁殖； ♫ 很多酵母以不对称（有丝）分裂——出芽方式进行繁殖。
♫ 酵母菌的繁殖方式：有性及无性繁殖； ♫ 大多数酵母通过有丝分裂（Mitosis）方式进行无性繁殖； ♫ 很多酵母以不对称（有丝）分裂——出芽方式进行繁殖。 ♫因酿酒酵母（ Saccharomyces cerevisiae ）与粟酒裂殖酵母（ Schizosaccharomyces pombe ）应用历史悠久，研究最为透彻，称之为常规酵母(Conventional Yeast). 酵母出芽及遗留的痕迹——芽痕

5 食品发酵中常见酵母分类地位 ♫乳酸克鲁维酵母（ Kluyveromyces lactis）&马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus ）发酵制品； ♫面包酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵麦粉制作面包； ♫红发夫酵母（ Phaffia rhodozyma ）类胡罗卜素赋予食品金黄色彩、增加营养；

6 常见酵母的显微形态 酵母属 裂殖酵母属 接合酵母属 克鲁维酵母属 假丝酵母属有性（A）及无性（B）两种形态

7 二、在美酒制作方面的应用 ♫西方：啤酒、红酒、蒸馏酒 艺术家、诗人的毒药——苦艾酒 诞生于1516年的《纯啤酒》法令

8 ♫东方：醴、黄酒、白酒 曹操《短歌行》，三国时期208年左右。 艺术创作——京剧贵妃醉酒 青铜酒杯——爵

9 ♫酿酒——酵母糖发酵，AF过程——酒精+CO2 、醛、高级醇、酯类；
♫酿酒酵母、粟酒裂殖酵母为主&非常规酵母为辅，一方水土养一方酵母、酿一方美酒； ♫传统自然酿造菌种复杂，现代工艺改造后菌种数量、质量可控，但失去“古香古色”。

10 ♫白酒酿造中使用方法：（传统固态发酵）各生产单位独立分离保存，接种使用，或依赖于环境中存在的酵母天然发酵；
♫啤酒酿造中使用方法：麦芽汁制备、糖化、啤酒花添加后接种； ♫红酒酿造中使用方法：破碎、榨汁、SO2杀菌（接入）酒母主发酵——分离皮渣、调汁后发酵。

11 ♫啤酒酿造用酵母，菌种多属酿酒酵母分离株，分上面、下面发酵酵母及粉状酵母、絮凝酵母；
酿酒用酵母工艺特性 ♫啤酒酿造用酵母，菌种多属酿酒酵母分离株，分上面、下面发酵酵母及粉状酵母、絮凝酵母； 上面酵母① 它是啤酒酵母的原始菌种；② 可形成芽簇，在旺盛发酵时上升并进入发酵液的泡盖中，缺少絮凝沉淀性状；③ 可形成孢子，发酵部分棉籽糖、不能发酵蜜二糖；④ 发酵温度在15～25℃ ，常用20～25℃，对低温很敏感；⑤ 产生特有的酯香味；⑥ 啤酒的发酵度较高。 下面发酵① 不易形成芽簇，子、母细胞很快分离，主发酵结束时，酵母沉降于容器底部，其凝聚沉淀性较强。② 不易形成孢子，能全部发酵棉子糖和蜜二糖。③ 发酵温度为5～12℃，常用9～12℃，对低温能较好的适应。④ 可进行酵母洗涤，但一般大罐发酵工艺很少回收后进行酵母洗涤。

12 粉状酵母 ①有较大的与发酵液的接触表面积，可较长时间处于悬浮状态，不易沉降，酒液不易澄清； ②发酵度较高，类似上面酵母； ③ 酵母回收量少。
絮凝酵母 ①酵母易于沉降，通过凝聚作用，可很快沉降至容器底部，其沉淀紧密，酒液易澄清； ②发酵度一般； ③ 酵母回收量大。

13 ♫红酒酿造用酵母，菌种多属酿酒酵母分离亚种
传统工艺下，特质气味来源于产区葡萄表面酵母等微生物的代谢活动； 25属150种之多，进行正常的AF的主要是酿酒酵母。多数酵母菌发酵葡萄糖比果糖快，而拜耳酵母、星形球拟酵母发酵果糖比葡萄糖快； 现代工艺所用菌种多分离自葡萄表面，并人工选育出耐SO2、发酵能力强、残糖低，絮凝能力好、沉淀快，适合低温发酵等工艺适应性性状；

14 ♫白酒酿造用酵母，菌种多属酿酒酵母分离亚种
西方蒸馏酒，原料为可直接发酵糖类，酵母直接乙醇发酵，后经蒸馏酒精度28度以上； 东方酿酒原料先经过霉菌、酵母、细菌等多菌种制曲，原料分解糖化后， 20～25℃、维持12天，30 ～38℃、维持7天进行乙醇发酵； 酵母乙醇发酵开始2～3天好氧生长，后厌氧发酵，发酵终点受限于酵母酒精耐受能力，一般为20%以下。

15 窖泥，浓香型白酒的特色发酵容器，内含特定酵母菌群及其他微生物，特性在于历史沉积及其组成的稳定性，但亦受大环境影响而破坏；
日本清酒，介于黄酒与白酒之间类型，全程低温酿酒，酒精度18%左右，赋予特殊口味，改善有害物质累积情况，酵母须耐低温； 现代工艺，在菌种应用上表现在不同特色酵母等微生物的分离、分类、鉴定、组合发酵。

16 三、用于酱油酿造 “通都大邑醢千瓮” ——《史记》 “酱油”称呼始于宋。

17 ♫酱油组分：水、盐、氨基酸、脂（酯）类、醇类。。。
酱油口感：咸鲜味、酱等香味。 ♫酱油组分：水、盐、氨基酸、脂（酯）类、醇类。。。 盐含量。。。 风味物质。。。

18 ♫酱油酿造用酵母，菌种多属接合酵母等分离菌株
目前应用最为广泛的是鲁氏酵母(Zygosaccharomyces rouxi)及假丝酵母(Candida versatilis) ； 现代工艺（高盐稀态发酵）原料制曲成熟、加入盐水、添加酵母，活跃于中后期发酵，有相关活性干酵母直投使用； 耐盐（17%以上）为酱油酿造酵母的共同基本特性，除此之外，产香是赋予酿造酱油风味的必然要求； 选育耐盐性状优异、风味各异的菌株是提升我国酱油品质必由之路。

19 ♫作为生物反应器用来生产各种有价值的化合物
四、酵母在其他发酵工业中的应用 ♫作为生物反应器用来生产各种有价值的化合物 ♫酿酒酵母、乳酸克鲁维酵母、毕赤甲醇酵母、耶氏解脂酵母用来生产医药蛋白； ♫酿酒酵母是第一代生物乙醇的主力菌种，也是第二代生物乙醇的优势底盘细胞； ♫酿酒酵母是合成生物学中最常用的真核底盘细胞； ♫解脂耶氏酵母及斯达氏油脂酵母是生产生物燃料用油脂的真核细胞工厂；