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保兴发酵罐:发酵过程需要注意的事项

时间: 2018-12-25来源: 作者:

      中国使用发酵技术从事酿酒、酱、醋等食品的生产历史悠久,并积累了丰富的发酵经验。发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,大规模生产发酵产品的技术,称为发酵技术。发酵的概念来源于酿酒的过程。通过发酵技术不仅能改善食品的风味、色泽和组织结构,还能提高食品的营养价值。在发酵过程中需要注意哪些事项呢?


      发酵过程需要控制以下几个因素


a、发酵温度的控制。


      发酵所需的温度依微生物的种类而异,各种微生物都有自己最适生长的温度,不同微生物的生长对温度的要求不同,根据它们对温度的要求,大致可分为4类:嗜冷菌适应于0~26℃生长,嗜温菌适应于15~45℃生产,嗜热菌适应于37~65℃生长,嗜高温菌适应于65℃以上生长。在混合菌种发酵时,可以通过调节发酵温度控制不同类型的微生物的生长速度,从而取得理想的发酵效果。应该注意的是,温度对菌体的生产,产物合成的影响可能不同。也就是说,菌体的最适合生产的温度不一定是所需要的代谢产物的最适合温度。


      由于微生物在生产和发酵过程中,对温度有不同的要求。在生产上,为获取较高的生产率,针对所用菌种的特性,在发酵周期的各阶段需要控制温度,提供该阶段生物活动最适合温度。在发酵前期,菌量少,取稍高的温度,促使菌的呼吸与代谢,使菌迅速生长;在中期菌量已达到合成产物的最适量,发酵需要延长中期,从而提高产量,因此中期温度要稍低一些,可以推迟衰老;发酵后期,产物合成能力降低,没有必要延长发酵周期,就又提高温度,刺激产物合成。


      如酱油生产时酵母菌的发酵作用以30℃为宜,低于10℃仅能繁殖,发酵比较困难。高于40℃酵母菌的生产受到抑制,甚至不能生存和发酵。采用中温或低温发酵方法,适应延长发酵周期,能增加酱油的香味。但有的菌种产物形成比生产温度高,如谷氨酸产生菌生产温度为30—32℃,产酸温度为34—37℃。另外,温度控制还要根据培养条件来综合考虑,灵活选择。当通气条件较差时,可适当降低温度,降低菌呼吸速率,可适当增加溶氧浓度;当培养基稀薄时,降低温度,因为温度高营养利用快,会使菌过早自溶。


      总的来说,温度的选择要根据产品使用的菌种在生产各阶段及培养条件综合考虑,并通过反复实践来定出最适合温度。


b、酸度控制。


      不同微生物各自都有自己适宜的pH范围,如酵母3.8—6.0、细菌6.5—7.5、霉菌4.0-5.8、放线菌6.5-8.0。酸有抑制微生物生长的作用,即含酸食品有一定的防腐能力,对大多数的微生物来说,当pH<2时,便受到抑制不能生长。但有时一些耐酸的微生物生长繁殖也可使pH上升,如霉菌在有氧存在时,食品表面会有霉菌生长,因为霉菌耐酸、需氧,可以将酸消耗掉。酵母菌,耐酸能使蛋白质分解,从而产生氨类物质,并将酸消耗掉。以致食品失去了防腐能力,导致食品表面会发生脂肪分解和其他降解活动,使食品腐败变质。


      发酵过程中酸度变化是发酵过程状态的体现,是生物生长代谢的结果,更是发酵过程控制的依据和方向标,控制好发酵酸度对生产合格产品至关重要。控制pH的方式有四种:①调节好基础料的pH值,通过基础培养基进行调节、在基础料中加入维持pH的物质;②在发酵过程中根据糖氮消耗需要进行补料来调节pH值;③当补料与调节pH发生矛盾时,加酸碱调节剂调pH值;④根据不同发酵阶段采取不同的pH值,定时观察菌体的生产情况,以菌体生长达到最高的pH值为生产适用的pH值。


c、通气量(氧的供应)。


      微生物可分需氧微生物和厌氧微生物。霉菌是需氧性的,在缺氧条件下不能生长,因此生产腐乳、酱油时要有充足的氧气,以保证发酵正常进行。厌氧微生物,如肉毒杆菌为专性厌氧菌、兼性厌氧微生物如酵母茵。醋酸菌是需氧菌,酿醋时要先让酵母在缺氧条件下将糖转化成酒精,再在通气条件下由醋酸菌将酒精氧化生成醋酸,但通气量过大,醋酸会进一步氧化,此时如有霉菌就能生长并将醋酸消耗掉。所以,通气量应适当,以减少霉菌生长的可能性。适当地提供或切断氧气的供应可以促进或抑制(发酵)菌的生长,引导生产向预期方向发展。


d、补料的控制。


      在发酵过程中,根据菌体生产代谢规律,采用“放料和补料”的方式,当发酵一定时间,产生代谢产物后,少量多次或分批放出一部分发酵液,同时补充一部分新鲜营养液,并重复进行。通过补料分批发酵可以控制抑制性底物的浓度,因基质过浓会导致渗透压过高,使细胞因脱水而死亡。但补料过程也要注意避免一次性投料过多,以免造成细胞大量生长。适应补料操作能保证一定菌体生产速度和效率,延长发酵产物生产同期,有利于提高产物产能,同时降低产品成本,但补料过程要注意不要受到杂菌污染。


      随着发酵工业的不断改革和发展,发酵技术的机械化程度必然越来越高,发酵技术将向高新技术方向发展。将来的发酵过程,除必要的投入和产出外,将实现全封闭式的系统化管理,人们只需通过电脑设定相应的发酵程式,就可随时监控和实现产品在各工序之间的自动流转,从而控制整个发酵过程。


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