发酵食品工艺学
——主讲：陈晓红
第一章 绪 论
? 第一节, 什么是发酵、酿造？
? 第二节,发酵技术的微生物技术发展史
? 第三节,发酵工业的工程技术发展史
? 第四节,发酵食品的渊源及其文化内涵
? 第五节,发酵与酿造的研究对象
? 第六节,食品发酵与酿造的特点
? 第七节,发酵与酿造工程中常用技术
? 第七节,食品发酵与酿造发展趋势及研究热点
? 发酵的英文 Fermentation是 从拉丁语 ferver即
“翻腾”、“沸涌”、“发泡”而来；因为发酵
有鼓泡和类似翻腾、沸涌的现象。如中国的黄酒、
欧洲的 beer就以起泡现象作为判断发酵进程的标
志。
? 根据以往的观念，人们通常把食品发酵作为整个
发酵工业的分支。
一、什么是发酵、酿造
第一节 什么是发酵、酿造第一章 绪 论
? 广义 —— 通过微生物的培养使某种特定代谢产
物或菌体本身大量积累的过程。
? 狭义 —— 厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧
条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。
? 发酵工业,（巴斯德）经纯种培养和提炼精制
获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过
程叫发酵工业。如酒精、抗生素、柠檬酸、氨
基酸、酶、维生素、某些色素等。
1、发酵及发酵工业
第一节 什么是发酵、酿造第一章 绪 论
2,酿造 (brewing)和酿造工
业
? 酿造 (brewing),我国人们对对一些特定产
品发酵生产的特殊称法，是未知的混合微
生物区系参与的一种自然发酵。
? 酿造工业,经自然培养、不需提炼精制、
产品由复杂成分构成并对风味有特殊要求
的食品或调味品的生产过程。如黄酒、白
酒、清酒、葡萄酒、酱油、醋、腐乳、豆
豉、面酱等。
1676年 列文虎克 （ Leewenhoch）
1836— 1837年 Larkutzing
1856— 1857年 Pasteur
1870年 Pasteur
1880年 科赫（ Robert Koch）
1897年,Buchner（布赫纳）
1928年,Fleming
1940年,Florery和 Chain
1945年,抗生素工业
二、发酵工业的微生物技术发展史
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
列文虎克（ Leewenhoch,1632-1723）
——微生物形态学发展阶段
?荷兰 业余科
学家, 1676年，
用自磨镜片创
造了一架能放
大 266倍的原
始显微镜 一生
制作了 419台
显微镜；
?发表论文 400
余篇,375篇
寄往英国皇家
学会发表。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜
Anthnoy van Leeuwenhoek
1684年寄给皇家协会信的部
分内容
Larkutzing
?1836-1837年 Larkutzing发
现在啤酒的发酵中 存在活的
生物体,但并未发现发酵与
微生物的关系。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
不同时期观察到的 酵母菌细胞结构
细菌学（ 巴斯德, 科赫 ）
外科消毒术 （ Lister,1865）和 乳酸菌的分离
根瘤菌等土壤微生物的研究（ M·W贝,C·H维）
无酵母菌压汁酶功能的发现（ E.Buchner,1897)
化学药剂和 抗生素发现 和临床应用（ 1909-1935）
酿造技术日趋完美
Cncnc-micro
生理学发展阶段 代表人物和重要事件
微生物生理学发展阶段
彻底否定了自然发生说
证实发酵由微生物引起
巴斯德的功绩
免疫学 — 预防接种
发明巴氏消毒法
无菌营养液 出现微生物
无菌营养液 无生命出现
加热
无菌营养液 无生命出现
巴 斯 德 的
雁颈瓶实验
结论
1,发酵是由微生物进行
的一种化学变化，不
同类型的发酵是由形
态可以区别的各种特
殊的微生物所引起的。
2,1870年,Pasteur发
现了微生物之间有相
互抑制的作用。即 拮
抗作用 。
3,其间 1804年，法国
厨师 阿卑特
（ Appert） 发明了
瓶装罐头）
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
巴斯德发现免疫现象 ↑动物实验 ↓人体实验
几星期后
42-43oC下培养
的老龄炭疽菌
获免疫力
37oC下培养
的新鲜炭疽菌
病犬延髓（几代减毒） 被疯狗严重咬伤的 9岁男童
科
赫
的
功
绩
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌
发现结核病原菌 — 结核杆菌
科赫法则
发明培养基并用其纯化微生
物等一系列研究 方法的创立
划线法 获得单菌落 科赫定理 图示
单菌落
结论
? 1880年，发现可以通过稀释把多种微生物分离开
来，建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
? 建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃
薯块上的培养技术改为 明胶平板 （ 1881）和 琼脂
平板 （ 1882）
? 显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许多 染色方法、
悬滴培养法 以及显微摄影技术。
? 利用平板分离方法找到并分离许多传染病的 病源
菌 （ 炭疽、结核、链球、）
? 1884年提出了 科赫法则（ Koch’s ostulates）,
病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；
纯培养物接种后染病；可重新分离再培养。
奠基人
巴斯德 ·路易斯
(1822-1895)
微生物奠基人
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
Koch,robert
(1843-1910)
细菌学奠基人
(Joseph Lister,1827~1912)首创用石
炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以
防术后感染，为防腐,消毒,以及
无菌操作奠定了基础。
1878年，李斯特 分离乳酸链球
菌 时用注射器和酒杯培养装置
Buchner（布赫纳）
1897年,Buchner（布
赫纳） 阐明了 发酵的化学
本质 。即发酵是由酶引起
的一类化学反应。
实验,酵母菌细胞用石英砂磨碎
制成酵母汁 （应用于医学） + 白
砂糖（防腐） 意外发现发酵
这是无生物细胞体系发酵的
最初例子。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
Fleming 1928年，
Fleming发
现了 青霉素,
开创了好气
性发酵工程，
建立了通风
搅拌技术。
弗莱明 (1881～ 1995)
英国细菌学家
1928年,Fleming将其
命名为：青霉素
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
霉菌菌落周围出现抑制萄
葡球菌生长的抑制现象
产黄青霉菌落
细菌生长
抑制区域
正常细菌
生长区域
---抗生素的发现
?1940年,Florery和 Chain：
?碘黄青霉基中得到了纯品青霉素，继而放
线菌 ——链霉素，金、土、卡那、红、新、
庆大 ……,.等相继发现。
?1984年达 9000多种。
?1945年，抗生素工业（发酵工业正式兴起）
Florery和 Chain
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
J.D.Waston,H.F.C.Crick
发现 DNA双螺旋模型
分子生物学发展阶段（成熟期）
Watson 和 Crick
?1956年,Watson
和 Crick发现 DNA双
螺旋结构，为微生
物遗传学及育种技
术的研究带来极大
发展 。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
分子生物学发展阶段 （成熟期）特点
微生物学成为十分热门的前沿基础学科
微生物成为生物学研究中的最主要对象
生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术
Cncnc-micro
氨基酸生产菌种
?1956年，日本的 士下祝郎 利用发酵
法制造出了 Glu。
?至今 22种氨基酸用发酵法生产，其
中 18种直接发酵,4种用酶转化法
生产。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
第一个转折点 ——微生物纯种分离培养技
术建立
? 自然发酵时期：知其然而不知其所以
然，如厌气性 ——酒类，好气性 ——
醋。
? 微生物纯种分离培养技术，开创了人
为控制微生物时代，减少了腐败现象，
实现了无菌操作；发明了简便的密封
式发酵罐；人工控制条件，提高发酵
效率，稳定产品质量。
三、发酵工业的工程技术发展史
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
? 20世纪 40年代，由于二战暴发，刺激了抗生素发
酵工业的兴起，成功建立起深层通气培养法及整
套工艺，包括 向发酵罐内通入大量无菌空气、通
过搅拌使空气分布均匀、培养基的灭菌和无菌接
种,通氧量,pH、培养物供给 等均已解决，刺
激了有机酸、酶制剂、维生素、激素等的大规模
生产。
第二个转折点
——通气搅拌的好氧发酵工程技术建立（深层液态发酵）
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
?以动态生物化学和遗传学为基础，将微
生物进行人工诱变，选育高产菌株，实
现有选择地大量生产目的产物。该技术
先在氨基酸生产上获得成功，而后在核
苷酸、有机酸、抗生素等其它产品中得
到应用。
第三个转折点
——人工诱变育种和代谢控制发酵工程技术的建立
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
发酵罐的大型化、多样化、连续化和自动化方
面有了极大发展。发酵过程的基本参数包括 T、
Ph、罐压、溶 O2, Eh、空气流量、泡沫,CO2
含量等均可自动记录和控制。（在线测试探头
等）
—— 发酵与酿造技术的 第四个转折点
第四个转折点
——发 酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
针对单纯发酵法的缺陷，利用发酵法生产前
体，用化学合成法得到终产品或反之。如
Amyno法生产酱油。
——发酵与酿造技术的 第五个转折点
第五个转折点
——微生物生物合成和化学反应合成相结合工程
技术的建立
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
? DNA重组技术大大推动了发酵与酿造技术
的发展
? 细胞融合技术, 基因体外重组与克隆的工程菌
株构建
? 生物反应器,反应罐等设备、昆虫躯体、动物
细胞乳腺、植物细胞的根茎果实。
DNA重组技术
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
?发酵是一门古老而又现代的技术，结合了
神秘的传统、古老的文化和变化无穷的生
物技术。
?文化底蕴深厚、产品形态多种多样、技术
手段推陈出新、理论研究和技术创新永无
止境。
四、发酵食品的渊源及其文化内涵
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 最早的发酵产品据记载起源与 5000BC。据记载最早的
发酵食品应是酒类，通常认为是 wine,因为大自然中具
备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。
在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源
的多样性（ F,M），便有了多种多样的发酵食品。
4000BC——Beer，至古埃及即出现了麦芽糖化 。
? 5000~6000BC——wine、黄酒、白酒,Cheese
? 4000BC——Beer，至古埃及即出现了麦芽糖化 。
? (酱油、调味品 )
? 白酒：农业社会粮食节余，生霉、发酵、蒸馏而得）
古 老：
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 古老的发酵食品自产生以来，长时间内停留在自然酿造
阶段。即知其然而不知其所以然，通常以经验掌握。由
于节气、环境的变化即决定了产品的成败，因此食品酿
造甚至被赋予很多神秘色彩，甚至出现了对曲的顶礼膜
拜，与一些祭祀活动也连起来。由于其发酵的机理一直
未能充分揭示，因此发酵技术也迟迟未能进一步发扬光
大和合理调控。直到 巴斯德、科赫 等人的工作成果推动
了微生物发酵及工艺调控的推陈出新。
现 代：
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 尽管如此，食品发酵与酿造仍然有许多难
以解决的实际问题，例如许多工程方面的
研究经验还不足,还没有归纳为系统的理
论，许多产品的发酵过程中的问题尚难以
解决，很多 问题有待研究探讨 。
难以解决的实际问题
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 丝状真菌的发酵 （霉菌、放线菌）：由于没有完善的
理论指导，因而还没有满意的设计和放大方法，而霉菌、
放线菌又是发酵工业中占重要地位的菌类。
? 连续发酵 的理论虽然研究很多，但许多生产实际问题仍
然未能解决，由于菌种的突变、微生物的复杂性和多样
性以及试验工艺条件的不稳定性和局限性等问题，除了
酵母、啤酒、酒精、丙酮、丁醇、葡萄糖酸的发酵和活
性淀粉的处理采用连续发酵外，大规模生产上极少采用。
难以解决的实际问题
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 关于酒曲,,千年酒窖万年糟, 之说，引起了国
内外研究者的浓厚兴趣。
? 与许多民族文化融为一体。
? 英国的 Whisky
? 荷兰的 Cheese
? 俄国的 黑面包 （大脸面包）
? 德国的 啤酒
? 中国的 白酒
? 日本的 清酒
? 法国的 香槟
文化内涵,
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 中国的 酒文化,出现了各时代以酒为载体的诗
词歌赋, 借酒吟诗,,, 以诗言志, 。
? 陶渊明 的诗几乎诗诗有酒 ——,桃花源记,
? 李白 1050首诗中 170首 ——借酒诗狂
? 杜甫 1400余首诗中 300余首 ——借酒消愁
? 欧阳修 的, 醉翁亭记, ——“醉翁, （琅琊山）
? 工艺方面,踩曲边踏边唱,,红高粱,,日本
的酒曲听音乐即, 陈化, 等
文化内涵：
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
1、按产业部门来分：
? 酿酒工业
? 传统酿造工业
? 有机酸发酵工业
? 酶制剂发酵工业：淀粉酶中 95%以上为霉菌、细菌淀粉酶
? 氨基酸发酵工业
? 功能性食品生产工业：低聚糖、真菌多糖、红曲等
? 食品添加剂生产工业：黄原胶、海藻糖
? 菌体制造工业：单细胞蛋白、酵母等
? 维生素发酵工业,Vc,VB2,VB12
? 核苷酸发酵工业,ATP,IMP,GMP
五、发酵与酿造的研究对象
第五节 研究对象第一章 绪 论
2、按产品性质来分：
? 代谢产物发酵,产品包括初级代谢产物、中间代
谢产物、次级代谢产物。
1、初级代谢产物,微生物生长不同阶段产生不
同的代谢产物，对数生长期形成的产物往往是细
胞自身生长所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白
质、脂类、糖类等。
2、次级代谢产物,微生物细胞生长进入稳定期，
有些微生物合成的在对数生长期不能合成的、对
细胞代谢没有明显意义但具有明显优势的化合物。
? 酶制剂发酵, 1894年，日本高峰 (Takanin)利用霉菌 → 高
峰淀粉 E （胞内或胞外） → E分离提取 → E制剂 → 固定
化酶 （中国的曲酒可以看成是复合酶制剂的生产）。
? 生物转化发酵, 生物转化是指利用生物细胞中的一种或
多种酶，作用于一些化合物的特定部位（基团），使它
转变成结构相类似但具有更大经济价值化合物的生化反
应。其特点是：反应特异性强。如,LA → CLA
? SCP、藻类、食用菌类 （冬虫夏草、蜜环菌、灵芝、茯苓、
香菇、云芝）
2、按产品性质来分：
第五节 研究对象第一章 绪 论
与化学工业相比，食品发酵与酿造的特点：
?安全简单
?原料广泛
?反应专一
?代谢多样
?易受污染
?菌种选育
六、食品发酵与酿造的特点
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
1、采用多种原料，且多以淀粉质原料为主。
? 植物性原料,
? 麦, beer,bread、格瓦斯 (Kowas)
? 豆,酱油、豆豉、腐乳（ ToFo）,Temph、纳豆
? 水果：酒、果醋
? 菜,Kimichi（朝鲜）
? 茶叶：红茶、茶菌（海宝，醋酸菌、酵母、乳酸菌 +
红茶水 +糖）
? 动物性原料,
? 乳：酸奶,Cheese,Kurmiss,Ketir
? 肉：香肠、沙拉米 (Salami) 等
我国发酵食品的工艺特色：
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
2,多菌种混合发酵,且多以霉菌为主的微生
物群。（国外多以细菌、乳酸菌）
3、工艺复杂、多用曲,董酒生产制的曲用 72
味中药。曲（ Koji）
4、多为固态发酵,醅、醪
我国发酵食品的工艺特色：
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
? 生物技术的四大技术体系之一
? 发酵技术的 两大核心,
? 生物催化剂（其最有效、稳定、方便
的生物催化剂形式是整体生物细胞，
目前最广泛采用的是微生物细胞）
? 生物反应系统
七、食品发酵与酿造与现代生物技术的关系
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
八、发酵与酿造工程中常用技术
? 微生物技术
制片染色和显微技术、无菌操作技术、纯
种分离和培养技术、合成培养基技术、育
种技术、深层液态发酵技术、菌种保藏技
术
? 化学技术
产物分离技术、提取精制技术
? 利用基因工程技术有选择地创造物种（新型微
生物资源）。
? 固定化酶和固定化细胞的生产和应用。
? 生物传感器的研究与设计，发展发酵与酿造的
过程控制技术。
? 生物代谢产物的分离提取和纯化技术
? 大规模的连续发酵工艺的建设和优化。
九、食品发酵与酿造发展趋势及研究热点
第七节、发展趋势及研究热点第一章 绪 论
?1972年，美国 Berg和 Jackson等人将猿猴病毒
基因组 SV40DNA, λ 噬菌体的 Gene及 Ecoli半
乳糖探纵子在体外重组获得成功。人们的第一
反应是禁止。（可能为自然界创造一个不可预
知的危险物种，导致人类灭顶之灾。）
?安全可靠性 （分子医学：基因治疗免疫缺陷症
1990,1991人类基因组）
九、食品发酵与酿造发展趋势及研究热点
第七节、发展趋势及研究热点第一章 绪 论
——主讲：陈晓红
第一章 绪 论
? 第一节, 什么是发酵、酿造？
? 第二节,发酵技术的微生物技术发展史
? 第三节,发酵工业的工程技术发展史
? 第四节,发酵食品的渊源及其文化内涵
? 第五节,发酵与酿造的研究对象
? 第六节,食品发酵与酿造的特点
? 第七节,发酵与酿造工程中常用技术
? 第七节,食品发酵与酿造发展趋势及研究热点
? 发酵的英文 Fermentation是 从拉丁语 ferver即
“翻腾”、“沸涌”、“发泡”而来；因为发酵
有鼓泡和类似翻腾、沸涌的现象。如中国的黄酒、
欧洲的 beer就以起泡现象作为判断发酵进程的标
志。
? 根据以往的观念，人们通常把食品发酵作为整个
发酵工业的分支。
一、什么是发酵、酿造
第一节 什么是发酵、酿造第一章 绪 论
? 广义 —— 通过微生物的培养使某种特定代谢产
物或菌体本身大量积累的过程。
? 狭义 —— 厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧
条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。
? 发酵工业,（巴斯德）经纯种培养和提炼精制
获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过
程叫发酵工业。如酒精、抗生素、柠檬酸、氨
基酸、酶、维生素、某些色素等。
1、发酵及发酵工业
第一节 什么是发酵、酿造第一章 绪 论
2,酿造 (brewing)和酿造工
业
? 酿造 (brewing),我国人们对对一些特定产
品发酵生产的特殊称法，是未知的混合微
生物区系参与的一种自然发酵。
? 酿造工业,经自然培养、不需提炼精制、
产品由复杂成分构成并对风味有特殊要求
的食品或调味品的生产过程。如黄酒、白
酒、清酒、葡萄酒、酱油、醋、腐乳、豆
豉、面酱等。
1676年 列文虎克 （ Leewenhoch）
1836— 1837年 Larkutzing
1856— 1857年 Pasteur
1870年 Pasteur
1880年 科赫（ Robert Koch）
1897年,Buchner（布赫纳）
1928年,Fleming
1940年,Florery和 Chain
1945年,抗生素工业
二、发酵工业的微生物技术发展史
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
列文虎克（ Leewenhoch,1632-1723）
——微生物形态学发展阶段
?荷兰 业余科
学家, 1676年，
用自磨镜片创
造了一架能放
大 266倍的原
始显微镜 一生
制作了 419台
显微镜；
?发表论文 400
余篇,375篇
寄往英国皇家
学会发表。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜
Anthnoy van Leeuwenhoek
1684年寄给皇家协会信的部
分内容
Larkutzing
?1836-1837年 Larkutzing发
现在啤酒的发酵中 存在活的
生物体,但并未发现发酵与
微生物的关系。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
不同时期观察到的 酵母菌细胞结构
细菌学（ 巴斯德, 科赫 ）
外科消毒术 （ Lister,1865）和 乳酸菌的分离
根瘤菌等土壤微生物的研究（ M·W贝,C·H维）
无酵母菌压汁酶功能的发现（ E.Buchner,1897)
化学药剂和 抗生素发现 和临床应用（ 1909-1935）
酿造技术日趋完美
Cncnc-micro
生理学发展阶段 代表人物和重要事件
微生物生理学发展阶段
彻底否定了自然发生说
证实发酵由微生物引起
巴斯德的功绩
免疫学 — 预防接种
发明巴氏消毒法
无菌营养液 出现微生物
无菌营养液 无生命出现
加热
无菌营养液 无生命出现
巴 斯 德 的
雁颈瓶实验
结论
1,发酵是由微生物进行
的一种化学变化，不
同类型的发酵是由形
态可以区别的各种特
殊的微生物所引起的。
2,1870年,Pasteur发
现了微生物之间有相
互抑制的作用。即 拮
抗作用 。
3,其间 1804年，法国
厨师 阿卑特
（ Appert） 发明了
瓶装罐头）
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
巴斯德发现免疫现象 ↑动物实验 ↓人体实验
几星期后
42-43oC下培养
的老龄炭疽菌
获免疫力
37oC下培养
的新鲜炭疽菌
病犬延髓（几代减毒） 被疯狗严重咬伤的 9岁男童
科
赫
的
功
绩
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌
发现结核病原菌 — 结核杆菌
科赫法则
发明培养基并用其纯化微生
物等一系列研究 方法的创立
划线法 获得单菌落 科赫定理 图示
单菌落
结论
? 1880年，发现可以通过稀释把多种微生物分离开
来，建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
? 建立了研究的微生物一系列方法，把早年在马铃
薯块上的培养技术改为 明胶平板 （ 1881）和 琼脂
平板 （ 1882）
? 显微镜技术：包括细菌鞭毛在内的许多 染色方法、
悬滴培养法 以及显微摄影技术。
? 利用平板分离方法找到并分离许多传染病的 病源
菌 （ 炭疽、结核、链球、）
? 1884年提出了 科赫法则（ Koch’s ostulates）,
病原微生物存在与病体而非健康体；可纯培养；
纯培养物接种后染病；可重新分离再培养。
奠基人
巴斯德 ·路易斯
(1822-1895)
微生物奠基人
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
Koch,robert
(1843-1910)
细菌学奠基人
(Joseph Lister,1827~1912)首创用石
炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以
防术后感染，为防腐,消毒,以及
无菌操作奠定了基础。
1878年，李斯特 分离乳酸链球
菌 时用注射器和酒杯培养装置
Buchner（布赫纳）
1897年,Buchner（布
赫纳） 阐明了 发酵的化学
本质 。即发酵是由酶引起
的一类化学反应。
实验,酵母菌细胞用石英砂磨碎
制成酵母汁 （应用于医学） + 白
砂糖（防腐） 意外发现发酵
这是无生物细胞体系发酵的
最初例子。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
Fleming 1928年，
Fleming发
现了 青霉素,
开创了好气
性发酵工程，
建立了通风
搅拌技术。
弗莱明 (1881～ 1995)
英国细菌学家
1928年,Fleming将其
命名为：青霉素
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
霉菌菌落周围出现抑制萄
葡球菌生长的抑制现象
产黄青霉菌落
细菌生长
抑制区域
正常细菌
生长区域
---抗生素的发现
?1940年,Florery和 Chain：
?碘黄青霉基中得到了纯品青霉素，继而放
线菌 ——链霉素，金、土、卡那、红、新、
庆大 ……,.等相继发现。
?1984年达 9000多种。
?1945年，抗生素工业（发酵工业正式兴起）
Florery和 Chain
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
J.D.Waston,H.F.C.Crick
发现 DNA双螺旋模型
分子生物学发展阶段（成熟期）
Watson 和 Crick
?1956年,Watson
和 Crick发现 DNA双
螺旋结构，为微生
物遗传学及育种技
术的研究带来极大
发展 。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
分子生物学发展阶段 （成熟期）特点
微生物学成为十分热门的前沿基础学科
微生物成为生物学研究中的最主要对象
生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术
Cncnc-micro
氨基酸生产菌种
?1956年，日本的 士下祝郎 利用发酵
法制造出了 Glu。
?至今 22种氨基酸用发酵法生产，其
中 18种直接发酵,4种用酶转化法
生产。
第二节、微生物技术发展史第一章 绪 论
第一个转折点 ——微生物纯种分离培养技
术建立
? 自然发酵时期：知其然而不知其所以
然，如厌气性 ——酒类，好气性 ——
醋。
? 微生物纯种分离培养技术，开创了人
为控制微生物时代，减少了腐败现象，
实现了无菌操作；发明了简便的密封
式发酵罐；人工控制条件，提高发酵
效率，稳定产品质量。
三、发酵工业的工程技术发展史
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
? 20世纪 40年代，由于二战暴发，刺激了抗生素发
酵工业的兴起，成功建立起深层通气培养法及整
套工艺，包括 向发酵罐内通入大量无菌空气、通
过搅拌使空气分布均匀、培养基的灭菌和无菌接
种,通氧量,pH、培养物供给 等均已解决，刺
激了有机酸、酶制剂、维生素、激素等的大规模
生产。
第二个转折点
——通气搅拌的好氧发酵工程技术建立（深层液态发酵）
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
?以动态生物化学和遗传学为基础，将微
生物进行人工诱变，选育高产菌株，实
现有选择地大量生产目的产物。该技术
先在氨基酸生产上获得成功，而后在核
苷酸、有机酸、抗生素等其它产品中得
到应用。
第三个转折点
——人工诱变育种和代谢控制发酵工程技术的建立
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
发酵罐的大型化、多样化、连续化和自动化方
面有了极大发展。发酵过程的基本参数包括 T、
Ph、罐压、溶 O2, Eh、空气流量、泡沫,CO2
含量等均可自动记录和控制。（在线测试探头
等）
—— 发酵与酿造技术的 第四个转折点
第四个转折点
——发 酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
针对单纯发酵法的缺陷，利用发酵法生产前
体，用化学合成法得到终产品或反之。如
Amyno法生产酱油。
——发酵与酿造技术的 第五个转折点
第五个转折点
——微生物生物合成和化学反应合成相结合工程
技术的建立
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
? DNA重组技术大大推动了发酵与酿造技术
的发展
? 细胞融合技术, 基因体外重组与克隆的工程菌
株构建
? 生物反应器,反应罐等设备、昆虫躯体、动物
细胞乳腺、植物细胞的根茎果实。
DNA重组技术
第四节 工程技术发展史第一章 绪 论
?发酵是一门古老而又现代的技术，结合了
神秘的传统、古老的文化和变化无穷的生
物技术。
?文化底蕴深厚、产品形态多种多样、技术
手段推陈出新、理论研究和技术创新永无
止境。
四、发酵食品的渊源及其文化内涵
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 最早的发酵产品据记载起源与 5000BC。据记载最早的
发酵食品应是酒类，通常认为是 wine,因为大自然中具
备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。
在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源
的多样性（ F,M），便有了多种多样的发酵食品。
4000BC——Beer，至古埃及即出现了麦芽糖化 。
? 5000~6000BC——wine、黄酒、白酒,Cheese
? 4000BC——Beer，至古埃及即出现了麦芽糖化 。
? (酱油、调味品 )
? 白酒：农业社会粮食节余，生霉、发酵、蒸馏而得）
古 老：
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 古老的发酵食品自产生以来，长时间内停留在自然酿造
阶段。即知其然而不知其所以然，通常以经验掌握。由
于节气、环境的变化即决定了产品的成败，因此食品酿
造甚至被赋予很多神秘色彩，甚至出现了对曲的顶礼膜
拜，与一些祭祀活动也连起来。由于其发酵的机理一直
未能充分揭示，因此发酵技术也迟迟未能进一步发扬光
大和合理调控。直到 巴斯德、科赫 等人的工作成果推动
了微生物发酵及工艺调控的推陈出新。
现 代：
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 尽管如此，食品发酵与酿造仍然有许多难
以解决的实际问题，例如许多工程方面的
研究经验还不足,还没有归纳为系统的理
论，许多产品的发酵过程中的问题尚难以
解决，很多 问题有待研究探讨 。
难以解决的实际问题
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 丝状真菌的发酵 （霉菌、放线菌）：由于没有完善的
理论指导，因而还没有满意的设计和放大方法，而霉菌、
放线菌又是发酵工业中占重要地位的菌类。
? 连续发酵 的理论虽然研究很多，但许多生产实际问题仍
然未能解决，由于菌种的突变、微生物的复杂性和多样
性以及试验工艺条件的不稳定性和局限性等问题，除了
酵母、啤酒、酒精、丙酮、丁醇、葡萄糖酸的发酵和活
性淀粉的处理采用连续发酵外，大规模生产上极少采用。
难以解决的实际问题
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 关于酒曲,,千年酒窖万年糟, 之说，引起了国
内外研究者的浓厚兴趣。
? 与许多民族文化融为一体。
? 英国的 Whisky
? 荷兰的 Cheese
? 俄国的 黑面包 （大脸面包）
? 德国的 啤酒
? 中国的 白酒
? 日本的 清酒
? 法国的 香槟
文化内涵,
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
? 中国的 酒文化,出现了各时代以酒为载体的诗
词歌赋, 借酒吟诗,,, 以诗言志, 。
? 陶渊明 的诗几乎诗诗有酒 ——,桃花源记,
? 李白 1050首诗中 170首 ——借酒诗狂
? 杜甫 1400余首诗中 300余首 ——借酒消愁
? 欧阳修 的, 醉翁亭记, ——“醉翁, （琅琊山）
? 工艺方面,踩曲边踏边唱,,红高粱,,日本
的酒曲听音乐即, 陈化, 等
文化内涵：
第三节 渊源及其文化内涵第一章 绪 论
1、按产业部门来分：
? 酿酒工业
? 传统酿造工业
? 有机酸发酵工业
? 酶制剂发酵工业：淀粉酶中 95%以上为霉菌、细菌淀粉酶
? 氨基酸发酵工业
? 功能性食品生产工业：低聚糖、真菌多糖、红曲等
? 食品添加剂生产工业：黄原胶、海藻糖
? 菌体制造工业：单细胞蛋白、酵母等
? 维生素发酵工业,Vc,VB2,VB12
? 核苷酸发酵工业,ATP,IMP,GMP
五、发酵与酿造的研究对象
第五节 研究对象第一章 绪 论
2、按产品性质来分：
? 代谢产物发酵,产品包括初级代谢产物、中间代
谢产物、次级代谢产物。
1、初级代谢产物,微生物生长不同阶段产生不
同的代谢产物，对数生长期形成的产物往往是细
胞自身生长所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白
质、脂类、糖类等。
2、次级代谢产物,微生物细胞生长进入稳定期，
有些微生物合成的在对数生长期不能合成的、对
细胞代谢没有明显意义但具有明显优势的化合物。
? 酶制剂发酵, 1894年，日本高峰 (Takanin)利用霉菌 → 高
峰淀粉 E （胞内或胞外） → E分离提取 → E制剂 → 固定
化酶 （中国的曲酒可以看成是复合酶制剂的生产）。
? 生物转化发酵, 生物转化是指利用生物细胞中的一种或
多种酶，作用于一些化合物的特定部位（基团），使它
转变成结构相类似但具有更大经济价值化合物的生化反
应。其特点是：反应特异性强。如,LA → CLA
? SCP、藻类、食用菌类 （冬虫夏草、蜜环菌、灵芝、茯苓、
香菇、云芝）
2、按产品性质来分：
第五节 研究对象第一章 绪 论
与化学工业相比，食品发酵与酿造的特点：
?安全简单
?原料广泛
?反应专一
?代谢多样
?易受污染
?菌种选育
六、食品发酵与酿造的特点
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
1、采用多种原料，且多以淀粉质原料为主。
? 植物性原料,
? 麦, beer,bread、格瓦斯 (Kowas)
? 豆,酱油、豆豉、腐乳（ ToFo）,Temph、纳豆
? 水果：酒、果醋
? 菜,Kimichi（朝鲜）
? 茶叶：红茶、茶菌（海宝，醋酸菌、酵母、乳酸菌 +
红茶水 +糖）
? 动物性原料,
? 乳：酸奶,Cheese,Kurmiss,Ketir
? 肉：香肠、沙拉米 (Salami) 等
我国发酵食品的工艺特色：
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
2,多菌种混合发酵,且多以霉菌为主的微生
物群。（国外多以细菌、乳酸菌）
3、工艺复杂、多用曲,董酒生产制的曲用 72
味中药。曲（ Koji）
4、多为固态发酵,醅、醪
我国发酵食品的工艺特色：
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
? 生物技术的四大技术体系之一
? 发酵技术的 两大核心,
? 生物催化剂（其最有效、稳定、方便
的生物催化剂形式是整体生物细胞，
目前最广泛采用的是微生物细胞）
? 生物反应系统
七、食品发酵与酿造与现代生物技术的关系
第六节 食品发酵与酿造的特点第一章 绪 论
八、发酵与酿造工程中常用技术
? 微生物技术
制片染色和显微技术、无菌操作技术、纯
种分离和培养技术、合成培养基技术、育
种技术、深层液态发酵技术、菌种保藏技
术
? 化学技术
产物分离技术、提取精制技术
? 利用基因工程技术有选择地创造物种（新型微
生物资源）。
? 固定化酶和固定化细胞的生产和应用。
? 生物传感器的研究与设计，发展发酵与酿造的
过程控制技术。
? 生物代谢产物的分离提取和纯化技术
? 大规模的连续发酵工艺的建设和优化。
九、食品发酵与酿造发展趋势及研究热点
第七节、发展趋势及研究热点第一章 绪 论
?1972年，美国 Berg和 Jackson等人将猿猴病毒
基因组 SV40DNA, λ 噬菌体的 Gene及 Ecoli半
乳糖探纵子在体外重组获得成功。人们的第一
反应是禁止。（可能为自然界创造一个不可预
知的危险物种，导致人类灭顶之灾。）
?安全可靠性 （分子医学：基因治疗免疫缺陷症
1990,1991人类基因组）
九、食品发酵与酿造发展趋势及研究热点
第七节、发展趋势及研究热点第一章 绪 论
