1、第1章第1节传统发酵技术的应用讲义.pdf

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1、1/8 第一章 发酵工程 第 1 节 传统发酵技术的应用 一、发酵与传统发酵技术 1发酵(1)发酵的历史：约 9 000 年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。1857 年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。(2)发酵的概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2传统发酵技术(1)腐乳的发酵 参与发酵的微生物：多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。(2)传统发酵技术的概念：直接利用原材料中天然存在的微生

2、物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。(3)传统发酵技术的特点及主要食品 以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。主要食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。二、尝试制作传统发酵食品 1传统发酵食品制作所利用的微生物(1)乳酸菌 代谢特点：厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，反应简式：C6H12O6 酶2C3H6O3(乳酸)能量。生产应用：用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。(2)酵母菌 代谢特点：单细胞真菌，兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，2/8 反应简式为 C6H12O6 酶2C2H5OH(酒精)2

3、CO2能量。最适生长温度约为28_。生产应用：用于酿酒、制作馒头和面包等。(3)醋酸菌 代谢特点：好氧细菌，当 O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸，反应简式为 C6H12O62O2 酶2CH3COOH(醋酸)2H2O2CO2能量；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为 C2H5OHO2 酶CH3COOH(醋酸)H2O能量。最适生长温度为 3035_。生产应用：用于制作各种风味的醋。2制作泡菜(1)菌种的来源 利用植物体表面天然的乳酸菌。(2)方法步骤 3制作果酒和果醋(1)菌种来源 新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。(2)方法步骤 3/8 判断对错(正确

4、的打“”，错误的打“”)1多种微生物参与了腐乳的发酵。()2醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌和酵母菌是厌氧细菌。()3制作葡萄酒的过程中，要定时打开瓶盖放出 CO2。()4制作泡菜的过程中只有乳酸菌起作用。()5传统发酵食品的制作过程中，不同的食品接种不同的菌种。()知识点一 泡菜制作过程中相关物质变化及注意事项 1泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 项目 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 初期 少(有氧气，乳酸菌活动受抑制)少 增加(硝酸盐还原菌的作用)中期 最多(乳酸抑制其他菌活动)增多，pH 下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)后期 减少(乳酸继续积累，pH 继续下降，抑制自身

5、活动)继续增多，pH 继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)4/8 变化曲线 2.泡菜制作的注意事项(1)泡菜坛的选择：应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。检查时，可将坛口向上压入水中，看坛内有无渗水现象。(2)腌制的条件：要注意控制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(3)腌制方法：配制质量百分比为 5%20%的盐水，盐水要煮沸冷却后备用。蔬菜和配料装至八成满时，加盐水没过全部菜料，盖好坛盖后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内形成无氧环境，以便乳酸菌发酵。合作探究：(1)在泡菜制作的发酵过程

6、中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？(2)为什么泡菜坛只能装八成满？练习：1在制作泡菜的过程中，下列叙述不正确的是()A按照清水与盐的质量比为 12 的比例配制盐水 B配制好的盐水需煮沸冷却 C腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量 D在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境 2回答下列有关泡菜制作的问题：(1)制作泡菜时，所用盐水要煮沸，其目的是_。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是_。(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即乳酸菌进行_的过程。该过5/8 程发生在乳酸菌的_中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_、_

7、和_等。(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_，原因是_。技巧总结：发酵过程中控制杂菌的方法(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。(4)调味料也具有抑菌的作用。(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。知识点二：果酒、果醋的制作比较 果酒与果醋制作的比较 果酒制作 果醋制作 发 酵菌种 来源 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的醋酸菌 分类地位 单细胞真核生物 单细胞原核生物 繁殖方式 出芽生殖、孢子生殖 二分裂生殖 代谢

8、类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 发酵条件 温度 1830 3035 时间 1012 d 78 d 氧气 前期需氧，后期无氧 一直需要充足氧气 pH 酸性 酸性 结果检测 酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色 反应液 pH 下降 联系 醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料 合作探究：1.在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？6/8 2果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？练习：1下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是()A为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶 B醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染 C制作果酒过程

9、中每天需适时打开瓶盖 D果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋 2葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。回答下列问题：(1)试管中的 X 溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是_(答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约 1/3 的空间，这种做法的目的是_(答出两点即可)。(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙 A 和乙 B)，乙 A装置中保留一定量的氧气，乙 B 装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙 A 和乙 B 中酒精含量的变化趋势及乙 A 中氧气含量的

10、变化趋势如曲线图所示。图中曲线依次表示_、_、_含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于_生物；从同化作用的类型看，7/8 酵母菌属于_(填“自养”或“异养”)生物。课堂检测 1制作泡菜时，所用的菜坛子必须密封，其原因是()A防止水分的蒸发 B防止菜叶萎蔫 C乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制 D防止产生的乳酸挥发 2在果酒制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受污染()A榨汁机用沸水进行清洗并晾干 B发酵瓶用温水清洗，再用 70%的酒精擦拭并晾干 C葡萄先去除枝梗，再冲洗多次 D每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开 3下列有关毛霉在腐乳制作中的作用的叙述，正确的是()将多糖分解成葡萄

11、糖 将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 将脂肪水解成甘油和脂肪酸 将核酸分解成核苷酸 A B C D 4在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒，下列说法正确的是()A葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解 B制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖 C制作过程中酵母菌始终处于碱性环境 D酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动 5下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：8/8 图 1 图 2(1)图 1中方框内的实验流程是_。(2)冲洗的主要目的是_，冲洗时应特别注意不能_，以防菌种的流失。(3)图 2 所示装置中的充气口在_时关闭，在_时连接充气泵，并连续不断地向内_。(4)排气口在果酒制作时排出的气体是由_(填生物名称)产生的_。