面包和酸奶，或者饅頭夾著腐乳，是很多人喜歡的早餐。你知道嗎？這些食品的制作都離不開微生物發酵。那么，制作不同的發酵食品，需要的微生物一樣嗎？如何分離和培養微生物呢？你還知道哪些東西是通過發酵工程所制造出來的嗎？第1章發酵工程1、制作原理許多新鮮水果(如葡萄)的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌,在它們作用下,水果可以發酵成果酒。在有氧的條件下，果酒經醋酸菌的作用還可以進一步發酵成果醋。酵母菌制作傳統發酵食品二、制作果酒和果醋探究·實踐項目果酒制作果醋制作發酵菌種

菌種來源菌種代謝類型

發酵原理在有氧條件下：在無氧條件下：

氧氣、糖源都充足時：缺少糖源時：發酵條件溫度

時間氧氣

酵母菌醋酸菌主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌異養兼性厭氧型異養需氧型C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶空氣中的野生型醋酸菌C6H12O6+2O2

2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2

CH3COOH+H2O+能量酶28℃30-35℃10-12d7-8d初期需氧，后期不需氧需要氧氣器具消毒將發酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數為70%的酒精消毒，晾干備用沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干榨汁裝瓶用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋酒精發酵將溫度控制在18-30℃進行發酵，在發酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發酵時間為10-12d.①70%的酒精的作用：②沖洗的目的：③沖洗1-2次即可，能否反復沖洗，為什么？④為什么去梗前沖洗：⑤葡萄汁裝入發酵瓶時，為何要留有1/3的空間？⑥每隔12h左右將瓶蓋擰松一點的目的：⑦擰松但不打開的目的：消毒去除表面灰塵、污物防止野生菌種數量減少，影響發酵避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機會a.先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發酵；b.防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出不能，排出氣體防止雜菌污染2、方法步驟打開瓶蓋，蓋上紗布當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發酵。發酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。果醋檢測果酒檢測可通過從發酵瓶口取樣來對發酵的情況進行檢測⑧如何檢測果酒的發酵情況（檢測是否產生酒精）？a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測橙色→灰綠色⑨醋酸菌從何而來？⑩如何檢測果醋的發酵情況？a.聞；b.品嘗；c.使用pH試紙檢測檢測和比較發酵前后的pH值；d.觀察醋酸菌膜是否形成；打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入果酒發酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應環境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖2.在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發酵產生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？

還有一些乳酸菌和醋酸菌；乳酸菌能將糖分解為甘油、酒石酸等，從而使果酒變質，而在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇轉化為乙醛進而轉化為醋酸。可以通過調節發酵的溫度、pH等來控制乳酸菌含量；可以通過減少O2含量、調節發酵溫度、pH來控制醋酸菌含量；實驗分析與思考1.在制作果酒和果醋的過程中，發酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發生在發酵后多少天？引起變化的原因是什么？a.在葡萄酒的制作過程中，發酵液會產生氣泡，這是因為酵母菌發酵產生了CO2；b.開始發酵后，CO2產生越來越多，會使發酵液出現“沸騰”現象，在發酵的10天后，這種現象最明顯；c.發酵過程產熱，會使發酵液溫度上升，應注意控溫；d.發酵過程中，由果皮進入發酵液的花青素會越來越多，因而發酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色；e.果醋發酵完成后，發酵液的液面上會出現一層菌膜，即醋酸菌膜；3.在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續發酵？采用什么措施可以加快果醋的制作？隨著醋酸發酵的進行，發酵液的pH、發酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低，不會繼續發酵。在工業上，后期醋的發酵需要人工接種醋酸菌；或者買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜（即醋酸菌膜），用這層薄膜進行接種亦可；拓展思考題1.果酒制作過程中，在不滅菌的情況下，酵母菌是如何成為優勢菌種的？2.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止發酵液被污染？發酵后期在缺氧和酸性發酵液中，絕大多數微生物的生命活動受到抑制，而酵母菌可以適應這一環境成為優勢菌種a.發酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數為70%的酒精消毒，晾干備用；b.處理葡萄時應先沖洗再去除枝梗；c.排氣時只需擰松瓶蓋，不要打開瓶蓋果酒發酵與果醋發酵的裝置比較結構作用酒精發酵時狀態醋酸發酵時狀態充氣口排氣口出料口通入空氣關閉打開，并接入氣泵排出CO2打開打開便于取樣監測關閉關閉思考：1.為什么排氣口膠管長而彎曲？2.該裝置還能繼續改進嗎？防止空氣中微生物的污染可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來雜菌污染發酵液等【課堂檢測】1.如圖表示果酒和果醋制作過程中的物質變化過程，下列敘述正確的是()A.過程①和②只能發生在缺氧條件下B.過程①和③都只發生在酵母細胞的線粒體中C.過程③和④都需要氧氣的參與D.過程①～④所需的最適溫度基本相同C【課堂檢測】2.古代家庭釀酒的具體操作過程：先將米煮熟，待冷卻至30℃時，加少許水和一定量的酒釀（做實驗是用酵母菌）與米飯混合后置于一瓷壇內（其他容器也可）,在中間要挖一個洞加蓋后置于適當的地方保溫（28℃）,12h即成。下列敘述錯誤的是()A.在中間挖一個洞的目的是保證酵母菌在開始生長時有足夠的氧氣進行有氧呼吸B.釀酒過程中，會出現“先來水后來酒”的現象，說明酵母菌無氧呼吸時先產生水后產生酒精C.發酵壇內酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的過程是開始時進行有氧呼吸，隨著氧氣逐漸減少有氧呼吸逐漸被抑制，無氧呼吸逐漸增強D.若米飯中加入的酒釀不足，引起的后果可能是不能得到酒精B

制作果酒練習與應用一、概念檢測1.油炸臭豆腐是我國一些地方的風味小吃。制作時需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢桿菌等微生物的鹵汁中發酵。判斷下列相關表述是否正確。（1）鹵汁中的乳酸菌和芽孢桿菌不存在競爭關系。（2）乳酸菌發酵產生了乳酸和CO2。（3）微生物發酵產生了不同的代謝物使得該臭豆腐具有特殊的味道。××√2.傳統發酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關敘述錯誤的是A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發酵B.制作腐乳利用了毛霉等產生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在無氧條件下產生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無氧條件下產生醋酸D1.請舉例說說你身邊的傳統發酵食品有哪些，它們的制作原理是什么。有機會的話，你也可以嘗試做一做。提示：腐乳、泡菜、醬、豆豉等都是生活中常見的傳統發酵食品。二、拓展應用2.某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質量百分比為5％的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結果見曲線圖。請你幫他分析相關問題。（1）據圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認為泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？提示：應該在發酵10天后食用比較合適，因為此時的亞硝酸鹽含量已經降到較低的水平。（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結果最可能的原因是什么？提示：可能是食鹽濃度過高、發酵溫度過低等原因導致泡菜未能正常發酵。2.某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質量百分比為5％的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結果見曲線圖。請你幫他分析相關問題。（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？提示：“陳泡菜水”中含有純度較高的乳酸菌，加入“陳泡菜水”相當于接種乳酸菌2.某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質量百分比為5％的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結果見曲線圖。請你幫他分析相關問題。3.有三位同學分別采用了三種不同的發酵裝置來制作果醋。A同學用的是帶蓋的塑料瓶；B同學用的是沒有蓋的塑料瓶，在發酵過程中無蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；C同學則設計了如右圖所示的發酵裝置。結合果醋的制作原理，你認為哪一種發酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續改進這種裝置嗎？提示：C同學的裝置更適合制作果醋。出料口可以用來取樣；充氣口可以在發酵時連接充氣泵進行充氣，從而有利于醋酸菌更好地進行有氧呼吸，提高發酵效率；排氣口可以用來排出在發酵過程中產生的氣體，它通過一個長而彎曲