第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用我們的祖先就會利用微生物將谷物、水果等發(fā)酵成含酒精的飲料。科技探索之路從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程約9000年前20世紀70年代以后1857年1897年20世紀80年代1957年20世紀40年代巴斯德證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用。微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用，作坊式手工生產(chǎn)向現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在厭氧發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)。通過人工誘變特定微生物，獲得具有更高生產(chǎn)能力的突變類型。基因工程和細胞工程等的發(fā)展，使發(fā)酵工程進入定向育種的新階段。科學(xué)家開始運用數(shù)學(xué)、動力學(xué)、化學(xué)工程原理以及計算機技術(shù)對發(fā)酵過程進行綜合研究，以更加合理地控制發(fā)酵過程。發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。1.概念：2.原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。(一)發(fā)酵3.類型需氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵醋酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵腐乳的制作1.實例：2.概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)。(二)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)3.類型固體發(fā)酵半固體發(fā)酵蛋白質(zhì)

小分子肽+氨基酸蛋白酶讓豆腐上長出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制(1)原理：來自于：毛霉(主要)、酵母、曲霉等(2)制作過程：發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)操作簡單、便于家庭式或作坊式生產(chǎn)（優(yōu)點）【思考】每年進行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？(二)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染（缺點）發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵食品的敘述，不正確的是(

)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品需要多種多樣的微生物腐乳的制作直接利用了原料中天然存在的毛霉、酵母等微生物傳統(tǒng)發(fā)酵食品以單一菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主腐乳的制作需通過微生物的代謝把蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為人需要的氨基酸課堂隨練2.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(fā)酵。判斷下列相關(guān)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(guān)系。（）（2）乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生了乳酸和CO2。（）（3）微生物發(fā)酵產(chǎn)生了不同的代謝物使得該臭豆腐具有特殊的味道。（）亞硝酸鹽的含量低當質(zhì)量百分比為0.4%~0.8%時，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.原理：2.應(yīng)用的微生物：(一)泡菜的制作3.材料用具：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶①代謝類型：②作用：④種類：③分布：⑤應(yīng)用：乳酸菌厭氧型細菌在無氧情況下能將葡萄糖分解成乳酸空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道乳酸鏈球菌、乳酸桿菌乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制植物體表面天然的乳酸菌新鮮蔬菜、調(diào)味品、泡菜壇或其他密封性良好的罐子

(1)亞硝酸鹽為白色粉末，外觀與食鹽相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加劑。(2)亞硝酸鹽分布廣泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。(3)膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，絕大部分亞硝酸鹽只是“過客”，隨尿排出。(4)當人體攝入的亞硝酸鹽總量達到0.3g～0.5g時，會引起中毒，當攝入總量達到3g時，會引起死亡。蔬菜水果亞硝酸鹽PH、溫度微生物亞硝胺硝酸鹽硝酸鹽還原菌維生素C、E酚類物質(zhì)亞硝酸鹽嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(一)泡菜的制作將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋；4.制作過程：用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；配制鹽水原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；過高：乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風味差；過低：雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。殺菌除氧創(chuàng)造無氧環(huán)境在泡菜發(fā)酵初期，酵母菌等較為活躍，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛；同時留有一定空間，也更方便拿取泡菜。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(一)泡菜的制作5.泡菜發(fā)酵過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的含量變化：時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵前期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸菌比其他雜菌更耐酸。乳酸積累，抑制其他菌活動）增多達到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(一)泡菜的制作某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”；在用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(jié)果見右欄曲線圖，請你幫他分析問題。練習(xí)與應(yīng)用（1）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結(jié)果最可能的原因是什么？（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？10天后食用比較好，因為此時的亞硝酸鹽含量低。可能是食鹽濃度過高、發(fā)酵溫度過低等原因?qū)е屡莶宋茨苷０l(fā)酵。“陳泡菜水”含乳酸菌，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。1.原理：2.應(yīng)用的微生物：(二)果酒的制作C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+

能量酶兼性厭氧型真菌在無氧情況下進行酒精發(fā)酵含糖量較高的蔬菜、水果表面釀酒、制作饅頭和面包植物體表面天然的酵母菌①代謝類型：②作用：⑤應(yīng)用：③分布：酵母菌④適宜溫度：約為28℃嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.原理：2.應(yīng)用的微生物：3.材料用具：C6H12O6+2O22CH3COOH（乙酸）+2H2O+2CO2+

能量酶好氧細菌30~35℃各種風味的醋新鮮水果、洗潔精、體積分數(shù)70%的酒精、發(fā)酵瓶、紗布和榨汁機等①代謝類型：②作用：③適宜溫度：醋酸菌④應(yīng)用：在氧氣、糖源充足時，將糖分解成醋酸；當缺少糖源時，將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿帷2H5OH

+O2CH3COOH（乙酸）+H2O+

能量酶(三)果醋的制作嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品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(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。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(fā)酵；防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。4.制作過程將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用;用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋;將溫度控制在18-30℃進行發(fā)酵，在發(fā)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(fā)酵時間為10-12d。可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測。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;去除表面灰塵、污物避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機會防止野生菌種數(shù)量減少，影響發(fā)酵排出氣體防止雜菌污染器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵空氣中的醋酸菌會進入果酒發(fā)酵液中大量繁殖嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品5.結(jié)果分析與評價（1）在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液會產(chǎn)生氣泡，這是因為酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生CO2。開始發(fā)酵后，CO2產(chǎn)生越來越多，會使發(fā)酵液出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，在發(fā)酵的10天后，這種現(xiàn)象最明顯。發(fā)酵過程產(chǎn)熱，會使發(fā)酵液溫度上升，應(yīng)注意控溫。隨著發(fā)酵時間的延長，由果皮進入發(fā)酵液的花青素會越來越多，因而發(fā)酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色。果醋發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品（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(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。可以通過減少O2含量、調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、pH來控制醋酸菌含量。可以通過調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等來控制乳酸菌含量。在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛進而轉(zhuǎn)化為醋酸。乳酸菌能將糖分解為甘油、酒石酸等，從而使果酒變質(zhì)。5.結(jié)果分析與評價嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品（3）在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？隨著醋酸發(fā)酵的進行，發(fā)酵液的pH、發(fā)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(xù)發(fā)酵。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)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。在我們的實驗條件下，當打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能繁殖。5.結(jié)果分析與評價嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品（4）如何檢測果酒、果醋的發(fā)酵情況（檢測是否產(chǎn)生酒精、醋酸）？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）a.聞b.品嘗c.使用pH試紙檢測和比較發(fā)酵前后的pH值d.觀察醋酸菌膜是否形成5.結(jié)果分析與評價嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶制作果酒利用了酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精制作果醋利用了醋酸菌在無氧條件下產(chǎn)生醋酸練習(xí)與應(yīng)用2.有3位同學(xué)分別采用了3種不同的發(fā)酵裝置來制作果醋。A同學(xué)用的是帶蓋的塑料瓶；B同學(xué)用的是沒有蓋的塑料瓶，在發(fā)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(xué)則設(shè)計了如右圖所示的發(fā)酵裝置。結(jié)合果醋的制作原理，你認為哪一種發(fā)酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進這種裝置嗎？C同學(xué)的裝置更適合制作果醋。練習(xí)與應(yīng)用防止空氣中微生物的污染結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時狀態(tài)醋酸發(fā)酵時狀態(tài)充氣口排氣口出料口通入空氣關(guān)閉打開，并接入氣泵排出CO2打開打開便于取樣檢測關(guān)閉關(guān)閉填充棉花或者安裝其他過濾裝置練習(xí)與應(yīng)用到社會中去查閱關(guān)于果酒和果醋工業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程，比較自己制作果酒和果醋的方法與這些流程有哪些異同。在此基礎(chǔ)上，請思考：當把少量制作轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)