從傳統發酵技術到發酵工程科學家發現了酶在酵母菌發酵中的作用。1897年用微生物生產谷氨酸獲得成功，酶制劑、多糖、維生素發酵工業興起。1957年科學家開始運用數學、動力學、化學工程原理以及計算機技術對發酵過程進行綜合研究。20世紀80年代以后法國微生物學家巴斯德通過實驗證明酒精發酵是由活的酵母菌引起的。1857年利用發酵工程大規模生產青霉素，抗生素發酵工業興起。20世紀40年代基因工程、細胞工程等發展，人胰島素和干擾素大量生產。20世紀70年代以后190019401960185019801970約9000年前我們祖先就會利用微生物將谷物、水果發酵為含酒精的飲料。第1章第1節人教版選擇性必修3涼州詞二首·其一唐·王翰葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場君莫笑，古來征戰幾人回？詩中提及的葡萄酒是人類利用微生物發酵制作而來的。詩中提及的葡萄酒是人類利用微生物發酵制作而來的。通過微生物的發酵作用還可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄為原料發酵而來的飲品，為什么一個是醇厚濃郁、耐人尋味的酒，一個卻是酸味柔和、口感綿長的醋呢？它們的制作方法有什么不同？你想不想自己動手制作葡萄酒和葡萄醋呢？目錄CONTENTS嘗試制作傳統發酵食品2/發酵與傳統發酵技術1/01發酵與傳統發酵技術一發酵與傳統發酵技術約9000年前，我們的祖先就會利用微生物將谷物、水果等發酵成含酒精的飲料。夏禹時期，已有了關于少康（即杜康）造秫酒的傳說。人類最初可能是發現儲存的水果會自然發酵變成酒，因而逐漸摸索出釀酒技術的。釀酒技術給古代人民的生活增添了豐富的色彩。我國具有悠久的釀酒文化和歷史，許多古老的釀酒工藝一直保留并延續至今。一發酵與傳統發酵技術1.古代釀酒的方法：利用附著在谷物、水果等表面的微生物自然發酵。1857年，法國微生物學家巴斯德通過實驗證明，酒精發酵是由活的酵母菌引起的。此后，人們才開始了解發酵的本質。還記得巴斯德在哪里講過嗎？?一發酵與傳統發酵技術1.古代釀酒的方法：利用附著在谷物、水果等表面的微生物自然發酵。2.發酵：指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。①概念：②原理：不同的微生物具有產生不同代謝產物的能力，因此利用它們就可以生產出人們所需要的多種產物。C6H12O6等C2H5OH等（同一種微生物處于不同環境條件下，代謝途徑也會出現差異。）一發酵與傳統發酵技術2.發酵：指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。①概念：②原理：不同的微生物具有產生不同代謝產物的能力，因此利用它們就可以生產出人們所需要的多種產物。（同一種微生物處于不同環境條件下，代謝途徑也會出現差異。）③類型：醋酸發酵酒精發酵需氧發酵厭氧發酵醋酸發酵為氧化發酵之一。是指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成醋酸的過程。此外還有多種微生物通過厭氧活動亦可將各種化合物形成醋酸，但對此一般都不稱其為醋酸發酵。谷氨酸發酵乳酸發酵

谷氨酸發酵生產是谷氨酸產生菌在其生命活動過程中分解、代謝營養物質、合成所需產物、谷氨酸的生化過程。谷氨酸產生菌既是谷氨酸發酵反應過程的主體，也是反應過程的生物催化劑。工業上應用的谷氨酸產生菌有谷氨酸棒狀桿菌、乳糖發酵短桿菌、散枝短桿菌、黃色短桿菌、噬氨短桿菌等。乳酸發酵,指糖經無氧酵解而生成乳酸的發酵過程，乙醇發酵同為生物體內二種主要的發酵形式。一發酵與傳統發酵技術2.發酵：指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。①概念：②原理：不同的微生物具有產生不同代謝產物的能力，因此利用它們就可以生產出人們所需要的多種產物。（同一種微生物處于不同環境條件下，代謝途徑也會出現差異。）③類型：醋酸發酵酒精發酵需氧發酵厭氧發酵谷氨酸發酵乳酸發酵

④產品：一發酵與傳統發酵技術你知道腐乳是怎么制作的嗎？一發酵與傳統發酵技術腐乳制作是一種傳統發酵技術一發酵與傳統發酵技術3.傳統發酵技術：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發酵保留下來的面團、鹵汁等發酵物中微生物進行發酵，制作食品的技術。①概念：②實例——腐乳的制作腐乳制作原理：蛋白質小分子肽+氨基酸蛋白酶參與的微生物：酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。一發酵與傳統發酵技術制作過程：直接利用原材料中的天然存在的微生物。目的：讓毛霉等產生蛋白酶和脂肪酶目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長酒：抑制微生物生長，并使腐乳具有獨特香味；香辛料：調味，防腐殺菌一發酵與傳統發酵技術3.傳統發酵技術：①概念：②實例——腐乳的制作③其他實例：利用傳統發酵技術制作的食品還有醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等，它們是我國傳統飲食文化的重要組成部分。④類型：傳統發酵以混合菌種的固體發酵及半固體發酵為主，通常是家庭式或作坊式的。02嘗試制作傳統發酵食品二嘗試制作傳統發酵食品傳統發酵食品常利用的微生物乳酸菌酵母菌醋酸菌二嘗試制作傳統發酵食品乳酸菌二嘗試制作傳統發酵食品1.乳酸發酵（1）應用的微生物：（2）原理：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶①代謝類型：②作用：④種類：③分布廣泛：⑤應用：乳酸菌厭氧微生物在無氧情況下能將葡萄糖分解成乳酸空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道常見為乳酸鏈球菌、乳酸桿菌乳制品的發酵、泡菜的腌制二嘗試制作傳統發酵食品酵母菌二嘗試制作傳統發酵食品2.酒精發酵（1）應用的微生物：①代謝類型：②作用：③分布：④特點：⑤應用：（2）原理：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶酵母菌兼性厭氧型在無氧情況下，進行酒精發酵含糖量較高的蔬菜、水果表面一類單細胞真菌釀酒、制作饅頭和面包二嘗試制作傳統發酵食品醋酸菌3.醋酸發酵（1）應用的微生物：①代謝類型：②作用：③應用：

C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量（2）原理：酶酶醋酸菌好氧型在氧氣、糖都充足時，能將糖分解成醋酸；在缺糖時，能將乙醇轉化成乙醛，在將乙醛變成醋酸釀醋二嘗試制作傳統發酵食品二嘗試制作傳統發酵食品乳酸菌酵母菌醋酸菌果酒泡菜果醋二嘗試制作傳統發酵食品乳酸菌酵母菌醋酸菌泡菜果酒果醋C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶

C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量酶酶二嘗試制作傳統發酵食品4.制作泡菜（1）泡菜制作原理植物體表面的天然的乳酸菌來進行發酵，在無氧的條件下，乳酸菌將糖分解為乳酸。發酵期間，乳酸不斷積累，當它的質量分數為0.4%—0.8%時，泡菜的口味和品質最佳。（2）材料用具食鹽、清水、新鮮蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜壇或其它密封性良好的罐子等。二嘗試制作傳統發酵食品4.制作泡菜（3）方法步驟1.用清水和食鹽配置質量分數為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。二嘗試制作傳統發酵食品4.制作泡菜（3）方法步驟1.用清水和食鹽配置質量分數為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。鹽水煮沸有兩大作用：一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細菌。鹽水冷卻的目的是保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響。鹽的用量不能過高也不能過低。過高乳酸發酵受抑制，導致泡菜的風味差；過低，雜菌易繁殖，導致泡菜變質。二嘗試制作傳統發酵食品2.將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豇豆）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續裝至八成滿。4.制作泡菜（3）方法步驟二嘗試制作傳統發酵食品2.將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豇豆）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續裝至八成滿。4.制作泡菜（3）方法步驟泡菜發酵初期，大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，產生較多的CO2，防止發酵液溢出壇外；防止因太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導致菜料變質腐爛；留有一定空間，方便拿取泡菜。二嘗試制作傳統發酵食品3.將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過全部菜料，蓋好壇蓋。4.制作泡菜（3）方法步驟創造無氧環境等二嘗試制作傳統發酵食品3.將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過全部菜料，蓋好壇蓋。4.制作泡菜（3）方法步驟創造無氧環境等4.向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發酵過程中注意經常向水槽中補充水，根據室內溫度控制發酵時間。創造無氧環境42配制鹽水蔬菜處理裝壇加鹽水封壇發酵過高：乳酸發酵受抑制，泡菜風味差；過低：雜菌易繁殖，導致泡菜變質。殺菌、除氧泡菜發酵初期，大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，產生較多的CO2，防止發酵液溢出壇外；防止因太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導致菜料變質腐爛；留有一定空間，方便拿取泡菜。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；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續裝至八成滿；創造無氧環境將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋；向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，在發酵過程中注意向水槽中補充水；根據室內溫度控制發酵時間；不影響乳酸菌的生命活動用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；（3）制作泡菜方法步驟：泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析發酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發酵初期少（有氧氣，乳酸菌的活動受到抑制）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）發酵中期最多（乳酸抑制其他菌活動）積累增多，pH下降下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）發酵后期減少（乳酸積累，pH下降，抑制其活動）繼續增多，pH繼續下降下降至相對穩定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）曲線模型亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的（4）進一步探究：

某同學在制作泡菜前，査閱資料得知，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，結果見右欄曲線圖。(1)

據圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？發酵10天后，亞硝酸鹽含量降到較低水平。(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？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。(3)

加入“陳泡菜水”的目的是什么？“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。二嘗試制作傳統發酵食品（4）進一步探究：如何判斷你腌制的泡菜是否成功？色澤如何？口味如何？泡菜質量可以根據泡菜的色澤和風味進行初步的評定；一般來說，腌制成功的泡菜湯清亮，無梅花浮膜，菜質脆嫩度適口，酸甜咸味適宜，具有一定的香氣，咀嚼后無渣等。二嘗試制作傳統發酵食品失敗成功（4）進一步探究：如何判斷你腌制的泡菜是否成功？色澤如何？口味如何？泡菜質量可以根據泡菜的色澤和風味進行初步的評定；根據亞硝酸鹽的含量來評定；根據不同時期泡菜壇中乳酸菌的數量來評定。可以通過在顯微鏡下觀察乳酸菌的形態；二嘗試制作傳統發酵食品5.制作果酒和果醋二嘗試制作傳統發酵食品4802(1)所需菌種：酵母菌，屬于真核生物，代謝類型為_____________。最適生長溫度約為___________。(2)菌種的生活特點①在有氧條件下，進行有氧呼吸，大量繁殖。反應式：___________________________________________。②在無氧條件下，進行___________。反應式：___________________________________________。異養兼性厭氧型C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O＋能量酒精發酵C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量28℃酶5.制作果酒和果醋——果酒二嘗試制作傳統發酵食品酶二嘗試制作傳統發酵食品5.制作果酒和果醋——果醋(1)所需菌種：醋酸菌，屬于原核生物，其代謝類型為___________，最適生長溫度為______________。(2)菌種的生活特點①當氧氣、________都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成乙酸。反應式：___________________________________________________。②當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變為________，再將乙醛變為乙酸。反應式：___________________________________________。糖源乙醛異養需氧型30℃～35℃C6H12O6＋2O2→2CH3COOH6＋2H2O＋2CO2＋能量酶C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量酶二嘗試制作傳統發酵食品①制作原理②材料用具葡萄的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌。在這些酵母菌的作用下，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。新鮮的葡萄、洗潔精、70%的酒精、發酵瓶、紗布和榨汁機等。5.制作果酒和果醋將發酵瓶、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;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;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。可通過從發酵瓶口取樣來對發酵的情況進行檢測。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;除灰去污避免葡萄破損，減少雜菌污染①有氧條件，利于酵母菌快速繁殖；耗盡O2后，再進行酒精發酵；②防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出。無需多次。防止菌種減少，影響發酵排出CO2，防止爆裂防止雜菌污染器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發酵③果酒制作步驟：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;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;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。可通過從發酵瓶口取樣來對發酵的情況進行檢測。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;器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發酵果醋發酵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。空氣中的醋酸菌會進入果酒發酵液中大量繁殖③果醋制作步驟：二嘗試制作傳統發酵食品④結果分析與評價5.制作果酒和果醋如何檢測果酒和果醋的制作是否成功？果酒：a.聞

b.品嘗

c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測果醋：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。二嘗試制作傳統發酵食品④結果分析與評價5.制作果酒和果醋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？在葡萄酒的制作過程中，發酵液中會產生氣泡，這是因為酵母菌發酵產生CO2；如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發酵時間的延長，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。果醋發酵過程中一般不會出現氣泡，發酵完成時，在發酵液的液面上會出現一層菌膜，這是醋酸菌膜。二嘗試制作傳統發酵食品④結果分析與評價5.制作果酒和果醋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？果酒中除了酵母菌,還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，從而使果酒變質。可以通過調節發酵的溫度、果酒的pH等來控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情況下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變為醋酸。由于醋酸菌在有氧的條件下才能進行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過調節發酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。二嘗試制作傳統發酵食品④結果分析與評價5.制作果酒和果醋3.在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續發酵？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。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酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應環境條件而不能繁殖。在工業上,后期醋的發酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時，可以先買一瓶醋，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(實際上是醋酸菌)，用這層薄膜進行接種可以明顯縮短制作果醋的時間。二嘗試制作傳統發酵食品④結果分析與評價5.制作果酒和果醋4.你制作的果酒和果醋的口味如何？如果你對結果不滿意，應該如何改進？制作成功的葡萄酒爽口，柔和，有濃郁的果香味；制作成功的果醋有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。如果對制作結果不滿意，應從制作過程全面考慮改進措施，如嚴格控制發酵條件，發酵所用裝置要進行清洗、晾干、消毒等。二嘗試制作傳統發酵食品項目泡菜果酒果醋菌種生物學分類代謝方式最適溫度范圍生產生活應用發酵原理乳酸菌酵母菌醋酸菌原核生物原核生物真核生物異養厭