资源简介

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第一章第一节
传统发酵技术的应用
酒仙李白：
人生得意须尽欢
莫使金樽空对月
白居易：
绿螘新醅酒
红泥小火炉
王翰：
葡萄美酒夜光杯
欲饮琵琶马上催
生活中的其他发酵产品
从传统发酵到发酵工程
汉代砖刻上的酿酒图
我国古代酿酒作坊的绘画作品
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。后来,人们通过自然发酵和曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等发酵食品。
约9000年前
20世纪70年代以后
1857年
1897年
20世纪80年代
1957年
20世纪
40年代
巴斯德证明：酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐步了解发酵的本质。
微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向工业化生产方向发展。
在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。实现青霉素生产产业化。
通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。
基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。
人类能自动记录和控制发酵过程的全部参数，大批量合理生产发酵产物。
固体发酵→半固体发酵、液体发酵
厌氧发酵→深层通气液体发酵
（一）发酵
1.概念：
2.原理：
3.类型：
指人们利用微生物，在适宜条件下，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。
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
需氧发酵
厌氧发酵
如：醋酸发酵、谷氨酸发酵
如：酒精发酵、乳酸发酵
一、发酵与传统发酵技术
腐乳制作
（1）原理:
豆腐发酵中的毛霉
（2）优点:
味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。
传统发酵实例
蛋白质
脂肪
小分子肽
氨基酸
甘油
脂肪酸
+
+
酵母、曲霉和毛霉等多种微生物(毛霉起主要作用)
真核生物
异养需氧型
电子显微镜下的毛霉
（3）腐乳制作的流程
让豆腐上长出毛霉
加盐腌制
加卤汤装瓶
密封腌制
制腐乳坯
利用干棕叶（或稻草）上的毛霉孢子，在15-18℃条件下，让豆腐上长出毛霉
加盐可以析出豆腐中的水，使豆腐变硬，盐也能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。
含水量70%左右为宜，含水量过高不易成形，过低不利于毛霉生长。
卤汤是由酒（12%）及各种香辛料配置而成，抑制微生物的生长同时使腐乳有独特的香味。
传统发酵技术
概念：
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
类型：
传统发酵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。
发酵产品：
利用传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉（chǐ）等。
生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。
缺点？
（一）发酵使用的微生物及其常见的发酵产品
微生物 新陈代谢 异化类型 反应简式 发酵产品
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
异养厌氧型细菌
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
乳制品的发酵、
泡菜的制作
异养兼性厌氧型真菌
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
酿酒、制作馒头和面包等
异养好氧型细菌
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
CH3COOH ＋ H2O
可用于制作各种风味的醋
常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌
二、尝试制作传统发酵食品
制作泡菜
亚硝酸盐的含量低
乳酸含量0.4%~0.8%时，口味、品质最佳。
1. 原理：
2. 应用的微生物：
3. 材料用具：
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
①分类地位：
②代谢类型：
④种类：
③分布：
⑤应用：
乳酸菌
异养厌氧型
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道
常见乳酸链球菌、乳酸杆菌（做酸奶）
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子
原核生物
随乳酸增加， pH会变小，口感变酸。
杀菌、除氧
过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；
(3)制作泡菜的方法步骤
配制
盐水
蔬菜处理装坛
加盐水
封坛
发酵
泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；
留有一定空间，方便拿取泡菜。
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
创造无氧环境
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；
向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；
结果分析和评价：
1.如何判断你腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？
①泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；
③根据亚硝酸盐的含量来评定；
④根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定。
②可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态；
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无浮膜，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。
为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？
有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。
(1)亚硝酸盐为白色粉末，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加剂。亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。
(2)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐只是“过客”，随尿排出。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3g～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会引起死亡
注意：亚硝酸盐本身并不致癌，亚硝酸盐会转化为亚硝胺（致癌、致畸和致突变）作用。
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制） 少 增加（硝酸盐还原菌的作用）
发酵中期 最多（乳酸抑制其他菌活动） 积累增多，pH下降 下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
发酵后期 减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动） 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）
曲线模型
某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”；
在用5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图，请你帮他分析问题。
（1）据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？
（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？
（3）加入“陈泡菜水”的目的是什么？
13天后食用比较好，因为此时的亚硝酸盐含量低。
可能是食盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生物、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。
思考：
果酒的制作
1. 原理：
2. 应用的微生物：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 能量
酶
植物体表面天然的酵母菌
真核生物
含糖量较高的蔬菜、水果表面
酿酒、制作馒头和面包
①分类地位：
②代谢类型：
⑤应用：
③分布：
酵母菌
④适宜温度：
酿酒酵母的最适生长温度约为28℃
异养兼性厌氧型
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用;
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶
（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖;
将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。
取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干;
避免葡萄破损，减少杂菌污染
①有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽O2后，再进行酒精发酵；
②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
除尘去灰，无需多次。防止菌种减少，影响发酵
排出气体，防止爆裂
防止杂菌污染
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果酒制作步骤：
排气口
充气口
出料口
①充气口？
②排气口？
应封闭充气口
需要打开，及时排气
排气口通过用一个长而弯曲的胶管与瓶身相连的目的？
是防止空气中微生物的污染
发酵装置
巴斯德的鹅颈瓶实验
③出料口？
用来取样检验发酵进程，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等。
1. 原理：
2. 应用的微生物：
C6H12O6 + 2O2 2CH3COOH（乙酸）+ 2H2O + 2CO2 + 能量
酶
原核细胞
30~35℃
各种风味的醋
①分类地位：
②代谢类型：
③适宜温度：
醋酸菌
④应用：
C2H5OH + O2 CH3COOH（乙酸）+ H2O + 能量
酶
醋酸杆菌
异养需氧型
氧气和糖源充足时
缺少糖源，乙醇为原料
果醋的制作
制作果醋
制作果醋的流程
挑选葡萄
冲洗
榨汁
装瓶
酒精发酵
醋酸发酵
选择新鲜的葡萄。
榨汁前先将葡萄冲洗（目的是洗去灰尘）并除去枝梗。"冲洗"和"去枝梗"不能颠倒顺序的原因是避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。
将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间（给发酵产生的CO2留空间）。
制作葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18-25℃，时间控制在10-12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时监测。
果酒
果醋
制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30-35℃，时间控制在7-8d左右，并注意适时通过充气口充气。
结果分析和评价：
（1）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？ 引起变化的原因是什么？
①果酒：发酵液（会或不会） 出现气泡 ；
紫色葡萄皮的 进入发酵液,使葡萄酒呈 色。
最明显的变化：发酵后10天后
②果醋：一般 （会或不会） 出现气泡 ，
发酵完成时，在发酵液的液面会出现一层菌膜，是 菌膜。
会
花青素
深红色
不会
醋酸菌
2.在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？
它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
①制酒过程中，还会存有 等微生物 ；
乳酸菌、醋酸菌
②控制乳酸菌数量 ：
控制醋酸菌数量 ：
发酵为醋酸
使果酒变质
减少O2含量、调节发酵温度、pH
调节发酵的温度、pH等；
3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
不会。发酵温度、pH不利于酵母菌生长
人工接种醋酸菌或直接打开瓶盖，让空气中的醋酸菌在发酵液中大量繁殖。
在工业上 , 后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。
如何评价果酒的制作是否成功？
闻一闻，尝一尝有没有酒味
用重铬酸钾检测是否含有酒精
如何评价果醋的制作是否成功？
灰绿色
橙色
灰绿色
看一看有无菌膜的形成
闻一闻，尝一尝有没有醋味
检测比较醋酸发酵前后的pH值
分析比较果酒、果醋制作中发酵装置图中各结构的作用
装置图 结构 作用
充气口 ①醋酸发酵时连接充气泵，
输入 ；
②制果酒时 充气口
排气口 用来排出 ;
长而弯曲的胶管 防止空气中 的污染
出料口 便于取料，及时监测发酵进行的情况
无菌空气
关闭
CO2
微生物
尝试制作传统发酵食品
果酒制作与果醋制作的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种 酵母菌 醋酸菌
菌种来源 传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的野生型醋酸菌或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌
发酵原理 ① 在有氧条件下： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量 ② 在无氧条件下 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 ① 氧气、糖源都充足时：
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量
② 缺少糖源时
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
发酵条件 温度 一般控制在18～30℃ 30～35℃
时间 10～12d 7～8d
氧气 初期需氧，后期不需氧 始终需要氧
pH 最适pH为4.5～5.0 最适pH为5.4～6.0
酶
酶
酶
酶
1.油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。
（1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（ ）
（2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ）
（3）微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（ ）
√
×
×
【课后习题】
2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
D

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