资源简介

(共29张PPT)
第1章 发酵工程
Chapter 1 fermentation engineering
关于发酵
《说文解字》载:"杜康始作秫酒。又名少康，夏朝国君，道家名人。"
《事物纪原》称:"不知杜康何世人，而古今多言其始造酒也。"
《世本》云:"杜康作酒。少康作秫酒。"
最初可能是发现储存的水果会自然发酵变成酒，因而逐渐摸索出酿酒技术的。
关于发酵
关于发酵
概念
是指人们利用微生物，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
实质
微生物在有氧或无氧条件下的细胞呼吸，是一个物质氧化分解的过程
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。
1897年
用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。
1957年
科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究。
20世纪80年代以后
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，从而将酵母菌与发酵联系起来。
1857年
利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。
20世纪40年代
基因工程。细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。
20世纪70年代以后
1900
1940
1960
1850
1980
1970
约9000年前
我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。
从传统发酵技术到发酵工程
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,通常是家庭式或作坊式的。
类型
固体发酵
半固体发酵
泡菜、粮食白酒、腐乳等
豆豉、酱、酱油等
第1节 传统发酵技术的应用
授课人：程小庆 授课时间：2022.02
Chapter 1 fermentation engineering
传统发酵技术
关于不同微生物
关于同一微生物
发酵的原理
不同微生物的遗传物质不同，导致其细胞内催化反应的酶不同，进而导致代谢途径有差异
同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异
如底物为葡萄糖，无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，而乳酸菌进行乳酸发酵。
如底物为葡萄糖的情况下，酵母菌在有氧、无氧条件下的代谢产物不同。
传统发酵技术
《蓬栊夜话》记载：“黟县人喜于夏秋间醢腐，令变色生毛随拭去之，俟稍干投沸油中灼过，如制馓法漉出，以他物笔烹之，……然余曾一染指，直臭腐耳，未睹其神奇也。”
毛霉
是一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型
腐乳制作的原理
让豆腐长出毛霉
直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度）
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
加盐腌制
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
加卤汤装瓶
卤汤包括酒和香辛料
酒：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；
香辛料：调味，防腐杀菌
密封腌制
卤汤中酒的含量应控制在12%左右，过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败
方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点
前期发酵
后期发酵
腐乳制作的制作流程
制作简单且成本低
优点
天然菌种品质各异，而且纯度不高
缺点一
生产条件不易控制，易受杂菌污染
缺点二
每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗 分析传统发酵技术的优点和缺点。
理性分析
泡菜的制作
作菹、藏生菜法第八十八
葵、菘、芜菁、蜀芥咸菹法：收菜时，即择取好者，菅、蒲束之。作盐水，令极咸，於盐水中洗菜，即内瓮中。若先用淡水洗者，菹烂。其洗菜盐水，澄取清者，泻著瓮中，令没菜把即止，不复调和。菹色仍青，以水洗去咸汁，煮为茹，与生菜不殊。
泡菜的制作
乳酸菌是发酵糖类主要产物为乳酸的一类细菌的总称。常见有乳酸链球菌和乳酸杆菌
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
配制盐水
用清水和食盐配制质量分数为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。
将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）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。
向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间。
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
泡菜的制作流程
理性分析
为什么泡菜坛只能装八成满？
1.在泡菜发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
2.防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂;
3.留有一定空间，更方便拿取泡菜。
理性分析
盐的作用是什么？为什么盐水浓度要适宜？盐水煮沸目的是什么？盐水冷却后使用的目的？
1.调味，抑制其他微生物生长
2.过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质
3.杀菌，去除水中的溶解氧
4.控温（26~30℃），为了不影响乳酸菌的生命活动
理性分析
为何要选择新鲜的蔬菜？
若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会增加
理性分析
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
1. （2020山东东营月考）《舌尖上的中国》讲述四川
泡菜时曾强调“腌泡菜也有大讲究”。下列有关泡菜
制作的叙述，正确的是( )
A. 泡菜制作过程中应将温度控制得稳定且适宜，
30 35 ℃ 是乳酸菌的最适生长温度
B. 制作泡菜时，泡菜坛一般要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染
C. 蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量较高
D. 清水和食盐配制的质量百分比为 5% 20% 的盐水，煮沸后要冷却的目的是降低水中的氧气含量
素养落实
有氧呼吸
无氧呼吸
馒头、面包在有氧条件下的膨胀
无氧条件下酵母菌的酒精发酵
代谢类型
酵母菌
兼性厌氧型
关于酵母菌
发酵前期给酵母菌提供氧气，以利于酵母菌通过有氧呼吸进行出芽繁殖；发酵后期通过密闭控制无氧条件，以利于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精
重 要 启 示（发酵条件一）
果酒制作的发酵条件
果酒制作的发酵条件
酵母菌发酵的
温度一般控制
在18-30℃
酵母菌繁殖的最
适合温度为28℃
左右
发酵温度
最适合温度
酵母菌发酵条件（二）
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件
一般酒精发酵18～30℃，酿酒酵母菌繁殖最适为28℃左右。
（出芽繁殖）
果酒制作的发酵条件
PH
酵母菌生长的最适PH偏酸性
酵母菌的发酵条件（三、四）
PH<2.5或PH>8时，酵母菌生长受抑制
培养液
含糖量高的果汁或麦芽汁能为酵母菌提供丰富的营养物质
果酒制作时酵母菌的来源
重要启示
附着在葡萄皮上的野生型酵母
这类沉淀的细菌主要是醋酸菌和乳酸杆菌。醋酸菌在葡萄酒表面繁殖，分泌黏液状物质，形成灰色或玫瑰色菌膜，形成沉淀。
葡萄酒在酒厂储藏过程中没有添满，与空气接触一定时间后，葡萄酒表面会逐渐形成一层灰白色的膜
果酒制作的发酵条件
①嗜温菌，最适繁殖温度30-35℃
好氧菌
生活习性
醋酸菌
①氧气充足时才能进行旺盛的生理活动
②深层发酵时短时间中断氧气供应即可死亡
②繁殖方式为二分裂
关于醋酸菌
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒检测
酒精发酵
打开瓶盖，盖上纱布
果醋检测
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。
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。
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。
当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30～35℃，时间为7～8d。
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。
果酒与果醋的制作流程
发酵过程中发酵液的变化
为何每隔12h拧松瓶盖
进行葡萄醋发酵时打开瓶盖盖上纱布的意义
1.冒气泡
2.放热
3.颜色变化
排出CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂；
制造有氧条件，进行醋酸发酵；又减少空气中的尘土污染
拧松瓶盖之后再将其拧紧
防止氧气进入，利于酒精发酵
理性思考
出料口
充气口
排气口
酒精发酵时关闭
醋酸发酵时连接充气泵充气
每隔一段时间打开几秒
便于取样检查和放出发酵液
排气口胶管长而弯曲的作用？
防止空气中杂菌感染
装置改进
2.（2020山东济南高二期末）如图是探究果酒与果
醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 气体入口与气体出口可以交换使用
B. 果酒发酵时通入氮气，酵母菌将从有
氧呼吸转变为无氧呼吸
C. 果醋的发酵周期与实验设定的温度密
切相关，一般设定为18-25 ℃
D. 当缺少糖源和氧气时，醋酸菌可将乙
醇变为乙酸
素养落实

展开更多......

收起↑