资源简介

(共50张PPT)
传统发酵技术的应用
简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。
概述微生物发酵的基本原理。
尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。
学习目标
1.发酵：
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。
一、发酵与传统发酵技术
2.发酵的实例：腐乳
（1）腐乳制作的原理
（2）参与发酵的微生物：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
3.传统发酵技术
（1）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、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
（2）特点：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。
（3）实例：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
二、尝试制作传统发酵食品
发酵所需微生物
1.乳酸菌
乳酸菌是一类可以发酵糖类产生乳酸的细菌的统称。在分类学上，乳酸菌涉及多个属，如乳酸杆菌属(或称乳杆菌属)、链球菌属、双歧杆菌属等。
乳酸菌有专性厌氧菌和兼性厌氧菌等,大多适于在无氧或氧含量较低的环境中生长。乳酸菌在自然界中分布广泛,大多无毒、无害,很多乳酸菌对人和动植物的健康有益。
对人和某些动物而言,乳酸菌是定居在肠道中的有益菌群,它主要的生理功能包括:促进钙、镁、蛋白质等物质的吸收,产生B族维生素等有益物质;某些乳酸菌能产生细菌素，对大肠杆菌素和金黄色葡萄球菌素有洁抗作用;进入小肠的树突状细胞，促进其产生大量的β干扰素，从而抑制肠道炎症:使肠内环境处于酸性状态.抑制沙门菌等有害菌的生长;降低血清胆固醇水平等。
对植物而言乳酸菌能够促进植物吸收和利用土壤中的磷，进而促进植物生长;能够有效防治植物真菌性病害;可以吸附累积重金属,降解某些农药。
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？
因为酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。
思考：
2.实验设计
修整、洗涤
晾晒、切分
原料加工
条状或片状
加盐
盐水冷却
泡菜盐水
加入调味料
并装坛
发 酵
成 品
测亚硝酸含量
· 泡菜制作过程要点：
水盐比例
香辛料
如何保证无氧环境？
火
候
好
无裂纹、无砂眼
坛沿深、盖子
吻合好
3.操作提示
（1）泡菜坛的选择
（1）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。
（2）将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆等）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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。
（3）将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
（4） 向坛盖边沿的水槽中注满水，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。
（2）腌制条件
腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。
泡菜制作过程的注意事项
(1)蔬菜洗净后，必须晾干,否则泡菜容易变质。如果蔬菜本身含有较多的水分,可以先用盐腌渍,使其脱去部分水分，再装人泡菜坛中。加人的辣椒最好不要去蒂，以防带人生水。
(2) 在气温较低的地区，建议使用的盐水浓度不要太高,5% ~8%为宜,因为盐水浓度过高会延长泡菜成熟的时间还会使泡菜中的亚硝酸盐含量偏高。
(3)制作时可以在坛内加人少量白酒，防止泡菜变质。
(4)要注意及时向坛盖边沿的水槽中补充水，以保证密封发酵。泡菜坛要放在阴凉的地方。
泡菜发酵的阶段
泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断累积，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。
拓展
蔬菜刚入坛时，蔬菜表面带入的微生物，主要是以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡从水槽内放出，逐渐使坛内形成嫌气状态。
发酵产物中除乳酸外，还有其他，如乙醇、CO2等称异型乳酸发酵
发酵前期：
特点：还有一点点氧气，微生物（大肠杆菌，酵母菌）发酵，产生代谢产物，二氧化碳排出，形成无氧环境，为后面乳酸菌发酵提供条件，乳酸含量逐渐增加，抑制微生物生长繁殖。
由于前期乳酸的积累，pH下降，乳酸杆菌进行活跃的乳酸发酵，乳酸的积累量可达到0.6%～0.8%；乳酸积累pH达3.5~3.8.大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的活动受到抑制。这一期为完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香品质最好。
发酵中期：
特点:乳酸菌逐渐占据优势，其他发酵微生物受到抑制，乳酸积累增多
在此期间继续进行的是乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸积累达1.2％以上时，乳酸杆菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。
发酵后期：
特点：
乳酸含量过高，抑制乳酸菌活动，乳酸菌减少。
（2）亚硝酸盐
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。
自然界中，亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。
一般不危害健康
但是，总量达到 时会引起中毒；达到 时会死亡
0.3～0.5g
3g
答：新鲜的蔬菜中含有大量的营养物资，而腌制的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。
思考：
为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制的蔬菜？
测定亚硝酸盐含量的原理——
亚硝酸钠标准显色液
浓度越高，颜色越深
比色法
在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。
将经过反应显色后的泡菜待测样品与标准液比色，即可估算出样品中的亚硝酸盐含量。
检测注意事项:
(1)制备样品处理液过程中用氢氧化钠溶液中和过量的酸。
(2)氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质,使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反应。
(3)比色过程中,由于重氮化反应不稳定，显色后溶液颜色会不断加深，所以静置15 min后进行比色较好。
（1）用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？
用水密封泡菜坛的目的是不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，这说明泡菜制作需要在无氧条件下进行。
4.结果分析与评价
（2） 为什么泡菜坛只能装八成满？
在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2,如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
（3）你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？
泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定，还可以通过在显微镜下观察乳酸菌形态，根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定，还可以根据亚硝酸盐的含量来评定。一般来说，腌制成功的泡菜汤汁清亮，无霉花浮膜，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。
泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少(有O2，乳酸菌活动受抑制） 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，部分分亚硝酸盐被分解)
发酵后期 减少(乳酸继续积累,pH继续下降，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)
变化曲线
注意 亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的、
发酵时间
乳酸菌
发酵时间
乳酸
发酵时间
亚硝酸盐含量
法国生物化学家巴斯德说：“没有葡萄酒就是没有阳光的一天。”在法国已成为家喻户晓。老幼皆知的格言。他们把葡萄酒、面包和植物油合成一组，称为维持生命和健康源泉。
制作果酒和果醋
根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。
白葡萄酒：用白葡萄酿造，或皮汁分离 发酵；
红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合 发酵；
桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。
葡
萄
美
酒
夜
光
杯
欲
饮
琵
琶
马
上
催
君
若
问
酒
何
处
来
此
功
当
属
酵
母
菌
在酒的制作中，依种类分大体上可有白酒、
果酒、啤酒和黄酒四类。
制作方法各不相同，但相同部分是它们都是
由酵母菌完成的。
酵母菌在自然界中广泛分布，已知有几百种
之多，也是应用最广的一类微生物。如面包制作、
酒精制造、药用酵母片、酿酒等。
酒的种类
2.酵母菌
醇母南是能发酵糖类的各种真菌的统称。大多数酵母菌是单细胞真菌,它们通常以芽殖或裂殖的方式进行无性生殖，少数可进行有性生殖。
酵母留在自然界中普遍存在，尤其在含糖量较高的偏酸性环填中分布较多。醉母菌的种关繁多，其特征为个体大、易培养、蛋白质含量高、代谢物多等。酵母菌在食品、医疗等产业中都有广泛的应用。
　 有氧气环境中，酵母菌进行有氧呼吸，将葡萄糖转化为水和二氧化碳。
我们吃的馒头、面包都是酵母菌在有氧气的环境下产生的膨胀。
C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O
（1）酵母菌的兼性厌氧生活方式
在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇来获取能量。
C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。在一定的温度范围内，随着温度的增加，酵母的发酵速度增加，产气量也增加 。
酵母菌最适生长的温度约为28℃左右
（2）酵母菌发酵最适温度
（3）酵母菌的来源
在葡萄破碎入罐以后，不去人为地添加任何菌种，靠葡萄本身携带的自然界的酵母菌，在葡萄浆或分离后的葡萄汁里自发的繁殖，最终发酵成葡萄酒。
醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸(反应简式:
C6H12O6+2O2 酶 2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量);当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸(反应简式:C2H5OH+O2 酶 CH3COOH(醋酸)+H2O+能量)
醋酸菌可用于制作多种风味的醋
多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
4、醋酸菌
醋酸菌
制醋
〖注意〗醋酸发酵过程中需“一直通气”。
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
当氧气、糖源充足时：
当短时间中断氧气时：
当缺少糖源时：
糖分 醋酸
醋酸菌
醋酸菌死亡
乙醇 乙醛 醋酸
5.制作果醋的原理
醋酸发酵
果酒
酒精发酵
果醋
挑选葡萄
冲洗
榨汁
6.实验设计流程图
（1）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。
（2）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。
（3）用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中（注意：要留有大约1/3 的空间），盖好瓶盖。
（4）将温度控制在18 ～ 30℃进行发酵。在发酵过程中，每隔12 h 左右将瓶盖拧松一次（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10 ～ 12 d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。
（5）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 ～ 8 d。
1. 实验室制作果酒、果醋的基本装置是什么？
用带盖的瓶子制葡萄酒
果酒和果醋的发酵装置
出料口
排气口
充气口
思考：
2. 排气口、充气口、出料口各有什么作用？
·排气口：排出酒精发酵时产生的二氧化碳；
·充气口：醋酸发酵时连接充气泵进行充气；
·出料口：用来取样。
果酒和果醋的发酵装置
出料口
排气口
充气口
3. 为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？
排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中的微生物污染。其作用相当于巴斯德的鹅颈瓶。
果酒和果醋的发酵装置
出料口
排气口
充气口
4. 结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？
制酒时：关闭充气口；
制醋时：将充气口连接气泵，充入氧气。
果酒和果醋的发酵装置
出料口
排气口
充气口
（1）材料的选择与处理
应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？
6.操作提示
（2）防治发酵液被污染
你认为应该从哪些方面防治发酵液被污染？
榨汁机、发酵瓶要清洗干净，并晾干； 每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖。
（3）控制好发酵条件
制葡萄酒时，为什么要将温度控制在约28℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30-35 ℃？
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。28 ℃左右最适合酵母菌生长，因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是适温菌，最适生长温度为30-35 ℃ ，因此要将温度控制在30-35℃。
（4）检验
果酒制作
①发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定
② 用显微镜观察酵母菌，.并用重铬酸钾检测酒精的存在与否(在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。 检测时，先在试管中加人发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol L-1 的H2SO4溶液3滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色的变化。
果醋制作
①通过观察细菌膜的形成，嗅味和品尝进行初步鉴定。
②检测和比较醋酸发酵前后的pH。
③在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步坚定。
.
（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？
提示：在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2;如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进人发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
6.结果分析与评价
（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？
提示：果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、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，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸;在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
（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？
提示：随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进人发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌),用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
果酒、果醋、泡菜、腐乳制作的比较
归纳总结
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物类型
原理
反应条件
检测方法
酵母菌，真菌，兼性厌氧
醋酸菌，细菌，好氧菌
毛霉，真菌，好氧
乳酸菌，细菌，厌氧菌
酵母菌的无氧呼吸产生酒精
18~25 ℃，无氧
重铬酸钾与其反应呈灰绿色
醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸
30~35℃，通入氧气
品尝、pH试纸检测
毛霉产生蛋白酶和脂肪酶
15～18℃接种，酒精含量控制在12％左右
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
常温，无氧条件
pH检测，亚硝酸盐的检测方法
1.下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是（　　）
A. 制作果酒最快捷的途径是先制果醋，再制果酒
B. 酿制果醋所需的酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同
C. 制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
D. 制作果酒、果醋和腐乳过程都应防止微生物的生长、繁殖
【答案】C
【解析】制作果酒最快捷的途径是利用酵母菌发酵，A 项错误；酵母菌的发酵底物一般是葡萄糖，醋酸菌的发酵底物是葡萄糖或乙醇，B 项错误；毛霉等多
种微生物分泌的蛋白酶，能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，C 项正确；制作果酒、果醋和腐乳过程都需要微生物的生长、繁殖，果酒制作利用的菌种是酵母菌，果醋制作利用的菌种是醋酸菌，腐乳制作利用的菌种是毛霉，D 项错误。
课堂达标
2.下列关于乳酸菌的叙述，错误的是 （）
A. 乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B. 在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道都有
C. 乳酸菌是厌氧型微生物
D. 一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群
【答案】D
【解析】乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，A 项正确；在自然界中，乳酸菌分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道都有分布，B 项正确；乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，C 项正确；乳酸菌的种类很多，一个泡菜坛中的乳酸菌不止一种，因此不能构成一个种群，D 项错误。
3.下图表示利用葡萄汁进行发酵时可能发生的物质变化。下列有关叙述错误的是 （　　）
A. 过程③④⑤都需要O2 参与
B. 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可以直接发生过程⑤
C. 过程②④所需要的最适温度相同
D. 酵母菌发生过程①②的场所相同
【答案】C
【解析】过程③表示有氧呼吸的第二、三两个阶段，有氧呼吸的第三阶段需要O2参与；醋酸菌是好氧细菌，只能进行有氧呼吸，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可以直接发生过程⑤，当缺少糖源时，醋酸菌可以发生过程④，A 项、B 项正确。过程②所需要的最适温度为18 ～ 30 ℃，过程④所需要的最适温度为30 ～ 35 ℃，C 项错误。酵母菌发生过程①②的场所均为细胞质基质，D 项正确。

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