资源简介

(共50张PPT)
1.1传统发酵技术的应用
本节聚焦
1.什么是传统发酵技术？
2.制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？
3.怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？
从社会中来
（唐·王翰）诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？
葡萄美酒夜光杯，
欲饮琵琶马上催。
醉卧沙场君莫笑，
古来征战几人回。
从社会中来
葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？
葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸（乙酸），因此口感不同。
从传统发酵技术到发酵工程
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。
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。
1857年
利用发酵工程大规模生产青霉素，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。
01发酵与传统发酵技术资料一：约9000年前，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。夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。酿酒技术给古代人民的生活也增添了丰富色彩。图1-1汉代砖刻上的酿酒图图1-2展示我国古代酿酒作坊的绘画作品图1-3酒仙---李白01发酵与传统发酵技术资料二：1857年，法国的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。酵母菌巴斯德01发酵与传统发酵技术资料三：我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。1、酒曲是什么 2、酿酒加酒曲的目的是什么 微生物使原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。思考：01发酵与传统发酵技术1、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。原理：不同的微生物由于代谢途径不同，能产生不同代谢产物。【同一种微生物处于不同环境条件下，代谢途径也会出现差异】。醋酸、谷氨酸发酵酒精、乳酸发酵需氧发酵厌氧发酵类型：01发酵与传统发酵技术1、腐乳制作原理：蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶2、参与的微生物：酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。---腐乳01发酵与传统发酵技术目的：让毛霉等产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长酒：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---腐乳3、制作过程：直接利用原材料中的天然存在的微生物。01发酵与传统发酵技术2、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：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。（操作简单）01发酵与传统发酵技术【思考】每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳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？缺点：生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低等。主要食品：二、尝试制作传统发酵食品
毛豆腐
泡菜
陈醋
腐乳
酱油
辣白菜
豆豉
1. 菌种：乳酸菌（细菌）
2. 代谢类型：异养厌氧型
3. 常见种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌
（一）制作泡菜
5. 应用：制作酸奶、泡菜等
乳酸杆菌（杆状）
乳酸链球菌（球状）
4. 分布广泛：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内
（1）利用植物体表面天然的乳酸菌。
（一）制作泡菜
6. 发酵原理
乳酸杆菌（杆状）
乳酸链球菌（球状）
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
（一）制作泡菜
（2）在无氧的情况下乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸。
6. 发酵原理
（3）发酵期间，乳酸会不断的积累，当它的质量百分比为0.4%~0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
（一）制作泡菜
6. 发酵原理
酸奶
泡菜
7. 材料用具：
食盐，清水，新鲜蔬菜（亚硝酸盐的含量低），蒜瓣，生姜以及其他香辛料，泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
（一）制作泡菜
8. 方法步骤
（1）配制盐水：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。
5%-20%的盐水：
煮沸、冷却：
（一）制作泡菜
煮沸：杀灭水中的微生物，除去水中的氧气；
冷却：为了防止温度过高，杀死乳酸菌。
过高：乳酸发酵受抑制，泡菜口味差；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
（2）蔬菜处理：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。
8. 方法步骤
（一）制作泡菜
装至八成满：
①在泡菜发酵初期，蔬菜表面的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。
②另外，泡菜坛装的太满，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。
③泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
8. 方法步骤
（3）加盐水：将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
盐水没过菜料：创造无氧环境
8. 方法步骤
（一）制作泡菜
（4）封坛发酵：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。
水密封泡菜坛并注意补充水：
给泡菜坛内创造无氧环境，
严格控制无氧条件。
8. 方法步骤
（一）制作泡菜
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；
通过在显微镜下观察乳酸菌的形态和数目；
根据亚硝酸盐的含量来评定；
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无浮沫，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。
失败
成功
（一）制作泡菜
泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。设计实验跟踪检测泡菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化，并探索腌制方法、时间长短和温度高低等条件对亚硝酸盐含量的影响，寻求提高泡菜质量的措施。
（一）制作泡菜
9. 泡菜腌制中亚硝酸盐的产生
9. 泡菜腌制中亚硝酸盐的产生
亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。
（1）亚硝酸盐
（一）制作泡菜
硝酸盐
硝酸盐还原菌
亚硝酸盐
适宜的pH、温度和一定的微生物作用
亚硝胺
维生素C、E和酚类物质
亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。
9. 泡菜腌制中亚硝酸盐的产生
（1）亚硝酸盐
（一）制作泡菜
（硝酸盐还原菌产生硝酸还原酶）
氧化
还原
资料：发酵初期，泡菜中微生物生长很快，将蔬菜中硝酸盐还原成亚硝酸盐，蔬菜中酚类物质和维生素C等将亚硝酸盐氧化，总体来说，生成的亚硝酸盐大于被氧化的，亚硝酸盐的含量逐步上升。微生物代谢活动将氧气消耗殆尽，泡菜坛中的环境不利于乳酸菌以外的其他微生物生长，生成的亚硝酸盐减少。同时，蔬菜中硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此，亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。
氧化
维生素C、E和酚类物质
亚硝胺
硝酸盐
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)
9. 泡菜腌制中亚硝酸盐的产生
10. 泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵前期
发酵中期
发酵后期
变化曲线
少（O2抑制乳酸菌活动）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动）
增多
达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）
继续增多，
最后保持稳定
下降至保持相对稳定
（硝酸盐还原菌被完全抑制）
1. 制作果酒应用的微生物：
酵母菌（单细胞真菌）
（1）代谢类型： 异养兼性厌氧型
（2）分布： 含糖量较高的水果，蔬菜表面。
（3）重要影响因素：温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28°C。
（二）制作果酒和果醋
1. 制作果酒应用的微生物：
酵母菌（单细胞真菌）
（4）原理：酵母菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成酒精。
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 能量
酶
（二）制作果酒和果醋
（5）应用：用于酿酒、制作馒头和面包等。
2. 制作果醋应用的微生物：
醋酸菌（细菌）
（1）代谢类型：异养需氧型
（2）多数醋酸菌最适生长温度：30～35℃
（3）原理：
①当氧气、糖源充足时，能将糖分解成乙酸
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O + 能量
酶
②当缺少糖源时，能直接将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
酶
C2H5OH ＋O2
CH3COOH （乙酸）＋ H2O + 能量
（二）制作果酒和果醋
2. 制作果醋应用的微生物：
醋酸菌（细菌）
（二）制作果酒和果醋
（4）应用：醋酸菌可用于制作各种风味的醋。
（二）制作果酒和果醋
3. 制作原理
（1）许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。
（2）酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，能进行酒精发酵。
（3）在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用可以进一步发酵为果醋。
4. 材料用具：
新鲜水果，洗洁精，体积分数为70%的酒精，发酵瓶，纱布和榨汁机等。
（二）制作果酒和果醋
5. 方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋为例）
（1）器具消毒：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）冲洗葡萄：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。
不能冲洗多次，防止野生酵母菌数量减少，影响发酵。
避免葡萄破损，减少杂菌污染。
（二）制作果酒和果醋
冲洗1-2次：
先洗，再除去枝梗：
（3）榨汁装瓶：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。
①先让酵母菌进行有氧呼吸，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。
5. 方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋为例）
（二）制作果酒和果醋
留有大约1/3的空间：
（4）酒精发酵：将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（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监测。
5. 方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋为例）
（二）制作果酒和果醋
每隔12h左右将瓶盖拧松一次：
排除发酵过程中产生的CO2。
拧松但不打开瓶盖：
防止O2和杂菌进入。
①闻一闻，尝一尝有没有酒味；
②用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测：橙色→灰绿色。
如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？
5. 方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋为例）
（二）制作果酒和果醋
橙色
灰绿色
（4）酒精发酵
（5）乙酸发酵：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。
提供充足的O2
5. 方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋为例）
（二）制作果酒和果醋
打开瓶盖：
空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖。
盖上一层纱布：
如何检测果醋的发酵情况？
②观察是否形成醋酸菌膜（果醋发酵完成后，发酵液的液面上会出现一层菌膜，即醋酸菌膜）；
①闻一闻，尝一尝有没有醋味；
③检测比较醋酸发酵前后的pH值。
（5）乙酸发酵
5. 方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋为例）
（二）制作果酒和果醋
问题探讨：
醋瓶子、未喝净的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？
醋酸菌在液面上大量繁殖而形成的菌膜（菌落）。
漂浮在葡萄酒表面的白膜—醋酸菌膜
如果葡萄酒的发酵容器封口不严实或葡萄酒长时间暴露在空气中，葡萄酒与空气的接触久了，酒液便容易被空气中的醋酸菌污染，从而在葡萄酒表面产生一层白膜。
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：发酵后第10天。
会
花青素
深红色
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。
不会
醋酸菌
结果分析与评价（p7）
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？
还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。
可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。
结果分析与评价（p7）
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？
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，不会继续发酵。
在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，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。或者买一瓶醋，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（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可。
结果分析与评价（p7）
拓展：果酒和果醋发酵的装置
结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态
充气口
排气口
出料口
通入空气
关闭
打开，并接入气泵
排出CO2
打开
打开
便于取样监测
关闭
关闭
防止空气中杂菌污染。
排气口胶管长而弯曲的作用？
1. 存在的问题：传统发酵食品的制作过程中，利用的是天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。
2. 解决方法：为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。
（三）传统发酵食品制作过程中存在的问题和解决方法
本节小结
项目 泡菜 果酒 果醋
菌种
生物学分类
代谢方式
最适温度范围
生产生活应用
发酵原理
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
原核生物
原核生物
真核生物
异养厌氧型
异养需氧型
异养兼性厌氧型
18~30℃
30~35℃
乳制品的发酵、泡菜
酿酒、发面
制醋
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）
酶
+能量
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量
酶

展开更多......

收起↑