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(共43张PPT)
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
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。
约9000年前
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1.1
传统发酵技术的应用
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约9 000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，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。人类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。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。我国具有悠久的酿酒文化和历史，许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。
一、发酵与传统发酵技术（P4）
1.发酵
（1）概念：
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。
（2）原理：
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。（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）
一、发酵与传统发酵技术（P4）
2.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。
（2）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。
一、发酵与传统发酵技术（P4）
1.发酵
（4）实例：
酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
（5）缺点：
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。
联系
你知道腐乳是怎么制作的吗？
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
1.腐乳的制作
（1）菌种：
毛霉（主要）、酵母、曲霉
（2）原理：
（3）优点：
味道鲜美，易于消化吸收
（4）制作过程：
直接利用原材料中的天然存在的微生物
蛋白质
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
1.腐乳的制作
（4）制作过程：
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
联系
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
果酒
泡菜
果醋
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（1）菌种：乳酸菌（二分裂）
①生物类型：
②代谢类型：
③分布：
④种类：
⑤应用：
⑥原理：
原核生物
异养厌氧型
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道
乳酸链球菌、乳酸杆菌
乳制品的发酵、泡菜的腌制
在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
①制作原理：
植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。
②材料用具：
食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜坛或其它密封性良好的罐子等。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步骤：
盐的作用：
盐水浓度要适宜的目的：
煮沸的目的：
调味；抑制其他微生物生长
过高：口味不佳，乳酸菌发酵受到抑制；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀灭其中杂菌；去除水中的氧气
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。
配制盐水
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步骤：
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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。
配制盐水
原料处理蔬菜装坛
为什么只能装八成满？
a.防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外；b.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。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步骤：
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
配制盐水
原料处理蔬菜装坛
加盐水
冷却的目的：
盐水没过菜料的目的：
为了不影响乳酸菌的生命活动
创造无氧环境
以上说明泡菜制作需要什么条件？
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步骤：
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。
配制盐水
原料处理蔬菜装坛
加盐水
注满水的目的：
隔绝空气，保证坛中的无氧环境
封坛发酵
泡菜制作需要在无氧条件下进行
ps：泡菜发酵一段时候后可能会出现白色的膜，是产膜酵母菌繁殖形成的。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
④结果分析与评价：如何判断你腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无梅花浮膜，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。
失败
成功
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
④结果分析与评价：如何判断你腌制的泡菜是否成功？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
可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态
根据亚硝酸盐的含量来评定
根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定
拓展
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的
拓展
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。
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。
在特定条件下，可转变成致癌物亚硝胺。
含量测定法：标准比色法
ps：发酵温度高；食盐用量过低；发酵时间短容易导致硝酸盐还原菌大量增殖，产生较多的亚硝酸盐。
泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化：
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
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）
2.某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以
向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；在用质量百分
比为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。
（1） 据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该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？
练习与应用
发酵13天后，亚硝酸盐含量降到较低水平。
食盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生物。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸，加快发酵进程。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（1）果酒菌种：酵母菌（出芽生殖）
①生物类型：
②代谢类型：
③分布：
④应用：
⑤最适生长温度：
⑥原理：
真核生物
异养兼性厌氧型
含糖量较高的蔬菜、水果表面
酿酒、制作馒头和面包
有氧：繁殖 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
酶
无氧：酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
28℃
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（2）果醋菌种：醋酸菌（二分裂）
①生物类型：
②代谢类型：
③来源：
④应用：
⑤发酵条件：
⑥原理：
原核生物
异养需氧型
空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌
酿醋
30～35℃+充足的氧气
（醋酸菌对氧气的含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间中断通入氧气 ，也会引起醋酸菌的死亡）
联系
a. 当氧气、糖源充足时：将糖分解成乙酸
b. 当氧气充足，缺少糖源时：将乙醇转变成乙醛，
再将乙醛变为乙酸
C6H12O6＋2O2 → 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
→ CH3COOH （乙酸）＋ H2O
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：
①制作原理：
葡萄的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。
②材料用具：
新鲜的葡萄、洗洁精、70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步骤：
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
冲洗的目的：
冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，为什么？
为什么先冲洗，再去梗？
去除表面灰尘、污物
不能，防止菌种减少，影响发酵
避免葡萄破损，减少杂菌污染
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步骤：
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
为何要留有1/3的空间？
a.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出
b.酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵
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。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步骤：
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
瓶盖拧松一点的目的：
拧松但不打开的目的：
排出CO2，防止发酵瓶爆裂
防止杂菌和空气倒流进入发酵瓶
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。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步骤：
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
打开瓶盖的目的：
在制作果醋过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
不会，发酵温度、pH不利于酵母菌生长
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。
乙酸发酵
ps：果醋发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
二、尝试制作传统发酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：
④结果分析与评价：如何检测果酒和果醋的制作是否成功？
果酒：a.闻
b.品尝
c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
果醋：a.闻
b.品尝
c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值
d.观察醋酸菌膜是否形成
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？
发酵 果酒发酵 果醋发酵
气味和味道
气泡和泡沫
发酵液颜色
酒味
酸味
有
无
颜色加深变成深红色
（以紫葡萄作原料）
浑浊
液面形成白色菌膜
1.3 传统发酵技术
活动1
实验分析与思考
CO2
花青素
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？
1.3 传统发酵技术
活动1
实验分析与思考
还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
乳酸菌可能分解果酒中的糖等，从而使果酒变质。可以通过改变发酵的温度、果酒的pH等控制乳酸菌的含量。
醋酸菌可以将糖或乙醇转化为乙酸，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氧气含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过改变发酵的温度、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？
1.3 传统发酵技术
活动1
实验分析与思考
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，很难继续发酵。
打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌种因不适应环境条件而不能繁殖。
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，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
课堂总结
一、概念检测
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。 （ ）
练习与应用



一、概念检测
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
练习与应用
D
二、概念检测
3.有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。
A同学用的是带盖的塑料瓶；
B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖；
C同学则设计了如右图所示的发酵装置。
结合果醋的制作原理，你认为哪一种发
酵装置更适合制作果醋？你还能继续改
进这种装置吗？
练习与应用
装置图 结构 作用
充气口
排气口
长而弯曲 的胶管
出料口
防止空气中微生物的污染
①醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气
②制果酒时关闭充气口
用来排出CO2
便于取料，及时监测发酵进行的情况
1.3 传统发酵技术
活动2
分析果酒、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
排气口
长而弯曲 的胶管
出料口
防止空气中微生物的污染
①醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气
②制果酒时关闭充气口
用来排出CO2
便于取料，及时监测发酵进行的情况

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