第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用第1章

發(fā)酵工程目錄/CONTENTS010203發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)泡菜的制作果酒和果醋的制作科技探索之路：從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，之后微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用。1897年用微生物生產(chǎn)谷氨酸獲得成功，人工誘變特定微生物；酶制劑、多糖、維生素發(fā)酵工業(yè)興起。1957年科學(xué)家開始運用數(shù)學(xué)、動力學(xué)、化學(xué)工程原理以及計算機(jī)技術(shù)對發(fā)酵過程進(jìn)行綜合研究。20世紀(jì)80年代以后法國微生物學(xué)家巴斯德通過實驗證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來。1857年利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素，隨著鏈霉素、金霉素和土霉素等抗生素的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)興起。20世紀(jì)40年代基因工程、細(xì)胞工程等發(fā)展，發(fā)酵工程進(jìn)入定向育種的新階段。人胰島素和干擾素大量生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代以后190019401960185019801970約9000年前我們祖先就會利用微生物將谷物、水果發(fā)酵為含酒精的飲料。約9000年前，我們的祖先就會利用微生物將谷物、水果等發(fā)酵成含酒精的飲料。夏禹時期，已有了關(guān)于杜康造秫酒的傳說。釀酒技術(shù)給古代人民的生活也增添了豐富色彩。圖1-1漢代磚刻上的釀酒圖圖1-2展示我國古代釀酒作坊的繪畫作品圖1-3酵母菌1.早期釀酒技術(shù)1857年，法國微生物學(xué)家巴斯德通過顯微鏡觀察，提出釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細(xì)胞的存在所致，沒有活細(xì)胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。此后人們才開始了解發(fā)酵的本質(zhì)。我國釀造白酒的工藝在世界上獨樹一幟，白酒一般是以谷物為原料，加酒曲發(fā)酵而成的。研究人員用顯微鏡觀察酒曲，發(fā)現(xiàn)酒曲內(nèi)含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等幾十種微生物。1、酒曲是什么?2、釀酒加酒曲的目的是什么?

思考：微生物使原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需的產(chǎn)物。01發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（1）概念：是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程?！就环N微生物處于不同環(huán)境條件下，代謝途徑也會出現(xiàn)差異】醋酸、谷氨酸發(fā)酵酒精、乳酸(泡菜、酸奶)發(fā)酵

2.發(fā)酵微生物的呼吸作用需氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵（2）原理：不同的微生物由于代謝途徑不同，能產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物。（3）類型：氧氣需求①腐乳的制作

（1）原料：含水量為70%的豆腐。（2）參與發(fā)酵的微生物：

、

和

等，其中起主要作用的是

。（3）發(fā)酵原理

：酵母曲霉毛霉毛霉絲狀真菌，孢子生殖，異養(yǎng)需氧型。來源：空氣中或干棕葉（或稻草）上的毛霉孢子。01發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)電子顯微鏡下的毛霉正在發(fā)酵的豆腐坯酵母、曲霉和毛霉等多種微生物所合成并分泌出的(毛霉起主要作用)蛋白質(zhì)小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪

甘油+脂肪酸脂肪酶直接利用原材料中天然存在的微生物。直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進(jìn)行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)。（1）概念：（2）類型：a.固體發(fā)酵：泡菜、糧食白酒、腐乳等b.半固體發(fā)酵：豆豉、醬、醬油等3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)01發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)醬油醋泡菜豆豉醬（3）發(fā)酵產(chǎn)品：傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。思考：直接接種優(yōu)良的毛霉菌種，制作腐乳屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嗎？不屬于，直接利用天然存在的制作腐乳才屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。制作簡單且成本低。優(yōu)點：缺點:①天然菌種品質(zhì)各異，而且生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)物不單一，純度不高。②生產(chǎn)條件不易控制，易受雜菌污染。每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點和缺點。01發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜（1）菌種來源：植物體表面天然的乳酸菌（原核生物）乳酸菌是發(fā)酵糖類主要產(chǎn)物為乳酸的一類細(xì)菌的總稱。自然界中分布廣泛(空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道)，常見有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。（2）代謝類型：異養(yǎng)厭氧型（3）發(fā)酵原理：在無氧情況下，能將葡萄糖分解成乳酸。C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）酶+能量

乳酸鏈球菌（球狀）

乳酸桿菌（桿狀）發(fā)酵期間，乳酸會不斷積累，當(dāng)它的質(zhì)量百分比為0.4%-0.8%時，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。方法步驟配制鹽水1用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%～20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。過高：乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差；過低：雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。殺菌除氧新鮮蔬菜準(zhǔn)備2調(diào)味，抑制微生物生長，滲出蔬菜中過多的水。保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響。將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干。泡菜壇清洗消毒3洗凈晾干，倒入白酒消毒，倒掉白酒后倒置備用。02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品蔬菜裝壇4將準(zhǔn)備好的蔬菜切條裝入壇中，裝至半壇。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜放入香辛料5放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。倒入冷卻鹽水6將冷卻好的鹽水緩慢倒入壇中，使鹽水沒過全部菜料，蓋好壇蓋。密封腌制7向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，發(fā)酵過程中經(jīng)常向水槽中補充水。根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；創(chuàng)造無氧環(huán)境02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品方法步驟在泡菜發(fā)酵初期，酵母菌等較為活躍，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛；留有一定空間也更方便拿取泡菜。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜你腌制的泡菜是否成功？色澤如何？口味如何？①泡菜質(zhì)量可以根據(jù)泡菜的色澤和風(fēng)味進(jìn)行初步的評定；③根據(jù)亞硝酸鹽的含量來評定；④根據(jù)不同時期泡菜壇中乳酸菌的數(shù)量來評定。②可以通過在顯微鏡下觀察乳酸菌的形態(tài)；02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一般來說，腌制成功的泡菜湯清亮，沒有浮膜，菜質(zhì)脆嫩度適口，酸甜咸味適宜，具有一定的香氣，咀嚼后無渣等。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜泡菜發(fā)酵一段時候，表面可能會出現(xiàn)白色的膜，是產(chǎn)膜酵母菌繁殖形成的。泡菜發(fā)酵過程中，不是乳酸菌單獨發(fā)酵的結(jié)果：注乳酸積累，pH過低；乳酸菌的生長也受到抑制，乳酸菌數(shù)量減少。發(fā)酵初期多種微生物（如大腸桿菌、酵母菌）進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生較多的CO2，壇沿水槽內(nèi)有氣泡放出。此階段是形成無氧環(huán)境的過程。發(fā)酵中期發(fā)酵后期主要是乳酸菌的發(fā)酵過程，其他微生物的生長受到抑制。02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜亞硝酸鹽①亞硝酸鹽為強(qiáng)氧化劑，能夠把血液中的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，從而導(dǎo)致缺氧性中毒癥狀。硝酸鹽硝酸鹽還原菌亞硝酸鹽適宜的pH、溫度和一定的微生物作用亞硝胺維生素C、E和酚類物質(zhì)亞硝胺具有致癌作用，對動物具有致畸和致突變作用。02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品在泡菜的腌制過程中會有亞硝酸鹽產(chǎn)生。一般不會危害人體健康。但是，總量達(dá)到0.3～0.5g時會引起中毒；達(dá)到3g時會死亡。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜1502

P8【拓展應(yīng)用】某同學(xué)在制作泡菜前，査閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質(zhì)量百分比為5%的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見右欄曲線圖。(1)

據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認(rèn)為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？發(fā)酵10天后，亞硝酸鹽含量降到較低水平。(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結(jié)果最可能的原因是什么？可能是食鹽濃度過高、發(fā)酵溫度過低等原因?qū)е屡莶宋茨苷０l(fā)酵。(3)加入“陳泡菜水”的目的是什么？“陳泡菜水”中含有純度較高的乳酸菌，加入“陳泡菜水”相當(dāng)于接種乳酸菌。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品：制作泡菜發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期