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

本節(jié)聚焦:

什么是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)？制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？怎樣制作泡菜？怎樣制作果酒和果醋？

第一章發(fā)酵工程離不開(kāi)微生物發(fā)酵你知道的發(fā)酵食品有哪些？你會(huì)制作嗎？科技探索之路P2從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程我們的祖先就會(huì)利用微生物將谷物、水果等發(fā)酵成含酒精的飲料。后來(lái),人們通過(guò)自然發(fā)酵和曲種傳代的固體發(fā)酵生產(chǎn)醬油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等發(fā)酵食品。約9000年前20世紀(jì)70年代以后1857年1897年20世紀(jì)80年代1957年20世紀(jì)40年代巴斯德證明：酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用,逐步了解發(fā)酵的本質(zhì)。微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用，作坊式手工生產(chǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在厭氧發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)。實(shí)現(xiàn)青霉素生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)人工誘變特定微生物，獲得具有更高生產(chǎn)能力的突變類型?；蚬こ毯图?xì)胞工程等的發(fā)展，使發(fā)酵工程進(jìn)入定向育種的新階段。人類能自動(dòng)記錄和控制發(fā)酵過(guò)程的全部參數(shù)，大批量合理生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)物。固體發(fā)酵→半固體發(fā)酵、液體發(fā)酵厭氧發(fā)酵→深層通氣液體發(fā)酵第一章

發(fā)酵工程4一任務(wù)一：什么是發(fā)酵？資料1：夏禹時(shí)期，已有了關(guān)于杜康造酒的傳說(shuō)。我國(guó)釀造白酒的工藝在世界上獨(dú)樹一幟，白酒一般是以谷物為原料，加酒曲發(fā)酵而成的。資料2：1857年，法國(guó)的微生物學(xué)家巴斯德通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的。資料3：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。討論：1.酒曲是什么？2.釀酒加酒曲的目的是什么？發(fā)酵：人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。二任務(wù)二：什么是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)？腐

乳閱讀P5，快速查找答案。1.制作腐乳的原理？

2.制作腐乳利用了哪些微生物？

腐乳至今已有一千多年的歷史，為我國(guó)特有的發(fā)酵制品之一。早在公元五世紀(jì)，北魏時(shí)期的古書上就有“干豆腐加鹽成熟后為腐乳”之說(shuō)。制作腐乳的過(guò)程:讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制二1.原理:2.微生物:蛋白質(zhì)

小分子肽+氨基酸蛋白酶主要是毛霉豆腐發(fā)酵中的毛霉電子顯微鏡下的毛霉生物類型：代謝類型：腐

乳任務(wù)二：什么是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)？真菌（真核生物）異養(yǎng)需氧型傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：

直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。①混合菌種（易污染）。②固體發(fā)酵、半固體發(fā)酵。③家庭式、作坊式制作?！舅伎肌?.參與腐乳發(fā)酵的微生物來(lái)自哪里？2.每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？二任務(wù)二：什么是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)？三制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜閱讀P5-6，快速查找答案。1.制作泡菜的原理？2.涉及的微生物？三1.原理:2.微生物:C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶乳酸菌（常見(jiàn)乳酸桿菌、乳酸鏈球菌）生物類型：代謝類型：

電鏡下的乳酸鏈球菌（球狀）

電鏡下的乳酸桿菌（桿狀）當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%~0.8%時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。細(xì)菌（原核生物）制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜異養(yǎng)厭氧型將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時(shí)，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；5%-20%的鹽水；鹽水煮沸；冷卻待用；將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒(méi)過(guò)菜料，蓋好壇蓋；配制鹽水蔬菜處理裝壇加鹽水封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，在發(fā)酵過(guò)程中注意向水槽中補(bǔ)充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間；思考：1.鹽濃度過(guò)高或過(guò)低會(huì)如何？2.鹽水煮沸的目的？3.冷卻的目的？思考：4.用水密封泡菜壇的目的是什么？泡菜發(fā)酵初期，大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，產(chǎn)生較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；防止因太滿使鹽水未完全淹沒(méi)菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛；留有一定空間，方便拿取泡菜。泡菜制作過(guò)程拓展應(yīng)用,2.某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，在用5﹪的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)右欄曲線圖，請(qǐng)你幫他分析問(wèn)題。（1）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來(lái)看，你認(rèn)為該泡菜在什么時(shí)間食用比較合適？為什么？（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的原因是什么？（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？10天后食用比較好，因?yàn)榇藭r(shí)亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低水平。鹽濃度高，殺死了乳酸菌等微生物?！瓣惻莶怂焙樗峋?，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。練習(xí)與應(yīng)用

P8四制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒

文獻(xiàn)記載，葡萄酒在東漢時(shí)期已有，而唐代詩(shī)人王翰在《涼州詞》中寫有“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催”的詩(shī)句，更成了人們贊美果酒的千古絕唱。還有棗酒、桑葚酒、柑橘酒、梅子酒、石榴酒、桃酒及梨酒等果酒，以甜、酸、清、香的風(fēng)味特色而為歷代帝王將相、才子佳人及各兄弟民族所喜愛(ài)。閱讀P6-7，快速查找答案:1.制作果酒的原理?2.涉及的微生物？四1.原理：2.微生物：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+

能量酶酵母菌生物類型：代謝類型：最適溫度：分布：應(yīng)用：電子顯微鏡下的酵母菌含糖高的水果和蔬菜釀酒、制作饅頭、面包等單細(xì)胞真菌（真核生物）異養(yǎng)兼性厭氧型28℃制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒五制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋閱讀P7，快速查找答案:1.制作果醋的原理？

2.涉及的微生物？

果醋最早出現(xiàn)在西方名著《圣經(jīng)》之《舊藥金書》。三千年前的古羅馬、古埃及已懂得制作果醋，作為美容秘方之一。在1000多年前傳入中國(guó)。①糖源、O2充足：

②缺少糖源：1.原理:2.微生物:C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+

能量酶醋酸菌生物類型：代謝類型：最適溫度：

將糖分解成乙酸直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜酑2H5OH

+O2

CH3COOH+H2O+

能量酶五制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋細(xì)菌（原核生物）異養(yǎng)厭氧型30-35℃腐乳泡菜果酒果醋微生物分類代謝類型反應(yīng)原理反應(yīng)條件酵母菌醋酸菌主要是毛霉乳酸菌酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精醋酸菌有氧呼吸產(chǎn)生醋酸毛霉產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶乳酸菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸真菌真菌細(xì)菌細(xì)菌異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型18～30℃，無(wú)氧30～35℃，通入氧氣常溫，無(wú)氧條件小結(jié)：體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒要留有大約1/3的空間將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開(kāi)瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d。用清水沖洗1-2次，再去除枝梗先清洗，再去梗：避免葡萄破損，減少雜菌污染①發(fā)酵初期提供有氧條件，利于酵母菌快速繁殖；②防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。無(wú)需多次。防止菌種減少，影響發(fā)酵排出氣體防止雜菌污染器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開(kāi)瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d?？諝庵械拇姿峋鷷?huì)進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖果酒果醋制作探究·實(shí)踐結(jié)果分析與評(píng)價(jià)1.在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？①果酒：發(fā)酵液（會(huì)或不會(huì)）

出現(xiàn)氣泡；

紫色葡萄皮的

進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈

色。②果醋：一般（會(huì)或不會(huì)）

出現(xiàn)氣泡，

發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面會(huì)出現(xiàn)一層菌膜，是

菌膜。會(huì)花青素深紅色不會(huì)醋酸菌10天左右

·果酒果醋制作2.在制作果酒的過(guò)程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長(zhǎng)？它們會(huì)對(duì)果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？①制酒過(guò)程中，還會(huì)存有

等微生物；

乳酸菌、醋酸菌②控制乳酸菌數(shù)量

：

控制醋酸菌數(shù)量

：減少O2含量、調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、pH調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等；探究·實(shí)踐結(jié)果分析與評(píng)價(jià)果酒果醋制作3.在制作果醋的過(guò)程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？4.醋酸菌從何而來(lái)？采用什么措施可以加快果醋的制作？不會(huì)。發(fā)酵溫度、pH不利于酵母菌生長(zhǎng)直接打開(kāi)瓶蓋，讓空氣中的醋酸菌在發(fā)酵液中大量繁殖。探究·實(shí)踐結(jié)果分析與評(píng)價(jià)果酒果醋制作在工業(yè)上,人工接種醋酸菌。如何評(píng)價(jià)果酒的制作是否成功？聞一聞，嘗一嘗有沒(méi)有酒味

用重鉻酸鉀檢測(cè)是否含有酒精如何評(píng)價(jià)果醋的制作是否成功？灰綠色橙色灰綠色

看一看有無(wú)菌膜的形成聞一聞，嘗一嘗有沒(méi)有醋味

檢測(cè)比較醋酸發(fā)酵前后的pH值探究·實(shí)踐結(jié)果分析與評(píng)價(jià)果酒果醋制作【拓展應(yīng)用】3.有3位同學(xué)分別采用了3種不同的發(fā)酵裝置來(lái)制作果醋。A同學(xué)用的是帶蓋的塑料瓶；B同學(xué)用的是沒(méi)有蓋的塑料瓶，在發(fā)酵過(guò)程中無(wú)蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；C同學(xué)則設(shè)計(jì)了如右圖所示的發(fā)酵裝置。結(jié)合果醋的制作原理，你認(rèn)為哪一種發(fā)酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進(jìn)這種裝置嗎？練習(xí)與應(yīng)用C同學(xué)的果酒果醋裝置長(zhǎng)而彎曲：防止空氣中雜菌污染結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時(shí)狀態(tài)醋酸發(fā)酵時(shí)狀態(tài)充氣口排氣口出料口通入空氣關(guān)閉

定時(shí)打開(kāi)并接入氣泵排出CO2打開(kāi)

打開(kāi)便于取樣檢測(cè)關(guān)閉關(guān)閉填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置，防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染

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在傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作過(guò)程中，我們沒(méi)有接種菌種，而是利用了天然存在的菌種。菌種差異、雜菌情況不明和發(fā)酵過(guò)程缺乏標(biāo)準(zhǔn)等，往往造成發(fā)酵食品的品質(zhì)不一。為了縮短發(fā)酵時(shí)間，確保品質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，通常會(huì)先通過(guò)微生物培養(yǎng)技術(shù)獲得單一菌種，再將它們接種到物料中進(jìn)行發(fā)酵。P8傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作的局限性？如何解決？到社會(huì)中去

查閱關(guān)于果酒和果醋工業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程，比較自己制作果酒和果醋的方法與這些流程有哪些異同。在此基礎(chǔ)上，請(qǐng)思考：當(dāng)把少量制作轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，需要解決哪些實(shí)際問(wèn)題？你能從中體會(huì)到技術(shù)與工程的區(qū)別的和聯(lián)系嗎？在大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品時(shí)，需要進(jìn)行更為全面周詳?shù)目紤]，如考慮原料的來(lái)源與選樣、菌種的選育與培養(yǎng)、發(fā)酵設(shè)備的選擇、發(fā)酵條件的自動(dòng)化控制、發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量控制、成本價(jià)格等。工程、技術(shù)與科學(xué)的不同——科學(xué)以“發(fā)現(xiàn)”為核心，技術(shù)以“發(fā)明”為核心，工程以“建造”和“產(chǎn)品”為核心?！靖拍顧z測(cè)】1.油炸臭豆腐是我國(guó)一些地方的風(fēng)味小吃。制作時(shí)需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢桿菌等微生物的