資源簡介

(共43張PPT)
從傳統發酵技術到發酵工程
科學家發現了酶在酵母菌發酵中的作用。
1897年
用微生物生產谷氨酸獲得成功，酶制劑、多糖、維生素發酵工業興起。
1957年
科學家開始運用數學、動力學、化學工程原理以及計算機技術對發酵過程進行綜合研究。
20世紀80年代以后
法國微生物學家巴斯德通過實驗證明酒精發酵是由活的酵母菌引起的。
1857年
利用發酵工程大規模生產青霉素，抗生素發酵工業興起。
20世紀40年代
基因工程、細胞工程等發展，人胰島素和干擾素大量生產。
20世紀70年代以后
1900
1940
1960
1850
1980
1970
我們祖先就會利用微生物將谷物、水果發酵為含酒精的飲料。
約9000年前
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1.1
傳統發酵技術的應用
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約9 000年前，我們的祖先就會利用微生物將谷物、水果等發酵成含酒精的飲料。夏禹時期，已有了關于少康（即杜康）造秫酒的傳說。人類最初可能是發現儲存的水果會自然發酵變成酒，因而逐漸摸索出釀酒技術的。釀酒技術給古代人民的生活增添了豐富的色彩。我國具有悠久的釀酒文化和歷史，許多古老的釀酒工藝一直保留并延續至今。
一、發酵與傳統發酵技術（P4）
1.發酵
（1）概念：
指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。
（2）原理：
不同的微生物具有產生不同代謝產物的能力，因此利用它們就可以生產出人們所需要的多種產物。（同一種微生物處于不同環境條件下，代謝途徑也會出現差異）
一、發酵與傳統發酵技術（P4）
2.傳統發酵技術
（1）概念：
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發酵保存下來的面團、鹵汁等發酵物中的微生物進行發酵、制作食品的技術。
（2）類型：
傳統發酵以混合菌種的固體發酵及半固體發酵為主，通常是家庭式或作坊式的。
一、發酵與傳統發酵技術（P4）
1.發酵
（4）實例：
酒、腐乳、醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等。
（5）缺點：
生產條件不易控制，容易受雜菌污染，生產效率較低，產物不單一等。
聯系
你知道腐乳是怎么制作的嗎？
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
1.腐乳的制作
（1）菌種：
毛霉（主要）、酵母、曲霉
（2）原理：
（3）優點：
味道鮮美，易于消化吸收
（4）制作過程：
直接利用原材料中的天然存在的微生物
蛋白質
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
1.腐乳的制作
（4）制作過程：
目的：讓毛霉等產生蛋白酶和脂肪酶
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長
酒：抑制微生物生長，并使腐乳具有獨特香味；
香辛料：調味，防腐殺菌
聯系
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
果酒
泡菜
果醋
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（1）菌種：乳酸菌（二分裂）
①生物類型：
②代謝類型：
③分布：
④種類：
⑤應用：
⑥原理：
原核生物
異養厭氧型
空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道
乳酸鏈球菌、乳酸桿菌
乳制品的發酵、泡菜的腌制
在無氧條件下能將葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
①制作原理：
植物體表面的天然的乳酸菌來進行發酵，在無氧的條件下，乳酸菌將糖分解為乳酸。發酵期間，乳酸不斷積累，當它的質量分數為0.4%—0.8%時，泡菜的口味和品質最佳。
②材料用具：
食鹽、清水、新鮮蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜壇或其它密封性良好的罐子等。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步驟：
鹽的作用：
鹽水濃度要適宜的目的：
煮沸的目的：
調味；抑制其他微生物生長
過高：口味不佳，乳酸菌發酵受到抑制；
過低：雜菌易繁殖，導致泡菜變質。
殺滅其中雜菌；去除水中的氧氣
用清水和食鹽配制質量百分比為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。
配制鹽水
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步驟：
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；裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續裝至八成滿。
配制鹽水
原料處理蔬菜裝壇
為什么只能裝八成滿？
a.防止發酵初期酵母菌等產生CO2造成發酵液溢出壇外；b.防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導致菜料變質腐爛。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步驟：
將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。
配制鹽水
原料處理蔬菜裝壇
加鹽水
冷卻的目的：
鹽水沒過菜料的目的：
為了不影響乳酸菌的生命活動
創造無氧環境
以上說明泡菜制作需要什么條件？
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
③方法步驟：
向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發酵過程中注意經常向水槽中補充水；根據室內溫度控制發酵時間。
配制鹽水
原料處理蔬菜裝壇
加鹽水
注滿水的目的：
隔絕空氣，保證壇中的無氧環境
封壇發酵
泡菜制作需要在無氧條件下進行
ps：泡菜發酵一段時候后可能會出現白色的膜，是產膜酵母菌繁殖形成的。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
④結果分析與評價：如何判斷你腌制的泡菜是否成功？色澤如何？口味如何？
一般來說，腌制成功的泡菜湯清亮，無梅花浮膜，菜質脆嫩度適口，酸甜咸味適宜，具有一定的香氣，咀嚼后無渣等。
失敗
成功
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
2.泡菜的制作
（2）制作泡菜：
④結果分析與評價：如何判斷你腌制的泡菜是否成功？色澤如何？口味如何？
泡菜質量可以根據泡菜的色澤和風味進行初步的評定
可以通過在顯微鏡下觀察乳酸菌的形態
根據亞硝酸鹽的含量來評定
根據不同時期泡菜壇中乳酸菌的數量來評定
拓展
亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的
拓展
亞硝酸鹽為白色粉末，外觀與食鹽相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加劑。
亞硝酸鹽分布廣泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。
膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，絕大部分亞硝酸鹽只是“過客”，隨尿排出。
在特定條件下，可轉變成致癌物亞硝胺。
含量測定法：標準比色法
ps：發酵溫度高；食鹽用量過低；發酵時間短容易導致硝酸鹽還原菌大量增殖，產生較多的亞硝酸鹽。
泡菜發酵過程中乳酸菌數量、乳酸含量和亞硝酸鹽含量的變化：
發酵時期 乳酸菌 乳酸 亞硝酸鹽
發酵初期
發酵中期
發酵后期
變化曲線
少（O2抑制乳酸菌活動）
少
增加（硝酸鹽還原菌的作用）
最多（乳酸積累，抑制其他菌活動）
增多
達到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）
減少
（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）
繼續增多，
最后保持穩定
下降至保持相對穩定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）
2.某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以
向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質量百分
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，結果見右欄曲線圖。
（1） 據圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？
（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結果最可能的原因是什么？
（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？
練習與應用
發酵13天后，亞硝酸鹽含量降到較低水平。
食鹽濃度過高，殺死了乳酸菌等微生物。
“陳泡菜水”含乳酸菌，可快速發酵產生乳酸，加快發酵進程。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（1）果酒菌種：酵母菌（出芽生殖）
①生物類型：
②代謝類型：
③分布：
④應用：
⑤最適生長溫度：
⑥原理：
真核生物
異養兼性厭氧型
含糖量較高的蔬菜、水果表面
釀酒、制作饅頭和面包
有氧：繁殖 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
酶
無氧：酒精發酵 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
28℃
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（2）果醋菌種：醋酸菌（二分裂）
①生物類型：
②代謝類型：
③來源：
④應用：
⑤發酵條件：
⑥原理：
原核生物
異養需氧型
空氣中的醋酸菌或人工接種的醋酸菌
釀醋
30～35℃+充足的氧氣
（醋酸菌對氧氣的含量很敏感，當進行深層發酵時，即使短時間中斷通入氧氣 ，也會引起醋酸菌的死亡）
聯系
a. 當氧氣、糖源充足時：將糖分解成乙酸
b. 當氧氣充足，缺少糖源時：將乙醇轉變成乙醛，
再將乙醛變為乙酸
C6H12O6＋2O2 → 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
→ CH3COOH （乙酸）＋ H2O
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：
①制作原理：
葡萄的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌。在這些酵母菌的作用下，水果可以發酵成果酒。在有氧的條件下，果酒經醋酸菌的作用還可以進一步發酵成果醋。
②材料用具：
新鮮的葡萄、洗潔精、70%的酒精、發酵瓶、紗布和榨汁機等。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步驟：
器具消毒
沖洗葡萄
榨汁裝瓶
酒精發酵
將發酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數為70%的酒精消毒，晾干備用。
取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。
沖洗的目的：
沖洗1-2次即可，能否反復沖洗，為什么？
為什么先沖洗，再去梗？
去除表面灰塵、污物
不能，防止菌種減少，影響發酵
避免葡萄破損，減少雜菌污染
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步驟：
器具消毒
沖洗葡萄
榨汁裝瓶
酒精發酵
為何要留有1/3的空間？
a.防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出
b.酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發酵
用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步驟：
器具消毒
沖洗葡萄
榨汁裝瓶
酒精發酵
瓶蓋擰松一點的目的：
擰松但不打開的目的：
排出CO2，防止發酵瓶爆裂
防止雜菌和空氣倒流進入發酵瓶
將溫度控制在18-30℃進行發酵，在發酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發酵時間為10-12d。可通過從發酵瓶口取樣來對發酵的情況進行檢測。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：③方法步驟：
器具消毒
沖洗葡萄
榨汁裝瓶
酒精發酵
打開瓶蓋的目的：
在制作果醋過程中，酵母菌是否還會繼續發酵？
空氣中的醋酸菌會進入果酒發酵液中大量繁殖
不會，發酵溫度、pH不利于酵母菌生長
當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發酵。發酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。
乙酸發酵
ps：果醋發酵完成時，在發酵液的液面上會出現一層菌膜，這是醋酸菌膜。
二、嘗試制作傳統發酵食品（P5）
3.果酒和果醋的制作
（3）制作流程：
④結果分析與評價：如何檢測果酒和果醋的制作是否成功？
果酒：a.聞
b.品嘗
c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測
果醋：a.聞
b.品嘗
c.使用pH試紙檢測檢測和比較發酵前后的pH值
d.觀察醋酸菌膜是否形成
1.在制作果酒和果醋的過程中，發酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發生在發酵后多少天？引起變化的原因是什么？
發酵 果酒發酵 果醋發酵
氣味和味道
氣泡和泡沫
發酵液顏色
酒味
酸味
有
無
顏色加深變成深紅色
（以紫葡萄作原料）
渾濁
液面形成白色菌膜
1.3 傳統發酵技術
活動1
實驗分析與思考
CO2
花青素
2.在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發酵產生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？
1.3 傳統發酵技術
活動1
實驗分析與思考
還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
乳酸菌可能分解果酒中的糖等，從而使果酒變質。可以通過改變發酵的溫度、果酒的pH等控制乳酸菌的含量。
醋酸菌可以將糖或乙醇轉化為乙酸，由于醋酸菌在有氧的條件下才能進行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中盡量減少氧氣含量，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過改變發酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。
3.在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續發酵？醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？
1.3 傳統發酵技術
活動1
實驗分析與思考
隨著醋酸發酵的進行，發酵液的pH、發酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低，很難繼續發酵。
打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入發酵液中大量繁殖，其他的菌種因不適應環境條件而不能繁殖。
我們制作果醋時，可以先買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜，用這層薄膜進行接種可以明顯縮短制作果醋的時間。
課堂總結
一、概念檢測
1. 油炸臭豆腐是我國一些地方的風味小吃。制作時需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢桿菌等微生物的鹵汁中發酵。判斷下列相關表述是否正確。
（1）鹵汁中的乳酸菌和芽孢桿菌不存在競爭關系。（ ）
（2）乳酸菌發酵產生了乳酸和CO2。 （ ）
（3）微生物發酵產生了不同的代謝物使得該臭豆腐具有特殊的味道。 （ ）
練習與應用



一、概念檢測
2. 傳統發酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A. 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發酵
B. 制作腐乳利用了毛霉等產生的蛋白酶
C. 制作果酒利用了酵母菌在無氧條件下產生酒精
D. 制作果醋利用了醋酸菌在無氧條件下產生醋酸
練習與應用
D
二、概念檢測
3.有3位同學分別采用了3種不同的發酵裝置來制作果醋。
A同學用的是帶蓋的塑料瓶；
B同學用了沒有蓋的塑料瓶，在發酵過程中無蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；
C同學則設計了如右圖所示的發酵裝置。
結合果醋的制作原理，你認為哪一種發
酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續改
進這種裝置嗎？
練習與應用
裝置圖 結構 作用
充氣口
排氣口
長而彎曲 的膠管
出料口
防止空氣中微生物的污染
①醋酸發酵時連接充氣泵，輸入無菌空氣
②制果酒時關閉充氣口
用來排出CO2
便于取料，及時監測發酵進行的情況
1.3 傳統發酵技術
活動2
分析果酒、果醋制作中發酵裝置圖中各結構的作用
裝置圖 結構 作用
充氣口
排氣口
長而彎曲 的膠管
出料口
防止空氣中微生物的污染
①醋酸發酵時連接充氣泵，輸入無菌空氣
②制果酒時關閉充氣口
用來排出CO2
便于取料，及時監測發酵進行的情況

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