1、传统发酵技术的应用第1节 远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成了醇香可口远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料的饮料人类最早发明的酒。人类最早发明的酒。一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术1.1.约约9 0009 000年前年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵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。夏禹时期成含酒精的饮料。夏禹时期,已有了关于夏少康已有了关于夏少康(即杜康即杜康)造秫酒造秫酒的传说。的传说。2.18572.1857年年,法国微生物学家巴斯德通过实验证明法国微生物学家巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活酒精发酵是由活的的酵母菌酵母菌引
2、起的。这里所说的发酵引起的。这里所说的发酵,是指人们利用微生物是指人们利用微生物,在适宜在适宜的条件下的条件下,将原料通过微生物的将原料通过微生物的代谢代谢转化为人类所需要的产物的过转化为人类所需要的产物的过程。程。3.3.腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的大豆食品。经过微生物的发酵大豆食品。经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽肽和和氨基酸氨基酸,参与参与腐乳腐乳的的发酵的主要微生物为发酵的主要微生物为毛霉毛霉。4.4.直接利用原材料中直接利用原材料中天然天然存在的微生物存在的
3、微生物,或利用前一次发酵保存下来或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等的面团、卤汁等发酵物发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为称为传统发酵技术传统发酵技术。此技术主要以混合菌种的。此技术主要以混合菌种的固体固体发酵及发酵及 半固体半固体发酵为主发酵为主,利用此技术制作的食品还有利用此技术制作的食品还有酱酱、酱油酱油、醋醋、泡菜和豆豉等。、泡菜和豆豉等。发酵与传统发酵技术发酵与传统发酵技术 发酵发酵是指人们利用是指人们利用微生物微生物，在，在适宜条件适宜条件下，将下，将原料原料通过微生物通过微生物的的代谢代谢转化为人类所需要的转化为人类所需要的产
4、物产物的过程。的过程。传统发酵技术传统发酵技术是指直接利用是指直接利用原材料原材料中中天然存在的微生物天然存在的微生物，或利，或利用用前一次发酵前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物微生物进行发酵、进行发酵、制作食品的技术。制作食品的技术。发酵产品微生物发酵产品微生物馒头酵母菌酸奶乳酸菌酒酵母菌奶酪乳酸菌等泡菜乳酸菌醋醋酸菌常见的发酵产品及其发酵使用的微生物常见的发酵产品及其发酵使用的微生物1.1.利用的菌种：利用的菌种：毛霉毛霉(主要主要)、酵母菌、曲霉等、酵母菌、曲霉等二、尝试二、尝试制作传统发酵食品制作传统发酵食品（一）（一）制作制作腐乳腐乳2.
5、2.毛霉的特点：毛霉的特点：是一种丝状真菌是一种丝状真菌(真核生物真核生物),),代谢类型：代谢类型：异养需氧型异养需氧型分布：分布：常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上生长迅速，具有发达的白色菌丝生长迅速，具有发达的白色菌丝能分泌：能分泌：蛋白酶：蛋白酶：能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸脂肪酶：脂肪酶：将脂肪分解为甘油和脂肪酸将脂肪分解为甘油和脂肪酸淀粉酶：淀粉酶：能使淀粉糖化能使淀粉糖化繁殖方式：繁殖方式：孢子生殖孢子生殖3.3.毛霉生长的最适温度：毛霉生长的最适温度：含含70%70%水的豆腐水的豆腐4.4.利用的原料：利用的原料
6、：15151818若豆腐含水量过高，则不易成形；若豆腐含水量若豆腐含水量过高，则不易成形；若豆腐含水量过少，则比较坚硬，口感不好。过少，则比较坚硬，口感不好。腐乳是利用豆腐坯上培养的、腌制期间腐乳是利用豆腐坯上培养的、腌制期间加入的、外界侵入的各种微生物所分泌的酶加入的、外界侵入的各种微生物所分泌的酶类，同时各种调料也共同参与，引起极其复类，同时各种调料也共同参与，引起极其复杂的化学变化，促使蛋白质水解，糖分发酵杂的化学变化，促使蛋白质水解，糖分发酵成乙醇和其他醇类及形成有机酸，合成复杂成乙醇和其他醇类及形成有机酸，合成复杂的酯类，最后形成腐乳所特有的色、香、味、的酯类，最后形成腐乳所特有的色
7、、香、味、体等，使成品细腻、柔糯而可口。体等，使成品细腻、柔糯而可口。5.5.腐乳制作的原理腐乳制作的原理先创造条件先创造条件让毛霉生长让毛霉生长再加盐控制再加盐控制毛霉的生长毛霉的生长 控制毛霉的生长，控制毛霉的生长，同时增加风味和口感同时增加风味和口感前期发酵前期发酵后期发酵后期发酵让豆腐上让豆腐上长出毛霉长出毛霉加盐加盐腌制腌制加卤汤加卤汤 装瓶装瓶密封密封腌制腌制6.6.腐乳制作的流程图腐乳制作的流程图u 豆腐块在适宜的温度和湿度下，很容易在表面长出毛霉，主豆腐块在适宜的温度和湿度下，很容易在表面长出毛霉，主要利用要利用空气中的毛霉种子空气中的毛霉种子自然接种。自然接种。u 现代工业的
8、腐乳生产，将优良的毛霉接种在豆腐块上。现代工业的腐乳生产，将优良的毛霉接种在豆腐块上。7.7.注意事项注意事项u 加盐的目的：析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬加盐的目的：析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬;抑制微生物的生长，防腐变质；抑制微生物的生长，防腐变质；调制腐乳的风味；浸提毛霉菌丝上的蛋白酶调制腐乳的风味；浸提毛霉菌丝上的蛋白酶 但是加盐过多太咸，影响口味；但是加盐过多太咸，影响口味；过少不足以抑制微生物的生长过少不足以抑制微生物的生长u 用来腌制的玻璃瓶要洗刷干净并用用来腌制的玻璃瓶要洗刷干净并用沸水消毒沸水消毒，装瓶时，操作要，装瓶时，操作要小心，摆放整齐，密封时，最好将瓶口通过小心，摆
9、放整齐，密封时，最好将瓶口通过酒精灯火焰酒精灯火焰，防止，防止瓶口被污染瓶口被污染（二）（二）制作制作泡菜泡菜1.1.菌种：菌种：乳酸菌乳酸菌（1 1）菌种来源：菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌植物体表面天然的乳酸菌（2 2）代谢类型：代谢类型：异养厌氧型异养厌氧型（3 3）种类：种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌乳酸链球菌、乳酸杆菌（原核生物）（原核生物）2.2.发酵原理：发酵原理：在在无氧无氧的情况下能将的情况下能将葡萄糖葡萄糖分解成分解成乳酸乳酸C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+能量能量酶酶二、尝试二、尝试制作传统发酵食品制作传统发
10、酵食品3.3.方法步骤方法步骤选择选择原料原料修整、洗涤、晾晒、修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状切分成条状或片状称取称取食盐食盐配制配制盐水盐水泡菜泡菜盐水盐水加入调味加入调味料，装坛料，装坛封坛封坛发酵发酵成成品品结果分析与评价结果分析与评价1.1.用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？2.2.为什么泡菜坛只能装八成满？为什么泡菜坛只能装八成满？给泡菜坛内创造无氧环境给泡菜坛内创造无氧环境无氧条件无氧条件u在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等
11、较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，们可以进行发酵，发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。发酵液可能会溢出坛外。u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。内菜料变质腐烂。u泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。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“陈泡菜水陈泡菜水”；在用质量百分比为在用质量百分比为5 5的食
12、盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝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，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题。酸盐的含量，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题。思考与讨论思考与讨论（1 1）据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认）据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？为泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？u应该在发酵应该在发酵1010天后食用比较合适，因为此天后食用比较合适，因为此时的亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。时的亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。u亚硝酸盐与人体健康的关系亚硝酸盐与人体健康的关系(1)(1)在膳食中普遍存在，一
13、般不在膳食中普遍存在，一般不会危害人体健康，在人体内以会危害人体健康，在人体内以“过客过客”的形式随尿排出，但如果的形式随尿排出，但如果人体摄入过多，可引起中毒，甚人体摄入过多，可引起中毒，甚至死亡。至死亡。(2)(2)亚硝酸盐在一定条件下可转亚硝酸盐在一定条件下可转化为能致癌、致畸和致突变物质化为能致癌、致畸和致突变物质亚硝胺。亚硝胺。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“陈泡菜水陈泡菜水”；再用质量百分比为再用质量百分比为5 5的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡
14、菜中亚硝酸盐的含量，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题。酸盐的含量，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题。思考与讨论思考与讨论（2 2）他第一次制作出的泡菜）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸咸而不酸”，造，造成这个结果最可能的原因是什么？成这个结果最可能的原因是什么？u可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。因导致泡菜未能正常发酵。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“陈泡菜水陈泡菜水”；再用质量百分比为再用质量百分比为5 5的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜
15、中亚硝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，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题。酸盐的含量，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题。思考与讨论思考与讨论（3 3）加入）加入“陈泡菜水陈泡菜水”的目的是什么？的目的是什么？u“陈泡菜水陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，中含有纯度较高的乳酸菌，加入加入“陈泡菜水陈泡菜水”相当于接种乳酸菌相当于接种乳酸菌关于泡菜发酵的叙述，不正确的是（关于泡菜发酵的叙述，不正确的是（）A.A.泡菜发酵过程中所产生的亚硝酸盐，摄入过多对身体会造成伤害泡菜发酵过程中所产生的亚硝酸盐，摄入过多对身体会造成伤害B.B.煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀
16、灭盐水中的其他杂菌煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他杂菌C.C.制作泡菜利用的菌种是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型制作泡菜利用的菌种是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型D.D.泡菜腌制时间过长，食盐用量过低，温度过高，都容易造成细菌大泡菜腌制时间过长，食盐用量过低，温度过高，都容易造成细菌大量滋生，亚硝酸盐含量增加量滋生，亚硝酸盐含量增加D D（三）制作（三）制作果酒和果醋果酒和果醋1.1.方法步骤方法步骤发酵发酵设备设备消毒消毒冲洗冲洗沥干沥干榨榨汁汁酒精酒精发酵发酵挑选挑选葡萄葡萄醋酸醋酸发酵发酵果酒果酒果醋果醋二、尝试二、尝试制作传统发酵食品制作传统发酵食品（1 1）将发酵
17、瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为）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%70%的酒精的酒精消毒消毒，晾干备用。晾干备用。（2 2）先清洗后去除枝梗先清洗后去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。和腐烂的籽粒，沥干。（3 3）将葡萄汁装入发酵瓶中时要）将葡萄汁装入发酵瓶中时要留大约留大约1/31/3的空间的空间。（4 4）在发酵过程中，）在发酵过程中，每隔每隔12h12h左右将瓶盖拧松一次左右将瓶盖拧松一次（注意：（注意：不是打开瓶盖不是打开瓶盖），此后再），此后再拧紧瓶盖。拧紧瓶盖。（5 5）当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，）当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布盖
18、上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。，进行葡萄醋的发酵。2 2.注意事项注意事项项目项目果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发酵菌种发酵菌种 菌种来源菌种来源菌种代谢类型菌种代谢类型 菌种细胞类型菌种细胞类型发酵原理发酵原理在有氧条件下：在有氧条件下：在无氧条件下：在无氧条件下：氧气、糖源都充足时：氧气、糖源都充足时：缺少糖源时：缺少糖源时：发酵发酵条件条件温度温度 时间时间氧气氧气 酵母菌酵母菌3.3.果酒制作与果醋制作的比较果酒制作与果醋制作的比较醋酸菌醋酸菌主要是附着在葡萄皮上的野生型主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌酵母菌异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型真核细胞真核细胞原核细胞原
19、核细胞C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶C C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2+少量能量少量能量酶酶空气中的野生型空气中的野生型醋酸菌醋酸菌C C6 6H H1212O O6 6+2O+2O2 2 2CH2CH3 3COOH+2HCOOH+2H2 2O+2COO+2CO2 2+能量能量酶酶C C2 2H H5 5OH+OOH+O2 2 CHCH3 3COOH+HCOOH+H2 2O+O+能量能量酶酶18-3018-3030-3530
20、-3510-12d10-12d7-8d7-8d初期需氧，后期不需氧初期需氧，后期不需氧需要氧气需要氧气u与传统发酵有关的几类微生物的比较与传统发酵有关的几类微生物的比较酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌毛霉毛霉乳酸菌乳酸菌生物学生物学分类分类真核生物真核生物原核生物原核生物真核生物真核生物原核生物原核生物生活生活方式方式异养兼异养兼性厌氧性厌氧异养需氧异养需氧异养需氧异养需氧异养厌氧异养厌氧适宜适宜温度温度20 左右左右3035 1518 室温室温主要生主要生殖方式殖方式出芽生殖出芽生殖二分裂生殖二分裂生殖孢子生殖孢子生殖二分裂二分裂生殖生殖主要主要用途用途酿酒、发面酿酒、发面酿醋酿醋制作腐乳制作腐乳制
21、作酸制作酸奶、泡菜奶、泡菜由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，因此在利用这两类微生物时，其环境中一定不由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，因此在利用这两类微生物时，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。要加入青霉素等抗生素。三、传统三、传统发酵发酵技术制作食品与工业生产的差异技术制作食品与工业生产的差异 传统发酵食品的制作传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用过程中，没有接种菌种，而是利用天然存在的菌天然存在的菌种种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准缺乏标准等，往往会等，往往会造成发酵食品的造成发酵食品的品质不一品质不一。工业上大规模生产工
22、业上大规模生产时，为了缩短发酵时间，确保品质稳定，通常会先时，为了缩短发酵时间，确保品质稳定，通常会先通过微生物培养技术获得通过微生物培养技术获得单一菌种单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。，再将它们接种到物料中进行发酵。1 1、关于酵母菌的叙述，正确的是关于酵母菌的叙述，正确的是()A A酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧B B酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖C C酵母菌只在酒精发酵中发挥酵母菌只在酒精发酵中发挥作用作用.酵母菌酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存在含青霉素的培养基中不能生存A A2 2、酵母菌与醋酸菌共有的结构是酵母菌与醋
23、酸菌共有的结构是()A A核糖体核糖体 B B高尔基体高尔基体 C C染色体染色体 D D线粒体线粒体A练习练习3 3、如、如图表示利用葡萄汁进行发酵时可能发生的物质变化。下列有关叙图表示利用葡萄汁进行发酵时可能发生的物质变化。下列有关叙述述错误错误的是（的是（）A.A.过程都需要过程都需要O O2 2参与参与B.B.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可以直接发生过程可以直接发生过程C.C.过程所需要的最适温度相同过程所需要的最适温度相同D.D.酵母菌发生过程的场所相同酵母菌发生过程的场所相同C C有三位同学分别采用了三种不同的发有三位同学分别采用了三种不同的发酵装置来制
24、作果醋。酵装置来制作果醋。A A同学用的是带盖的同学用的是带盖的塑料瓶；塑料瓶；B B同学用的是没有盖的塑料瓶，同学用的是没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的瓶口的8 8层纱布覆盖；层纱布覆盖；C C同学则设计了如同学则设计了如右图所示的发酵装置。结合果醋的制作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？作果醋？你还能继续改进这种装置吗？课后探讨课后探讨果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费果酒和果醋含丰富的有机酸
25、、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:（1 1）图中）图中A A过程指过程指 ,B,B过程是指过程是指 ,去除葡萄的枝梗应在去除葡萄的枝梗应在A A过程过程 (填填“之前之前”或或“之后之后”)。（2 2）图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是）图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是 。（3 3）从装置图可以看出，加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的）从装置图可以看出，加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/32/3，目的是，目的是 。（4 4）制果醋时，要适时通过）制果醋时，要适时通过 进行充气，原因是进行充气，原因是 。冲洗沥干冲洗沥干酒精发酵酒精发酵之后之后是否有以核膜为界的细胞核是否有以核膜为界的细胞核让酵母菌在有氧条件下大量让酵母菌在有氧条件下大量繁殖；防止发酵旺盛时发酵液溢出繁殖；防止发酵旺盛时发酵液溢出充气口充气口醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与
