1、发酵工程：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。传统发酵技术的应用第1章 第1节第一章 发酵工程我国古代酿酒作坊的绘画作品汉代砖刻上的酿酒图我国战国时期盛酒的铜器和其中的酒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。后来,人们通过自然发酵和曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等发酵食品。约9000年前20世纪70年代以后1857年1897年20世纪80年代1957年20世纪40年代巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐步了解发酵的本质。微生物的分离
2、和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向工业化生产方向发展。在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。实现青霉素生产产业化。通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。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，以更加合理地控制发酵过程。从传统发酵技术到发酵工程科技探索之路固体发酵半固体发酵、液体发酵厌氧发酵深层通气液体发酵“葡萄美酒葡萄美酒夜光杯，欲夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来笑，古来征战几人回。征战几人回。”(唐唐王翰王翰)诗中提及的葡
3、萄酒是人类利用微生诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么饮品，为什么一一个是醇厚浓郁、耐人寻味的个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一酒，一个却是酸味柔和、口感绵长个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢的醋呢?它们的制作方法有什么不同它们的制作方法有什么不同?你想不想自己动手制作葡你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢萄酒和葡萄醋呢?葡萄酒和葡萄醋都是有葡萄发酵而来的，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生酒精，另一个经醋酸菌有
4、氧呼吸产生了乙酸，因此两者口感不同。约9000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。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。汉代砖刻上的酿酒图汉代砖刻上的酿酒图我国古代酿酒作坊的绘画作品我国古代酿酒作坊的绘画作品 1857年，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。此后，人们才开始了解发酵的本质。1.发酵(1)概念：(2)原理：(3)类型：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。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
5、。需氧发酵厌氧发酵如：醋酸发酵、谷氨酸发酵等如：酒精发酵、乳酸发酵等 不同的微生物代谢途径有差异；同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异。一、发酵与传统发酵技术常见的发酵产品及其发酵使用的微生物发酵产品微生物发酵产品微生物馒头酵母菌酸奶乳酸菌啤酒酵母菌腐乳毛霉等泡菜乳酸菌陈醋醋酸菌2.腐乳的制作(1)制作原理：(2)参与的微生物：毛霉是一种毛霉是一种丝状真菌丝状真菌(真核生物真核生物)，生殖方式为生殖方式为孢子生殖孢子生殖，代谢类型是代谢类型是异养需氧型异养需氧型。多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。来自某些微生物产生的酶蛋白质小分子肽氨基
6、酸+蛋白酶优点味道鲜美，易于消化吸收，便于保存脂肪甘油脂肪酸+脂肪酶(3)腐乳制作的流程让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制制腐乳坯利用干棕叶(或稻草)上的毛霉孢子，在15-18条件下，让豆腐上长出毛霉。加盐可以析出豆腐中的水，使豆腐变硬，盐也能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。过高：影响风味过低：易腐败含水量70%左右为宜，含水量过高不易成形，过低不利于毛霉生长。卤汤是由酒(12%)及各种香辛料配置而成，抑制微生物的生长同时使腐乳有独特的香味。含酒量过高，时间延长；过低，易腐败。3.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
7、物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。优点：优点：操作简单、便于家庭式或作坊式生产。操作简单、便于家庭式或作坊式生产。缺点：缺点：生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低，产物不单一等。生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低，产物不单一等。(3)发酵产品：利用传统发酵技术制作的食品还有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。(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。1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？不属于不属于使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。2.直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术吗？属于，属
8、于，若直接接种毛霉，则不属于。若直接接种毛霉，则不属于。3.豆瓣酱的制作过程，回答以下问题：煮黄豆 冷却后在黄豆表面抹上一层面粉 发酵 加盐、加水 在烈日下暴晒、搅动，进一步发酵。(1)参与豆瓣酱发酵的微生物来自 。(2)每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？空气空气发酵的生产条件不易控制，且容易受发酵的生产条件不易控制，且容易受杂菌杂菌污染。污染。思考：阅读P5-P7相关内容，思考泡菜、果酒、果醋的制作过程中涉及的主要微生物、生物种类、形态结构、代谢类型、菌种来源、繁殖方式、最适生长温度、发酵原理、注意事项等。乳酸杆菌
9、酵母菌 醋酸菌二、尝试制作传统发酵食品1.制作泡菜 乳酸菌植物体表面天然的乳酸菌。制作传统发酵食品(1)应用的微生物：异养厌氧型乳酸链球菌和乳酸杆菌空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有分布乳制品的发酵、泡菜的腌制等代谢类型：生产应用：分布：乳酸菌常见类型：生物类型：细菌，原核生物在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸(2)原理：乳酸含量乳酸含量0.4%0.4%0.8%0.8%时，口味、品质最佳。时，口味、品质最佳。C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量酶适宜的温度，1820；根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件等。亚硝酸盐的含量低亚硝酸盐的含量低食盐、清水、新鲜蔬菜、香辛料、泡菜
10、坛或其他密封性良好的罐子。(3)材料用具：将新鲜蔬菜将新鲜蔬菜洗净洗净，切切成块状或条状，混合均匀，成块状或条状，混合均匀，晾干晾干后装入泡菜坛内；后装入泡菜坛内；装至半坛装至半坛时，时，加入加入蒜瓣、生姜及其他蒜瓣、生姜及其他香辛料香辛料，继续，继续装至八成满装至八成满；杀灭水中的微生物，杀灭水中的微生物，除去水中的氧。除去水中的氧。过高：过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。(4)制作泡菜的方法步骤配制盐水原料处理、装坛加盐水封坛发酵创造无氧环境的措施创造无氧环境的措施将将冷却冷却好的好的盐水盐水缓缓倒入
11、坛中，使缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料盐水没过菜料，盖好坛盖；，盖好坛盖；向坛盖边缘的向坛盖边缘的水槽中注满水水槽中注满水，在发酵过程中注意，在发酵过程中注意向水槽中补充水向水槽中补充水；根据室内根据室内温度控制发酵时间温度控制发酵时间；不影响乳酸菌等微不影响乳酸菌等微生物的生命活动生物的生命活动调味、抑制微生物调味、抑制微生物生长生长。用清水和食盐配制质量百分比为用清水和食盐配制质量百分比为5%5%-20%20%的盐水，的盐水，并将并将盐水盐水煮沸煮沸，冷却冷却待用；待用；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(1)(1)在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等
12、较为活跃，它们在泡菜发酵初期，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可能会溢出坛外;(2)(2)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。质腐烂。(3)(3)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。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？1为什么泡菜坛只能装八成满？2(5)结果分析与评价泡
13、菜表面的泡菜表面的白膜是酵母菌白膜是酵母菌，这是，这是由于制作过程中密封不好造成的由于制作过程中密封不好造成的如何判断你腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？3泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；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。可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态；一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无浮膜，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。(5)结果分析与评价(6)进一步探究-亚硝酸盐 亚硝酸盐为亚硝酸盐为白色粉末白色粉末，外观，外观与食盐相似，有咸味，易溶与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作于水，可作食品添加剂食品添加剂。泡
14、菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.30.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会引起死亡。(亚硝酸盐为亚硝酸盐为强氧化剂强氧化剂，能够把血液中的，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白红蛋白，从而导致，从而导致缺氧性中毒症状缺氧性中毒症状。)蔬菜水果亚硝酸盐PH、温度微生物亚硝胺硝酸盐硝酸盐还原菌维生素C、E酚类物质注意：亚硝酸盐本身并不致癌，亚硝酸盐会转化为亚硝胺(致癌、致畸和致突变)作用。发酵初期，泡菜中微生物生长很快，将蔬菜中硝酸盐还原成亚硝酸盐，蔬菜中酚类物质和维生素C等将亚硝酸
15、盐氧化，总体来说，生成的亚硝酸盐大于被氧化的，亚硝酸盐的含量逐步上升。微生物代谢活动将氧气消耗殆尽，泡菜坛中的环境不利于乳酸菌以外的其他微生物生长，生成的亚硝酸盐减少。同时，蔬菜中硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此，亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。你可以查阅资料，设计实验跟踪检测泡菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化，探索腌制方法、时间长短和温度高低等条件对亚硝酸盐含量的影响，寻求提高泡菜质量的措施。泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵前期发酵中期发酵后期变化曲线注意少(有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)最多(乳酸抑制其他菌
16、活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)减少(乳酸继续积累，pH继续下降，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)(6)进一步探究亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，不是硝化细菌氧化铵形成的发酵温度高；食盐用量过低；发酵时间短等，容易导致硝酸还原菌大量增殖，产生较多的亚硝酸盐。【制作泡菜的注意事项】(1)制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。(2)用清水和食盐配制质量分数为5%20%的盐水。食盐的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。(3)控制严格
17、的厌氧条件的措施选择合适的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧发酵容器。盐水煮沸后冷却待用。装坛时压实，使盐水没过全部菜料。泡菜坛用水封口，发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。(4)控制适宜的发酵温度：温度过高易导致杂菌滋生；温度过低不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长。(5)控制发酵时间：一般在腌制10天后，亚硝酸盐含量明显下降。但泡菜发酵时间并不是越长越好，一方面发酵时间过长，可能会产生其他有害物质；另一方面，发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳。制作传统发酵食品2.制作果酒 酵母菌(1)应用的微生物：(2)原理：水果表面的野生酵母菌异养兼性厌氧型含糖量较高的蔬菜
18、、水果表面用于酿酒、制作馒头和面包酿酒酵母的最适宜生长温度约为28代谢类型：生产应用：分布：酵母菌适宜温度：生物类型：真菌，真核生物在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2 CO2+能量酶(3)材料用具：新鲜的水果(如葡萄、苹果、山楂和龙眼等)、洗洁精、体积分数为70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。(4)果酒制作步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数
19、为70%70%的的酒精消毒酒精消毒，晾干备用，晾干备用;避免葡萄破损，减少杂菌污染避免葡萄破损，减少杂菌污染去除表面灰尘、污物去除表面灰尘、污物有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽O O2 2后，再进行酒精发酵；后，再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的防止发酵过程中产生的COCO2 2造成发酵液溢出造成发酵液溢出用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶瓶(注意：要注意：要留有大约留有大约1/31/3的空的空间间)，盖好瓶盖，盖好瓶盖;排出气体，防止爆裂排出气体，防止爆裂防止杂菌污染防止杂菌污染将温度控制在将温度控制在18-301
20、8-30进行发酵，在发酵过程中，每隔进行发酵，在发酵过程中，每隔12h12h左右左右将瓶盖将瓶盖拧松拧松一点一点(注意：注意：不是打开不是打开瓶盖瓶盖)，此后，此后再拧紧再拧紧瓶盖。发酵时间为瓶盖。发酵时间为10-12d10-12d。可通过可通过从发酵瓶口取样从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。来对发酵的情况进行监测。防止污染发酵液防止污染发酵液取新鲜葡萄，用取新鲜葡萄，用清水冲洗清水冲洗1-21-2次次，再再去除枝梗和腐烂的籽粒去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干，沥干;防止菌种减少，影响发酵防止菌种减少，影响发酵先洗后去，顺序不能反制作传统发酵食品3.制作果醋 醋酸菌(1)应用的微生物：(2)原理
21、：代谢类型：生产应用：醋酸菌适宜温度：生物类型：空气中的醋酸菌(变酸的酒的表面形成的菌膜)3035各种风味的醋细菌，原核生物异养需氧型C6H12O6+2O2 酶2CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH(乙酸)+H2O+能量氧气、糖源都充足时，将糖分解成乙酸：缺少糖源时，则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸：“糖制醋”“酒变醋”(3)果醋制作步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵将发酵瓶、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%的的酒精消毒酒精消毒，晾干备用，晾干备用;避免葡萄破损，
22、减少杂菌污染避免葡萄破损，减少杂菌污染去除表面灰尘、污物去除表面灰尘、污物有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽O O2 2后，再进行酒精发酵；后，再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的防止发酵过程中产生的COCO2 2造成发酵液溢出造成发酵液溢出用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶瓶(注意：要注意：要留有大约留有大约1/31/3的空的空间间)，盖好瓶盖，盖好瓶盖;排出气体，防止爆裂排出气体，防止爆裂防止杂菌污染防止杂菌污染将温度控制在将温度控制在18-3018-30进行发酵，在发酵过程中，每隔进行发酵，在发酵过程中，每隔12h
23、12h左右左右将瓶盖将瓶盖拧松拧松一点一点(注意：注意：不是打开不是打开瓶盖瓶盖)，此后，此后再拧紧再拧紧瓶盖。发酵时间为瓶盖。发酵时间为10-1210-12d d。可通过可通过从发酵瓶口取样从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。来对发酵的情况进行监测。防止污染发酵液防止污染发酵液取新鲜葡萄，用取新鲜葡萄，用清水冲洗清水冲洗1-21-2次次，再再去除枝梗和腐烂的籽粒去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干，沥干;防止菌种减少，影响发酵防止菌种减少，影响发酵果酒发酵空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖当葡萄酒制作完成后，当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖打开瓶盖，盖上一层
24、纱布盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为发酵温度为30-3530-35，时间为，时间为7-87-8d d。(1)(1)在葡萄酒的制作过程中，发酵液在葡萄酒的制作过程中，发酵液(会或不会会或不会)产生气泡，这是因为酵母菌发产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生酵产生 ;如果是用如果是用紫葡萄紫葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的液的 会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成 。(2)(2)果醋发酵过程中一般果醋发酵过程中一般(会或不会会或不会)出现气泡出现气泡 ，发酵完
25、成时，在发酵液的液，发酵完成时，在发酵液的液面会出现一层菌膜，是面会出现一层菌膜，是 菌膜。菌膜。(3)(3)最明显的变化：发酵后最明显的变化：发酵后1010天后天后会会花青素花青素深红色深红色不不会会醋酸菌醋酸菌(4)结果分析和评价：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？1发酵酒精发酵醋酸发酵气味和味道气泡和泡沫发酵液颜色酒味有气泡和泡沫加深变成深红色酸味无气泡和泡沫浑浊，形成白色菌膜COCO2 2(4)结果分析和评价：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？如果有，如何避免这种影响
26、？2果酒果酒中除了酵母菌，还有中除了酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌乳酸菌、醋酸菌等微生物。等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖等，从而使乳酸菌可能分解果酒中的糖等，从而使果酒变质果酒变质。可以通过可以通过发酵的温度、果酒的发酵的温度、果酒的PHPH等老控制乳酸菌的含量。等老控制乳酸菌的含量。醋酸菌可以将糖或乙醇转化为醋酸菌可以将糖或乙醇转化为乙酸乙酸，由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的，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减少氧气含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖繁殖。此外此外，通过通过改变改
27、变发酵的温度、果酒的发酵的温度、果酒的pHpH等同样可以控制醋酸菌的含量。等同样可以控制醋酸菌的含量。(4)结果分析和评价：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？3随着醋酸发酵的进行，随着醋酸发酵的进行，发酵液的发酵液的PHPH、发酵温度等均不利于、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低酵母菌活性很低。打开瓶盖后，打开瓶盖后，空气中的醋酸菌空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要在工业
28、上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以我们制作果醋时，可以先买一瓶醋先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表，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，用这层面会有一层薄膜，用这层薄膜进行接种薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。可以明显缩短制作果醋的时间。(4)结果分析和评价：如何检测果酒、果醋的发酵情况(口味如何？检测是否产生酒精、醋酸)？4如何评价果酒的制作是否成功？嗅味和品尝嗅味和品尝进行初步鉴定进行初步鉴定(闻一闻，尝一尝有没有酒味闻一闻，尝一尝有没有酒味)酸性条件下酸性条件下用用重铬酸钾重铬酸钾检测是否含有酒精检测是否含有
29、酒精(由橙色变为灰绿色由橙色变为灰绿色)如何评价果醋的制作是否成功？橙色灰绿色 观察有无观察有无菌膜的形成菌膜的形成 嗅味和品尝嗅味和品尝进行初步鉴定进行初步鉴定(闻一闻，尝一尝有没有醋味闻一闻，尝一尝有没有醋味)通过通过酸碱指示剂酸碱指示剂(phph试纸试纸)检测和比较醋酸发酵前后的检测和比较醋酸发酵前后的pHpH值变化值变化还可通过显微镜观察还可通过显微镜观察酵母菌酵母菌 醋酸菌醋酸菌，并统计其数量，并统计其数量项目果酒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 发酵发酵条件条件温度温度 时间时间氧气氧气 酵母菌酵母菌醋
30、酸菌醋酸菌主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌主要是附着在葡萄皮上的野生型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核细胞空气中的野生型空气中的野生型醋酸菌醋酸菌282830-3530-3510-12d10-12d7-8d7-8d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：在有氧条件下：在有氧条件下：在在无无氧氧条件下：条件下：(5)果酒制作与果醋制作的比较：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量酶C6H12O
31、6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量酶(1)榨汁机、发酵瓶等器具要用洗洁精清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干。(2)清洗葡萄时要先冲洗后去除枝梗和腐烂的籽粒，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。(3)用带盖的瓶子制作果酒时，每隔12 h左右排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。在上述传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培
32、养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。到社会中去查阅关于果酒和果醋工业化生产的工艺流程，比较自己制作果酒和果醋的方法与这些流程有哪些异同。在此基础上，请思考：当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别和联系吗？l 在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。l 工
33、程、技术与科学的不同工程、技术与科学的不同科学以科学以“发现发现”为核心，技术以为核心，技术以“发明发明”为核心，工程以为核心，工程以“建造建造”和和“产品产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。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
34、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D2.2.某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些中加些“陈泡菜水陈泡菜水”；在在用用5%5%的食盐水制作泡菜时，他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，结果见右栏在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐
35、的含量，结果见右栏曲线图，请你帮他分析问题。曲线图，请你帮他分析问题。(1)据图分析，从亚硝酸盐含量来看，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？1010天后食用比较好，天后食用比较好，因为此时的因为此时的亚硝酸盐含量低。亚硝酸盐含量低。可能是食盐浓度过高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。发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。“陈泡菜水陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入中含有纯度较高的乳酸菌，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。
36、练习与应用练习与应用二、拓展应用 3.3.有有3 3位同学分别采用了位同学分别采用了3 3种不同的发酵装置来制作种不同的发酵装置来制作果醋果醋。A A同学用的是带盖的塑料瓶；同学用的是带盖的塑料瓶；B B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瓶口的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瓶口的8 8层纱布层纱布覆盖；覆盖；C 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？酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？练习与应用练习与应用C同学的装置更适合制作果醋。装置图结构作用酒精发酵 醋酸发酵充气口排气口 出料口长而弯曲的胶管关闭 定时打开，并接入气泵打开打开关闭关闭制果酒时关闭充气口醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；用来排出CO2气体;防止空气中微生物的污染便于取料，及时监测发酵进行的情况巴斯德的鹅颈瓶实验感 谢 观 看
