(共24张PPT)
面包和酸奶,或者馒头夹着腐乳,是很多人喜欢的早餐。你知道吗?这些食品的制作都离不开微生物发酵。那么,制作不同的发酵食品,需要的微生物一样吗?如何分离和培养微生物呢?
你还知道哪些东西是通过发酵工程所制造出来的吗?
第1章 发酵工程
凉州词
葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。
醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回。
讨论1. 葡萄酒和葡萄醋是人类以葡萄为原料利用微生物发酵制作而来的,它们的制作方法有什么不同?你想不想自己动手制作呢?
一个是经酵母菌无氧呼吸产生了酒精,另外一个是经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸,因此口感不相同。
第1节 传统发酵技术的应用
一.发酵
提出问题
1.酒曲是什么? 2.酿酒加酒曲的目的是什么?
1.是用来酿酒的一种原料,又称块曲或砖曲,以大麦、小麦、豌豆等为原料,经过粉碎,加水混捏,压成曲醅,形似砖块,大小不等,让自然界各种微生物在上面生长而制成。
2. 酒曲中带有多种微生物,微生物所分泌的酶可以将谷物中的淀粉,蛋白质等转变成糖、氨基酸等,有利于酵母菌进行酒精发酵。
提出问题
3.酒中除了酒精还有其他物质吗?
还有乙酸乙酯和其他几百甚至上千种香味物质。
2、发酵:
1)概念:
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。
2)类型:
需氧发酵(_________________________)
厌氧发酵(_________________________________)
醋酸发酵、谷氨酸发酵
酒精、乳酸(泡菜、酸奶)发酵
4)产品:
3)原理:
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力,因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
[实例:腐乳的制作]
让豆腐上长出毛霉
①制作流程
加盐
腌制
加卤汤
装瓶
密封
腌制
豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝
盐能防止杂菌污染,以避免豆腐的腐败
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香味
阅读p5中间有关于腐乳的制作过程,回答以下问题。
问1.制作腐乳利用了哪些微生物?这些微生物来自哪里?
问2.制作原理是什么?
问3.传统发酵技术的概念及特点是什么?优点和缺点分别是什么?
问4.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?
3. 传统发酵技术:
优点:操作简单、便于家庭式或作坊式生产,它是文化的传承等。
缺点:生产条件不易控制,容易受杂菌污染,生产效率低下等。
思考辨析
1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗?属于发酵吗?
不属于;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
【课堂练习】1.下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是( )
A.发酵所用的微生物均为原核生物
B.不同发酵产品所用原料必定不同
C.传统发酵均需在通气条件下进行
D.发酵所用菌种都是天然存在的微生物
D
2022/2/17
二、尝试制作传统发酵食品
1.传统发酵食品制作所利用的微生物
(1)乳酸菌
①代谢特点:厌氧细菌,代谢类型为异
养厌氧型;在无氧的情况下能将葡萄糖
分解成乳酸。
②发酵原理(反应简式)
③生产应用:可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。
④分布:广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内。
⑤常见类型:乳酸链球菌和乳酸杆菌。
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)+能量
2022/2/17
(2)酵母菌
①代谢特点:单细胞真菌,代谢类型
为异养兼性厌氧型;在无氧的情况下
能进行酒精发酵。
②发酵原理(反应简式)
③生产应用:可用于酿酒、制作馒头和面包等。
④影响因素:温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。
⑤分布:在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
2022/2/17
(3)醋酸菌
①代谢特点:好氧细菌,代谢类型为
异养需氧型;当O2、糖源都充足时,
能将糖分解成醋酸;当缺少糖源时则
将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋
酸。多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
②发酵原理(反应简式)
③生产应用:可用于制作各种风味的醋。
C6H12O6+2O2
酶
2CH3COOH(醋酸)+2H2O+2CO2+能量
C2H5OH+O2
酶
CH3COOH(醋酸)+H2O+能量
菌种 名称 生物 分类 代谢 类型 适宜 温度 繁殖 方式 发酵对氧
的需求
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
真核生物
异养
兼性厌氧
出芽生殖
前期需氧,
后期不需氧
原核生物
异养需氧
30—35℃
二分裂
一直需氧
原核生物
异养厌氧
二分裂
密闭不需氧
(4)微生物繁殖方式和代谢特点
18—30℃
18—20℃
【课堂练习】3.下列关于乳酸菌的叙述,不正确的是 ( )
A.常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B.乳酸菌在自然界中分布广泛,空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有分布
C.一个泡菜坛中的乳酸菌不止一个种群
D.乳酸菌是好氧细菌,在有氧条件下将葡萄糖分解成乳酸
D
制作传统发酵食品
1、制作原理
(1)利用植物体表面天然的乳酸菌发酵。发酵期间,乳酸不断积累。
C6H12O6 →2C3H6O3(乳酸)+能量
酶
(2)反应式:
当乳酸的质量百分比为0.4﹪-0.8﹪时,泡菜品质、口味最佳。
一、制作泡菜
(在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸)
探究·实践
乳酸链球菌
2. 发酵条件:
无氧;18~20℃
若温度偏高则有害菌活动力强;若温度偏低则不利于乳酸发酵,导致发酵时间延长。
3. 制作过程:
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用;
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过菜料,盖好坛盖;
配制盐水
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
向坛盖边缘的水槽中注满水,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水;
根据室内温度控制发酵时间;
将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干后装入泡菜坛内;装至半坛时,加入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满;
过高: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。
杀菌除氧
创造无氧环境
在泡菜发酵初期,酵母菌等较为活跃,发酵产物中有较多的CO2,防止发酵液溢出坛外;
防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂;
同时留有一定空间,也更方便拿取泡菜。
P8【拓展应用】
2、某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”;在用5%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?
10天后食用比较好,因为此时的亚硝酸盐含量低。
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。
“陈泡菜水”含乳酸菌,可快速发酵产生乳酸。
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵前期
发酵中期
发酵后期
少(O2抑制乳酸菌活动)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
最多(乳酸积累,抑制其他菌活动)
增多
达到最多后开始下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解)
腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
减少(乳酸积累,pH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)
【课堂练习】1.下列有关泡菜发酵过程的叙述,正确的是( )
A.在制作泡菜的过程中,亚硝酸盐的含量变化情况是逐渐增加的
B.在发酵过程中,只有乳酸菌具有发酵作用,香辛料具有增香、除异味的功效
C.在发酵过程中,乳酸菌可分解蛋白质和果胶,使泡菜变软
D.在发酵过程中,要经常补充水槽中的水,盐水入坛前要煮沸再冷却,以防污染
D
【课堂练习】2.《舌尖上的中国》讲述四川泡菜时曾强调“腌泡菜也有大讲究”。下列有关泡菜制作的叙述,正确的是( )
A.泡菜制作过程中食盐用量越低有利于乳酸菌的生长
B.制作泡菜时泡菜坛要密封,主要目的是避免外界杂菌的污染
C.蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高
D.将配制好的盐水煮沸后冷却待用,冷却的目的是降低水中氧气的含量
C
1、制作原理
许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌, 在它们作用下, 水果可以发酵成果酒。在有氧的条件下,果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。
酵母菌
制作传统发酵食品
二、制作果酒和果醋
探究·实践
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种
菌种来源
菌种代谢类型
发酵原理 在有氧条件下: 在无氧条件下: 氧气、糖源都充足时:
缺少糖源时:
发酵 条件 温度
时间
氧气
酵母菌
醋酸菌
主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
异养兼性厌氧型
异养需氧型
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
酶
空气中的野生型醋酸菌
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
28℃
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧,后期不需氧
需要氧气
器具消毒
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%的酒精消毒,晾干备用
冲洗葡萄
取新鲜葡萄,用清水冲洗1-2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干
榨汁装瓶
用榨汁机榨取葡萄汁,将葡萄汁装入发酵瓶(注意:要留有大约1/3的空间),盖好瓶盖
酒精发酵
将温度控制在18-30℃进行发酵,在发酵过程中,每隔12h左右将瓶盖拧松一点(注意:不是打开瓶盖),此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d.
①70%的酒精的作用:
②冲洗的目的:
③冲洗1-2次即可,能否反复冲洗,
为什么?
④为什么去梗前冲洗:
⑤葡萄汁装入发酵瓶时,
为何要留有1/3的空间?
⑥每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的:
⑦拧松但不打开的目的:
消毒
去除表面灰尘、污物
防止野生菌种数量减少,影响发酵
避免葡萄破损,减少被杂菌污染的机会
a.先让酵母菌进行有氧呼吸,快速繁殖
,耗尽O2后,再进行酒精发酵;
b.防止发酵过程中产生的CO2造成
发酵液溢出
不能,
排出产生的CO2气体
防止杂菌污染
2、方法步骤
打开瓶盖,盖上纱布
当葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃,时间为7-8d。
果醋检测
果酒检测
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
⑧如何检测果酒的发酵情况
(检测是否产生酒精)?
a.闻
b.品尝
c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测橙色→灰绿色
⑨醋酸菌从何而来?
⑩如何检测果醋的发酵情况?
a.闻;b.品尝;
c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值;
d.观察醋酸菌膜是否形成;
打开瓶盖后,空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖,其他的菌因不适应环境条件(不能利用乙醇)而不能繁殖
果酒发酵与果醋发酵的装置比较
结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态
充气口
排气口
出料口
通入空气
关闭
打开,并接入气泵
排出CO2
打开
打开
便于取样监测
关闭
关闭
思考:
1.为什么排气口胶管长而弯曲?
2.该装置还能继续改进吗?
防止空气中微生物的污染
可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置,以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等
【课堂检测】1.如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确的是( )
A.过程①和②只能发生在缺氧条件下
B.过程①和③都只发生在酵母细胞的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①~④所需的最适温度基本相同
C