发酵技术的应用剖析

1、传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用需氧发酵需氧发酵厌氧发酵厌氧发酵据氧气需求情况据氧气需求情况据发酵生成产物据发酵生成产物醋酸发酵醋酸发酵酒精发酵酒精发酵乳酸发酵乳酸发酵发酵：发酵：利用利用微生物微生物在在有氧或无氧条件有氧或无氧条件下的生命活下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。什么是发酵？什么是发酵？凉州词凉州词 唐朝王翰唐朝王翰葡萄美酒夜光杯，葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。古来征战几人回。专题一专题一 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作果酒的制作原理果酒的制作原理

2、酵母菌酵母菌在在有氧有氧条件下进行条件下进行有氧呼吸有氧呼吸，大量繁殖，大量繁殖，在在无氧无氧条件下进行条件下进行酒精发酵酒精发酵。C6H12O6 2C2H5OH+2CO2有氧繁殖：有氧繁殖： C6H12O6 +6O2+6H2O6CO2+12H2O无氧发酵：无氧发酵： C6H12O6 2C2H5OH+6CO2醋酸菌醋酸菌在在有氧有氧条件下进行条件下进行醋酸发酵醋酸发酵。当糖源充足时：当糖源充足时： C6H12O6 3CH3COOH当缺少糖源时：当缺少糖源时：2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O 2CH3CHO+O2 2CH3COOHC2H5OH+O2 CH3COOH+H2O果醋的制作

3、原理果醋的制作原理菌种菌种名称名称生物学生物学分类分类代谢代谢类型类型适宜适宜温度温度适宜适宜PHPH值值繁殖繁殖方式方式酵母菌酵母菌真菌真菌异养异养兼性厌氧兼性厌氧最适最适20203.3-3.53.3-3.5出芽出芽生殖生殖醋酸菌醋酸菌细菌细菌异养异养需氧需氧303035355.4-6.35.4-6.3二分裂二分裂酵母菌和醋酸菌的比较酵母菌和醋酸菌的比较有氧有氧制醋制醋无氧无氧酿酒酿酒实验设计流程图实验设计流程图鉴定鉴定排出排出COCO2 2用于用于取样检查取样检查和放出发酵液和放出发酵液防止空气中防止空气中杂菌感染杂菌感染制酒时制酒时关闭关闭制制醋时打开醋时打开出出料口料口排排气口气口充充

4、气口气口实验装置示意图实验装置示意图（一）材料的选择与处理（一）材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗。1、先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？、先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。机会。2 2、葡萄不能反复冲洗，为什么？、葡萄不能反复冲洗，为什么？避免冲去表皮上的酵母菌。避免冲去表皮上的酵母菌。操作流程操作流程（二）防止发酵液被污染（二）防止发酵液被污染1、从哪些方面防止发酵液被污染？、从哪些方面防止发酵液被污染？2、制作葡萄酒的酵母菌和制作葡萄醋的醋酸菌主、制作葡萄酒的酵母菌和

5、制作葡萄醋的醋酸菌主要来源于哪里？要来源于哪里？酵母菌来源：附着在葡萄皮上的野生型酵母菌酵母菌来源：附着在葡萄皮上的野生型酵母菌醋酸菌来源：直接购买或食醋中分离醋酸菌来源：直接购买或食醋中分离3、其它杂菌会不会引起发酵液的污染？、其它杂菌会不会引起发酵液的污染？首先，葡萄榨汁前要清洗；其次，在缺氧、酸性的首先，葡萄榨汁前要清洗；其次，在缺氧、酸性的发酵液中，绝大多数微生物无法适应环境而被抑制。发酵液中，绝大多数微生物无法适应环境而被抑制。（二）控制好发酵的条件（二）控制好发酵的条件1、葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。2、制酒：1825 （20 为佳），1012 d， 前期通氧，后期

6、不通氧3、制醋：3035 ，78 d，适时通气发酵液装瓶时为什么要留有发酵液装瓶时为什么要留有1/3的空间？的空间？(1)(1)有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成优势种群有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成优势种群; ;(2)(2)防止由于产生防止由于产生COCO2 2导致发酵液的溢出。导致发酵液的溢出。发酵发酵酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵气味和味道气味和味道酒味酒味酸味酸味气泡和泡沫气泡和泡沫有气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫无气泡和泡沫发酵液颜色发酵液颜色混浊混浊混浊，液面形成白色菌膜混浊，液面形成白色菌膜如何检验果酒、果醋是否制作成功？如何检验果酒、果醋是否制作成功？1、嗅味和品尝、嗅味

7、和品尝 2、显微镜观察、显微镜观察3、比较发酵前后的、比较发酵前后的PH值值4、观察菌膜的形成（醋酸发酵）、观察菌膜的形成（醋酸发酵）5、用重铬酸钾检验酒精的存在（酒精发酵）、用重铬酸钾检验酒精的存在（酒精发酵）1、原料的来源和选择2、菌种的培养3、发酵设备、发酵条件的自动化控制4、严格控制杂菌污染等5、实际生产中还要考虑沉淀、消毒包装、保存，风味色泽等大规模生产果酒、果醋时，需要考虑大规模生产果酒、果醋时，需要考虑下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析回答下列问题：回答下列问题：（1）把原料放入沸水中混合的原因是）把原料放入沸水中混合的原因是 。（2）在混合

8、物中加入糖的理由是：）在混合物中加入糖的理由是： 。（3）在混合物冷却后才把酵母加进去，是）在混合物冷却后才把酵母加进去，是因为因为 ；假如冷却时不慎使温度骤降到假如冷却时不慎使温度骤降到0，当温度，当温度逐渐回升到逐渐回升到25时，酵母是否还具有活性？时，酵母是否还具有活性？ 。原因是。原因是_。为了除去原料中为了除去原料中O2 糖是啤酒酵母发酵的原料糖是啤酒酵母发酵的原料 防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度 有有低温使酶的活性降低，但没低温使酶的活性降低，但没有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母菌生长繁殖恢复正常有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母菌生长繁

9、殖恢复正常 （4）说出酵母菌细胞所进行的生化反应过程的名称并用反应）说出酵母菌细胞所进行的生化反应过程的名称并用反应式叙述这一整个过式叙述这一整个过程。程。（5）酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的）酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的顶部，原因是顶部，原因是_。（6）为什么啤酒要至少搁置）为什么啤酒要至少搁置21天才可以过滤装瓶，请说出一天才可以过滤装瓶，请说出一种理由。种理由。酒精发酵酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量能量酶酶酵母菌细胞内产生的酵母菌细胞内产生的CO2，增大了本身在液体，增大了本身在液体中的浮力，使其上升中的浮力，使其上升使酵母菌充

10、分发酵，有利于混合物中杂质沉淀使酵母菌充分发酵，有利于混合物中杂质沉淀；进一步降低；进一步降低啤酒中的含糖量；增加啤酒中的啤酒中的含糖量；增加啤酒中的CO2含量等。含量等。1、在制作葡萄酒的实验中，将葡萄浆加入发酵瓶的装量不要、在制作葡萄酒的实验中，将葡萄浆加入发酵瓶的装量不要超过超过23，其原因是，其原因是 。2、甲同学是利用酵母菌研究种群增长规律：、甲同学是利用酵母菌研究种群增长规律：(1)该实验制备的该实验制备的5葡萄糖溶液，须加热、冷却后再使用，葡萄糖溶液，须加热、冷却后再使用，原因是原因是 。保证酵母菌在有氧时，代谢旺盛，快速增殖，当无氧时，进保证酵母菌在有氧时，代谢旺盛，快速增殖，

11、当无氧时，进行发酵可以产生较多酒精行发酵可以产生较多酒精消灭杂菌和防止温度过高酵母不能生存消灭杂菌和防止温度过高酵母不能生存(2)取取A、B两个锥形瓶，各加入等量恒定容积的葡萄糖溶液，两个锥形瓶，各加入等量恒定容积的葡萄糖溶液，A组接种少量酵母菌，组接种少量酵母菌，B组不做处理。本实验设置组不做处理。本实验设置B瓶作为对瓶作为对照实验的目的是照实验的目的是 。(3)分别对分别对A、B瓶进行瓶进行 取样，通过测定培养液的浑浊取样，通过测定培养液的浑浊度，可估算酵母菌的度，可估算酵母菌的 ，进行取样计数之前，需将，进行取样计数之前，需将锥形瓶轻轻震荡几次，目的是锥形瓶轻轻震荡几次，目的是 。 排除

12、无菌葡萄糖溶液浑浊度变化对实验结果的影响排除无菌葡萄糖溶液浑浊度变化对实验结果的影响定期定期 （等时间取样）（等时间取样） 种群数量种群数量 使培养液中的酵母菌均匀分布，以减少实验中的计数误差使培养液中的酵母菌均匀分布，以减少实验中的计数误差专题二专题二 腐乳的制作腐乳的制作腐乳的制作原理腐乳的制作原理 毛霉毛霉等微生物产生的等微生物产生的蛋白酶蛋白酶能将豆腐中的蛋白能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶脂肪酶可将脂肪水可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，与醇类作用生成酯。解为甘油和脂肪酸，与醇类作用生成酯。腐乳酿造微生物腐乳酿造微生物毛霉（主）、根霉、曲霉、青

13、霉毛霉（主）、根霉、曲霉、青霉（四大霉菌）（四大霉菌）酵母菌酵母菌（真菌）（真菌）毛霉小知识毛霉小知识生物类型：丝状生物类型：丝状真菌真菌代谢类型：代谢类型：异养兼性厌氧异养兼性厌氧繁殖方式：繁殖方式：孢子生殖孢子生殖适宜温度：适宜温度：1518 实验设计流程图实验设计流程图让豆腐上让豆腐上长出毛霉长出毛霉加盐加盐腌制腌制密封密封腌制腌制加卤汤加卤汤装瓶装瓶1、什么豆腐适合做腐乳？为什么？、什么豆腐适合做腐乳？为什么？含水量为含水量为70%70%左右的豆腐适于作腐乳。左右的豆腐适于作腐乳。2、毛霉主要来源于哪里？、毛霉主要来源于哪里？空气中的毛霉孢子空气中的毛霉孢子实验操作流程实验操作流程（一

14、）毛霉生长（前期发酵）（一）毛霉生长（前期发酵） 温度控制在温度控制在1518 为什么发酵的温度为为什么发酵的温度为1518 ？超过或低于这一？超过或低于这一温度会有何影响？温度会有何影响？此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。毛霉慢慢生长。温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度高，菌丝易老化和死亡，影响品质。温度层；温度高，菌丝易老化和死亡，影响品质。温度还影响生化反应速度。还影响生化反应速度。（二）加盐腌制（后期发酵）（二）加盐腌制（后期发酵）为何要加盐腌制？为何要加盐

15、腌制？（1 1）析出水分，使豆腐变硬；）析出水分，使豆腐变硬；（2 2）抑制微生物的生长，避免豆腐腐败。）抑制微生物的生长，避免豆腐腐败。防止毛霉继续生长防止毛霉继续生长以及其他杂菌繁殖以及其他杂菌繁殖（三）（三）配制卤汤（后期发酵）配制卤汤（后期发酵） 卤汤由酒及各种香辛料配制而成。卤汤由酒及各种香辛料配制而成。1、为什么卤汤酒精含量控制在、为什么卤汤酒精含量控制在12左右？左右？酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐

16、败，难加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。以成块。2 2、香辛料有何作用？、香辛料有何作用？既可调味，有可防腐杀菌。既可调味，有可防腐杀菌。1、豆腐长白毛是怎么回事？、豆腐长白毛是怎么回事？豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。2 2、腐乳外面的、腐乳外面的“皮皮”是怎样形成的？有何作用？对是怎样形成的？有何作用？对人体有害吗？人体有害吗？“皮皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的匐菌丝），它能形成腐

17、乳的“体体”，使腐乳成形。，使腐乳成形。“皮皮”对人体无害。对人体无害。你知道吗？你知道吗？影响腐乳品质的主要因素影响腐乳品质的主要因素1、菌种和杂菌、菌种和杂菌2、发酵温度、发酵温度3、发酵时间、发酵时间4、含水量、含水量5、盐用量、酒含量、调味品、盐用量、酒含量、调味品专题三专题三 泡菜的制作泡菜的制作泡菜的制作原理泡菜的制作原理 乳酸菌乳酸菌在在无氧无氧的条件下进行乳酸发酵。的条件下进行乳酸发酵。C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）（乳酸）凡可使糖类发酵产生凡可使糖类发酵产生乳酸的细菌，都称乳乳酸的细菌，都称乳酸菌，包括酸菌，包括乳酸杆菌、乳酸杆菌、乳酸链球菌、酵母菌乳酸链球菌、酵母菌

18、等。等。硝酸盐还原菌硝酸盐还原菌实验设计流程实验设计流程适宜的温度、适宜的温度、pH一定的微生物一定的微生物硝酸盐硝酸盐 亚硝酸盐亚硝酸盐 亚硝胺亚硝胺 （致癌物）（致癌物）硝酸盐还原菌硝酸盐还原菌发酵发酵时期时期乳酸菌乳酸菌乳酸乳酸亚硝酸盐亚硝酸盐发酵发酵初期初期少少（有O2，乳酸菌活动受抑制）少少增加增加（硝酸盐还原菌的作用）发酵发酵中期中期最多最多（乳酸抑制其它菌活动）积累增多积累增多、pH下降下降下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）发酵发酵后期后期减少减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动）继续增多继续增多，pH继续下降下降至相对稳定下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化重氮化反应：亚硝酸盐重氮化反应：亚硝酸盐 +对氨基苯磺酸对氨基苯磺酸 氮盐氮盐 + N-1-萘基乙二胺偶联萘基乙二胺偶联