x1.1传统发酵技术的应用

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1、高三生物复习简案选修1专题1传统发酵技术的应用 江苏省淮安中学 王 勤 专题1 传统发酵技术的应用【考试要求】发酵食品加工的基本方法 A果酒和果醋的制作 B （实验18果酒和果醋的制作 B）腐乳的制作 A （实验17腐乳的制作 A）课题1 果酒和果醋的制作知识内容一、果酒制作的原理 简述发酵的原理1酵母菌的兼性厌氧生活方式：果酒的制作依靠酵母菌，它属于兼性厌氧微生物。阐明酒酵母的代谢特点在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O66O26CO26H2O在无氧条件下，进行酒精发酵（或无氧呼吸）。C6H12O62C2H5OH2CO2。2发酵需要的适宜条件：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，

2、20左右最适合酵母菌繁殖，所以酒精发酵时，一般将温度控制在1825。3传统发酵技术所使用的酵母菌的来源：附着在葡萄皮上的野生酵母菌。在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物无法适应这一环境而受到抑制。4葡萄酒呈现深红色的原因：发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液。（色素溶解于有机溶剂）5现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施是直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。二、果醋制作的原理1醋酸菌是一种好氧细菌，只有氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。实验表明，醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中

3、断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。2酒变醋的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式为：C2H5OH + O2CH3COOH + H2O。3醋酸菌生长的最适温度为3035。4制醋所利用的醋酸菌的来源：变酸的酒表面有菌膜，菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。果酒制作果醋制作发酵菌种酵母菌醋酸菌代谢类型兼性厌氧型好氧型反应式C6H12O66O26CO26H2OC6H12O62C2H5OH2CO2C6H12O6O2CH3COOH+CO2+H2OC2H5OH+O2CH3COOH + H2O对酸性环境耐酸性耐酸性最适发酵温度

4、18253035发酵时间1012d78d对氧的需求前期需氧、后期不需氧一直需氧实验设计尝试利用简单的装置制作果汁酒和醋一、制作果酒和果醋的实验流程示意图：二、发酵装置的设计：读P4 图14a、图14b并分析。（1）充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。（2）排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。（3）出料口是用来取样检测的。操作提示一、材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引

5、起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。冲洗时间不能长，否则附着在皮上酵母菌会丢失。二、防止发酵液被污染需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。为防止发酵液被污染，发酵瓶要用体积分数为70%的酒精消毒。三、控制好发酵的条件1葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间。保留O2，防止发酵液因产生大量的CO2而溢出。2温度和时间控制：（1）在制作葡萄酒时将温度严格控制在1825，时间控制在1012d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。（酵母菌20时为最佳繁殖温度。）（2）在制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在3035，时间

6、控制在78d。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为3035 ，因此要将温度控制在3035。3空气控制：（1）酵母菌繁殖需要空气。在完全隔绝空气的情况下，酵母菌繁殖几代就停止了。稍微与空气接触，酵母菌又能继续繁殖。如果长时间得不到空气，大部分的酵母菌就会死亡。要维持酵母菌长时间发酵，必须供给微量的氧气。（2）在制葡萄醋的过程中，由于醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。实验案例实验案例1制作葡萄酒和葡萄醋建议将实验安排在秋季的9月或10月进行。在这段时间内进行实验，有

7、如下优点：（1）正值收获季节，葡萄的价格便宜，品种多样；（2）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好；（3）温度适宜，发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下。1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次，再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2. 取葡萄500 g，去除枝梗和腐烂的子粒。3. 用清水冲洗葡萄12遍除去污物，注意不要反复多次冲洗。4. 用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但

8、注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。6. 由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖24次，进行排气。7. 10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。8. 当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至3035 的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。实验案例2果醋

9、的生产制作过程清洗：将水果或果皮、果核等投入池中，用清水冲洗干净，拣去腐烂部分与杂质等，取出沥干。蒸煮：将上述洗净的果物放入蒸气锅内，在常压下蒸煮1-2 h。在蒸煮过程中，可上下翻动二三次，使其均匀熟透。然后降温至50-60，加入为原料总重量10%的用黑曲霉制成的麸曲，或加入适量的果胶酶，在40-50温度下，糖化2 h。榨汁：糖化后，用压榨机榨出糖化液，然后泵入发酵用的木桶或大缸,并调整浓度。发酵：糖化液温度保持在28-30 ，加入酒母液进行酒精发酵，接种量（酒母液量）为糖化液的5%-8%。发酵初的5-10d，需用塑料布密封容器。当果汁含酸度为1%-1.5%、酒精度为5-8度时，酒精发酵已基本

10、完成。接着将果汁的酒精浓度稀释至5-6度，然后接入5%-10%的醋酸菌液，搅匀，将温度保持在30 ，进行醋酸静置发酵。经过2-3 d，液面有薄膜出现，说明醋酸菌膜形成，一般1度酒精能产生1%的醋酸，发酵结束时的总酸度可达3.5%-6%。过滤灭菌：在醋液中加入适量的硅藻土作为助滤剂，用泵打入压滤机进行过滤，得到清醋。滤渣加清水洗涤1次，将洗涤液并入清醋，调节其酸度为3.5%-5%。然后将清醋经蒸气间接加热至80以上，趁热入坛包装或灌入瓶内包装，即为成品果醋。上述液体发酵工艺，能保持水果原有香气。但应注意，酒精发酵完毕后，应立即投入醋酸菌，最好保持30恒温进行醋酸发酵，温度高低相差太大，会使发酵不

11、正常。如果在糖化液中加入适量饴糖或糖类混合发酵，效果更好。结果分析与评价一、果酒的制作是否成功发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。如果实验结果不理想，请学生分析失败原因，然后重新制作。二、果醋的制作是否成功首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。课题2 腐乳的制作【知识内容】基础知识一、腐乳制作的原理 简述腐乳制作的原理1、参与豆腐发酵的微生物多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，

12、其中起主要作用的是毛霉。2、毛霉毛霉是一种低等丝状真菌，毛霉的种类很多，在自然界广泛分布。毛霉生长迅速，能产生发达的白色菌丝。毛霉菌通过孢囊孢子进行无性繁殖。毛霉是食品加工业中的重要微生物，它可以产生能够分解大豆蛋白的蛋白酶，常用于制作腐乳和豆豉。3、腐乳制作原理等微生物产生的蛋白酶能够将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽、氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。4、腐乳功效：腐乳富含植物蛋白质,经过发酵后,蛋白质分解为各种氨基酸,又产生了酵母等物质,故能增进食欲,帮助消化。此外,腐乳还含有钙、磷等矿物质。（坏处）但值得注意的是臭腐乳发酵后，容易被微生物污染。如果吃太多的臭腐乳，将对人体产生不良作

13、用。另外，腐乳含盐和嘌呤量普遍较高，高血压、心血管病、痛风、肾病患者及消化道溃疡患者，宜少吃或不吃，以免加重病情。实验设计腐乳制作的流程示意图：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。1、选材：适合用来做腐乳豆腐是含水量为70%左右的豆腐，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。毛霉为异养需氧型真菌，若含水量过高，影响毛霉的有氧呼吸；若含水量过少，则不利于毛霉的生长，毛霉的代谢也离不开水。2、实验的具体操作步骤（1）将豆腐切成3cm3cm1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70左右，水分过多则腐乳不易成形。（2）将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用。每块豆腐等距离

14、排放，周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。（3）将平盘放入温度保持在1518的地方。毛霉逐渐生长，大约5d后豆腐表面丛生着直立菌丝。（4）当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味。这一过程一般持续36 h以上。（5）当豆腐凉透后，将豆腐间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制。（6）长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）与盐的质量分数比为51。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边，将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层

15、加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8 d。（7）将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12%左右为宜注。注酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。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，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。（8）将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般六个月可以成熟。腐乳外

16、部有一层致密的“皮”，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“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害。操作提示一、控制好材料的用量1、用盐腌制时，若盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；若盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。2、卤汤中酒的含量应控制在12左右。加酒的目的之一是杀死微生物。如果过少，达不到杀死微生物的目的，导致豆腐腐败；若过多，不但杀死了微生物，而且会因酒精过高抑制了酶的活性，从而影响腐乳的成熟，同时还会因酒精含量过高而影响腐乳的风味。一般应控制在12左右。卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒和各种香辛料配制而成。卤汤中的酒可以选用料酒、

17、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12左右。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。香辛料种类很多，如：胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。尝试制作腐乳，并分析影响腐乳品质的条件二、防止杂菌污染将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。结果分析与评价（一）是否完成腐乳的制作学生是否完成腐乳的制作依据是：能够合理地选择实验材料与用具；前期发酵后豆腐的表面长有菌丝，后期发酵制作基本没有杂菌的污染。（二）腐乳质量的评价制作成功的腐乳应该具有以下特

18、点：色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、质地细腻、无杂质。（三） 能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响。学生能从盐、酒的用量、发酵的温度、发酵时间的长短，以及香辛料等因素中的某一因素来说明其对腐乳风味或质量的影响。【高考真题】1、（07年山东）乙醇等“绿沟能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为： （1）玉米秸秆经预处理后，应该选用 纤维素 酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。（2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？（多选）A.酶制果醋的醋酸菌 B.生长在腐木上的霉菌 C.制作酸奶的乳酸菌 D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌 E反刍动物瘤胃中生存

19、的某些微生物（3）若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为 选择培养基 （按功能分），培养基中的碳原为 纤维素 。（4）从生物体提取出的酶首先要检测 酶的活力（活性） ，以便更好地将酶用于生产实践，在生产实践的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用 固定化酶（固定化细胞） 技术。（5）发酵阶段需要的菌种是 酵母菌 ，在产生酒精时要控制的必要条件是 无氧（密闭、密封） 。 2、（08年重庆）下列叙述错误的是A.酵母菌有核膜，而固氮菌有核膜B.酵母菌有细胞膜，而固氮菌没有C.黑藻细胞有线粒体，而蓝藻细胞没有D.黑藻细胞有内质网，而蓝藻细胞没有3、（08年江苏）下列关于腐乳制作的描述中，错

20、误的是A.在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与B.含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳C.加盐和加酒都能抑制微生物的生长D.密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染解析制作腐乳的豆腐含水量以70为宜。含水量过高，腐乳不易成形；含水量过低，不适于毛霉生长。本题考查制作腐乳的原理，选材和用料及制作的基本知识，属识记内容，比较简单。4、（08年江苏）图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是A B C D解析发酵初期，需向发酵罐中通入一定量的空气，此时酵母菌大量繁殖，分解较多的葡萄糖，产生大量二氧化碳和水，二氧化碳溶于水，pH下降，随着氧气的消耗，到发酵中期，酵母菌进行无氧呼吸产生较少的二氧化碳和酒精，pH稍上升，后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，醋酸菌大量繁殖，利用葡萄糖或酒精生成醋酸，pH迅速下降。此题把果酒和果醋制作过程的物质变化以图解的形式反应出来，考查学生运用知识分析和解决问题的能力，综合性强。- 7 -