傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用知識講解

1、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解并掌握制作果酒、果醋的原理和制作過程.2、理解制作腐乳的根本原理,知道制作腐乳的實(shí)驗(yàn)流程.3、掌握制作泡菜的根本原理和方法.4、測定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì).【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)有關(guān)微生物的總結(jié)比擬比擬工程酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物學(xué)分類真核生物原核生物真核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型繁殖方式適宜條件下出芽生 殖分裂生殖抱子生殖分裂生殖適宜溫度20 C30C-35C15C-18C室溫發(fā)酵條件前期需氧,后期厭氧直m/直m/厭氧生產(chǎn)應(yīng)用釀酒釀醋制作腐乳制作泡菜、酸奶要點(diǎn)詮釋：由于醋酸菌和乳酸菌都屬于原核生物

2、,因此在利用這兩類微生物室,具環(huán)境中一定不要參加青霉素 等抗生素.要點(diǎn)二、果酒和果醋的制作1、果酒制作與果醋制作的比擬果酒制作果醋制作制 作 原 理菌種酵母菌醋酸菌反響式有氧呼吸：GH2Q+6HO+6Q 酶 6cO+12HO+能量無氧呼吸：GH2O6酶 2GHOH+2CO能量有氧呼吸,缺少糖：GHOH+O 酶 CHCOOH+O發(fā) 酵 條 件適宜溫度20 c左右30 C 35 C對酸性環(huán) 境耐酸性環(huán)境耐酸發(fā)酵時間10 d12 d7 d 8 d對氧的需 求前期需要氧,后期不需氧直Ntt泄2、操作流程瓦選葡屬卜T沖洗卜汨T 潘幡爰研T.破瓦屏i |果酒| Xm3、裝置設(shè)置(1)各局部的作用:暴湎和乘

3、椅的定林裝正示意圖充氣口 ：在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進(jìn)行充氣 排氣口：排出酒精發(fā)酵時產(chǎn)生的 CQ 出料口：是用來取樣的.要點(diǎn)詮釋：由于果酒制作初期需要氧,果醋整個制作過程都需氧,所以需要帶開關(guān)的充氣口,以調(diào)控對氣體 的需求.在果酒制作過程中會產(chǎn)生CO,所以要有排氣口.實(shí)驗(yàn)過程中要取樣檢測,所以要有出料口的設(shè)計(jì).(2)該裝置的使用方法：充氣管口插至瓶底近底部；排氣管口離發(fā)酵液一段距離,外部要彎曲,并盡 量保證管口向下；酒精發(fā)酵時要關(guān)閉充氣口,醋酸發(fā)酵時,充氣口連接充氣泵,不斷泵入空氣.4、果汁發(fā)酵后酒精的檢驗(yàn)根據(jù)對照實(shí)驗(yàn)的原那么,在單一變量的前提下,用酸性的重銘酸鉀檢測發(fā)酵液中生成酒精的方法：(1

4、)對照組試管中參加2mL的酒精,實(shí)驗(yàn)組試管中參加 2mL發(fā)酵液,再分別參加物質(zhì)的量濃度為3 mol/L的HSO3滴,振蕩混勻,最后滴加常溫下飽和的重銘酸鉀溶液 3滴,振蕩,觀察.(標(biāo)準(zhǔn)對照)(2)先分別在試管中參加發(fā)酵前后的果汁,再滴人物質(zhì)的量濃度為3 mol/L的HSO3滴,振蕩混勻,最后滴加常溫下飽和的重銘酸鉀溶液 3滴,振蕩,觀察.(自身對照)5、實(shí)驗(yàn)考前須知工程說明材料的選擇與處 理選擇新鮮的葡荷,榨汁前先將葡箱進(jìn)行沖洗,除去枝梗,以防葡相汁流失及 污染.預(yù)防發(fā)酵液被污 染(1)榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶等都需要清洗干凈,且發(fā)酵瓶進(jìn)行消毒；(2)清洗葡錮是要先清洗后去枝梗；(3)發(fā)酵瓶排氣管用曲頸

5、管,不用直管.發(fā)酵條件的限制(1)葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時,要留有大約1/3的空間.目的先讓酵母菌進(jìn)行 有氧呼吸,快速繁殖,耗盡 Q后再進(jìn)行酒精發(fā)酵,預(yù)防發(fā)酵過程中產(chǎn)生的 CO造成發(fā)酵液的溢出；(2)釀制葡萄酒的過程中,將溫度嚴(yán)格限制在 18c25C,時間限制在10 d12 d左右,可通過出料口對發(fā)酵的情況進(jìn)行及時的監(jiān)測；(3)制作葡萄醋的過程中,將溫度嚴(yán)格限制在30 C35C,時間限制在7 d 8 d左右,并注思適時通過充氣口充氣.要點(diǎn)詮釋：果酒、果醋制作中原料的消毒：(1)榨汁前葡萄的沖洗,應(yīng)先沖洗再去枝梗,由于在去梗的同時會使一些微生物侵入果實(shí)內(nèi)部, 給消毒帶來一定的困難.另外對于果酒的自然發(fā)

6、酵,沖洗不要反復(fù)進(jìn)行,由于其他雜菌和酵母菌被洗去 的時機(jī)是均等的,如果沖洗次數(shù)過多,會使酵母菌數(shù)量減少,使發(fā)酵周期加長,產(chǎn)品的酒精含量下降.(2) 一般選用70%的酒精,并不是酒精的濃度越高效果越好,由于濃度過高會使細(xì)菌周圍形成 一層菌膜,酒精不易進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)；70%的酒精可以迅速進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi),使體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性,將細(xì)菌 消滅.要點(diǎn)三、腐乳的制作1、制作原理、需要菌種、制作過程工程腐乳制作菌種青霉菌、酵母菌、曲霉、毛霉等多種微生物參與,主要是毛霉.菌種來源利用空氣中的毛霉抱子制作原理腐乳的制作是利用豆腐坯上培養(yǎng)的多種微生物分泌的相關(guān)酶的作用,將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可將

7、脂肪水解為甘油和脂肪酸,糖分解發(fā) 酵成乙醇和其他醇類及形成有機(jī)酸,同時輔料中的酒類和各種香辛料等也共同參與 作用,合成復(fù)雜的酯類,最后形成腐乳所特有的色、香、味等,品質(zhì)細(xì)膩、柔軟可 口.實(shí)驗(yàn)流程讓豆腐上長出毛霉一加鹽腌制一加鹵湯裝瓶一密封腌制2、腐乳制作的考前須知(1)影響腐乳品質(zhì)的條件：水、鹽、酒、溫度、發(fā)酵時間等工程腐乳制作水的限制含水量約70%用含水量過高的豆腐制腐乳,不易成形.鹽的限制用鹽腌制時,假設(shè)鹽的濃度過低,缺乏以抑制微生物生長,可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì)；假設(shè) 鹽的濃度過高,會影響腐乳的口味.酒的限制酒的含量應(yīng)限制在12%左右.酒精含量過高,腐乳成熟的時間會延長；酒精含量過低, 缺乏

8、以抑制微生物生長,可能導(dǎo)致豆腐腐敗.溫度限制溫度限制在15c18C,該溫度不適于細(xì)菌、酵母菌和曲霉的生長,從而保證發(fā)酵時 問和腐乳的風(fēng)味.於寸腌制常溫下密封腌制6個月,就可以吃到味道鮮美的豆腐乳了.香辛料具有調(diào)味和殺菌的作用,也會影響腐乳的風(fēng)味或質(zhì)量.(2)預(yù)防雜菌污染用來腌制腐乳的玻璃瓶,洗涮干凈后要用沸水消毒等.裝瓶時,操作要迅速小心.加放鹵湯后, 用膠條將瓶口密封.封瓶時,最好將瓶口通過酒精燈的火焰, 預(yù)防瓶口被污染.要點(diǎn)四、制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量1、實(shí)驗(yàn)原理【高清課堂：生物技術(shù)實(shí)踐專題：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用417466 制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量(1)泡菜的制作原理：利用乳酸菌等微生

9、物在無氧條件下進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、乳酸積累會抑制其他雜菌的生長.在此過程中同時有亞硝酸鹽的產(chǎn)生2亞硝酸鹽提取的亞硝酸鹽提取試劑：氯化俊緩沖液pH9.69.7、硫酸鋅溶液120g/L、氫氧化鈉20g/L、氫氧化鋁乳液；氫氧化鈉一硫酸鋅為蛋白質(zhì)沉淀劑,以除去雜質(zhì),獲得較純的亞硝酸鹽溶液；氫氧化鋁乳液能吸附泡菜汁液中的雜質(zhì)和色素,使泡菜汁液脫色后變得澄清透明,以便進(jìn)行后續(xù)的顯色反響.3測定亞硝酸鹽含量和比色的原理顯色試劑：乙酸或鹽酸,對氨基苯磺酸溶液,N-1-蔡基乙二胺溶液在酸化條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮反響 重氮反響的產(chǎn)物與N-1-蔡基乙二胺結(jié)合形成玫瑰紅色產(chǎn)物L(fēng)©將顯色反響后

10、的樣品與濃度的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行目測比色或光電比色,可以大致估算或精確計(jì)算 出泡菜中亞硝酸鹽的含量.要點(diǎn)詮釋： 亞硝酸鹽為白色粉末,易溶于水,在食品生產(chǎn)中用作食品添加劑一般用作防腐劑.分布：在自然界中,亞硝酸鹽分布廣泛.據(jù)統(tǒng)計(jì),蔬菜中亞硝酸鹽的平均含量約為4 mg/kg,咸菜中亞硝酸鹽的平均含量在 7 mg/kg以上,而豆粉中的平均含量可達(dá) 10 mg/kg.對人體的影響：膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康, 但是,當(dāng)人體攝入總量到達(dá)0.3 g 0.5 g時,會引起中毒；當(dāng)攝入總量到達(dá) 3 g時,會引起死亡.膳食中的絕大局部亞硝酸鹽在人體內(nèi)以“過客的形式隨尿排出,只有在特定條件下適宜 pH、溫度和一

11、定的微生物作用,才會轉(zhuǎn)變成致癌 物質(zhì)一一亞硝胺.亞硝胺具有致癌、致畸等作用.新鮮蔬菜放置時間過長會變質(zhì)的原因：放置時間長的蔬菜中的硝酸鹽易被滋生的硝酸鹽復(fù)原菌 復(fù)原成亞硝酸鹽而危害健康.亞硝酸鹽與食鹽的比擬：亞硝酸鹽為白色粉末,顏色與食鹽非常相似,味道咸澀,是有毒物質(zhì), 它有縮短煮肉時間的作用,在適宜溫度、pH和一定微生物的作用下形成亞硝胺引發(fā)癌癥.食鹽為白色晶 體,味道咸,常做調(diào)味品.在日常生活中最好將炊具、食品與亞硝酸鹽分開放置,預(yù)防誤食.2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1泡菜的制作及測定亞硝酸鹽含量的實(shí)驗(yàn)流程示意圖如以下圖所示：要點(diǎn)詮釋：泡菜的制作：根據(jù)清水與鹽的質(zhì)量比為 4 ： l的比例配制鹽水.將鹽水煮

12、沸冷卻.將經(jīng)過預(yù)處理 的新鮮蔬菜混合均勻,裝入泡菜壇內(nèi),裝至半壇時,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,繼續(xù)裝至八成滿, 再徐徐注入配制好的鹽水,使鹽水沒過全部菜料,蓋好壇蓋.向壇蓋邊沿的水槽中注滿水,以保證壇內(nèi) 乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境.在發(fā)酵過程中要注意經(jīng)常補(bǔ)充水槽中的水.發(fā)酵時間長短受室內(nèi)溫度的影響.2亞硝酸鹽含量的測定件取泡荒3泡菜腌制過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化發(fā)酵 時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵 初期少以/、產(chǎn)酸的大腸桿菌和酵母菌活 動為主,同時還有一局部硝酸鹽復(fù)原 菌活動少增加硝酸鹽復(fù)原菌的活動, 亞硝酸鹽含量有所增加發(fā)酵 中期最多其他名田菌的活動受到抑制,只 有乳酸菌活動強(qiáng)烈積累、增

13、多,PH下降下降由于硝酸鹽復(fù)原菌受到 抑制,同時形成的亞硝酸鹽又 被分解,因血業(yè)硝酸鹽含量下 降發(fā)酵 后期減少由于乳酸的積累,酸度繼續(xù)增 強(qiáng),乳酸菌活動也受到抑制繼續(xù)增多, PH繼續(xù)下 降下降至相對穩(wěn)定硝酸鹽復(fù)原 菌完全被抑制要點(diǎn)詮釋：乳酸菌屬于原核生物,它是能通過發(fā)酵將糖類轉(zhuǎn)化成乳酸的細(xì)菌的總稱,常見的有乳酸鏈球菌和 乳酸桿菌,目前已發(fā)現(xiàn)乳酸菌有 59種,所以乳酸菌不是一個種群,而是一類生物.在泡菜發(fā)酵初期, 主要以不產(chǎn)酸的大腸桿菌和酵母菌活動為主,同時還有一局部硝酸鹽復(fù)原菌在活動.該時期產(chǎn)生了厭氧 環(huán)境,乳酸菌才開始活動.發(fā)酵中期,由于乳酸菌產(chǎn)生了大量乳酸,其他細(xì)菌活動受到抑制,只有乳酸

14、菌活動強(qiáng)烈.此期乳酸菌數(shù)量到達(dá)頂峰,乳酸的量繼續(xù)積累.發(fā)酵后期,由于乳酸的積累,酸度繼續(xù)增 長,乳酸菌活動也受到抑制,乳酸菌數(shù)量下降.【典型例題】類型一：果酒、果醋的制作原理和操作方法例1、2022江蘇高考圖為蘋果酒的發(fā)酵裝置示意圖,以下表達(dá)錯誤的選項(xiàng)是jT=、集并發(fā)醒瓶A.發(fā)酵過程中酒精的產(chǎn)生速率越來越快B.集氣管中的氣體是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CQC.發(fā)酵過程中酵母種群呈“ J冶型增長D.假設(shè)發(fā)酵液外表出現(xiàn)菌膜,最可能原因是發(fā)酵瓶漏氣【答案】ABC【解析】發(fā)酵時間越長,酒精濃度越高,會對酵母菌發(fā)酵起抑制作用,后期發(fā)酵速率會變慢,A錯誤發(fā)酵瓶中會留有局部空氣,集氣管中的二氧化碳并非全部由無氧呼

15、吸產(chǎn)生,B錯誤.由于原料等因素的影響,酵母菌成S型曲線增長,C錯誤.假設(shè)酵液出現(xiàn)菌膜,應(yīng)為好氧細(xì)菌,可推測原因是發(fā)酵瓶漏氣,D正確.【點(diǎn)評】此題重在考查對果酒制作原理及方法的掌握.【變式一】在適宜的溫度條件下,在如以下圖所示裝置中都參加干酵母內(nèi)有活酵母菌【舉一反三】：,其中適于產(chǎn)生酒精的裝置【答案】A【解析】注意題干中所暗示的條件,仔細(xì)審題就會發(fā)現(xiàn)此題是讓你說明,酵母菌在什么條件下會產(chǎn)生酒精.這就要求我們首先要弄清發(fā)酵的條件：1要有葡萄糖、水和酵母菌；2必須在密封的條件下無 氧條件下,如果有氧,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,產(chǎn)生 CO和HQ這兩個條件缺一不可【變式二】以下關(guān)于果醋的制作,錯誤的選項(xiàng)是A

16、.果醋的制作需用醋酸菌,醋酸菌是一種好氧菌,所以在制作過程中需通氧氣B .醋酸菌是一種嗜溫菌,溫度要求較高,一般在50c左右C .醋酸菌能將果酒變成果醋D .當(dāng)氧氣、糖源充足時,醋酸菌可將葡萄糖氧化成醋酸【答案】B【解析】此題考查果醋的制作原理和條件限制.制作果醋所用菌種為醋酸菌,其原理是氧氣、糖源充足 時,醋酸菌直接將葡萄糖氧化為乙酸；而在糖源缺乏、氧氣充足的條件下可將乙醇氧化為乙醛,再進(jìn)一 步氧化為乙酸,在整個發(fā)酵過程中,必須保證供給充足的氧氣,因此A、C、D正確.而醋酸菌適宜的生長溫度為30C35C.溫度為50c時,會影響醋酸菌的活性.因此答案選 Bo【變式三】在家庭中用鮮葡萄制作果酒時

17、,正確的操作是A.讓發(fā)酵裝置接受光照B.給發(fā)酵裝置適時排氣C.向發(fā)酵裝置通入空氣D .酵母菌裝置放在45 C【答案】B【解析】果灑用的酵母菌.酵母菌兼性厭氧細(xì)菌.要出果酒之時是酵母菌無氧呼吸的時候,產(chǎn)生酒精和二氧化碳.產(chǎn)生氣體就要排出.酒精發(fā)酵最正確溫度18-25 C,最好是弱酸性環(huán)境.果醋溫度限制在30-35 C, 需要的是醋酸菌.類型二：腐乳的制作原理和過程例2、(2022江蘇高考)關(guān)于“腐乳的制作實(shí)驗(yàn),以下表達(dá)錯誤的選項(xiàng)是(A.將腐乳坯堆積起來會導(dǎo)致堆內(nèi)溫度升高,影響毛霉生長B.腐乳坯假設(shè)被細(xì)菌污染,那么腐乳坯外表會出現(xiàn)黏性物C.勤向腐乳坯外表噴水,有利于毛霉菌絲的生長D.裝壇階段參加料

18、酒,可有效預(yù)防雜菌污染【答案】C【解析】毛霉生長需要適宜的溫度和水分,將腐乳松堆積起來,毛霉呼吸作用等會使溫度升高,影響其生長,勤噴水又會改變濕度,導(dǎo)致雜菌滋生,故 C錯誤.【點(diǎn)評】此題主要考查影響腐乳制作的相關(guān)知識.【舉一反三】：【變式一】以下關(guān)于腐乳制作過程中的操作,不正確的選項(xiàng)是()A .先將豆腐切成塊放在消毒的籠屜中,保持溫度在 15C18C.并具有一定濕度B .將長滿毛霉的豆腐放在瓶中,并逐層加鹽,接近瓶口外表的鹽要鋪厚一些C .鹵湯中酒的含量一般限制在12%左右D .鹵湯中香辛料越多,口味越好【答案】D類型三：泡菜的制作原理和實(shí)驗(yàn)操作和泡菜中亞硝酸鹽含量的測定例3、某人利用乳酸菌制

19、作泡菜因操作不當(dāng)泡菜腐爛.以下原因中正確的選項(xiàng)是()罐口密閉缺氧,抑制了乳酸菌的生長繁殖罐口封閉不嚴(yán),氧氣抑制了乳酸菌的生長繁殖罐口封閉不嚴(yán),氧氣抑制了其他腐生菌的生長和繁殖罐口封閉不嚴(yán)促進(jìn)了需氧腐生菌的生長和繁殖A.B.C.D.【答案】B【解析】乳酸菌是異養(yǎng)厭氧型微生物,所以罐口封閉不嚴(yán),氧氣會抑制了乳酸菌的生長繁殖,但是對其 他需氧型的微生物是有利的,所以罐口封閉不嚴(yán)促進(jìn)了需氧腐生菌的生長和繁殖,最后導(dǎo)致泡菜腐爛.【解析】此題考查泡菜的制作原理.【舉一反三】：【變式一】分析材料答復(fù)下面的問題：泡菜制作是以乳酸發(fā)酵為主,同時利用食鹽的高滲透壓作用,兼有蛋白質(zhì)分解的微生物發(fā)酵過程的 冷加工方法

20、,對蔬菜的營養(yǎng)成分、色香味的保存十分有利.千百年來,泡菜不但以其酸鮮純粹、脆嫩芳香、清爽可口、回味悠長的特點(diǎn)吸引眾多食客,還因其 開胃口、促消化、解葷腥、增食欲的成效為世人所接受.泡菜的制作工藝如下：選料一預(yù)處理一配制調(diào)料一腌制.泡菜的制作看上去很簡單,但要泡出色香 味形俱佳、營養(yǎng)衛(wèi)生的泡菜.應(yīng)該掌握原料性質(zhì)、選擇容器、制備鹽水、搭配調(diào)料、裝壇等技術(shù).如調(diào) 料是泡菜風(fēng)味形成的關(guān)鍵,泡菜壇的選擇亦關(guān)乎泡菜的制作成敗.(1)制作泡菜所利用的乳酸菌,從其結(jié)構(gòu)分析,屬于哪類生物？(2)請用反響式表示乳酸發(fā)酵的原理.(3)制作泡菜的壇子必須密封,試說明其道理.(4)泡菜制作過程中為什么會產(chǎn)生亞硝酸鹽？(

21、5)為什么在泡菜制作后期亞硝酸鹽含量會下降？(6)試討論腌制泡菜的過程中應(yīng)注意的問題及原因.【答案】(1)屬于原核生物(2) GHQ 酶 2GHQ (乳酸)+能量.(3)保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需要的無氧條件.(4)泡菜發(fā)酵初期,由于亞硝酸鹽復(fù)原菌的活動,蔬菜中的硝酸鹽被復(fù)原成亞硝酸鹽.(5)乳酸菌產(chǎn)生大量乳酸,抑制硝酸鹽復(fù)原菌的活動,同時形成的亞硝酸鹽又被分解,因此亞硝 酸鹽含量下降.(6)需要限制腌制的時間、溫度和食鹽的用量.溫度過高、食鹽用量缺乏10%、腌制時間過短都容易造成細(xì)菌大量繁殖,亞硝酸鹽含量增加.【解析】此題考查了泡菜制作原理和實(shí)驗(yàn)操作.從結(jié)構(gòu)上講,參與泡菜發(fā)酵的微生物乳酸菌屬于原核生 物,因乳酸菌為嚴(yán)格厭氧的微生物,所以泡菜壇必須密封,雖然密封但在發(fā)酵初期還是有酵母菌活動, 在泡菜鹽水外表形成一層白膜.泡菜發(fā)酵初期