第1节-传统发酵技术.doc
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1、第1章发酵工程第1节传统发酵技术的应用学习目标1.了解传统发酵技术的历史。2.掌握几种常用微生物的特点及发酵原理。3.制作泡菜及果酒、果醋。知识点一发酵与传统发酵技术1酿酒(1)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。人们最初可能是发现储存的水果自然发酵变成酒,因而逐渐摸索出酿酒技术的。(2)1857年,法国微生物学家巴斯德证明了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。2发酵(1)概念:是指人们利用微生物,在适宜的条件下,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)应用:不同的微生物具有产生不同代谢物的能力,利用它们就可生产
2、出人们所需要的多种产物。3腐乳(1)菌种:多种微生物参与豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。(2)受喜爱原因:经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存。4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发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。(2)方式: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。(3)利用传统发酵技术制作的食品:酒、腐乳、酱、酱油、醋(至少填两种)、泡菜和豆豉等。题型一传统发酵技术历史及内容例1下列关于传统发酵技术的相关叙述错误的是()
3、A传统发酵技术以固体发酵和半固体发酵为主B我国具有悠久的酿酒文化,是因为我们的祖先发现酵母菌可以应用于酿酒,并一直延续至今C9000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物制成含酒精的饮料D早在公元5世纪的北魏古籍中,就有关于腐乳生产工艺的记载,腐乳也是经微生物发酵而成的食品解题分析1857年巴斯德首先通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的,我国具有悠久的酿酒文化,但古代人民并没有发现酵母菌。答案B知识点二制作传统发酵食品的微生物乳酸菌1生物类型:细菌。2代谢类型:异养厌氧型菌。3常见的种类:乳酸链球菌和乳酸杆菌两种。4分布:在自然界中分布广泛,空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内都有分布。5发
4、酵原理在无氧条件下,乳酸菌经无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸。反应式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)能量。6应用:乳酸菌可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。7实验探究:制作泡菜(1)菌种来源:植物体表面天然乳酸菌。(2)泡菜制作原理:在密闭条件下,乳酸菌发酵,乳酸会不断积累,当它的质量百分比为0.4%0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。(3)制作过程(4)进一步探究:泡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,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡,因此需要跟踪检测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。制作泡菜时,盐
5、水为什么配制成质量百分比为5%20%?提示:食盐用量过高,口味不佳,乳酸发酵受抑制,泡菜风味差;食盐用量过低,则会导致杂菌大量繁殖,泡菜腐败。制作泡菜时,盐水为什么煮沸后冷却?提示:煮沸有两大作用,一是除去水中氧气,二是杀灭盐水中的微生物。冷却是为了防止杀死坛内的微生物。题型二泡菜制作过程及条件控制的考查例2(不定项)在制作泡菜的过程中,不正确的是()A按照清水与盐的质量比为14的比例配制盐水B配制好的盐水不需煮沸冷却C腌制过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量D在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境解题分析在制作泡菜的过程中,加入质量百分比为5%20%的盐水,A错误;盐水入坛
6、前要煮沸冷却,煮沸是为了去除氧气并杀灭微生物,冷却是为了避免杀死坛内微生物,保证乳酸菌正常的生命活动,B错误;腌制过程中,要注意控制时间、温度和食盐的用量,来防止杂菌的大量繁殖和亚硝酸盐含量过高等,C正确;乳酸菌是异养厌氧型生物,在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境,D正确。答案AB制作泡菜的注意事项(1)用于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)控制严格的厌氧条件选择合理的发酵容器,如泡菜坛,这是一种既科学又简单的厌氧容器。盐水煮沸后冷却待用。装坛时压实,盐水没过全部菜料。泡菜坛用水封口不让空气进入,创造一个封闭无氧的环境,故发酵期间不宜开盖,
7、并注意在发酵过程中经常补水。(3)控制适宜的发酵温度温度过高易滋生杂菌,过低不利于乳酸发酵,会使发酵时间延长。(4)控制发酵时间发酵时间过短,会造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。知识点三制作传统发酵食品的微生物酵母菌和醋酸菌1酵母菌(1)生物类型:单细胞真菌。(2)分布:一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。(3)代谢类型:异养兼性厌氧型。(4)生长温度:酿酒酵母的最适生长温度约为28_。(5)酒精发酵的反应式:C6H12O6酶,2C2H5OH(酒精)2CO2能量。(6)应用:在无氧条件下可以进行酒精发酵,可用于酿酒、制作馒头和面包等。2醋酸菌(1)生物类型:细菌。(2)代
8、谢类型:异养需氧型。(3)发酵原理:当氧气和糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成醋酸。反应式:C6H12O62O2酶,2CH3COOH(醋酸)2CO22H2O能量。当氧气充足,缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。反应式:C2H5OHO2酶,CH3COOH(醋酸)H2O能量。(4)生长温度:多数醋酸菌的最适生长温度为3035 。(5)应用:醋酸菌可用于制作各种风味的醋。3实验探究:制作果酒和果醋(1)制作原理:许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着大量的不同种类的野生酵母菌,在它们的作用下,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。(2)果酒和果醋的
9、制作过程(以葡萄酒和葡萄醋的制作为例)(3)结果鉴定果酒:发酵后取样,可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,并用酸性重铬酸钾检验酒精的存在。果醋:可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(可用pH试纸)做进一步的鉴定。此外,还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌,并统计其数量做进一步鉴定。4传统发酵食品制作过程中存在的问题传统发酵食品的制作过程中,是利用天然存在的菌种,存在菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等问题,往往会造成发酵食品的品质不一。5改善:工业大规模生产时,通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它
10、们接种到物料中进行发酵,可以缩短发酵时间,确保品质稳定。先冲洗葡萄后去枝梗的原因?为什么冲洗葡萄的次数不能过多?提示:先冲洗再除去枝梗可以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。冲洗葡萄的次数不能过多,以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。葡萄汁装入发酵瓶时,为什么不能超过发酵瓶总体积的2/3?提示:因为初期有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气,保留1/3的体积(空气)可以为酵母菌提供氧气,使酵母菌可以大量增殖,还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。葡萄先冲洗再去枝梗;榨汁机、发酵装置要清洗干净,并晾干;用带
11、盖瓶子制葡萄酒时,每次排气时只需拧松瓶盖,不要打开瓶盖等;发酵装置的排气管用长并弯曲的胶管;用带盖瓶子进行酒精发酵之后,将盖子打开后需盖上一层纱布,再进行醋酸发酵。为什么果酒搁置时间过久会有酸味?提示:醋酸菌在缺乏糖源时,可以将酒精转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸,所以果酒搁置时间过久,会因醋酸菌的代谢产生醋酸而有酸味。题型三果酒和果醋发酵过程的考查例3下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图,请据图判断下列说法正确的是()A制作果酒时,先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌B榨汁前,榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒CA过程是酒精发酵,A过程完后,只需要提高一定的温度就能进行果醋发
12、酵D根据流程图可知导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等解题分析制作果酒时,用清水冲洗的目的是洗掉葡萄皮表面的浮尘,杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的,冲洗不能单独除去葡萄皮表面的杂菌,A错误;榨汁前,榨汁机、发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用,B错误;A过程是酒精发酵,A过程完后,需要打开充气口、适当提高温度、接入醋酸菌才能进行果醋发酵,C错误。答案D题型四常见发酵菌种的比较例4下列叙述错误的是()A醋酸杆菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸B酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精C泡菜腌制主要利用了乳酸菌的乳酸发酵D酵母菌、醋酸菌都可以在有氧条件下生活,乳酸菌需要在无
13、氧环境下生活解题分析醋酸杆菌是好氧型细菌,能在氧气充足的情况下将乙醇转化为醋酸,A错误;酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖可产生酒精,B正确;泡菜主要利用的是乳酸菌的乳酸发酵,C正确。答案A课堂小结笔记空间_1下列关于酵母菌的叙述中,错误的是()A酵母菌是营异养生活的真菌B酵母菌无氧呼吸时能产生乳酸C酵母菌在有氧存在时,能将葡萄糖分解成CO2和H2OD酵母菌的无氧呼吸是酒精发酵答案B解析酵母菌无氧呼吸只能产生二氧化碳和酒精,B错误。2下列哪种条件下,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸()A氧气、糖源充足 B氧气充足、缺少糖源C缺少氧气、糖源充足 D氧气、糖源都缺少答案A解析醋酸菌是需氧型微生物,可以利用
14、糖类或酒精作为营养物质并将其转化成醋酸。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,当糖源不足时,醋酸菌可以将酒精先变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。3制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自于()A所选蔬菜自身原有的 B人工加入到泡菜水中的C腌制过程中自生的 D水中的乳酸菌答案A解析乳酸菌分布在空气、土壤、植物体表等,在制作泡菜时并没有人工加入菌种,腌制过程中也不能无中生有,水中有乳酸菌也会在制泡菜盐水时被煮沸杀死,所以乳酸菌来自蔬菜,A正确。4(不定项)在果酒、果醋、泡菜的制作过程中,下列操作不会引起发酵物受污染的是()A盐水煮沸,冷却待用B发酵瓶用洗洁精清洗,再用70%的酒精擦拭并晾干C葡萄先
15、去除枝梗,再冲洗多次D每次排气时,只需拧松瓶盖,不能将盖完全揭开答案ABD解析在泡菜制作时,将盐水煮沸,可以杀灭其中的微生物;在果酒、果醋制作时,发酵瓶用洗洁精清洗,再用70%的酒精擦拭并晾干,每次排气时,只需拧松瓶盖,不能将盖完全揭开都是防止发酵液被污染的措施;葡萄先去除枝梗再冲洗,会使葡萄破损而增加被杂菌污染的机会。5酒、醋、泡菜、腐乳等都是利用传统发酵技术制作的食品,它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。(1)在葡萄酒的自然发酵过程中,菌种的来源主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。从呼吸角度看,酵母菌属于_菌,写出酵母菌无氧呼吸的反应式_,是否有酒精产生可在酸性条件下用_溶液来检验。(2
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