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1、传统发酵技术的应用课题1 果酒和果醋制作在中华民族悠久的历史长河中，很多事物都走在世界前列，酒也一样，有着它本身的光辉篇章。在酒的记载中，有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中，一段时间后，就有特殊香味的液体流出，这就是最早的果酒。在国内市场上，近几年出现了越来越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。果酒与生活果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低，一般为5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。果酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的维生素和人体所需的
2、氨基酸。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。一、基础知识 1果酒制作的原理（1）酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落形态、结构酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为130um，呈圆形、椭圆形等。思考：你认为酵母菌的细胞中有哪些结构？ 你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别？繁殖酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态，
3、温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。菌落： 讨论：你知道什么的菌落吗？在生态学上一个菌落属于什么？ 酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色。（在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。） 生存的环境 自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，（有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。）一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？
4、其他微生物与酵母菌的关系是什么？（2）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程酵母菌的呼吸果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，反应式如下： 酶 C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量 在无氧条件下，反应式如下： 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量思考： 在发酵过程中，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？如果要获得酒精呢？为什么？（3）发酵1)发酵概念 广义：是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。 狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。2)所以：发酵无氧呼吸。3
5、)应用： 酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。（4）温度要求 繁殖的最适温度：20； 酒精发酵的最适温度：1825。 思考：你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗？ 酵母菌有不同的最适温度说明了什么？补充：温度对发酵的影响酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。你知道吗？1、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？
6、（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。）2、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？（1）根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。 白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵； 红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵； 桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。 （2）根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。 干葡萄酒：含糖量低于4克/升； 半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间； 半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间； 甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。）（5）菌种来源：（在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质
7、也可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌，例如：干酵母或酒药）2、果醋制作的原理(1)醋酸菌形态1)从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，不形成芽孢，属原核生物，以分裂方式繁殖，新陈代谢类型为异养需氧型。（醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是）2)应用：食醋、果醋(2)果醋制作的原理 ，醋酸菌是种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含当量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；酶C6H
8、12O6 3CH3COOH（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(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30一35。酶酶2C2H5OH+O2 2CH3CHO（乙醛）+2H2O 2CH3CHO+O2 2CH3COOH（醋酸）根据这个原理，我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的？从以下三个方面考虑：选材、设计实验装置、操作过程二、实验设计 1果酒和果醋实验流程示意图冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋挑选葡萄2、实验操作(1)材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。、用清水冲洗葡萄12次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多
9、，为什么？ ）讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？（应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。）(2)灭菌讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？（需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。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。） 榨汁机要清洗干净，并晾干。 发酵装置要清洗干净，并用70的酒精消毒。 (3)榨汁 将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 (4)发酵 将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约13的空间 (如图右图所示)，并封闭充气口。 制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在
10、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。 制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在3035，时间控制在前78d左右，并注意适时通过充气口充气。结果分析与评价1由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为C2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在1825，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。2设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有13空间，A组加入酵
11、母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。3制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。课题2 腐乳的制作腐乳是中华民族独特的传统调味品，具有悠久的历史：它是我国古代劳动人民创造出的一种微生物发酵大豆制品，品质细腻、营养丰富、鲜香可口，深受广大群众喜爱，其营养价值可与奶酪相比，具有东方奶酪之称。 各地人民依据自己不同的口味，形成了各具特色的传统产品，如浙江绍兴腐乳、北京王致和腐乳、黑龙江的克东腐乳、上海奉贤的鼎丰腐乳、广西桂林的桂林腐乳、
12、广东水江的水口腐乳、云南路南的石林牌腐乳、河南拓城的酥制.那么腐乳是如何制作的呢？一、基础知识 腐乳的制作原理 （一）毛霉（1）毛霉是一种丝状真菌，具有发达的白色菌丝。它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝。繁殖方式为孢子生殖，新陈代谢类型为异养需氧型。应用于腐乳等发酵工艺。（2）毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。（3）传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。（4）优良
13、菌种的选择：不产生毒素；生长繁殖快，且抗杂菌力强；生长的温度范围大，不受季节的限制；有蛋白酶、脂肪酶、肽酶等酶系；使产品气味正常良好。豆腐乳是我国独特的传统发酵食品，是用豆腐发酵制成，多种微生物参与发酵，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌具发达的白色菌丝。毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主各种酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香等豆腐乳特色。发酵的温度为1518 。（二）腐乳制作的流程图让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制二、腐乳制作的实验设计1、设备及用品瓦罐或有盖玻璃瓶、保温容器、小刀、摇床、250ml三
14、角瓶、超净台及接种设备、灭菌锅2、材料粽叶、北方豆腐、调料。3、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。 那么，怎样豆腐测定水分含量呢？豆腐中水分测定方法： 精确称取经研钵研磨成糊状的样品510 g (精确到0.02mg ，设为Bg)，置于已知重量（Ag）的蒸发皿中，均匀摊平后，在100105 电热干燥箱内干燥4 h，取出后置于干燥器内冷却至室温后称重（为Cg），然后再烘30 min，直至所称重量不变为止（设最终所有重量为Dg）。 请你写出计算豆腐中含水量的表达式。所以，样品水分含量（%）计算公式如下： (烘干前容器和样品质量-烘干
15、后容器和样品质量)/烘干前样品质量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5 d后豆腐表面丛生着直立菌丝（即长白毛）。 你认为将温度保持在15-18 的原因是什么？ 这说明了什么？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
16、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。 盐能否过多或过少，为什么？ 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。分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些。 为什么要随层数的增加而增加盐的用量，且瓶口用的盐最多？约腌制8 d。 你认为腌制作用有哪些 ？ 腌制的时间可以变化吗？为什么？ 你能设计实验来探究腌制时间对腐乳质量的影响吗？ 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。注酒精含量的高
17、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。你认为卤汤中有哪些成分可以抑制杂菌的生长？ 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。你认为在整个的操作过程中，有哪些操作可以抑制杂菌的污染？ 长毛时的温度加盐腌制卤汤中的酒精、辛香料对用具的消毒灭菌密封 4、腐乳的主要生产工序酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。 前期发
18、酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐（白坯）上的生长。 发酵的温度为1518 ，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。毛霉生长大约5d后使白坯变成毛坯。前期发酵的作用： 一、是使豆腐表面有一层菌膜包住，形成腐乳的“体”； 二、是毛霉分泌以蛋白酶为主的各种酶，有利于豆腐所含有的蛋白质水解为多肽和各种氨基酸，脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。 通过腌制并配入各种辅料（红曲、面曲、酒酿），使蛋白酶作用缓慢，促进其他生化反应，生成腐乳的香气。5、成果反思1）是否完成腐乳的制作 检验腐乳是否完成制作的依据是： 能够合理地选择实验材料与用具；
19、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。2）腐乳质量的评价制作成功的腐乳应该具有以下特点： 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。3）能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响影响腐乳品质的主要因素： 菌种和杂菌：菌种是生产发酵的关键，如果菌种退化则表现出生化功能的变化，如水解速率、代谢产物等都会发生变化，从而影响品质。如有杂菌污染则直接影响产品的色、香、味。温度：温度影响菌丝的生长和代谢，如温度过低，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。温度还影响生化反应速度。 发酵时间 发酵时间影响生化反应度及
20、生化产物的量。调味品 加入的各种酒类、糖类等辅料的多少也对口感有重要影响。你能设计实验来探究各种条件对腐乳风味和质量的影响吗？ 课题3 制作泡菜并检验亚硝酸盐含量泡菜不但味美，而且还可以提高人的食欲。泡菜是怎样制作的？泡菜中含有亚硝酸盐，亚硝酸盐有什么危害？怎样测定泡菜中亚硝酸盐含量？1基础知识11制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸。12 常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，生产酸奶的是乳酸杆菌 。13 亚硝酸盐在食品生产中常用作食品添加剂。14 国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。15
21、亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜pH、温度和 一定微生物作用下形成致癌物质 亚硝胺 。日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是什么？亚硝酸盐含量较高。2实验设计21实验流程 修整、洗涤晾晒、切分原料加工条状或片状加盐泡菜盐水加入_并装坛思考3在哪些操作过程中会感染乳酸菌？原料加工和装瓶。22泡菜的制作将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状。泡菜盐水按清水和盐为 41 质量比配制煮沸冷却备用。预处理的新鲜蔬菜装至半坛时放入蒜瓣、生姜、香辛料等佐料，并继续装至八成满。倒入配制好的盐水，使盐水浸没全部菜料 。盖上泡菜坛盖子，并用水密封发酵。发酵时间受到温度影响。泡菜坛内的“白膜”是怎样形成的
22、？ 产膜酵母繁殖。23 测定亚硝酸盐含量的原理在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。3发酵操作31 泡菜坛的选择标准是火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好否则容易引起蔬菜腐烂 。32 腌制时要控制腌制的 时间 、温度和食盐的用量。导致细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加的因素有食盐用量不足10 和腌制时间过长 。一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低。4结果分析与评价41 测定亚硝酸盐的含量（1）需要配制的溶液有：对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液、亚硝酸
23、钠溶液、提取剂、氢氧化铝乳液和氢氧化钠溶液。哪些溶液需要避光保存？提取剂的成分有哪些？对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液；氯化镉和氯化钡。（2）配制标准显色液的基本步骤是：用 刻度移液管 吸取体积0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL的 亚硝酸钠 溶液分别置于比色管中，另取1支比色管为空白对照。向各管加入2.0mL 对氨基苯磺酸溶液 混匀静置35分钟。向各管加入1.0mL N-1-萘基乙二胺盐酸盐 溶液。最后用 蒸馏水 定容到50mL。（3）制备样品处理液的步骤是：称取 0.4 kg泡菜，粉碎榨汁，过滤得约200mL汁液。取100mL汁液倒入500mL容量瓶，添加200
24、mL 蒸馏水和100mL 提取剂，摇床振荡1h，再加40mL 氢氧化钠溶液，最后用蒸馏水定容到500mL并立刻过滤获得滤液。将滤液60mL移入100mL容量瓶，用氢氧化铝乳液定容后过滤，获得无色透明的滤液。（4）比色的步骤是：将40mL滤液移入50mL比色管中，并编号。分别依次加入2.0mL的 对氨基苯磺酸溶液 和1.0mL的 N-1-萘基乙二胺盐酸溶液，并定容到50mL，混匀静置15min。观察颜色变化，并与标准显色液比较，记录亚硝酸盐含量。计算样品滤液（40mL）中亚硝酸盐含量。经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为5.0g，40mL滤液的质量为41.3g，则泡菜中亚硝酸盐含量为 0.12mg/kg 。42制作的泡菜一般在10天之后食用最好，原因是亚硝酸盐含量明显降低 。 泡菜的制作原理在无氧条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸（反应式）。设计原料选择、预处理调味装坛发酵成品操作泡菜坛的选择腌制时间、温度和食盐量的控制亚硝酸盐含量测定原理亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，在与N-1-萘基乙二胺盐酸生成玫瑰色染料，并与标准液比较确定亚硝酸盐含量。步骤配制溶液配制标准液配制样品液比色计算结果分析与评价亚硝酸盐的形成、含量变化及其危害15