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2020-2021学年第1节 传统发酵技术的应用教课课件ppt
展开面包和酸奶,或者馒头夹着腐乳,是很多人喜欢的早餐。你知道吗?这些食品的制作都离不开微生物发酵。那么,制作不同的发酵食品,需要的微生物一样吗?如何分离和培养微生物呢?除了上述可以通过传统发酵技术生产的食品,啤酒、味精乃至胰岛素等药物的工业化生产,也利用了微生物的发酵。然而,工业化大规模生产在菌种的选育和培养、发酵条件的控制等方面比传统发酵生产要复杂得多,需要通过发酵工程来实现。那么,发酵工程的流程是怎样的?它用到的技术与传统发酵技术有什么不同?发酵工程在社会和经济中有哪些应用?
·约9000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料。后来,人们通过自然发酵或曲种传代的固体发酵方法生产其他食品,如酱油、醋、豆鼓、腐乳和酸奶等。这种传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成,但在几千年的时间里,人们并不国。
·1857年,法国微生物学家巴斯德(L.Pasteur,1822-1895)通过实验证明,酒精发酵是由活的酵母菌引起的,从而将酵母菌与发酵联系起来。
·1897年,科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐渐了解了发酵的本质。之后的30多年间,微生物的分离和纯化技术得到了应用,发酵生产的工艺和设备不断完善,传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演变。同时,作坊式的手工生产向近代工业化生产方向发展。利用微生物生产的新产品,如酒精、柠檬酸和淀粉酶等不断出现。
·20世纪40年代,利用发酵工程大规模生产青霉素成为研究的主攻方向。由于青霉素产生菌是需氧型的,科学家在厌氧发酵技术的基础上,建立了深层通气液体发酵技术,使青霉素的生产实现了产业化。不久,随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产,抗生素发酵工业兴起。
· 1957年,用微生物生产谷氨酸获得成功。20世纪60年代,科学家通过研究微生物的代谢途径,继续改进发酵技术,通过人工诱变特定微生物,获得了具有更高生产能力的突变类型。之后,酶制剂、多糖、维生素发酵工业相继兴起。
·20世纪70年代以后,基因工程、细胞工程等的发展,使发酵工程进入了定向育种的新阶段。例如,运用基因工程可以将动植物的基因转移到微生物中,获得具有特殊生产能力的微生物,大量生产人们所需要的产品,如人胰岛素、干扰素等。
·20世纪80年代,科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究,以更加合理地控制发酵过程。目前,人类已经能够自动记录和控制发酵过程的全部参数。
“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回。”(唐·王翰)诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品,为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒,一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢?它们的制作方法有什么不同?你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢?
第1节 传统发酵技术的应用
1. 发酵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化为人类所需要的产物的过程。
2. 传统发酵技术: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面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。传统发酵以固体发酵及半固体发酵为主。
3. 传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
1. 微生物——乳酸菌(乳酸链球菌和乳酸杆菌)。
(1)用清水和食盐配制质量百分比为5%~20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用。(2)将新鲜蔬菜(如萝卜、黄瓜和亚豆等)洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干后装入泡菜坛内;装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满。(3)将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖。(4)向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水,根据室内温度控制发酵时间。
思考: 1. 用水密封泡菜坛的目的是什么?这说明泡菜制作需要什么条件? 2. 为什么泡菜坛只能装八成满?
1. 微生物——酵母菌(果酒)和醋酸菌(果醋)。
3.酵母菌(1)是单细胞真菌,真核生物,呈圆形、椭圆形等。(2)酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖(出芽生殖、分裂生殖、孢子生殖),但多以出芽方式进行。(3)酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中,如水果等。
(1)需氧型原核生物,新陈代谢类型为异养需氧型。(2)最适温度30-35℃(3)应用:食醋、果醋
5.果酒发酵的条件 ①温度:酿酒酵母的最适生长温度为28℃左右,酒精发酵时将温度严格控制在18℃~30℃。 ②氧气:前期需O2 ,后期无氧。 ③PH:呈酸性。(5.0~6.0) ④时间: 10~12天
6.果醋发酵的条件: ①温度:多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃ ,醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。 ②需要充足的氧气 ③PH:呈酸性。 ④时间: 7~8天
(1)将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用。(2)取新鲜葡萄,用清水冲洗1~2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干。(3)用榨汁机榨取葡萄汁,将葡萄汁装入发酵瓶中(注意:要留有大约1/3的空间),盖好瓶盖。(4)将温度控制在18~30℃进行发酵。在发酵过程中,每隔12h左右将瓶盖拧松一次(注意:不是打开瓶盖),此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10~12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。(5)当葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30~35℃,时间为7~8d。
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