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第 41 讲发酵技术实践 考纲要求 1.运用发酵加工食品的基本方法。2.测定食品加工中可 能产生的有害物质。 3.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微 生物在其他方面的应用。 考点一果酒和果醋的制作 1完善制作原理和发酵条件 果酒制作果醋制作 制 作 原 理 菌 种 酵母菌醋酸菌 反 应 有氧条件下,大量繁殖: C6H12O66O2 6H2O6CO212H2O 无氧条件下,酒精发酵: C6H12O62C2H5OH 2CO2 氧气、糖源充足时: C6H12O6 2O22CH3COOH 2CO22H2缺少糖源、氧 气充足时: C2H5OH O2CH3COOHH2O O 发 酵 条 件 最 适 发 酵 1825 3035 温 度 空 气 前期:需氧;后期:不 需氧 需要充足的氧气 时 间 1012 d 78 d 2.完善制作流程 3判断正误 (1)在果酒自然发酵中,需人工添加酵母菌种 () (2)红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的 () (3)变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的 () (4)在葡萄酒制作中,采摘的葡萄应反复冲洗,且要先除枝梗再冲 洗 () 易错警示(1)酿酒和酿醋所利用的微生物不同,前者为酵母菌 真核生物;后者为醋酸菌 原核生物;二者本质区别是有无 以核膜为界限的细胞核。 (2)制作果酒使用的葡萄应先冲洗,再除去枝梗,不能反过来,以 免除去枝梗时引起葡萄破损, 增加被杂菌污染的机会。 对于果酒的 自然发酵,冲洗不要反复进行, 以免使酵母菌数量减少, 发酵周期 加长,产生的果酒中酒精含量下降。 (3)酵母菌进行有氧呼吸时,产生能量多,可大量繁殖;进行无氧 呼吸时,产生能量少,仅能满足自身代谢,基本不繁殖;所以利用 酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。 (4)防止发酵液被污染 榨汁机要清洗干净并晾干, 发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70% 的酒精消毒;装入葡萄汁后要封闭充气口。 (5)发酵后酒精的检验及对照原则 检验 对照组2 mL白酒 实验组2 mL发酵液 3 mol/L 的 H2SO43 滴振荡混匀 重铬 酸钾溶液 3 滴振荡试管 观察 试管甲2 mL发酵前液 试管乙2 mL发酵后液 3 mol/L 的 H2SO43滴振荡混匀 重铬 酸钾溶液 3 滴振荡试管 观察 对照 两种对照方式都必须遵循单一变量原则;前者是标准对照,后者是 自身对照。 1下列关于果酒和果醋制作的叙述,正确的是 () A在制作果酒和果醋实验中,一直保持厌氧环境 B温度对酵母菌酒精发酵的影响很大,而对醋酸菌的发酵影响不 大 C当氧气、糖源充足时,醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸 D由于酵母菌的繁殖能力很强,不需对所用装置进行消毒处理 答案C 解析酒精发酵用酵母菌,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,酒精发酵时一般将温度控制在18 25 。同样,醋酸发酵用醋酸菌, 应将温度严格控制在3035 。 发酵过程应注意防止杂菌污染,需要对所用装置进行消毒处理。 2下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确 的是() A过程和都只能发生在无氧条件下 B过程和都发生在酵母细胞的线粒体中 C过程和都需要氧气的参与 D过程所需的最适温度基本相同 答案C 解析酵母菌是兼性厌氧微生物, 有氧条件下进行有氧呼吸, 无氧 条件下进行无氧呼吸; 醋酸菌是好氧细菌, 在糖源缺乏时可将乙醇 氧化为醋酸。由图可见,过程是葡萄糖在细胞质基质里分解为丙 酮酸,在有氧或无氧条件下都能进行;过程是在无氧条件下, 酵 母菌将丙酮酸氧化分解为乙醇和水;过程是在有氧条件下, 酵母 菌线粒体里完成有氧呼吸的第二、三阶段,需要氧气和水的参与; 过程是在氧气充足、 糖源缺乏的条件下, 醋酸菌将乙醇氧化为醋 酸。酵母菌发酵的最适温度为1825 ,醋酸菌发酵的最适温度 为 3035 。 1果酒和果醋的制作步骤的比较 制果酒制果醋 相 同 过 程 选材和材料处理: 选择新鲜的葡萄, 先用清水冲洗葡 萄 12 遍除去 污物后,再去枝梗 制作发酵液,防止杂菌污染 发酵:将葡萄汁注入发酵瓶,注意液体量不要超过发 酵瓶总体积的 2/3 不 同 过 程 一般将温度控制在18 25 ,时 间控制在 1012 d左右。发 酵旺盛期的 CO2产量非常大, 要及时排气,防止发酵瓶爆 裂 检测指标: 710 d 以后, 可以开始进行取样检验工 作。例如,可以嗅味和品尝、 用重铬酸钾检验酒精含量, 进行酵母菌的镜检、测定pH 等工作 将温度严格控制在 3035 ,并注意适时 通过充气口充气 检测指标:果醋的制作 是否成功可以通过观察 菌膜的形成、嗅味和品尝 初步鉴定,再通过检测和 比较醋酸发酵前后的pH 进一步鉴定。还可以在显 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 2. 装置图解读 (1)各部位的作用 充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 排气口:排出酒精发酵时产生的CO2;与排气管相连的长而弯曲 的胶管:加水后防止空气中微生物的污染。 出料口:是用来取样的。 (2)该装置的使用方法 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。 考点二腐乳的制作 1完善制作原理 (1)菌种:需多种微生物协同作用,其中起主要作用的是毛霉。 (2)菌种作用特点 蛋白质 蛋白酶 氨基酸小分子肽 脂肪 脂肪酶 甘油脂肪酸 2完善制作流程 3完善影响腐乳品质的条件 (1)卤汤成分:酒及各种香辛料。 酒的作用:抑制微生物的生长,又能使腐乳具有独特的香味。 香辛料的作用:调制腐乳风味,防腐杀菌。 (2)盐的用量 浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败变质。 浓度过高,会影响腐乳的口味。 (3)酒的含量:一般控制在12%左右。 易错警示(1)传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别 条件:传统腐乳制作不需要灭菌, 现代腐乳生产必须在严格无菌 条件下进行; 菌种来源: 传统腐乳制作, 菌种来自空气中的毛霉 孢子;现代腐乳生产, 菌种是经过筛选的优良毛霉菌种,并且直接 接种在豆腐上。 (2)豆腐及腐乳的营养成分不同 豆腐由大豆直接磨制而成, 其成分与大豆成分相同。 大豆富含蛋白 质,其含量高达3640%,常食用大豆或大豆制品,可有效补充 食物中的蛋白质。大豆中含脂肪约8%,同时还含有硫胺素、尼克 酸、维生素A 以及钙、磷、铁等矿物质,对人体具有良好的保健 作用。 腐乳是豆腐在毛霉的发酵下形成的。 由于毛霉能产生蛋白酶和脂肪 酶,可将豆腐中的蛋白质和脂肪分别分解成小分子的肽和氨基酸、 甘油和脂肪酸等小分子物质,所以其味道鲜美,易于消化吸收。 3下列关于腐乳制作的叙述,错误的是 () A毛霉可利用其体内的酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和 氨基酸 B卤汤中酒的含量越高,杂菌繁殖越快,豆腐越易腐败 C用盐腌制腐乳的过程中,要控制盐的用量,盐的浓度过高会影 响口味,过低则不足以抑制杂菌的生长,导致豆腐腐败 D其制作过程可以表示为:让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤 汤装瓶密封腌制 答案B 解析豆类中含量最多的有机物是蛋白质, 毛霉等微生物产生的蛋 白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。卤汤中酒的 含量过高,腐乳成熟的时间将会延长; 卤汤中酒的含量过低, 蛋白 酶的活性高,加快蛋白质的水解, 杂菌繁殖快,可能导致豆腐腐败。 腐乳制作条件的控制 1盐:长满毛霉的豆腐块 (毛坯)与盐的质量比为 51。 2酒的用量 :卤汤中酒的含量应控制在12%左右为宜。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 含量过高,对蛋白酶的抑制作用越大, 则腐乳成熟期越长; 若酒精 含量过低,则蛋白酶的活性高,蛋白质水解得快,杂菌繁殖也快, 豆腐易腐败,难以成块。 3发酵的温度 :前期发酵温度应保持在1518 ,并保持一定的时 间,以利于毛霉的生长。 4香辛料:具有调味和杀菌的作用,也会影响腐乳的风味或质量。 5防止杂菌污染的措施 (1)用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。 (2)装瓶时操作要迅速小心,装瓶后要用胶条密封,且最好将瓶口 通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染,进而影响腐乳风味。 考点三制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 1完善泡菜的制作 (1)制作原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 (2)制作流程 (3)操作关键 泡菜坛的选择:火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好 的泡菜坛。 腌制的条件: 控制腌制的时间、 温度和食盐的用量。 防止杂菌污 染,严格密封。 2检测亚硝酸盐含量 (1)原理 亚硝酸盐对氨基苯磺酸反应物; 反应物 N1萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红色染料。 亚硝酸盐溶液的浓度越高,颜色越深;浓度越低,颜色越浅。 (2)流程 配制溶液 制备标准显色液 制备样品处理液 比色 (3)用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比,并估 算泡菜中亚硝酸盐的含量。 3判断正误 (1)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌 () (2)泡菜制作的前期通氧,后期应严格厌氧 () (3)配制盐水时,盐与水的质量比为41 () 易错警示(1)由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物,因此在利用这 两类微生物时,其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。 (2)亚硝酸盐与人体健康的关系 膳食中绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出, 但当摄入总量较多时,可引起中毒或死亡。 亚硝酸盐在一定条件下可转化为致癌、 致畸和致突变的物质 亚硝胺。 (3)亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,而不是硝化 细菌氧化氨形成的。 (4)应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。 4某综合实践活动小组进行了“探究泡菜在腌制过程中亚硝酸盐的 含量变化”的实验。下图为泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实 验流程示意图,下表为测量结果: 亚硝酸盐 含 量(mg/kg) 封坛 前 第 4天第 8天第 12天第 16天 1 号坛0.15 0.6 0.2 0.1 0.1 2 号坛0.15 0.2 0.1 0.05 0.05 3 号坛0.15 0.7 0.6 0.2 0.2 请根据上述情况,回答下列问题: (1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,原因 是。 (2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为,为什么 盐水需煮沸并冷却后才可使用? 。 (3)为确保发酵过程所需的无氧环境,应注意 。 (4)实验中 3 只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异,最可能的原因 是 。 (5)测定亚硝酸盐含量的方法是 。 答案(1)亚硝酸盐含量低(2)41加热煮沸是为了杀灭杂菌, 冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响 (3)经常补充坛盖边沿水槽中的水(4)各坛中微生物种类和数量可 能存在差异(5)比色法 解析(1)有些蔬菜中含有丰富的硝酸盐,这些蔬菜放置过久,蔬 菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。(2)注 意从煮沸和冷却两个方面说明操作的意图。(3)成功制作泡菜的关 键是营造无氧环境, 常用的方法是将坛口用水封好, 防止外界空气 进入。因此要经常补充坛盖边沿水槽中的水。(4)泡菜在开始腌制 时,坛内环境有利于某些细菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌 ),这 些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长, 乳酸菌也大量繁殖, 对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用,使其生 长繁殖受到影响,造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。可见, 亚硝酸盐的含量与坛内的微生物种类和数量有关。(5)测定亚硝酸 盐含量的原理是在盐酸酸化条件下, 亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生 重氮化反应后,再与N1萘基乙二胺盐酸盐结合,使溶液呈玫 瑰红色。将显色反应后的待测样品与已知浓度的标准显色液对比, 即可大致估算出样品中亚硝酸盐的含量。 1与传统发酵有关的几类微生物的比较 酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌 生物学分 类 真核生物原核生物 真核生 物 原核生物 生活方式 异养兼性 厌氧 异养需氧 异养需 氧 异养厌氧 适宜温度
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