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课件网) 选择性必修三《生物技术与工程》 第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 科技探索之路p2-3 从传统发酵技术到发酵工程 科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。 1897年 用微生物生产谷氨酸获得成功,酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。 1957年 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。 20世纪80年代以后 法国微生物学家巴斯德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。 1857年 利用发酵工程大规模生产青霉素,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。 20世纪40年代 1900 1940 1960 1850 1980 1970 约9000年前 我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。 (一) 发酵 指人们利用微生物,在适宜条件下,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.原理: 1.概念: 有氧发酵( ) 厌氧发酵( ) 醋酸发酵 酒精发酵、乳酸发酵 3.类型: 不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力。 醋酸杆菌 酵母菌 一、发酵与传统发酵技术p5 一、发酵与传统发酵技术p5 (二) 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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵,制作食品的技术。 2.类型: 1.概念: 操作简单、便于家庭式或作坊式生产(优点) 3.优缺点: 固体发酵和半固体发酵。 4.产品: 腐乳、泡菜、酸奶、酒、醋、酱、酱油、豆豉、面包、馒头等 酱油 醋 泡菜 豆豉 酱 生产条件不易控制,容易受杂菌污染(缺点) 一、发酵与传统发酵技术p5 腐乳的制作 2.原理: 1.菌种: 3.过程: 毛霉(主要)、酵母菌、曲霉等。 蛋白质 小分子肽 + 氨基酸 蛋白酶/肽酶 脂肪 甘油 + 脂肪酸 脂肪酶 电子显微镜下的毛霉 让豆腐 长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 制腐乳坯 15-18℃ 二、尝试制作传统发酵食品———泡菜p5-6 (一)制作泡菜 2.原理: 1.菌种: 3.菌种来源: 乳酸菌(原核生物) 异养厌氧型 乳酸链球菌、乳酸杆菌 空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内 ①代谢类型: ②种类: ③分布: C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量 酶 乳酸链球菌(球状) 乳酸杆菌(杆状) 发酵期间,乳酸会_____,当它的质量百分比为_____时,泡菜的口味、品质最佳; 不断积累 0.4%-0.8% 植物体表面天然的乳酸菌p6。 二、尝试制作传统发酵食品———泡菜p6 (一)制作泡菜 4.制作过程: 配制盐水 原料处理、蔬菜装坛 加盐水 封坛发酵 装至半坛时,加入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满; 配制5%-20%的盐水,盐水煮沸,冷却待用; 过高:乳酸菌发酵受抑制,泡菜风味差; 过低:杂菌易繁殖,导致泡菜变质。 杀菌除氧 ①发酵初期,酵母菌等较活跃,发酵产物中有较多CO2,防止发酵液溢出坛外; ②防止盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂。 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过菜料,盖好坛盖; 创造无氧环境 向坛盖边缘的水槽中注满水,并常向水槽中补充水;温度控制发酵时间; 二、尝试制作传统发酵食品———泡菜p6 (一)制作泡菜 5.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量变化: 时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵前期 发酵中期 发酵后期 变化曲线 少(O2抑制乳酸菌活动) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用) 最多(乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累,抑制其他菌活动) 增多 达到最多后开始下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解) 减少(乳酸积累,pH下降,抑制乳酸菌活动) 继续增多, 最后保持稳定 下降至保持相对稳定 (硝酸盐还原菌被完全抑制) 二、尝试制作传统发酵食品— ... ...