第1章 发 酵 工 程
必备知识·素养奠基
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵: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。
2.传统发酵食品——腐乳:
(1)原料:豆腐。
(2)参与发酵的微生物:酵母、曲霉和毛霉等,起主要作用的是毛霉。
(3)物质变化:蛋白质小分子的肽和氨基酸。
毛霉是怎样将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的?
提示:毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解。
3.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面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 (2)特点: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。
4.下列食品是传统发酵食品的是②③④⑥⑦⑧⑨。
⑦豆豉 ⑧馒头 ⑨米酒 ⑩豆浆 酸奶 米饭
二、尝试制作传统发酵食品
(一)制作泡菜
1.菌种来源:植物体表面天然的乳酸菌。
2.原理:无氧的情况下,乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。反应简式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。
3.方法步骤:
制作流程 | 具体操作 |
| 用清水和食盐配制质量百分比为5%～20%的盐水,煮沸冷却待用 |
原料加工 和装坛 | 将新鲜蔬菜洗净,切块,晾干后装入泡菜坛内,装至半坛时,加入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满 |
加盐水 | 缓缓注入冷却的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖 |
封坛发酵 | 向坛盖边沿的水槽中注满水,并注意经常向水槽中补充水,室温发酵 |
| |
4.结果分析与评价:
判一判:结合泡菜的制作原理和过程,判断下列实验分析的正误:
(1)用水密封泡菜坛可以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。 (√)
(2)随着发酵时间的延长,泡菜中乳酸含量逐渐增加,所以泡菜腌制时间越长越好。 (×)
提示:当乳酸含量为0.4%～0.8%时,泡菜的口味、品质最佳,如果发酵时间过长,乳酸含量过高,口味不佳,还需考虑亚硝酸盐含量的问题。
(3)制作泡菜时配制的盐水可以直接使用。 (×)
提示:盐水应该煮沸冷却后再使用。
(4)蔬菜和香辛料不能装满泡菜坛,只能装八成满。 (√)
蔬菜中含有较多的硝酸盐,试从泡菜的制作过程分析亚硝酸盐产生的原因。
提示:泡菜是新鲜蔬菜经过乳酸菌等微生物的发酵制作而成的,蔬菜中的硝酸盐在某些微生物的作用下被还原成亚硝酸盐。
(二)制作果酒和果醋
1.菌种:
(1)制作果酒菌种:新鲜水果果皮表面附着的野生酵母菌。
(2)制作果醋菌种:醋酸菌。
2.原理和反应简式:
| 原理 | 反应简式 |
果酒 制作 | 氧气充足,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖 | C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量 |
无氧条件,酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精 | C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 |
果醋 制作 | 氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成醋酸 | C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量 |
氧气充足,缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为醋酸 | C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量 |
| | |
3.方法步骤:
4.结果分析与评价:
判一判:结合果酒和果醋的制作原理和过程,判断下列实验分析的正误:
(1)在制作果酒过程中,发酵液中有气泡产生,因此发酵瓶需要排气。 (√)
(2)在制作果醋时,发酵液变浑浊,液面会形成白菌膜。 (√)
(3)在制作果酒过程中,只有酵母菌进行发酵,没有其他微生物生长。 (×)
提示:葡萄皮上除酵母菌外,还有其他杂菌,所以发酵过程中,有多种微生物参与。
(4)在制作果醋的过程中,酵母菌的酒精发酵被抑制。(√)
(5)在制作果醋的过程中,需将瓶盖打开为醋酸菌提供氧气,盖上纱布以减少空气中尘土等杂质的污染。 (√)
三、传统发酵食品的品质
1.由于菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等,会造成发酵食品的品质不一。
2.工业上大规模生产时,通常会通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。
关键能力·素养形成
知识点一 泡菜的制作
1.菌种——乳酸菌:
(1)代谢类型:异养厌氧型,有氧存在时,无氧呼吸会受到抑制。
(2)结构特点:无核膜包被的细胞核,是原核生物。
(3)生殖方式:二分裂。
(4)种类:种类很多,常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
2.制作泡菜的材料选择:
(1)泡菜坛要选择透气性差的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。
(2)选择新鲜蔬菜:蔬菜中含有大量的硝酸盐,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐,增加泡菜中的亚硝酸盐含量。
3.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析:
时 期 | 乳酸菌 | 乳酸 | 亚硝酸盐 |
初 期 | 少(有氧气,乳酸菌活动受抑制) | 少 | 增加(硝酸盐还原菌的作用) |
中 期 | 最多(乳酸抑制其他菌活动) | 增多,pH下降 | 下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解) |
后 期 | 减少(乳酸继续积累,pH继续下降,抑制自身活动) | 继续增多,pH继续下降 | 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制) |
变 化 曲 线 | | | |
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4.泡菜制作过程中四个注意问题:
(1)盐水的比例和使用方法:
①盐水比例适中:食盐用量过高,乳酸菌发酵受抑制,泡菜风味差;食盐用量过低,会导致杂菌大量繁殖,泡菜腐败。
②盐水要煮沸后冷却使用:盐水煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的细菌。冷却后使用是防止入坛蔬菜表面带入的微生物被高温杀死。
(2)蔬菜装至八成满,不能装满泡菜坛:蔬菜刚入坛时,其表面带入的微生物,进行发酵产生较多的CO2,蔬菜装至八成满,可以防止发酵液溢出。
(3)坛盖边沿的水槽中要注满水,并经常补充,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。
(4)发酵温度和时间的控制:若温度过高,则易滋生杂菌;若温度过低,则发酵时间延长。时间过短,会造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加;泡菜的发酵时间长,亚硝酸盐含量低,但是发酵时间过长,乳酸含量过高,口味不佳。
5.进一步探究:亚硝酸盐含量的测定
(1)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染料。
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