1、发发酵酵专项一：传统发酵技术的应用专项一：传统发酵技术的应用发酵产品发酵产品1.1.发酵发酵:一、基础知识一、基础知识复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简朴的物质。发面、酿酒等都是发酵的比较简朴的物质。发面、酿酒等都是发酵的应用。应用。发酵发酵类型类型据氧气需求状况：需氧发酵、厌氧发酵据氧气需求状况：需氧发酵、厌氧发酵据发酵生成产物：酒精发酵、醋酸发酵、据发酵生成产物：酒精发酵、醋酸发酵、乳酸发酵等乳酸发酵等按发酵形式：固态发酵和液体深层发酵按发酵形式：固态发酵和液体深层发酵2.微生物的分类微生物的分类原生生物原生生物原核生物原核生物真菌真菌变形虫
2、、草履虫、衣藻变形虫、草履虫、衣藻酵母菌、霉菌、食用菌酵母菌、霉菌、食用菌细细 菌菌放线菌放线菌 蓝蓝 藻藻支原体支原体衣原体衣原体病病 毒毒无细胞构造无细胞构造立克次氏体立克次氏体远古人古人类发现，吃剩的米粥数后来，吃剩的米粥数后来变成成 了醇香可口的了醇香可口的饮料料人人类最早最早发明的酒明的酒在酒的制作中，依种类分大致上可有白酒、在酒的制作中，依种类分大致上可有白酒、果酒、啤酒和黄酒四类。果酒、啤酒和黄酒四类。制作办法各不相似，但相似部分是它们都制作办法各不相似，但相似部分是它们都是由酵母菌完毕的。酵母在自然界中广泛是由酵母菌完毕的。酵母在自然界中广泛分布，已知有几百种之多，也是应用最广
3、分布，已知有几百种之多，也是应用最广的一类微生物。如面包制作、酒精制造、的一类微生物。如面包制作、酒精制造、药用酵母片、酿酒等。药用酵母片、酿酒等。3.酒的种类酒的种类（一）果酒的制作原理（一）果酒的制作原理果酒是以多个果汁为原料，通过微生物发酵而果酒是以多个果汁为原料，通过微生物发酵而制成的酒精饮料，重要涉及葡萄酒，苹果酒，制成的酒精饮料，重要涉及葡萄酒，苹果酒，梨酒等。梨酒等。葡萄酒的酒精含量为葡萄酒的酒精含量为1012果酒制作菌种：果酒制作菌种：酵母菌酵母菌1.地位：真核、单细胞真菌地位：真核、单细胞真菌3.温度：最适温度：最适200C 18250C4.PH:最适最适4.55.0（3.0
4、-7.5 范畴内生长）范畴内生长）2.代谢类型：异养兼性厌氧型代谢类型：异养兼性厌氧型5.繁殖方式：无性生殖（出芽生殖、孢子生繁殖方式：无性生殖（出芽生殖、孢子生殖等），但多以殖等），但多以出芽方式出芽方式进行。进行。6.分布分布附着在葡萄上附着在葡萄上来自土壤来自土壤 a.有氧条件下有氧条件下进行有氧呼吸，大量繁殖。进行有氧呼吸，大量繁殖。C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶b.无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C C6 6H H1212O O6 6 2C2
5、C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2+能量能量 酶酶7.发酵原理：发酵原理：（前期需氧，后期厌氧）（前期需氧，后期厌氧）为什么葡萄酒普为什么葡萄酒普通呈深红色？通呈深红色？发酵中红葡萄皮的色素进入发酵液发酵中红葡萄皮的色素进入发酵液醋和酒有无什么联系呢？醋和酒有无什么联系呢？有有果果醋醋的制作菌种：的制作菌种：醋酸菌醋酸菌2.2.最适生长最适生长温度：温度：30303535。C C1.1.地位：单细胞原核（细菌）地位：单细胞原核（细菌）（二）果醋的制作原理（二）果醋的制作原理3.PH:3.PH:酸性酸性5.45.46.36.34.4.繁殖方式繁殖方式:二分裂二分裂二分裂生殖二分裂
6、生殖二分裂生殖二分裂生殖5.5.代谢类型代谢类型:异养需氧型异养需氧型1 1、若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡、若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反映式：萄汁中的糖分解成醋酸，其反映式：酶酶 C6H12O6 3CH3COOH（醋酸）（醋酸）2 2、若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，、若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反映式：再将乙醛变为醋酸，其反映式：酶酶2C2H5OH+O2 2CH3CHO（乙醛）（乙醛）+2H2O酶酶2CH3CHO+O2 2CH3COOH（醋酸）（醋酸）6.6.醋酸菌发酵原理：醋酸菌发酵原理：醋酸发酵时，发酵液表面有一层醋酸发酵时，发酵
7、液表面有一层菌膜菌膜：液：液面面O2充足，醋酸菌大量繁殖形成。充足，醋酸菌大量繁殖形成。果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作主要微生物主要微生物代谢类型代谢类型最适温度最适温度最适最适PH需氧情况需氧情况酵母菌（真菌）酵母菌（真菌）酵母菌（真菌）酵母菌（真菌）醋酸菌（细菌）醋酸菌（细菌）醋酸菌（细菌）醋酸菌（细菌）异养需氧型异养需氧型异养需氧型异养需氧型异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型1825 3030303035353535酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性前期需氧，前期需氧，后期不需氧后期不需氧始终需氧始终需氧始终需氧始终需氧二、实验设计二、实验设计挑选葡萄挑选葡萄冲洗冲
8、洗榨汁榨汁酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵果醋果醋果酒果酒果酒和果醋的实验流程示意图果酒和果醋的实验流程示意图以制作葡萄酒和葡萄醋为例：以制作葡萄酒和葡萄醋为例：资料分析资料分析 1.实验室制作果酒、果醋的基本装置是什么？实验室制作果酒、果醋的基本装置是什么？用带盖的瓶子用带盖的瓶子制葡萄酒制葡萄酒果酒和果醋果酒和果醋的发酵装置的发酵装置 出料口出料口排气口排气口充气口充气口某同窗用带盖的瓶子制葡萄酒（如图）某同窗用带盖的瓶子制葡萄酒（如图）（2 2）此后再将瓶盖拧紧，目的是）此后再将瓶盖拧紧，目的是（3 3）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上
9、一层纱布，因素是因素是（4 4）分析此发酵装置局限性之处）分析此发酵装置局限性之处（1 1）发酵过程中，每隔）发酵过程中，每隔12h12h左右将瓶盖拧左右将瓶盖拧 松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？酒精发酵过程中产生酒精发酵过程中产生COCO2 2，瓶盖拧松放出，瓶盖拧松放出COCO2 2 避免进入避免进入O2O2，继续进行酒精发酵，继续进行酒精发酵制造有氧条件，进行醋酸发酵制造有氧条件，进行醋酸发酵易被杂菌污染易被杂菌污染方程式为方程式为:C C2 2H H5 5OH+OOH+O2 2 CH CH3 3COOH+HCOOH+H2 2O O酶酶 2.排气口、充
10、气口、出料口各有什么作排气口、充气口、出料口各有什么作用？用？排气口是在酒精发酵时用来排出排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；二氧化碳的；充气口是在醋酸发酵时连接充气充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气的；泵进行充气的；出料口是用来取样的。出料口是用来取样的。3.为什么排气口要通过一种长而弯曲为什么排气口要通过一种长而弯曲的胶管与瓶身连接？的胶管与瓶身连接？排气口要通过一种长而弯曲的胶管与排气口要通过一种长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是避免空气中的微生物瓶身连接，其目的是避免空气中的微生物污染。其作用相称于巴斯德的鹅颈瓶。污染。其作用相称于巴斯德的鹅颈瓶。4.结合果酒果醋的制作原理，你
11、认为结合果酒果醋的制作原理，你认为应当如何使用这个发酵装置？应当如何使用这个发酵装置？使用该装置制酒时，应当关闭充气口；使用该装置制酒时，应当关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入无制醋时，应将充气口连接气泵，输入无菌空气。菌空气。1 1、材料的选择与解决、材料的选择与解决 选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。除去枝梗。讨论：你认为应当先冲洗葡萄还是先除去枝讨论：你认为应当先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？梗？为什么？应当先冲洗，然后再除去枝梗，以避免去去应当先冲洗，然后再除去枝梗，以避免去去枝梗时引发葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
12、枝梗时引发葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。冲击次数也不适宜太多，避免酵母菌减少。冲击次数也不适宜太多，避免酵母菌减少。实验操作实验操作2 2、清洗榨汁机和发酵瓶、清洗榨汁机和发酵瓶3 3、榨汁榨汁 将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。避免榨汁机、发酵瓶带菌引发发酵液污染避免榨汁机、发酵瓶带菌引发发酵液污染避免榨汁机、发酵瓶带菌引发发酵液污染避免榨汁机、发酵瓶带菌引发发酵液污染70%70%70%70%酒精消毒酒精消毒酒精消毒酒精消毒4 4、发酵、发酵 榨取葡萄汁后将其装入发酵瓶，榨取葡萄汁后将其装入发酵瓶，封闭充气口。封闭充气口。5 5、控制好发酵条件
13、、控制好发酵条件将葡萄汁装人发酵瓶，要留大概将葡萄汁装人发酵瓶，要留大概1 13 3的空间的空间 ，并封闭充气口。（为什么？），并封闭充气口。（为什么？）留一定空间，有助于酵母菌有氧呼吸大量繁殖留一定空间，有助于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成种群优势；同时可避免发酵产生的形成种群优势；同时可避免发酵产生的CO2使发酵使发酵液溢出。液溢出。制葡萄醋制葡萄醋的过程中，要适时的过程中，要适时通过充气口充气通过充气口充气。将温度严格控制在将温度严格控制在30303535，时间控制在前时间控制在前7 78d8d左右。左右。制葡萄酒的过程中，要严格密闭，制葡萄酒的过程中，要严格密闭，将温度严格控制在将温度严格
14、控制在18182525，时间控制在时间控制在101012d12d左右，可通过出料口对发酵左右，可通过出料口对发酵的状况进行。及时的监测。的状况进行。及时的监测。思考问题提示思考问题提示1、材料的选择与解决、材料的选择与解决 应当先冲洗，然后再除去枝梗，以避免应当先冲洗，然后再除去枝梗，以避免去去枝梗时引发葡萄破损，增加被杂菌污染去去枝梗时引发葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。的机会。你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？2、防治发酵液被污染、防治发酵液被污染你认为应该从哪些方面防治发酵液被污染？你认为应该从哪些方面防治发酵液被污染？榨汁机、发酵瓶要清洗干净，并晾
15、干；榨汁机、发酵瓶要清洗干净，并晾干；每每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖。次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖。3、控制好发酵条件、控制好发酵条件 制葡萄酒时，为什么要将温度控制在制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18-25？制葡萄醋时，为什么要将温度控？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在制在30-35？温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。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，因此需要将温左右最适合酵母菌繁殖，因此需要将温度控制在其最适温度范畴内。而醋酸菌是适度控制在其最适温度范畴内。而醋酸菌是适温菌，最适生长温度为温菌，最适生长温度为30-35 ，因此要将，因此要
16、将温度控制在温度控制在30-35。制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参加，因此要适时向发酵液中充气。氧的参加，因此要适时向发酵液中充气。三、成果分析与评价三、成果分析与评价1、果酒的制作与否成功、果酒的制作与否成功 发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检测酒精的存在与否。测酒精的存在与否。2、果醋的制作与否成功、果醋的制作与否成功 通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝通
17、过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定。进行初步鉴定。检测和比较醋酸发酵前后的检测和比较醋酸发酵前后的pH值。值。在显微镜下观察发酵液中与否有醋酸菌，在显微镜下观察发酵液中与否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。并统计其数量作进一步鉴定。四、课题延伸四、课题延伸重铬酸钾法检测发酵液中的酒精重铬酸钾法检测发酵液中的酒精重铬酸钾重铬酸钾酸性条件下，重铬酸钾与酒精酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应成灰绿色反应成灰绿色提高果酒、果醋品质的办法提高果酒、果醋品质的办法1.直接在果汁中加入人工培养的酵母菌直接在果汁中加入人工培养的酵母菌2.直接在果酒中加入醋酸菌直接在果酒中加入醋酸菌 通过分离葡萄表面附着的
18、酵母菌，获通过分离葡萄表面附着的酵母菌，获得纯净的菌种。得纯净的菌种。购置本地生产食醋的工厂或菌种保藏中购置本地生产食醋的工厂或菌种保藏中心的醋酸菌菌种；或者尝试从食醋中分离醋心的醋酸菌菌种；或者尝试从食醋中分离醋酸菌。酸菌。五、有关链接五、有关链接如果进行大规模生产果酒、果醋时，需要解决如果进行大规模生产果酒、果醋时，需要解决哪些问题？哪些问题？大规模生产果酒、果醋时，需要解决全方面考虑，如：大规模生产果酒、果醋时，需要解决全方面考虑，如：a:原料的来源和选择原料的来源和选择b:菌种的培养菌种的培养c:发酵设备、发酵条件的自动化控制发酵设备、发酵条件的自动化控制d：严格控制杂菌污染等：严格控
19、制杂菌污染等e:实际生产中还要考虑沉淀、消毒包装、保存，风味色泽等实际生产中还要考虑沉淀、消毒包装、保存，风味色泽等 1.下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是（下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是（）A.含糖量高的培养基含糖量高的培养基 B.温度温度20 左右左右 C.pH=2.5 D.pH=6C2.严格控制发酵条件是确保发酵正常进行的严格控制发酵条件是确保发酵正常进行的核心，直接关系到与否能得到质量高，产量多核心，直接关系到与否能得到质量高，产量多的抱负产物，普通所指的发酵条件不涉及的抱负产物，普通所指的发酵条件不涉及()A温度控制温度控制 B溶氧控制溶氧控制 CpH控制控制 D酶的控制
20、酶的控制D练习：练习：3果酒制作过程中，操作有误的是（果酒制作过程中，操作有误的是（）将消毒过的葡萄汁装满发酵装置将消毒过的葡萄汁装满发酵装置将温度严格控制在将温度严格控制在榨汁机要清洗干净并晾干榨汁机要清洗干净并晾干进行榨汁将冲洗除枝梗的葡萄放入进行榨汁将冲洗除枝梗的葡萄放入已冲洗并晾干的榨汁机内已冲洗并晾干的榨汁机内A4、有关酵母菌的叙述，错误的是（、有关酵母菌的叙述，错误的是（）A、酵母菌的代谢类型为异养、兼性、酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧型厌氧型 B、酵母菌重要的繁殖方式为孢子生、酵母菌重要的繁殖方式为孢子生殖殖 C、酵母菌只在酒精发酵中发挥作用、酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 D、
21、酵母菌在含链霉素的培养基中不、酵母菌在含链霉素的培养基中不能生存能生存BCD（多选）（多选）5下列叙述能够避免发酵液被污染的是下列叙述能够避免发酵液被污染的是()榨汁机要清洗干净，并晾干榨汁机要清洗干净，并晾干发酵瓶要清洗干净，用体积分数为发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70的酒精消毒的酒精消毒 C装入葡萄汁后，封闭充气口装入葡萄汁后，封闭充气口发酵装置的排气口要通过一种长而弯曲发酵装置的排气口要通过一种长而弯曲的胶管与瓶身连接的胶管与瓶身连接 ABCD（多选）（多选）综合练习综合练习下图表达制造啤酒的过程办法。据图分析下图表达制造啤酒的过程办法。据图分析回答下列问题：回答下列问题：（1）把原料
22、放入沸水中混合的因素是）把原料放入沸水中混合的因素是 。（2）在混合物中加入糖的理由是：）在混合物中加入糖的理由是：。（3）在混合物冷却后才把酵母加进去，是）在混合物冷却后才把酵母加进去，是由于由于 ；如果冷却时不慎使温度骤降到如果冷却时不慎使温度骤降到0，当温度，当温度逐步回升到逐步回升到25时，酵母与否还含有活性？时，酵母与否还含有活性？。因素是。因素是_。为了除去原料中为了除去原料中O2 糖是啤酒酵母发酵的原料糖是啤酒酵母发酵的原料 避免酵母死亡，并达成酶适宜的温度避免酵母死亡，并达成酶适宜的温度 有有低温使酶的活性降低，但没低温使酶的活性降低，但没有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母
23、菌生长繁殖恢复正常有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母菌生长繁殖恢复正常（4）说说出出酵酵母母菌菌细细胞胞所所进进行行的的生生化化反反映映过过程程的的名名称称并并用用反反映映式叙述这一整个过程。式叙述这一整个过程。（5）酵酵母母比比水水更更稠稠浓浓，但但在在化化学学反反映映中中它它会会上上升升到到混混合合物物的的顶部，因素是顶部，因素是_。（6）为为什什么么啤啤酒酒要要最最少少搁搁置置21天天才才能能够够过过滤滤装装瓶瓶，请请说说出出一一种理由。种理由。酒精发酵酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量能量酶酶酵母菌细胞内产生的酵母菌细胞内产生的CO2，增大了本身在液体，增大了本身
24、在液体中的浮力，使其上升中的浮力，使其上升使酵母菌充足发酵，有助于混合物中杂质沉淀；进一步减少使酵母菌充足发酵，有助于混合物中杂质沉淀；进一步减少啤酒中的含糖量；增加啤酒中的啤酒中的含糖量；增加啤酒中的CO2CO2含量等。含量等。1 1、为什么酒是陈的香？、为什么酒是陈的香？不管是果酒还是白酒，能散发芳香气味的功臣是乙酸乙酯。不管是果酒还是白酒，能散发芳香气味的功臣是乙酸乙酯。但新酒中乙酸乙酯的含量是微乎其微的。而酒中的醛、酸不仅但新酒中乙酸乙酯的含量是微乎其微的。而酒中的醛、酸不仅没有香味，尚有刺激喉咙的作用。因此新酿造的酒喝起来生、没有香味，尚有刺激喉咙的作用。因此新酿造的酒喝起来生、苦、
25、涩不那么适口。把新制的酒放在坛里密封好，长久寄存在苦、涩不那么适口。把新制的酒放在坛里密封好，长久寄存在温湿度适宜的地方，使之慢慢地发生化学变化，酒里的醛便不温湿度适宜的地方，使之慢慢地发生化学变化，酒里的醛便不停的氧化为羧酸；而羧酸再和酒精发生酯化反映，生成含有芳停的氧化为羧酸；而羧酸再和酒精发生酯化反映，生成含有芳香气味的乙酸乙酯，从而使酒质醇香，这个变化过程就是酒的香气味的乙酸乙酯，从而使酒质醇香，这个变化过程就是酒的陈化。但需要的时间很长，当代科技可缩短这个时间。陈化。但需要的时间很长，当代科技可缩短这个时间。3 3、根据葡萄酒的颜色分成、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡
26、萄酒三白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。种。白葡萄酒：用白葡萄酿造，白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；皮汁分离发酵；红葡萄酒：用红葡萄酿造，红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；皮汁混合发酵；桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。4 4、根据葡萄酒的含糖量分成干、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。半干、半甜、甜四种。干葡萄酒：含糖量低于干葡萄酒：含糖量低于4克克/升；升；半干葡萄酒：含糖量介于半干葡萄酒：含糖量介于4克克-12克克/升之间；升之间；半甜葡萄酒：含糖量介于半甜葡萄酒：含糖量介于12克克-50克克/升之间；升之间；甜葡萄酒：含糖量高于甜葡萄酒：含糖量高于50克克/升。升。【课外探究】课题课题1、如何将葡萄上附着如何将葡萄上附着的酵母菌分离出来？的酵母菌分离出来？课题课题2、尝试从食醋中分尝试从食醋中分离醋酸菌。离醋酸菌。
