一、 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用
1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)
指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。
不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力
如：醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵
如：酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵
生產(chǎn)條件不易控制，易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)物不單一等
果酒、果醋、泡菜、醬油等的制作
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。
有氧或無氧條件下的物質(zhì)氧化分解
2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作
酵母，曲霉和毛霉等，主要是毛霉（真核）
蛋白質(zhì) 小分子的肽+氨基酸
脂肪 甘油+脂肪酸
在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸
植物體表面天然的乳酸菌(常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌)
亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的
少(有O2，乳酸菌活動受抑制)
增加(硝酸鹽還原菌的作用)
最多(乳酸抑制其他菌活動)
下降(硝酸鹽還原菌受抑制,部分亞硝酸鹽被分解)
減少(乳酸繼續(xù)積累,pH繼續(xù)下降,抑制其活動)
繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降
下降至相對穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)
④泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化
思考：(選擇性必修3 P8練習(xí)與應(yīng)用)隨泡菜的發(fā)酵時間的延長，亞硝酸鹽的含量就會降低。是不是泡菜的發(fā)酵時間越長，越適合食用？_________________________________________________________________________________________________________________。
1.亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的。2.營造無氧環(huán)境的3項(xiàng)措施：選擇的泡菜壇密封性要好；加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料；蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿水。
提示：不是，發(fā)酵時間過長會產(chǎn)生其他有害物質(zhì)，同時乳酸含量過多，口味不佳
(3)果酒和果醋的制作
有氧條件酵母菌有氧呼吸大量繁殖
無氧條件酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵
前期需氧后期不需氧(18～30℃)
一直需氧(30～35℃)
聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)
酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗
②果酒和果醋的制作步驟及目的
發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等器具用洗潔精清洗干凈并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒,晾干備用
榨汁機(jī)榨取葡萄汁并裝入發(fā)酵瓶,留約1/3的空間,蓋好瓶蓋;
取新鮮葡萄,用清水沖洗1-2次,再去除枝梗和腐爛的籽粒,瀝干
防止沖洗掉皮上的野生酵母菌;避免葡萄破損,減少雜菌污染機(jī)會
18-30℃發(fā)酵,每12h左右將瓶蓋擰松一次,發(fā)酵時間為10-12d。
打開瓶蓋，蓋一層紗布，溫度為30-35℃，時間為7-8d。
防止發(fā)酵液溢出，且酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖
創(chuàng)造無氧環(huán)境進(jìn)行酒精發(fā)酵,并可以防止好氧型微生物污染發(fā)酵液
創(chuàng)造有氧環(huán)境進(jìn)行醋酸發(fā)酵
有氧呼吸利于繁殖；無氧呼吸產(chǎn)生酒精。
裝置的使用：使用該裝置制作果酒時，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制作果醋時，應(yīng)將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。
排出酒精發(fā)酵時產(chǎn)生的CO2
排氣口通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染
用來取樣,及時監(jiān)測發(fā)酵進(jìn)行的情況
發(fā)酵前期充氣口打開，輸入無菌空氣讓酵母茵增殖，后期關(guān)閉充氣口，進(jìn)行酒精發(fā)酵；在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進(jìn)行充氣
③果酒和果醋發(fā)酵改進(jìn)裝置及其分析
(1)腐乳的制作需要多種微生物的參與，起主要作用的是曲霉(　　)(2)豆腐中的蛋白質(zhì)被蛋白酶全部分解成了氨基酸(　　)(3)泡菜制作中選材裝至半壇時,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝滿(　　)(4)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應(yīng)嚴(yán)格保持無氧條件(　　)(5)泡菜壇的選擇、發(fā)酵過程中壇沿要注滿水都有利于泡菜的無氧發(fā)酵（ ）(6)泡菜制作過程可以隨時取出食用不同酸味的泡菜（ ）(7)酵母菌通過有氧呼吸可以大量繁殖，通過無氧呼吸可以產(chǎn)生酒精(　　)(8)各種葡萄都可以釀制出紅葡萄酒(　　)(9)由于醋酸菌對氧氣的含量相當(dāng)敏感，所以在醋酸發(fā)酵過程中要始終通入氧氣(　　)(10)只有在糖源充足的情況下才能進(jìn)行醋酸發(fā)酵(　　)(11)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生乙酸（ ）(12)酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度（ ）(13)在果酒發(fā)酵后期松松瓶蓋的間隔時間可延長（ ）(14)在家庭中用新鮮葡萄制作果酒時，需給發(fā)酵裝置適時排氣（ ）(15)在制作葡萄酒的過程中，應(yīng)先去除葡萄的枝梗，再進(jìn)行反復(fù)沖洗，這樣才可以洗得徹底（ ）
圖1表示同學(xué)甲設(shè)計的制作果酒的發(fā)酵裝置示意圖，回答下列問題。
增加發(fā)酵液中的溶解氧；增大營養(yǎng)物質(zhì)與酵母菌的接觸
發(fā)酵初期為什么利用充氧泵向發(fā)酵液充氣？
增設(shè)空氣過濾器的作用是？
過濾空氣中的細(xì)菌,防止雜菌污染
裝置中利用水封的回旋式單向閥排氣的優(yōu)點(diǎn)是？
有利于發(fā)酵產(chǎn)生的氣體自動排出
發(fā)酵工程是指利用 的特定功能，通過 ，規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。
二、 發(fā)酵工程及其應(yīng)用
①從 中篩選②通過 ， 獲得
在菌種確定后選擇原料，反復(fù)實(shí)驗(yàn)確定培養(yǎng)基配方
培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須嚴(yán)格滅菌
①了解發(fā)酵進(jìn)程:隨時檢測培養(yǎng)液中的__________ 等②及時添加必需的營養(yǎng)組分③嚴(yán)格控制 等發(fā)酵條件
①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身：在發(fā)酵結(jié)束之后，采用 等方法將菌體分離和干燥②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物：根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛　? 措施來獲得產(chǎn)品
選擇發(fā)酵工程用的菌種時，需要考慮的因素有？
在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長繁殖；產(chǎn)量高；發(fā)酵條件易控制；菌種不易變異、退化等
控制培養(yǎng)物以一定速度進(jìn)入、流出發(fā)酵罐，實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)
通過肉眼觀察、儀器檢測等監(jiān)控發(fā)酵條件以及發(fā)酵過程。
取樣器也可以通過取樣判斷發(fā)酵狀態(tài)和程度。
通過控制冷水流速調(diào)節(jié)罐溫
電機(jī)帶動葉輪轉(zhuǎn)動進(jìn)行攪拌，使微生物與發(fā)酵液混合均勻，加快氧氣溶解以及散熱。
發(fā)酵罐示意圖及功能介紹
大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶。
加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活。
將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉。
產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，并對糖漿滅菌。
酵母菌將糖轉(zhuǎn)化為酒精和CO2
殺死啤酒中的大多數(shù)微生物，延長它的保存期。
過濾、調(diào)節(jié)、分裝啤酒進(jìn)行出售。
3.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程
生產(chǎn)啤酒時，需進(jìn)行后發(fā)酵的原因是
主發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間后進(jìn)行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒
使菌種與發(fā)酵底物更能充分接觸，提高發(fā)酵效率
發(fā)酵罐中設(shè)計攪拌葉輪進(jìn)行攪拌的意義是?
我國是世界上啤酒的生產(chǎn)和消費(fèi)大國,啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的,發(fā)酵過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段：
①生產(chǎn)條件________。 ②原料來源豐富且____________。③產(chǎn)物________。 ④廢棄物對環(huán)境的污染______、容易處理等。
（1）發(fā)酵工程的優(yōu)點(diǎn)：
（2）發(fā)酵工程的應(yīng)用：
食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、其他方面。
①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。②生產(chǎn)各種各樣的 。③生產(chǎn) 。
各種抗生素、氨基酸、激素、免疫調(diào)節(jié)劑
利用了微生物在代謝過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)等來增進(jìn)土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植株生長。
用微生物或其代謝物來防治病蟲害。
通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，即單細(xì)胞蛋白，可以作為食品添加劑，也可用于制成微生物飼料。
(選擇性必修3 P27異想天開)單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得的大量的微生物________。其不僅含有豐富的________，還含有糖類、________和維生素等物質(zhì)。
②極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn) ，嗜低溫菌有助于提高 的產(chǎn)量。
①利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn) 等能源物質(zhì)。
(1)在青霉素生產(chǎn)過程中如果污染了雜菌，某些雜菌會分泌酶將青霉素分解掉(　　)(2)谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會積累谷氨酰胺；在酸性條件下則容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺(　　)(3)以谷物或水果作原料，利用醋酸菌發(fā)酵生產(chǎn)各種酒類(　　)(4)單細(xì)胞蛋白是通過發(fā)酵產(chǎn)生的大量微生物分泌蛋白(　　)(5)發(fā)酵工程一般用半固體培養(yǎng)基(　　)(6)在發(fā)酵工程中，可通過誘變育種、基因工程育種獲得菌種（ ）(7)分離、提純酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，可采用過濾、沉淀等方法（ ）(8)在連續(xù)培養(yǎng)過程中補(bǔ)充的同種培養(yǎng)液和空氣須先滅菌（ ）(9)乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生產(chǎn)（ ）(10)發(fā)酵罐中微生物的生長繁殖、代謝物的形成速度都與攪拌速度有關(guān)（ ）(11)單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取出來的（ ）
1．(2023·山東等級考)以下是以泡菜壇為容器制作泡菜時的4個處理：①沸鹽水冷卻后再倒入壇中；②鹽水需要浸沒全部菜料；③蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水；④檢測泡菜中亞硝酸鹽的含量。下列說法正確的是(　　)A．①主要是為了防止菜料表面的醋酸菌被殺死B．②的主要目的是用鹽水殺死菜料表面的雜菌C．③是為了使氣體只能從泡菜壇排出而不能進(jìn)入D.④可檢測到完整發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量逐漸降低
2．(2021·湖北選擇考)我國的許多傳統(tǒng)美食制作過程蘊(yùn)含了生物發(fā)酵技術(shù)。下列敘述正確的是(　　)A．泡菜制作過程中，酵母菌將葡萄糖分解成乳酸B．饅頭制作過程中，酵母菌進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2C．米酒制作過程中，將容器密封可以促進(jìn)酵母菌生長D．酸奶制作過程中，后期低溫處理可產(chǎn)生大量乳酸桿菌
3．(2021·江蘇選擇考)某同學(xué)選用新鮮成熟的葡萄制作果酒和果醋。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A．果酒發(fā)酵時，每日放氣需迅速，避免空氣回流入發(fā)酵容器B．果酒發(fā)酵時，用斐林試劑檢測葡萄汁中還原糖含量變化，磚紅色沉淀逐日增多C．果醋發(fā)酵時，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量明顯少于果酒發(fā)酵時D．果醋發(fā)酵時，用重鉻酸鉀測定乙酸含量變化，溶液灰綠色逐日加深

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