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传统发酵技术的应用

 遗传密码 2011-07-16

传统发酵技术的应用

 

重点知识归纳及讲解

 

(一)果酒制作的原理

1、在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。

 

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O

 

2、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。

 

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2

 

3、温度的控制

 

(1)最适繁殖温度:20℃左右。

(2)适宜酒精发酵的温度:18~25℃。

 

(二)果醋制作的原理

1、酒变醋的原理

 

在氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。

C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O

 

2、温度的控制

 

醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。

 

(三)实验设计——葡萄酒和葡萄醋的制作

实验的操作步骤:

1、对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒,晾干待用。

2、取葡萄500g,用清水冲洗葡萄1~2遍除去污物,注意不要反复多次冲洗。去除枝梗和腐烂的子粒。

3、用榨汁机榨取葡萄汁后,将其装入发酵瓶中(如图),或将葡萄打成浆后,用洁净的纱布过滤至发酵瓶中,盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置,可以用500mL的塑料瓶替代,但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。

 

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4、将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。

5、由于发酵旺盛期CO2的产量非常大,因此需要及时排气,以防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置,如瓶子(最好选用塑料瓶),每天要拧松瓶盖2~4次,进行排气。

6、10d以后,可以开始进行取样检验工作。例如,可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。

7、当果酒制成以后,可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲,然后将装置转移至30~35℃的条件下发酵,适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲,可尝试自然接种,但效果不是很好。如果没有充气装置,可以将瓶盖打开,在瓶口盖上纱布,以减少空气中尘土等的污染。

讨论:

  (1)应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?

  应该先冲洗,然后再除去枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。

  (2)应该从哪些方面防止发酵液被污染?

  需要从发酵制作过程进行全面的考虑。例如:榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。

(四)腐乳制作的原理

  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;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。在多种微生物的协同作用下,普通的豆腐转变成腐乳。

(五)实验设计——制作腐乳

实验的操作步骤如下:

1、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70%左右,水分过多则腐乳不易成形。水分测定方法如下。

  精确称取经研钵研磨成糊状的样品5~10g(精确到0.02mg),置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后,在100~105℃电热干燥箱内干燥4 h,取出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘30min,直至所称重量不变为止。

  样品水分含量(%)计算公式如下:

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2、将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内,粽叶可以提供菌种,并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放,周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时,将平盘用保鲜膜包裹,但不要封严,以免湿度太高,不利于毛霉的生长。

3、将平盘放入温度保持在15~18℃的地方。毛霉逐渐生长,大约5d后豆腐表面丛生着直立菌丝。

4、当毛霉生长旺盛,并呈淡黄色时,去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶,使豆腐块的热量和水分能够迅速散失,同时散去霉味。这一过程一般持续36h以上。

5、当豆腐凉透后,将豆腐块间连接在一起的菌丝拉断,并整齐排列在容器内,准备腌制。

6、长满毛霉的豆腐块(以下称毛坯)与盐的质量分数比为5∶1。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边,将毛坯分层摆放在容器中。分层加盐,并随着层数的加高而增加盐量,在瓶口表面盐要铺厚些,以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8d。

7、将黄酒、米酒和糖,按口味不同而配以各种香辛料(如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等)混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12%左右为宜。

  注:酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。

8、将广口玻璃瓶刷干净后,用高压锅在100℃蒸汽灭菌30min。将腐乳咸坯摆人瓶中,加入卤汤和辅料后,将瓶口用酒精灯加热灭菌,用胶条密封。在常温情况下,一般六个月可以成熟。

讨论:

(1)腐乳外部的“皮”是怎样形成的?它的作用是什么?它对人体有害吗?

  “皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝),它能形成腐乳的“体”,使腐乳成形。“皮”对人体无害。

(2)腌制腐乳时,为什么要随着豆腐层的加高而增加盐的用量?为什么在接近瓶口的表面要将盐铺厚一些?

  越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量,在接近瓶口的表面,盐要铺厚一些,以有效防止杂菌污染。

(六)乳酸菌发酵

  乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下,将葡萄糖分解成乳酸。

(七)泡菜发酵的阶段

  泡菜在发酵期间,由于乳酸菌的发酵作用,发酵产物乳酸不断累积,因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量,将泡菜发酵过程分为三个阶段。

  发酵初期:蔬菜刚入坛时,其表面带入的微生物,主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃,它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵,发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。由于有较多的二氧化碳产生,气泡会从坛沿水槽内的水中间歇性地放出,使坛内逐渐形成嫌气状态。此时泡菜液的含酸量约为0.3%~0.4%,是泡菜初熟阶段,其菜质咸而不酸、有生味。

  发酵中期:由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累,pH下降,嫌气状态形成,乳酸杆菌开始活跃,并进行同型乳酸发酵。这时乳酸的积累量可达到0.6%~0.8%,pH为3.5~3.8。大肠杆菌、腐败菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制。这一期间为泡菜完全成熟阶段,泡菜有酸味而且清香。

  发酵后期:在此期间继续进行的是同型乳酸发酵,乳酸含量继续增加,可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时,乳酸杆菌的活性受到抑制,发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜酸度过高、风味不协调。

  从乳酸的含量、泡菜的风味品质来看,在初期发酵的末期和发酵中期阶段,泡菜的乳酸含量为0.4%~0.8%,风味品质最好,因此,常以这个阶段作为泡菜的成熟期。

(八)测定亚硝酸盐含量的原理  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色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

 

 

课外拓展


一、葡萄汁中酵母菌的种类

  葡萄汁中酵母菌的种类大致可以分为以下三类。第一类是在发酵中起主要作用的酵母,即葡萄酒酵母或叫啤酒酵母。这种酵母发酵力强,产酒的风味好,生成有益的副产物多。在葡萄汁还没发酵之前,这种酵母占的比例很小;在发酵的过程中,这种酵母很快地繁殖起来,由它完成主要的发酵任务。第二类在葡萄汁中数量很大,但发酵力很弱,其代表是尖端酵母。在新压榨的葡萄汁中,尖端酵母和葡萄酒酵母的比例约为1000:1。在发酵开始时,这种发酵力弱的酵母先引起发酵。在以后的发酵过程中,它的作用逐渐被葡萄酒酵母所代替。第三类是一种产膜的好气性酵母菌。当发酵容器未灌满时,产膜酵母便会在葡萄汁液面生长繁殖,使葡萄汁变质。

  发酵是酿造葡萄酒最重要的过程。葡萄汁变成葡萄酒的过程就是酵母菌的酒精发酵过程。发酵过程非常复杂,其主要产物是乙醇和二氧化碳,此外还有其他的副产物。不难设想,如果发酵的最终产物只是乙醇和二氧化碳,而不产生有香味和有口味的物质,那么发酵而成的酒,口味就太单调了。

二、对葡萄酒有害的微生物

  产膜酵母:由于产膜酵母是好气性真菌,所以在卫生条件差的情况下,如贮酒容器不满、暴露在空气中的表面积很大时,很容易产生产膜酵母。产膜酵母又叫酒花菌,最初在酒面繁殖时,形成雪花状的斑片,然后连成灰色薄膜,时间长了,就会在酒的液面上形成一个膜盖。产膜酵母能把乙醇分子氧化成乙醛,又把乙醛分子氧化成水和二氧化碳,从而使葡萄酒的酒精含量降低,酒味变淡薄。

  乳酸菌:葡萄酒里的糖,为大多数细菌的繁殖提供了良好的营养物质,所以含糖的葡萄酒是最容易被细菌感染的。葡萄酒中有一种有害的乳酸菌,它不分解苹果酸,专门分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸,使优质的葡萄酒完全变质。

  醋酸菌:是一种好气性细菌,在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动。葡萄汁中的糖,是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下,醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情况下,酒精便是醋酸菌的碳源和能源,它将乙醇变为乙醛,再变为醋酸。

三、毛霉菌

  毛霉是一种低等丝状真菌,属接合菌亚门、接合菌纲、毛霉目、毛霉科。毛霉的种类很多,在自然界广泛分布。毛霉生长迅速,能产生发达的白色菌丝。毛霉菌丝呈棉絮状,无膈膜,有多个细胞核,可以通过孢囊孢子进行无性繁殖。毛霉是食品加工业中的重要微生物,它可以产生能够分解大豆蛋白的蛋白酶,常用于制作腐乳和豆豉。

 

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