内容正文:
第三节
传统发酵技术和产品
第一章 发酵工程
学习目标
1.简述传统发酵技术的特点,说出常见的传统发酵食品
2.概述微生物发酵的原理
3.尝试制作泡菜、酸奶、果酒和果醋,说出传统发酵技术应用的优点与不足
课堂导入
【想一想】大家结合日常饮食和生活经验,想一想还有哪些常见的发酵产品呢?
目录
1.酸奶的制作
2.豆制品的发酵加工——制作腐乳
酸奶的制作
1.菌种:乳酸菌(原核生物)
(1)菌种分布:空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内
(2)代谢类型:异养厌氧型
(3)生殖方式:二分裂
(4)适宜温度:40~43℃
2.原理
在无氧情况下,将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6
2C3H6O3(乳酸)
酶
+ 能量
酸奶的制作
3.发酵条件
无氧、40~43℃
酸奶一般是以牛奶为原料、乳酸菌参与发酵制作而成的奶制品
既保留了牛奶的主要营养成分,又因为含有大量的乳酸菌而有新的生理作用
每天摄入适量的酸奶,可以抑制有害菌在肠道中的生长繁殖,从而改善肠道环境,维持肠道微生物的相对平衡
走进实验室——制作酸奶
【实验目的】
学习制作酸奶,感悟发酵技术与日常生活的关系
【实验原理】
以牛奶为主要原料,接入一定量的菌种或市售酸奶(其中含有乳酸菌)。随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖,牛奶中的乳糖变为乳酸,乳液的 pH 随之下降,乳酪蛋白发生凝集,牛奶成为酸奶
【实验器材和试剂】
乳酸菌种(或市售酸奶),烧杯、玻璃棒、奶瓶、天平、恒温水浴锅、恒温培养箱、冰箱、不锈钢锅,鲜牛奶或奶粉、蔗糖
走进实验室——制作酸奶
【实验步骤】
灭菌 → 消毒 → 接种 → 分装 → 发酵 → 冷却
(1)灭菌
将奶瓶等器皿放在不锈钢锅中,用沸水煮 15 min 以达到灭菌效果
(2)消毒
将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中,倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的 2/3,再将牛奶加热至 90℃,保温 5 min,或将牛奶置于 80℃ 恒温水浴箱中 15 min。如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用
走进实验室——制作酸奶
(3)接种
加热灭菌后,待原料奶的温度下降到 43~45 ℃时,向原料奶中加入市售酸奶,接种量为原料奶量的 5%~10%,用玻璃棒搅拌均匀
(4)分装
如果需要制备更小容量的酸奶,可先将牛奶分装至容积适当的容器中,再进行发酵。这样制成的酸奶可以呈凝乳状态
走进实验室——制作酸奶
(5)发酵
将分装好的牛奶置于恒温箱中进行发酵。恒温箱的温度保持在40~43 ℃范围内,培养 3~4 h;或 30 ℃培养 18~20 h。也可以采用更为简便的保温措施进行发酵
(6)冷却
发酵结束时,将酸奶取出,迅速将其冷却到 10℃以下,使酸奶中的乳酸菌停止代谢,以防止酸度过高而影响口感
走进实验室——制作酸奶
豆制品的发酵加工——制作腐乳
1.菌种:酵母、曲霉、毛霉(主要)等
(1)菌种来源:空气中的毛霉(真核生物)
(2)代谢类型:异养需氧型
(3)生殖方式:孢子生殖
(4)适宜温度:15~18℃
2.原理
蛋白质 小分子的肽和氨基酸
蛋白酶
脂 肪 甘油和脂肪酸
脂肪酶
毛霉
豆制品的发酵加工——制作腐乳
【实验目的】
感悟发酵技术与生活的关系
【实验原理】
(1)毛霉生长的最适温度为 15~18 ℃,其生长发育大致分为三个阶段:孢子萌发阶段、菌丝生长阶段、孢子形成阶段
(2)在发酵过程中,毛霉分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多种酶,这些酶与其他微生物协同作用,使腐乳坯中的各种营养物质生成氨基酸和多种有机酸等
豆制品的发酵加工——制作腐乳
【实验步骤】
(1)将豆腐切成大约 4 cm × 4 cm×1.5 cm 的小块,微微晾干,制成腐乳坯。在晾干过程中,空气中的毛霉孢子会落到腐乳坯上(含水量70%左右为宜,含水量过高不易成形,过低不利于毛霉生长)
(2)将晾制好的腐乳坯放置在清洁的容器内,彼此之间间隔约 1 cm,与容器内壁之间也要留有空隙;加盖,但要与外界相通,以便通气散热,有利于毛霉生长(15-18℃条件下,让豆腐上长出毛霉)
豆制品的发酵加工——制作腐乳
(3)如果发现有杂菌,应重新制作。在腐乳坯表面开始长有白色菌丝后,可翻动腐乳坯,以利于毛霉在腐乳坯各部分均匀生长。当菌丝开始变成淡黄色,并有大量灰褐色孢子形成时,便可停止发酵。用食盐水清洗腐乳坯,用食盐腌制10 d 左右。整个过程尽可能做到无菌操作
【作用】:加盐可以析出豆腐中的水,使豆腐变硬,盐也能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质
豆制品的发酵加工——制作腐乳
(4)调料主要包括料酒、香辛料(如八角)、食盐等。加入料酒的目的是抑制杂菌的生长,也使腐乳具有独特的香味;加入香辛料的目的是调节风味,也有防腐的作用。将腌制后的腐乳坯装入瓶内,浸没在配制好的调料中数月。此后,各种微生物会继续发酵(如曲霉具有分解蛋白质的功能),直至形成色、香、味俱佳的腐乳
豆制品的发酵加工——制作腐乳
豆制品的发酵加工——制作腐乳
【讨论】
1.接种毛霉制作腐乳属于传统发酵技术吗?
接种毛霉不属于,直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术。
例如:使用酵母菌制作馒头不属于传统发酵,使用前一次发酵保存下来的面团制作馒头的才算。
2.吃腐乳时,你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢?它对人体有害吗?它的作用是什么?
“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的白色菌丝(直立菌丝和匍匐菌丝),它能使腐乳成形,对人体无害。
拓展——泡菜中亚硝酸盐的检测
亚硝酸盐的检测
原理:比色法
酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,再与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色,即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。
检测过程
(1)称量
(2)榨汁
拓展——泡菜中亚硝酸盐的检测
(3)亚硝酸盐速测盒
(4)试剂、比色卡
拓展——泡菜中亚硝酸盐的检测
泡菜发酵过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少(有氧气,乳酸菌的活动受到抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵中期 最多(乳酸菌比其他杂菌更耐酸,乳酸积累,抑制其他菌活动) 积累增多,pH下降 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)
发酵后期 减少(乳酸积累,pH下降,抑制其活动) 减少(乳酸积累,pH下降,抑制其活动) 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
曲线模型
课堂小结
随堂小测
1.毛豆腐是徽州地区的特色美食,其发酵菌种主要是毛霉(异养需氧型)。毛豆腐制作方法是先将切好的豆腐块平整放在竹条上,每块之间留有间隙,在适宜条件下放置3至5天,当豆腐表面长出一层均匀细密的绒毛,即可煎炸食用。下列叙述错误的是( )
A.豆腐为毛霉生长提供了水、碳源、氮源和无机盐等营养物质
B.毛霉产生的蛋白酶,使蛋白质分解而易于消化吸收
C.为使毛霉发酵充分,须提供适宜的温度、湿度、无菌等条件
D.制作时每块豆腐之间留有间隙有利于毛霉菌丝的生长
解析:A、豆腐含有水、蛋白质、脂质等成分,能为毛霉生长提供水、碳源(如糖类等有机物)、氮源(蛋白质等含氮物质)和无机盐等营养物质,A正确;B、毛霉能产生蛋白酶,蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,从而使蛋白质更易于消化吸收,B正确;C、毛霉发酵需要适宜的温度、湿度等条件,但是毛豆腐制作并非是在无菌条件下,因为本身就是利用环境中的毛霉等微生物进行发酵,C错误;D、毛霉是异养需氧型生物,制作时每块豆腐之间留有间隙,可以增加氧气含量,有利于毛霉菌丝的生长,D正确。
C
随堂小测
2.如图是核桃紫米酸奶的制作工艺流程,相关叙述错误的是( )
A.紫米中淀粉含量相对较高,是制作植物酸奶的良好原料
B.核桃紫米乳冷却后添加植物乳杆菌,先通气后密封发酵产生乳酸
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能保持营养价值
D.可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味
解析:紫米中淀粉含量丰富,能为乳酸菌提供充足的糖源,是制作植物酸奶的良好原料,A正确;植物乳杆菌属于厌氧菌,核桃紫米乳冷却后添加植物乳杆菌,密封发酵产生乳酸,不需要通气,B错误;巴氏消毒法是指在63~65℃消毒30 min或在72~76℃处理15s或80~85℃处理10~15s,可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,并且牛奶的营养成分不被破坏,酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能保持营养价值,C正确;可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味,D正确。
B
随堂小测
3.如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程。下列说法错误的是( )
A.制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料,
原因是它们的亚硝酸盐含量低
B.发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化
C.发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量,以把握取食泡菜的最佳时机
D.测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法
解析:好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低。新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低,因此制作泡菜时要选用新鲜蔬菜,A正确;在泡菜腌制过程中,发酵初期,亚硝酸盐含量开始增加,发酵中期开始下降,发酵后期下降至相对稳定,B正确;在泡菜腌制过程中可通过定期测定亚硝酸盐含量,确定最佳食用时间,减少亚硝酸盐的摄入,C正确;测定亚硝酸盐含量的常用方法是比色法,D错误。
D
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