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第 49 讲 传统发酵技术的应用与发酵工程
1.发酵
（1）概念：是指人们利用____________，在适宜的条件下，将原料通过________________转化为____________
______________的过程。
（2）原理：不同的微生物具有_________________的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
2.传统发酵技术
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。
（1）菌种来源：________________________________________________________________________
（2）发酵类型：传统发酵以混合菌种的________发酵及_________发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
（3）在传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，而是利用了______________________。__________、
_________________和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了缩短发酵时间，
确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过_________________获得__________，再将它们接种
到物料中进行发酵。
3.腐乳的制作
（1）菌种：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是______（真核生物）。
（2）原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被_______酶分解成___________________________，（脂肪被
_______酶分解成___________________________），味道鲜美，易于消化吸收。
4.泡菜的制作
（1）菌种：制作传统泡菜是利用_________________________来进行发酵的。常见的乳酸菌有______________
和_______________________。
（2）原理：乳酸菌是________细菌（原核生物），在_________的情况下能将__________分解成________。
反应式：____________________________________________________。
（3）泡菜坛内产生的气体不是乳酸菌产生的，而是由其他微生物（如酵母菌）产生。
（4）方法步骤
Ⅰ.配制盐水：用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。
盐的作用：______________________________________________________。
盐水的浓度过低______________________________；盐水的浓度过高______________________________。
煮沸的作用：________________________________________________________。
Ⅱ.原料处理：将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干。
Ⅲ.装坛：将原料装入泡菜坛内；装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至_________。（防止发酵液溢出坛外；防止因太满使盐水不易完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；留有一定空间，方便拿取
泡菜。）将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
Ⅳ.封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制
发酵时间。
（5）泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。____________、____________和____________等条件会对亚硝酸盐
含量产生影响。
5.果酒和果醋的制作
（1）菌种：许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的________________,在它们的作用下，
水果可以发酵成果酒。在__________的条件下，果酒经_________的作用还可以进一步发酵成果醋。
（2）原理
酵母菌：是一类单细胞______菌（真核生物），代谢类型是_________________。有氧条件下，酵母菌通
过有氧呼吸大量繁殖，反应式：_______________________________________________；在无氧
条 件 下 ， 通 过 无 氧 呼 吸 产 生 酒 精 ， 反 应 式 ：
_________________________________________________。温度是影响酵母菌生长的重要因素，
酿酒酵母的最适生长温度约为__________。果酒发酵时，将温度控制在_________________。
醋酸菌：醋酸菌是_________菌（原核生物），代谢类型是_________________。当_______、________都
充 足 时 , 能 通 过 复 杂 的 化 学 反 应 将 糖 分 解 成 __________ ， 反 应 式 ：
______________________________（这是醋酸发酵，不是醋酸菌的有氧呼吸，醋酸菌的有氧呼
吸同酵母菌）；当缺少糖源时，则直接将________转化为________，再将________变为
________,反应式：______________________。多数醋酸菌的最适生长温度为________________
（这也是果醋发酵的适宜温度）。
（3）方法步骤（使用带盖的瓶子）
Ⅰ.器具消毒
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用________________________消
毒，晾干备用。
Ⅱ.冲洗葡萄：
取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2 次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。①必须先冲洗再去除枝梗，原因是___________________________________________________________。
②不可反复冲洗，只可洗去浮沉，因为果酒制作时利用的是附着于葡萄皮上的野生酵母菌。
Ⅲ.榨汁：
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中（注意：要留有大约______的空间，目的是___________
______________________________________________________________________），盖好瓶盖。
Ⅳ.果酒发酵：
将温度控制在____________进行发酵。在发酵过程中，每隔12 h 左右______________________（注意：
不是打开瓶盖），目的是_____________________________。此后再拧紧瓶盖。发酵时间为 10-12 d。
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。
Ⅴ.果醋发酵：
当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为_______，时间为7-
8d。
（4）使用发酵瓶进行果酒果醋的制作
充气口：酒精发酵时___________。
醋酸发酵时连接充气泵通入_____________。
排气口：酒精发酵时排出CO。
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长而弯曲的胶管：作用是_____________________________________。
排料口：定期取样
（5）产物的检测
①果酒和果醋，都可以采用品尝、嗅味、观察的方法进行检测；
②发酵后是否有酒精产生，可用____________来检验。在_______条件下,_____________与酒精反应呈现
_______色。检测时，先在试管中加入2ml发酵液，再滴入物质的量浓度为3mol·ml-1的__________3滴，
振荡混匀，最后滴加常温下饱和的___________溶液3滴，如果有酒精产生，则会观察到的现象是出现
_________色，否则为_______色。
③检测是否产生醋酸，可用PH试纸。
（6）课本思考题：
①在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会出现气泡，这是因为酵母菌发酵产生了 CO ；果醋发酵过程中一般
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不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
②果酒中除了酵母菌，还有多种微生物。果酒在储藏过程中变酸，最可能是____________的作用。
③在果酒发酵旺盛时，醋酸菌__________将发酵液中的糖和酒精转化为醋酸,原因是：__________________
6.
项目 泡菜 果酒 果醋
菌种生物学分类
代谢方式
最适温度范围
生产生活应用
发酵原理
(反应式)
7.酱油的制作：以大豆为主要原料，利用产生________酶的霉菌（如_______________），将原料中的
__________水解成____________________________，然后经淋洗、调制生产酱油产品。
8.发酵工程：是指利用____________________，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
它涉及菌种的_________和_________、产物的_________和_________等方面。
9.发酵工程的基本环节：发酵工程一般包括_____________，_____________，培养基的配制、灭菌，接种，发
酵，_________________等方面。
（1）选育菌种：①自然界中筛选出来，②诱变育种或基因工程育种，获得性状优良的菌种
微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素包括：①在低成本的培养基上能迅速生长
繁殖；②生产所需代谢物的产量高；③发酵条件容易控制；④菌种不易变异、退化等。
（2）扩大培养：在发酵之____，增加菌种数量。
（3）配制培养基：在菌种确定之____，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验
才能确定。
（4）灭菌：培养基和发酵设备都必须严格灭菌。
在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌__________将青霉素分解掉。
（5）接种：将扩大培养后的目的菌种投放到添加了培养基的发酵罐中。
（6）发酵罐内发酵：这是发酵工程的中心环节。
①要随时检测培养液中的___________、___________等，以了解发酵进程。
②要及时添加必需的___________。
③要严格控制___________、___________和___________等发酵条件。
现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的 温度、 pH 、溶解氧、罐压、通气
量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。
（7）分离、提纯产物：
①如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用________、________等方法将菌体分离和干
燥，即可得到产品。
②如果产品是代谢物，可根据产物的________采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
（8）获得产品10.啤酒的工业化生产流程
啤酒发酵的发酵过程分为_________和_________两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成
啤酒的工业化生产流程都在_________阶段完成。这个阶段结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭
的环境下储存一段时间进行_________，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。____________和____________随
啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
11. 发 酵 工 程 的 特 点 ： ________________ 、 ________________ 、 ________________ 、
_________________________
12.发酵工程的应用
（1）在食品工业上的应用
①生产传统的发酵产品
②生产各种各样的食品添加剂
a.通过___________的发酵生产柠檬酸；
b.由_________________________发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。发酵过程在
_______________条件下会积累谷氨酸；在___________条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
③生产酶制剂
（2）在医药工业上的应用
①获得具有某种药物生产能力的微生物。
②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
③利用基因工程，将病原体的某个或某几个______________转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作
为疫苗使用。
（3）在农牧业上的应用：
①生产微生物肥料
微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的_____________________________。
微生物肥料的作用：_____________________________________________________________________。
②生产微生物农药
与传统的化学农药不同，微生物农药是利用_________________防治病虫害的，是重要的______防治手段。③生产微生物饲料
单细胞蛋白：是指____________________________________________。
用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂；用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增
重快，产奶或产蛋量显著提高。另外，在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动
物食用后还能提高免疫力。
（4）在其他方面的应用
①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
