食品加工與食品安全講義

第二章食品加工與食品安全發(fā)酵

利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體及各種不同代謝產(chǎn)物的過程。有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）無氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）(2)根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物：酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵等(1)根據(jù)需氧一、果酒和果醋的制作1、制作果酒果醋的微生物酵母菌醋酸菌

制作果酒制作果醋——真菌(真核）——細菌（原核）同化作用類型：異化作用類型：異養(yǎng)型兼性厭氧型制作果酒——酵母菌C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶有氧呼吸無氧呼吸有氧氣：無氧氣：同化作用類型：異化作用類型：異養(yǎng)型需氧型制作果醋——醋酸菌2、制作原理和發(fā)酵條件的比較酵母菌先在有氧條件下大量繁殖再在無氧條件下進行酒精發(fā)酵（1）制作原理果酒C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶果醋醋酸菌在氧氣、糖源充足時，將糖分解成醋酸當缺少糖源時，將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿崦窩2H5OH+O2→CH3COOH+H2OC6H12O6+2O2→2CH3COOH(醋酸)+2CO2+2H2O酶制作果酒制作果醋最適發(fā)酵溫度

對氧的需求pH發(fā)酵時間（2）發(fā)酵條件18℃——25℃30℃——35℃前期：后期：需充足氧

酸性環(huán)境（3.3-3.5）

酸性環(huán)境（5.4-6.3）10—12d7—8d需氧不需氧3、實驗裝置果酒和果醋的發(fā)酵裝置示意圖出料口充氣口排氣口在酒精發(fā)酵時用來排出CO2的。

用來取樣的。

在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；制酒時關(guān)閉。

排氣口膠管長而彎曲的作用防止空氣中雜菌感染4、實驗過程1.食用酒精（果果酒）水解原理：淀粉——葡萄糖——丙酮酸——酒精酵母菌酵母菌原料：高粱、、玉米、大麥麥、紅薯——白酒葡萄、蘋果——果酒家庭制備葡萄酒溫度控制：18~25℃步驟1：選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進行沖洗，除去枝梗。步驟2：清洗干凈榨汁機和發(fā)酵罐，晾干。發(fā)酵罐還要用體積分數(shù)70%的酒精消毒。步驟3：裝入葡萄汁后，封閉發(fā)酵罐。在發(fā)酵過程中，每隔12小時左右將瓶蓋擰松一次（注意：不是打開瓶蓋），以放出CO2。時間控制在10~12天左右。問題討論1.為什么先沖洗洗葡萄后除去去枝梗？為什什么？2.將葡萄汁裝入入發(fā)酵瓶，要要留大約1／3的空間，并封封閉充氣口，，為什么？塑料瓶中不能能裝滿葡萄液液汁，應(yīng)留一一定空間，有有利于酵母菌菌有氧呼吸大大量繁殖形成成優(yōu)勢種群。。3.在發(fā)酵過程中中，為什么每每隔12小時左右將瓶瓶蓋擰松一次次？放出發(fā)酵過程程中產(chǎn)生的CO2，以免脹破發(fā)發(fā)酵瓶。先沖洗，然后后再除去枝梗梗，以避免除除去枝梗時引引起葡萄破損損，增加被雜雜菌污染的機機會。4.制作葡萄酒的的酵母菌主要要來源于哪里里？你認為應(yīng)應(yīng)該從哪些方方面防止發(fā)酵酵液被污染？？制作葡萄酒的的酵母菌來源源于附著在葡葡萄皮上的野生酵母菌。對發(fā)酵瓶、紗紗布、榨汁器器等用具進行行清洗并消毒毒。每次排氣氣時只要擰松松瓶蓋，不要要完全揭開瓶瓶蓋等。（2）果醋原料：蘋果、、葡萄等家庭制備果醋溫度控制：30~35℃步驟1：與制作果酒過程一致步驟2：打開發(fā)酵罐，蓋上一層無菌紗布，或者通入無菌空氣，時間控制在7~8天左右。1.制果醋時為什什么需要適時時通過充氣口口通入空氣？？問題討論醋酸菌是好氧氧菌，在將酒酒精變?yōu)榇姿崴釙r需要氧的的參與。打開發(fā)酵罐的的目的是為了了充入空氣，，在將酒精變變?yōu)榇姿釙r需需要氧的參與與。蓋上無菌菌紗布的目的的是為了防止止空氣中的雜雜菌污染。2.建議發(fā)酵瓶制制果醋時，為為什么要打開開發(fā)酵罐，蓋蓋上一層無菌紗紗布？5、檢測方法果酒：嗅味和和品嘗、在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈呈現(xiàn)灰綠色。果醋：觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗、比較發(fā)酵前前后的PH值。二、腐乳的制制作1、發(fā)酵菌種——毛霉一種絲狀真菌菌，具發(fā)達的的白色菌絲代謝類型：發(fā)酵溫度：主要分布：異養(yǎng)需氧型2、制作腐乳的的原理15-18℃℃土壤、水果、、蔬菜、谷物物等毛霉等微生物物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的的蛋白質(zhì)分解解成小分子的的肽和氨基酸酸；脂肪酶將脂肪水解為為甘油和脂肪肪酸，與醇類類作用生成酯酯，形成細膩膩、鮮香等豆豆腐乳特色。。菌種來源：傳統(tǒng)腐乳的生生產(chǎn)中，豆腐腐塊上生長的的毛霉來自空氣中的毛霉霉孢子，而現(xiàn)代的腐腐乳生產(chǎn)是在在無菌條件下，將優(yōu)良毛霉菌種種直接接種在在豆腐上，這樣可以避避免其他菌種種的污染，保保證產(chǎn)品質(zhì)量量。材料：含水量為70%左右的豆腐3、制作作腐乳乳的流流程讓豆腐腐長出出毛霉霉加鹽腌腌制加鹵湯湯裝瓶瓶密封腌腌制溫度控控制在在15－18℃℃析出豆豆腐中中水分分，并并抑制制微生生物生生長避避免豆豆腐腐腐敗變變質(zhì)抑制微微生物物的生生長并并使腐腐乳有有香味味(酒、香香辛料料）封瓶時時瓶口口通過過酒精精燈火火焰防防止瓶瓶口污污染三、泡泡菜的的制作作1、發(fā)酵酵菌種種——乳酸菌菌分布：：代謝類類型：：發(fā)酵原原理：：分布廣廣泛，，空氣氣、土土壤、、植物物體表表、人人或動動物的的腸道道異養(yǎng)厭厭氧型型在無氧條件下下，將將葡萄糖糖分解解成乳乳酸C6H12O62C3H6O3+能量酶2、泡菜菜的制制作流流程（1）各種種菜洗洗凈并并切成成3～4cm長的小小塊。。（2）將泡泡菜壇壇洗凈凈，并并用熱熱水洗洗壇內(nèi)內(nèi)壁兩兩次。。（3）按照照水鹽比比例4：1配制鹽鹽水，煮沸沸并冷冷卻。。（4）將各各種蔬蔬菜、、鹽水水、糖糖及調(diào)調(diào)味品品放入入壇，，裝置置八成滿滿，混合合均勻勻。如如果希希望發(fā)發(fā)酵快快些，，可將將蔬菜菜在開開水中中浸1分鐘后后入壇壇，再再加上上一些些白酒。（5）將壇壇口用水封封好，防防止外外界空空氣進進入。。（6）泡菜菜發(fā)酵酵（室室溫10天以上上）。。3、注意意事項項腌制過過程中中，要要注意意控制制腌制制的時間、、溫度度和食食鹽的的用量量。溫度過過高、食鹽用用量不不足10％、腌腌制時時間過過短，容易易造成成細菌菌大量量繁殖殖，亞亞硝酸酸鹽含含量增加。腌制過過程中中，亞亞硝酸酸鹽含含量先增多多，后后減少少。一般在在腌制制10天后，，亞硝硝酸鹽鹽的含含量開開始下下降。。發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期少（有O2，乳酸菌活動受抑制）少

增加（硝酸鹽還原菌的作用）發(fā)酵中期最多（乳酸抑制其它菌活動）積累、增多、pH下降

下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）發(fā)酵后期減少（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）1、用水水封閉閉壇口口起什什么作作用？？不封封閉有有什么么結(jié)果果？水封閉閉壇口口起著著使壇壇內(nèi)與與壇外外空氣氣隔絕絕的作作用，，空氣氣中21％是氧氧氣，，這是是最簡簡易的的造成成無氧氧環(huán)境境的方方法。。這樣樣，壇壇內(nèi)可可利用用蔬菜菜中天天然存存在的的乳酸酸菌進進行乳乳酸發(fā)發(fā)酵。。如不不封閉閉，則則會有有許多多需氧氧菌生生長，，蔬菜菜會腐腐爛。。思考2、為什什么泡泡菜壇壇內(nèi)有有時會會長一一層白白膜，，這層層白膜膜是怎怎么形形成的的？形成白白膜是是由于于產(chǎn)膜膜酵母母的繁繁殖。。酵母母菌是是兼性性厭氧氧微生生物，，泡菜菜發(fā)酵酵液營營養(yǎng)豐豐富，，其表表面氧氧氣含含量也也很豐豐富，，適合合酵母母菌的的繁殖殖。果酒果醋腐乳泡菜微生物類型原理反應(yīng)條件檢測方法酵母菌菌，真真菌，，兼性性厭氧氧醋酸菌菌，細細菌，，需氧氧型毛霉，，真菌菌，需需氧乳酸菌菌，細細菌，，厭氧氧菌酵母菌菌的無無氧呼呼吸產(chǎn)產(chǎn)生酒酒精18～25℃，無氧重鉻酸酸鉀與與其反反應(yīng)呈呈灰綠綠色醋酸菌菌在有有氧條條件產(chǎn)產(chǎn)生醋醋酸30～35℃℃,通入氧氧氣品嘗、、pH試紙檢檢測毛霉產(chǎn)產(chǎn)生蛋蛋白酶酶和脂脂肪酶酶15～18℃℃接種,酒精含含量控控制在在12％左右右乳酸菌菌無氧氧呼吸吸產(chǎn)生生乳酸酸常溫，，無氧氧條件件pH檢測，，亞硝硝酸鹽鹽的檢檢測方方法小結(jié)五、食食品安安全的的評估估——亞硝酸酸鹽的的測定定1、食品品安全全性食品安安全性性是指指食品品中不不應(yīng)含含有可可能損損害人人體健健康的的有毒毒、有有害物物質(zhì)或或因素素，從從而消消除對對消費費者及及其后后代健健康造造成危危害的的隱患患。食品安安全性性問題題微生物物致病病自然毒毒素環(huán)境污污染物物人為加加入到到食物物鏈中中的有有害化化學(xué)物物質(zhì)營養(yǎng)失失控其它不不確定定的飲飲食風風險2、亞硝硝酸鹽鹽性質(zhì)：：在食品品生產(chǎn)產(chǎn)中的的作用用：分布：：亞硝酸酸鹽廣泛，，肉制制品、、醬腌腌菜，，奶粉粉等中中都含含有。。亞硝酸酸鹽(包括亞亞硝酸酸鉀和和亞硝硝酸鈉鈉)為白色色或微微藍色色結(jié)晶晶或顆顆粒狀狀粉末末，味味道微微咸，，易溶溶于水水。食品添添加劑劑亞硝酸酸鹽與與人體體健康康的關(guān)關(guān)系：：膳食中中的亞亞硝酸酸鹽一般不不會危危害人體健健康，，但是是，當當人體體攝入入的亞亞硝酸酸鹽總總量達達到0.3～0.5g時，會會引起起中毒毒，達達3g時會引引起死死亡。。國家規(guī)規(guī)定：：肉制品品中不不超過過30mg/kg醬腌菜菜中不不超過過20mg/kg嬰兒奶奶粉中中不超超過2mg/kg亞硝酸酸鹽的的危害害：在適宜宜的pH、溫度度和一一定的的微生生物作作用下下，會會轉(zhuǎn)變變成致致癌物物——亞硝胺胺。動物實實驗表表明，，亞硝硝胺具具有致癌作用，，對動動物具有致致畸和致突變變作用。。研究表表明，，人類類的某某些癌癌癥與與亞硝硝胺有有關(guān)。。為什么么日常常生活活中要要多吃吃新鮮鮮蔬菜菜，不不吃存存放時時間過過長、、變質(zhì)質(zhì)的蔬蔬菜？？問題討討論有些蔬蔬菜，，如小小白菜菜和蘿蘿卜等等，含含有豐豐富的的硝酸酸鹽。。當這這些蔬蔬菜放放置過過久發(fā)發(fā)生變變質(zhì)（（發(fā)黃黃、腐腐爛））或者者煮熟熟后存存放太太久時時，蔬蔬菜中中的硝硝酸鹽鹽會被被微生生物還還原成成亞硝硝酸鹽鹽，危危害人人體健健康。。3、測測定定亞亞硝硝酸酸鹽鹽含含量量的的原原理理（2）重重氮氮反反應(yīng)應(yīng)形形成成的的產(chǎn)產(chǎn)物物與與鹽酸酸萘萘乙乙二二胺胺結(jié)合合形形成成紫紅紅色色溶液液。。將顯顯色色反反應(yīng)應(yīng)后后的的樣樣品品與與已已知知濃濃度度的的標標準準液液進進行行目目測測比比較較，，可可以以定定量量計計算算出出亞亞硝硝酸酸鹽鹽含含量量。。(也可可使使用用比比色色儀儀)（1）在在鹽鹽酸酸酸化化條件件下下，，亞亞硝硝酸酸鹽鹽與與對氨氨基基苯苯磺磺酸酸發(fā)生生重氮氮反應(yīng)應(yīng)偶聯(lián)4、實實驗驗步步驟驟步驟驟一一：：配配制制相相關(guān)關(guān)試試劑劑對氨氨基基苯苯磺磺酸酸溶溶液液———顯色色劑劑鹽酸酸萘萘乙乙二二胺胺溶溶液液———顯色色劑劑（使使用用時時，，先先加加對對氨氨基基苯苯磺磺酸酸溶溶液液，，混混勻勻，，再再加加鹽鹽酸酸萘萘乙乙二二胺胺溶溶液液））亞硝硝酸酸鈉鈉標標準準使使用用液液（（濃濃度度5.0ug/ml）提取取劑劑———提取取泡泡菜菜中中的的亞亞硝硝酸酸鹽鹽（氯氯化化鎘鎘和和氯氯化化鋇鋇、、氫氫氧氧化化鈉鈉溶溶液液、、氫氫氧氧化化鋁鋁乳乳液液或或氫氫氧氧化化鈉鈉溶溶液液、、硫硫酸酸鋅鋅溶溶液液））步驟驟二二：：配配制制標標準準液液，，并并顯顯色色步驟驟三三：：制制備備泡泡菜菜樣樣品品提提取取液液，，并并顯顯色色步驟驟四四：：比比色色觀觀察察稱取取樣樣品品10g————攪碎碎———加蒸蒸餾餾水水和和提提取取劑劑定定容容至至200ml————過濾濾（（棄棄去去初初濾濾液液））———取濾濾液液10ml加入入顯顯色色劑劑顯顯色色問題題討討論論1.為什什么么要要棄棄去去初初濾濾液液？？初濾濾液液中中含含有有很很多多油油脂脂類類物物質(zhì)質(zhì)，，成成分分不不準準確確。。2.為什什么么要要加加入入提提取取劑劑?提取取劑劑的的作作用用是是提提取取樣樣品品處處理理液液中中的的大大分分子子有有機機雜雜質(zhì)質(zhì)，，使使其其形形成成沉沉淀淀容容易易被被濾濾掉掉；；同同時時使使樣樣液液透透明明澄澄清清，，以以便便進進行行顯顯色色反反應(yīng)應(yīng)。。5、結(jié)結(jié)果果分分析析用公公式式計計算算樣樣品品中中亞亞硝硝酸酸鹽鹽的的含含量量：：m1—樣品品質(zhì)質(zhì)量量（（g）10gm2—測定定用用樣樣液液中中亞亞硝硝酸酸鹽鹽的的含含量量（（ug）v1—樣品品處處理理液液的的總總體體積積（（ml）200mlv2—測定定用用樣樣液液的的體體積積（（ml）2001年1月4日（封壇前）2001年1月8日2001年1月12日2001年1