泡菜发酵工程（发酵工程若干问题解析）

学习感悟：有同事提到无氧条件下酵母菌能不能繁殖的问题，因为平时在教学中只提到酵母菌的代谢方式，酵母菌属于兼性厌氧型，即无氧条件下可以无氧呼吸，从繁殖有角度看，无氧条件下能不能繁殖？因为在酵母菌的数量统计活动中，是在密闭容器下的计数，涉及到这个理论知识。今天学习了《试题研究》发表仲宏亮的文章《传统发酵技术的应用》，这篇文章中的解答可能解决了这个问题的端倪。

问题1：人教版教材中提到“在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖”，但又说“在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖”。教学参考书中还提到：酵母菌繁殖需要空气，在完全隔绝空气的情况下，酵母菌繁殖几代就停止了。这些说法是否矛盾？到底哪一种说法更合理一些？

答：酵母菌有95个属，将近900个种，每个种的情况都不同，因此笼统地讲就会产生矛盾。有些种的酵母菌在厌氧条件下完全可以生长繁殖，而且不仅仅是几代的问题；而有些种的酵母菌在好氧条件下培养，可以大量繁殖，但是转入厌氧条件会很快死亡；有些种的酵母菌可以继续繁殖，但是当其在好氧条件下积累的能量和物质消耗光后就会死亡。上述情况都存在，只是对不同属、种的酵母菌情况不同。对于啤酒酵母来说，在有氧和无氧条件下都可以增殖，只是在无氧条件下的增殖情况要明显不如有氧条件下，因此在生产上常通气来保证酵母菌的大量增殖。

问题2：传统发酵技术，如果酒、果醋、腐乳制作流程中，最后产品的表面往往有一层“皮”，也就是菌膜。溶液内部能形成菌膜吗？

答：因为在表层，培养条件尤其是氧气对某些微生物非常有利，因而这些发酵过程中的主要菌种会大量繁殖，聚在表面，从而形成“皮”。溶液内部不具备这样的条件，因而也不可能形成菌膜。

酒的菌膜：醋酸菌是好氧菌，在氧气充足的条件下，可以将酒精转化成乙醛并进一步转化成醋酸，因此密封不严的酒会变酸，且表面形成醋酸菌的菌膜；

泡菜的菌膜：我对四川泡菜有过一定研究，泡菜中主要是乳酸菌主导整个发酵过程，伴随着酵母菌和致病菌等其他菌，而且不同时期菌系是会变化的，但是酵母菌的确在泡菜发酵过程中对风味有一定作用，所以说乳酸菌和酵母菌共同发酵也没错。大概说一下泡菜发酵过程，前期主要是异型乳酸菌发酵，比如肠膜明串珠菌，中后期同型乳酸发酵，比如植物乳杆菌，乳酸菌到发酵结束大概有10的8次方左右。至于酵母，制泡菜制作时大概会有10的2~3次方，在第三天左右到达最大值大概有5次方，随后因为同型乳酸菌的大量产酸受到抑制，乳酸菌产的细菌素也会抑制酵母，大概在第5天左右消亡，实验发现发酵环境不同，它的消亡时间也不同，主要是酿酒酵母，而产白膜的一般是毕赤酵母。

问题3：制作果醋时，特别要控制好什么发酵条件？

答：醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。

醋酸菌最适生长温度控制为30℃～35℃，控制好发酵温度，可以使发酵时间变短，又减少杂菌污染的机会。

问题4：果酒、果醋的制作注意事项？

答：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70%的酒精擦拭消毒，晾干待用。

葡萄除去污物后，不能反复多次冲洗，避免去除葡萄表面的菌种。

葡萄汁过滤至发酵瓶中，应盖好瓶盖（注入的果汁量不要超过发酵瓶总体积的2/3）。

将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。

由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，需要及时排气。如果使用简易的发酵装置，如塑料瓶，每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。

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。

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。

问题5：泡菜的制作注意事项？

答：腌制过程中应控制好温度和用盐量。因为温度过高、食盐用量不足，有利于其他细菌繁殖。 　

腌制一定的时间以后，乳酸菌产生大量的乳酸，可抑制其他微生物的生长。若腌制时间不够，乳酸含量不高，不能抑制其他微生物的繁殖。

问题6：发酵工程通常有哪四个步骤？

第一：选取发酵原料并对原料进行预处理。

第二：发酵过程的准备。一般可分为三步：（1）对发酵原料进行灭菌处理。要绝对除去材料中的任何杂菌，这是发酵能否成功的关键；（2）根据发酵类型来确定所需要的目标菌种；（3）将目标菌种接种到灭过菌并已冷却了的发酵原料中。

第三：发酵过程。可根据目标菌种需氧或厌氧的特性来决定是否通入无菌空气或采用密闭发酵。

第四：对发酵产品进行分离和提纯，从而获得符合要求的发酵产品。

问题7：泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况怎么样？

答：发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少（有氧气，乳酸菌活动受抑制）少增加（硝酸盐还原菌的作用）。

发酵中期最多（乳酸抑制其他菌活动）积累、增多、pH下降下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）。

发酵后期减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动）继续增多，pH继续下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）。