高中生物【选必三】传统发酵技术
一、发酵与传统发酵技术基础
发酵的本质：从概念上讲，发酵是人们巧妙借助微生物，在适宜条件下，促使原料通过微生物独特代谢，转化为人类所需产物的过程。不同微生物宛如拥有独特技能的工匠，具备产生不同代谢物的能力。例如乳酸菌可产出乳酸，酵母菌能生成酒精和二氧化碳，正是这些特性，使得人类能够收获多种类型的发酵成果。
传统发酵技术揭秘：传统发酵技术别具特色，它直接利用原材料中天然 “居住” 的微生物，或是沿用前一次发酵留存的发酵物里的微生物来开展发酵工作，进而制作食品。其常以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主要方式，在往昔，多呈现为家庭式或作坊式的小规模生产。像日常熟悉的酒、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等，皆是传统发酵技术的经典产物。
二、常见传统发酵食品制作剖析
泡菜制作工艺：
微生物主角 - 乳酸菌：乳酸菌是泡菜制作的核心微生物，属于细菌范畴，代谢类型为异养厌氧型，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。在无氧环境下，乳酸菌大显身手，将葡萄糖逐步分解为乳酸，为泡菜带来独特的酸味与醇厚风味。
制作流程要点：制作泡菜时，首先要准备好新鲜蔬菜，如白菜、萝卜等，洗净并切成合适大小后，放入泡菜坛。接着调配盐水，盐水浓度要适宜，一般在 6%-8%，煮沸冷却后倒入坛中，以抑制杂菌生长。再加入一些老泡菜水，引入乳酸菌 “种子”，随后密封泡菜坛，为乳酸菌营造无氧环境。在腌制过程中，初期坛内氧气会抑制乳酸菌生长，随着坛内微生物呼吸，氧气逐渐消耗，乳酸菌开始大量繁殖产酸，一般腌制 10-15 天，泡菜便制作完成。
果酒与果醋酿造奥秘：
果酒酿造：果酒酿造的关键微生物是酵母菌，它是真核生物，在有氧时，通过有氧呼吸大量繁殖，反应简式为\(C_6H_{12}O_6 + 6H_2O + 6O_2 \stackrel{酶}{=\!=\!=} 6CO_2 + 12H_2O + 能量\) ；无氧时则进行酒精发酵，将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，反应简式为\(C_6H_{12}O_6 \stackrel{酶}{=\!=\!=} 2C_2H_5OH(酒精)+2CO_2 + 能量\) 。在实际酿造中，选取新鲜水果，如葡萄，洗净晾干后，破碎榨汁，加入适量酵母菌，在 18-30℃环境下密封发酵 10-12 天左右，期间需适时放气，排出产生的二氧化碳，便可得到美味果酒。
果醋酿造：果醋制作离不开醋酸菌，它是原核生物，当氧气充足、糖源充足时，可将葡萄糖分解为醋酸；糖源不足时，能将酒精转化为醋酸，反应简式为\(C_2H_5OH + O_2 \stackrel{酶}{=\!=\!=} CH_3COOH(乙酸)+H_2O + 能量\) 。果醋发酵常以果酒为原料，接入醋酸菌后，需持续通入无菌空气，在 30-35℃条件下发酵，随着醋酸含量增加，果醋逐渐酿成。
腐乳制作工艺：腐乳制作涉及多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中毛霉起主要作用。在制作过程中，豆腐为微生物生长提供营养，毛霉等微生物分泌蛋白酶等酶类，将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸，从而赋予腐乳独特风味与细腻口感。一般先将豆腐切成小块，摆放整齐，接种毛霉后，在适宜温度湿度下让毛霉生长，待豆腐表面长满菌丝后，加盐腌制，析出豆腐中水分，同时抑制微生物生长，再加入卤汤（含酒、香辛料等），密封腌制一段时间，腐乳就制作完成。
三、传统发酵技术背后的微生物知识拓展
微生物的类群与特性：参与传统发酵的微生物主要包括细菌和真菌。细菌如乳酸菌、醋酸菌，结构简单，无成形细胞核；真菌如酵母菌、毛霉，具有成形细胞核。不同微生物对环境条件要求各异，像乳酸菌偏好无氧环境，醋酸菌则需充足氧气；酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存，但代谢产物不同。这些特性决定了它们在不同发酵过程中的独特角色。
微生物的代谢与发酵调控：微生物通过自身代谢活动推动发酵进程。在发酵时，需依据微生物特性，严格控制温度、pH、氧气等条件。比如制作果酒时，温度过高酵母菌易死亡，过低则发酵缓慢；制作泡菜时，pH 值影响乳酸菌生长与产酸量。同时，原料成分、发酵时间等也会影响发酵效果，只有精准调控，才能确保发酵顺利进行，产出优质发酵产品。
