第二节-蒸煮原理
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发酵培养基灭菌和蒸煮一、培养基灭菌的要求微生物发酵工业自从采用纯种培养技术以后,产品的产量和质量都有了很大提高,但对于防止发酵生产全过程的杂菌污染的要求也更高了。
在整个发酵过程中,只允许生产菌存在和生长、繁殖,不允许任何其他微生物存在。
特别是在种子逐级扩大培养、转接过程中和发酵的前、中期,一旦污染了杂菌,会在短时间内与生产菌抢夺营养物质,严重影响和干扰生产菌的生长和发酵作用。
培养基和设备灭菌是否彻底直接关系到生产过程的成败,轻则导致所需产品的产量锐减、质量下降、分离提取困难;重则使全部培养液变质,导致培养基报废,得不到产品,使生产处于不正常状态,造成经济上的严重损失。
因此,为了保证发酵培养过程正常进行,无论是在实验室还是在工业生产中,在接种要培养的生产菌株之前,必须对培养基、流加的原料、消泡剂、生产设备、管道、空气系统进行严格的灭菌,杀死所有非生产用微生物。
同时,要对生产环境,即车间、器具、厂区等进行消毒,防止杂菌和噬菌体的污染。
在发酵生产实践中,掌握消毒与灭菌的技术、原理和方法具有非常重要的意义。
工业生产中,消毒与灭菌的方式因发酵生产方法和所用原料的不同而不同,固态发酵的培养基灭菌常与固体物料的蒸煮熟化相结合,而液态深层发酵的培养基灭菌、生产设备和管道灭菌均采用蒸汽湿热灭菌。
二、灭菌技术随着发酵技术应用范围的扩大,许多新型灭菌技术在发酵工业领域得到广泛应用,如超高压灭菌技术、臭氧灭菌技术、超声波灭菌技术、微波灭菌技术。
1、湿热灭菌尽管灭菌的方法很多,但发酵工业生产中对培养基和设备的灭菌,以湿热灭菌法应用最普遍,灭菌效果最好。
在利用蒸汽对培养基灭菌的过程中,由于蒸汽冷凝时会释放出大量的潜热,并具有强大的穿透能力,在高温和存在水分的条件下,微生物细胞内的蛋白质极易变性或凝固而引起微生物的死亡,湿热灭菌法在培养基灭菌中具有经济和快速的特点。
但高温虽然能杀死培养基中的杂菌,同时也会破坏培养基中的营养成分,甚至会产生不利于菌体生长的物质。
一、实验目的1. 理解蒸、煮、燀三种烹饪方法的基本原理和操作步骤。
2. 掌握不同烹饪方法对食材营养成分的影响。
3. 提高烹饪技能,丰富烹饪知识。
二、实验原理1. 蒸:利用水蒸气的高温对食材进行加热,使食材成熟,保持食材的原汁原味。
2. 煮:将食材放入水中,用高温加热至食材熟透,适用于多种食材。
3. 燀:将食材与调味料一同放入容器中,用慢火炖煮,使食材入味。
三、实验材料1. 食材:鸡肉、土豆、胡萝卜、香菇、洋葱等。
2. 调味料:盐、酱油、胡椒粉、葱姜蒜等。
3. 实验器具:蒸锅、煮锅、炖锅、计时器等。
四、实验步骤1. 蒸实验(1)将鸡肉、土豆、胡萝卜等食材洗净,切成适当大小的块状。
(2)将切好的食材放入蒸盘中,撒上适量的盐、酱油、胡椒粉。
(3)将蒸盘放入蒸锅中,加水至锅中水位约2/3处。
(4)开启蒸锅,将食材蒸煮至熟透,约需30分钟。
2. 煮实验(1)将鸡肉、土豆、胡萝卜等食材洗净,切成适当大小的块状。
(2)将切好的食材放入煮锅中,加入适量的水。
(3)放入葱姜蒜等调味料,用大火煮沸。
(4)转小火煮煮至食材熟透,约需40分钟。
3. 燀实验(1)将鸡肉、土豆、胡萝卜等食材洗净,切成适当大小的块状。
(2)将切好的食材与洋葱、香菇等一同放入炖锅中。
(3)加入适量的盐、酱油、胡椒粉等调味料。
(4)用慢火炖煮至食材入味,约需1小时。
五、实验结果与分析1. 蒸实验:通过蒸实验,我们发现蒸煮方法能使食材保持原汁原味,营养成分损失较少。
同时,蒸煮速度较快,适合快节奏生活。
2. 煮实验:煮实验结果表明,煮煮方法适用于多种食材,烹饪时间较长,但能使食材更加入味。
然而,煮煮过程中营养成分会有一定损失。
3. 燀实验:燀实验表明,燀煮方法能使食材充分入味,适合炖煮类菜肴。
然而,燀煮过程中营养成分损失较多,烹饪时间较长。
六、实验结论1. 蒸、煮、燀三种烹饪方法各有特点,适用于不同类型的菜肴。
2. 在烹饪过程中,应充分考虑食材的特点和烹饪方法,以最大限度地保留营养成分。
蒸煮工艺第一节淀粉质原料酒精生产概况" a0 z4 ^8 |/ S-) C+ Y5 B& R9一.淀粉质原料酒精生产的特点: U1 \( `6 I u P#' d7 N9 u: i6 a; O5 o- V%(1)原料系采用薯类、粮谷类及野生植物等,在投产前必须先经过破碎处理。
目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂,采用间歇蒸煮,原料不经粉碎,就直接将快状或粒状原料投入生产,但大部分中等规模以上的酒精厂,原料多经二次粉碎,然后进行高压连续蒸煮,有利原料的受热面加大,更有效地达到蒸煮的要求。
, U7 u% U/ A5 W- A) I' T6 I0 q# i" A& @1 A( t: s/ F(2)原料必须经过蒸煮,在高温高压过程中,引起原料细胞的组织破裂,使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。
蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异,通常为130—150度,但经过粉碎的原料,其蒸煮所须的温度较低,大约120—130度。
高温处理除了使淀粉糊化,便于淀粉酶起糖化作用外,还可把附着的有害杂菌杀死。
. O" _* o" y1 M# e- J. _5 `1 K)(3)淀粉质原料生产酒精,要经过加曲糖化作用,把糊化成溶解状态的淀粉转化成可发酵性糖。
由于曲的生产方法不同,可分为麸曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法(阿米罗法)、根酶酒母混合法、麦芽糖化法等。
目前在国内是以麸曲糖化法和液曲糖化法为主,在国外使用淀粉质原料生产酒精的方法,大致可分为:1 Y P& i( w9 v3 M" \.# ?; d8 Q0 n! w1 mA.麦芽法以麦芽、黍芽、稷芽作糖化剂。
1 o7 z% @- O) t+ @, n. H3 v- mB.阿米罗法将根霉或毛霉等霉菌,在糊化醪冷却至30—40度时,接种培养,在霉菌生长过程中转化淀粉成发酵性糖,再加酵母发酵。
碱法蒸煮原理经研究认为:一般KP法蒸煮大致可分为三个阶段。
第一阶段是碱液与原料接触到升温初期和中期,当原料与蒸煮液接触后,碱液就通过细胞腔和穿过细胞壁向原料的内部扩散,进入到胞间层的碱液首先与其中的果胶、半纤维素作用,并使其溶解,接着与胞间层的木素作用,使其不断溶于蒸煮液中,这是木素的溶出量占原料中原有木素含量的20%。
第二阶段是包括升温末期到保温初期,由于当时蒸煮温度的不断升高,木素的溶出速度逐渐增加,最后超过了半纤维素的溶解速度,木素大量溶出,这时木素的溶出量约占原有木素含量的65%,由此可见除去木素的主要过程在此阶段进行。
第三阶段是包括保温中期和末期,此时胞间层木素也大量溶出,纤维细胞壁表面已大部分暴露在碱液中,碱液比较强烈的与纤维的细胞壁作用,溶解细胞壁中的木素,在高温的条件下随着细胞壁内木素是进一步溶出细胞壁内的纤维素与半纤维素也会受到不同程度的降解。
在这一阶段中,碳水化合物的溶解速度逐渐增加超过木素的溶解速度,因此这段时间不宜过长,否则纤维受到严重降解,引起纸浆强度与得率的下降。
2.碱法蒸煮的物料机理①浸透理论(解释间歇式蒸煮)药液借毛细管作用或扩散作用把药液送入胞间层。
其途径一是认为阔叶木通过导管,针叶木通过管胞及纹孔进行浸透并逐步进入胞间层。
另一种看法是由于碱液的润涨作用,药液从细胞腔通过细胞壁(S3-S2-S1-P)逐步进人胞间层,药液的侵入先使易溶组分溶出,它们的溶出又增加了孔隙度,使药液更快的浸透。
②表面反应理论(解释高温快速蒸煮和连续蒸煮)药液与木片接触后,即在表面发生脱木素的反应,当部分的木素从木片表面脱出后,通道被打开了,新鲜的药液经过通道到达逐渐内移的药液与木片界面之间的界面,继续进行脱木素反应,反应生成物从内向外扩散到木片外面是药液中,由于反应物的溶出增加了纤维的空隙度,因而促使药液更快的向纤维内部浸透并进行化学反应。
3.碱法蒸煮的化学反应碱液主要消耗于下列几个方面:1 与木素的反应。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一节化学法制浆的分类与基本概念一. 化学法制浆(Chemical Pulping)的分类1.碱法(Alkaline Pulping):烧碱法、硫酸盐法、(其它药剂为碱性的制浆方法)2. 亚硫酸盐法(Sulphite Pulping):酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸盐法、中性亚硫酸盐法、碱性亚硫酸盐法二 . 碱法制浆流程示意图三 . 亚硫酸盐法制浆流程示意图:四 . 蒸煮液的组成:五. 碱法制浆常用专业术语:第二节蒸煮原理一、蒸煮液对原料片的浸透作用主要表现在两个方面:毛细管作用和扩散作用1.毛细管作用:主要靠外加的压力和表面张力产生的压力作用浸透,通过导管-、管胞、纤维的胞腔进行。
影响因素:纹孔的多少及其大小、原料品种、边材与心材(毛细管浸透速率与毛细管半径的四次方成正比)水分含量(适宜于较干的原料片,但需排除原料毛细管内的空气)压力差(毛细管浸透速率与压力差成正比)无论碱性或酸性蒸煮液,纤维轴向的毛细管作用总是大于横向的毛细管作用(约50~200倍,)2. 扩散作用:主要靠药液浓度差造成的离子浓度梯度的推动力使蒸煮液中的离子扩散浸透入原料切片内部,通过导管、管胞、纤维的胞腔和细胞壁进行。
影响因素:原料密度、水分含量(适宜于水分饱和的原料片)蒸煮液组成(影响大,扩散作用主要取决于有效毛细管截积)当蒸煮液pH>13时,纤维轴向的扩散作用与横向的扩散作用比较接近,约为1 :0.8(润胀作用的效果)当蒸煮液pH<13时,纤维轴向的扩散作用比横向的扩散作用大得多。
使浸透作用顺利的重要前提:药液与原料片的均匀混合二、蒸煮过程中的脱木素(Delignification)和碳水化合物降解(Carbohydrate Decomposition)脱木素作用导致:1. 木素结构单元之间联结键断裂木素大分子降解2. 木素分子内引进亲液基团提高溶解性总的结果:木素脱除,纤维分离成浆纤维素与半纤维素降解作用导致:糖基之间的苷键断裂大分子聚合度降低纸浆得率与强度降低三、蒸煮过程脱木素局部化学的研究研究蒸煮过程纤维细胞中木素的脱除顺序,有助于进行蒸煮过程的脱木素反应历程和动力学研究,对制定正确的蒸煮工艺条件有指导意义。
光波炉的蒸煮原理光波炉是一种利用微波辐射技术进行蒸煮的家用电器。
它通过产生高频的微波辐射来加热食物,从而实现快速蒸煮的功能。
下面我们将详细介绍光波炉的蒸煮原理。
光波炉的工作原理可以分为三个主要步骤:微波产生、微波传输和微波吸收。
首先,光波炉通过微波发生器产生微波。
微波发生器是光波炉的核心部件,它负责产生高频的无线电波,即微波辐射。
常见的微波频率为2.45GHz,这个频率对于加热食物来说是最有效的。
第二步是微波的传输。
产生的微波由一个磁控管(磁控放大器)放大后,通过一个波导传输至光波炉的腔体内。
波导是一种传输微波的特殊管道,它能够将微波聚焦在食物上。
最后一步是微波的吸收。
当微波进入光波炉的腔体内时,它会与食物中的水分子发生相互作用。
水分子是极性分子,它的正负电荷分布并不均匀。
当微波辐射通过食物时,它会引起水分子内部的旋转和相互碰撞。
这些分子的运动会产生热量,并将其传递给食物的其他部分。
由于微波是射频电磁波,它的频率非常高,可以穿透食物的较浅层。
因此,光波炉在短时间内就可以对食物进行加热。
与传统的烹饪方式相比,光波炉具有更高的效率和更快的速度。
在光波炉的腔体内,通常会有一个转盘或旋转托盘。
这个转动的平台可以使食物在微波辐射下均匀加热,避免出现一部分热而另一部分冷的情况。
虽然光波炉的蒸煮原理看起来相对简单,但实际运用上还需要注意一些问题。
首先,由于微波被水分子吸收,因此食物越湿润,蒸煮效果越好。
其次,由于微波只在短时间内作用于食物表面,因此大块厚重的食物短时间内可能不会被完全加热。
因此,在使用过程中需要将食物分割成小块以获得更好的加热效果。
总的来说,光波炉是一种利用微波辐射技术进行蒸煮的家用电器。
它通过产生微波、传输微波和吸收微波的步骤来实现对食物的加热。
相比传统的烹饪方式,光波炉具有更高的效率和更快的速度,可以在短时间内对食物进行蒸煮。
在使用光波炉时,需要注意食物的湿润程度和大小,以获得更好的蒸煮效果。
鱼粉蒸煮机工作原理
鱼粉蒸煮机的工作原理是利用热量和蒸汽将鱼粉加热蒸煮,以实现食品加工和熟化的目的。
具体工作原理如下:
1. 加热系统:鱼粉蒸煮机内部设置有加热系统,一般采用电加热器或者燃气加热器。
通过对加热系统的控制,能够提供足够的热量来加热蒸煮室。
2. 蒸汽系统:鱼粉蒸煮机内部设置有蒸汽系统,通过水加热产生蒸汽。
蒸汽可以进入蒸煮室,提供均匀的热量使鱼粉充分受热。
3. 控制系统:鱼粉蒸煮机配备有控制系统,通过控制系统可以调节加热系统和蒸汽系统的工作。
根据需要设定合适的温度和时间,以达到理想的加热和蒸煮效果。
4. 容器结构:鱼粉蒸煮机的容器结构一般采用不锈钢制作,具有良好的耐高温、耐腐蚀性能。
容器内设有适当的容量和排气装置,以确保蒸汽和热空气的畅通流动。
5. 工作过程:运行鱼粉蒸煮机时,首先将鱼粉放入容器内,然后设定加热温度和时间。
当开始工作后,控制系统会启动加热器和蒸汽系统,加热器产生热量,蒸汽进入蒸煮室。
鱼粉在热空气和蒸汽的作用下,逐渐升温并进行蒸煮,直至达到设定的时间和温度。
总之,鱼粉蒸煮机在工作时利用加热器产生热量和蒸汽系统提
供蒸汽,通过加热和蒸汽使鱼粉得到蒸煮,实现对鱼粉的加工和熟化。
高温蒸煮发酵的原理
高温蒸煮发酵是一种制作食品的传统工艺,在很多地方都有应用。
它的原理主要涉及到以下几个方面:
1.高温的蒸煮能够杀灭食材中的细菌,防止微生物污染,同时还可以软化食材,使其更易于消化和吸收。
2.高温下蒸煮的同时,会使食材中的一些酵母菌、乳酸菌等微生物开始发酵。
这些微生物会在高温下繁殖并分解一些食材成分,产生一些有益的物质,如乳酸和酵母菌,从而改善食材的风味和口感。
3.高温蒸煮过程中还可以产生水蒸气和压力,这可以促进食材中的食物分子与水分子结合,从而改变食物的结构和营养成分。
同时,高压下还可以加速食材中的化学反应,进一步促进发酵。
总的来说,高温蒸煮发酵是一种通过高温、压力和微生物发酵来改变食材结构和提高有益营养成分的制作工艺。
不同的食材和工艺条件会产生不同的口感和风味。