9.釀造

奇跡概覽

釀造技術(shù)指利用微生物的發(fā)酵作用生產(chǎn)酒，制造醋、醬油等產(chǎn)品的過程。釀造技術(shù)的發(fā)明，意味著人們可以對(duì)一些原始材料進(jìn)行簡(jiǎn)單地組織、加工，使之產(chǎn)生新的東西。不同的產(chǎn)品，因釀造原料的不同，工藝和發(fā)酵條件的不同，所用的菌種也不相同。現(xiàn)如今，釀造技術(shù)在食品工業(yè)、生物和化學(xué)工業(yè)中均有廣泛應(yīng)用。

⊙奇跡探秘：

1. 釀造技術(shù)的原理是什么呢？

釀造是以谷物、果子等為原料，利用微生物的發(fā)酵作用而產(chǎn)生一種新東西的過程。以釀酒為例，一般是以谷物、豆類為原料，作為培養(yǎng)微生物的載體，在上面培養(yǎng)大量的霉菌、酵母菌，用曲釀酒同時(shí)起到酒化和糖化作用，酵母菌是重要的發(fā)酵微生物，能分解碳水化合物，產(chǎn)生酒精和二氧化碳等。

2. 中國發(fā)明釀酒工藝的人是誰？

從古至今，中國對(duì)酒的發(fā)明人有種種說法。《說文解字 <

但是，后世人為紀(jì)念杜康，以“杜康”命名為一種酒的名字“杜康酒”。杜康酒，在古代就有美譽(yù)，而且廣為傳頌。三國時(shí)，曹操在《短歌行》中寫道：“何以解憂，唯有杜康。”后來的詩人也多用杜康贊譽(yù)美酒。

走近奇跡

據(jù)考證，大約在公元前20-15世紀(jì)，古埃及、古希臘及中國古人類已經(jīng)掌握了簡(jiǎn)單的釀造技術(shù)，并可用五谷、各種果子等為原料，來釀制不同味道的酒類。

谷物受潮后會(huì)發(fā)霉或發(fā)芽，而利用這些發(fā)霉或發(fā)芽后的谷物就可以制成酒。因此，這些發(fā)霉或發(fā)芽的谷物就是最原始的酒曲，也是發(fā)酵原料。后來，人類將發(fā)霉的谷物和發(fā)芽的谷物加以區(qū)分，將發(fā)霉的谷物稱為曲，發(fā)芽的谷物稱為蘗。曲、蘗或曲蘗的混合物就成了原始的糖化發(fā)酵劑。

據(jù)記載，中國的酒絕大多數(shù)是用酒曲釀造的，而且中國的酒曲法釀酒對(duì)于周邊國家，如日本、越南和泰國等都有較大的影響。酒曲釀酒是中國釀酒的精華所在。

酒曲中所生長(zhǎng)的微生物主要是霉菌。對(duì)霉菌的利用是中國人的一大發(fā)明創(chuàng)造。日本著名微生物學(xué)家坂口謹(jǐn)一郎認(rèn)為，這一項(xiàng)發(fā)明甚至可與中國古代的四大發(fā)明相媲美。可見，這一技術(shù)的應(yīng)用對(duì)釀造業(yè)的推動(dòng)作用。

中國的釀酒技術(shù)的發(fā)展可分為兩個(gè)階段。

第一階段是自然發(fā)酵階段，經(jīng)歷數(shù)千年，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)由孕育，發(fā)展乃至成熟，即使在今天，天然發(fā)酵技術(shù)并未完全消失。

秦漢以前的酒，因酒分少、糖分多而容易發(fā)酸。漢代發(fā)明了“復(fù)式發(fā)酵法”，改用曲釀酒，使“糖化”和“酒精發(fā)酵”這兩個(gè)化學(xué)過程交替進(jìn)行，提高了酒的酒精度和質(zhì)量。國酒茅臺(tái)正是中國白酒中運(yùn)用這種傳統(tǒng)發(fā)酵工藝的最杰出的代表。

唐代和宋代是中國釀造技術(shù)最輝煌的發(fā)展時(shí)期。尤其是釀酒行業(yè)，傳統(tǒng)的釀造經(jīng)驗(yàn)在這個(gè)時(shí)期得到了升華，形成了系統(tǒng)的釀造理論。北宋朱翼中寫的《北山酒經(jīng)》系統(tǒng)地講述了當(dāng)時(shí)的各種釀酒技術(shù)與釀酒理論。

明朝是中國釀酒業(yè)的成熟時(shí)期，酒的品種、產(chǎn)量大大超過以前，尤其是蒸餾酒得到了極大的發(fā)展。到清朝時(shí)，已經(jīng)逐漸形成了以醬香型、濃香型、清香型為代表的白酒體系。

自然發(fā)酵階段釀造的酒，主要是人們憑經(jīng)驗(yàn)釀造的，生產(chǎn)規(guī)模一般不大，基本上是手工操作。酒的質(zhì)量也沒有一套可信的檢測(cè)指標(biāo)作保證。

民國以后，中國的釀酒行業(yè)進(jìn)入了生產(chǎn)、操作規(guī)范化的第二階段。

由于引入西方的科技知識(shí)，尤其是微生物學(xué)，生物化學(xué)和工程知識(shí)后，傳統(tǒng)釀酒技術(shù)發(fā)生了巨大的變化，生產(chǎn)上勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，機(jī)械化水平提高，酒的質(zhì)量更有保障。

縱觀中國釀酒技術(shù)的發(fā)展，可以總結(jié)出中國對(duì)世界釀造史上的兩大卓越貢獻(xiàn)：

貢獻(xiàn)之一：制造“酒曲”，使淀粉的糖化和酒化一次完成。酒曲釀酒師用含淀粉的糧食為原料，直接用酒曲釀酒，這種既經(jīng)濟(jì)又高效的方法沿用至今，經(jīng)幾千年不衰。現(xiàn)在，民間制江米酒的“酒藥”就是酒曲中的一種。

貢獻(xiàn)之二：蒸餾技術(shù)的應(yīng)用，蒸餾酒就是將直接釀制的酒液進(jìn)行蒸餾，可去除甲醇和醛類等低沸點(diǎn)成份，也可去除沸點(diǎn)較高的其他醇類混合物和大量的水。經(jīng)過蒸餾技術(shù)處理過的酒一般比發(fā)酵的直接產(chǎn)品的酒精濃度要更高，而且采用蒸餾技術(shù)也可分離出有較大毒性和有怪異味的物質(zhì)。所以，蒸餾酒更醇香可口。

釀造技術(shù)的出現(xiàn)表明人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自然界中微生物的存在，而這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用標(biāo)志著人類物質(zhì)生活和精神生活的巨大進(jìn)步。

⊙奇跡探秘：

3.在古代，民間是怎樣釀制醋的呢？

相傳在漢代時(shí)期，中國已經(jīng)有了食醋。最初的食醋做法是用麥曲使小麥發(fā)酵，生成酒精，再利用醋酸菌的作用將酒精氧化成醋酸，所以，古代稱醋為“苦酒”。

1972年，中國考古工作者在甘肅嘉峪關(guān)發(fā)掘了一批魏晉壁畫墓，在3號(hào)墓前室東壁磚墻上有一幅《濾醋圖》，畫面上有一長(zhǎng)條案子，案上放3個(gè)陶罐，案下有兩個(gè)盆，陶罐上有流孔，有液體（醋）從罐中流出，注于案下的盆中。案上另外一個(gè)陶罐可能是用來盛水的。至今，民間仍在使用《濾醋圖》中表現(xiàn)的方法制醋。

相關(guān)鏈接

【發(fā)酵】

發(fā)酵是復(fù)雜的有機(jī)化合物在微生物的作用下分解成比較簡(jiǎn)單的物質(zhì)。如發(fā)面、釀酒等都是發(fā)酵的應(yīng)用。發(fā)酵早已被人們所認(rèn)識(shí)，但是了解它的本質(zhì)卻是近200年來的事情。

早在1875年，法國化學(xué)家路易·巴斯德將酵母和發(fā)酵聯(lián)系起來，并把發(fā)酵定義為“無需空氣的呼吸”。巴斯德認(rèn)為，釀酒是發(fā)酵，是微生物在起作用；酒變質(zhì)也是發(fā)酵，是另一種微生物在作祟。

發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)如今有廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)上人們利用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)面包、麥芽、酒曲、醬油、豆豉、蘑菇等食品。但隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，固態(tài)發(fā)酵技術(shù)也應(yīng)用于污水處理廠、農(nóng)業(yè)沼氣廠，這種技術(shù)加塊了生物的降解速度，使廢物得到有效的循環(huán)利用。

知識(shí)百科

【酒曲】

縱觀世界各國釀酒的歷史，大多采用谷物作為原料，大致可分為兩大類。一類是谷物發(fā)芽的方式，利用谷物發(fā)芽時(shí)產(chǎn)生的酶將原料本身糖化成糖份，再用酵母菌將糖份轉(zhuǎn)變成酒精；另一類是用發(fā)霉的谷物，制成酒曲，用酒曲中所含的酶制劑將谷物原料糖化發(fā)酵成酒。

酒曲可以理解為是酒發(fā)酵的動(dòng)力。酒曲上生長(zhǎng)有大量的微生物和微生物所分泌的酶（淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等），酶具有生物催化作用，可以加速將谷物中的淀粉，蛋白質(zhì)等轉(zhuǎn)變成糖、氨基酸。糖分在酵母菌的酶的作用下，分解成乙醇，也就是酒精。

酒曲有糖化和發(fā)酵的雙重作用，可分為大曲和小曲。大曲以小麥、大麥、豌豆等為主要原料，含有豐富的微生物群和微生物在繁殖過程中分泌出來的各種酶類，以及微生物分解曲原料而形成的代謝產(chǎn)物，如氨基酸等。小曲主要是以大米、小麥、稻糠等為原料，并添加幾種中藥材制成。在制作小曲時(shí)，菌種都是自然選育培養(yǎng)的，在原料處理與配用藥材上，都給有效菌種的繁殖提供了良好條件。經(jīng)過曲種接種后，有效菌種就會(huì)大量的繁殖了。

10.化肥

奇跡概覽

化肥是化學(xué)肥料的簡(jiǎn)稱，它是含有經(jīng)人工化學(xué)合成或機(jī)械加工制成的對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)和增產(chǎn)作用的肥料。施肥不僅能提高土壤肥力，而且也是提高作物單位面積產(chǎn)量的重要措施。化肥可以完全不依賴于土地及作物本身，不受氣候和其他自然條件的影響，采用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的方法，大量提供作物必需的養(yǎng)分。化肥為人類的農(nóng)業(yè)發(fā)展開辟了一個(gè)全新的領(lǐng)域，極大地推進(jìn)了人類農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展。

⊙奇跡探秘：

1.作物的生長(zhǎng)也和我們?nèi)艘粯有枰獱I(yíng)養(yǎng)，那么它都需要哪些營(yíng)養(yǎng)元素呢？

作物生長(zhǎng)所需的元素有16種，按照作物生長(zhǎng)的需要，這些元素可以分成兩大類：常量營(yíng)養(yǎng)元素和微量營(yíng)養(yǎng)元素。常量營(yíng)養(yǎng)元素又分為三類：第一類是作物能直接從空氣和水中取得的碳、氫、氧，但是這些并不屬于肥料的范圍；第二類是氮、磷、鉀，稱為主要常量營(yíng)養(yǎng)元素，是化肥的主要內(nèi)容；第三類為鈣、鎂、硫，稱為次要常量營(yíng)養(yǎng)元素（我國習(xí)慣將它們稱為中量營(yíng)養(yǎng)元素），但它們一般在土壤中并不稀缺，因此不是化肥的重要內(nèi)容。微量營(yíng)養(yǎng)元素是硼、銅、鐵、錳、鉬、鋅、氯等，它們?cè)谧魑矬w內(nèi)含量很少，但又是作物的生長(zhǎng)發(fā)育所必需的。不過，氯在土壤中并不缺少，所以一般的化肥并不含氯。

走近奇跡

早在1000多年以前，南美洲的土著民族就知道用硝石肥田，而我國古代農(nóng)民種田也知道用骨粉和草木灰作肥料。在當(dāng)時(shí)科學(xué)還不發(fā)達(dá)的社會(huì)，人們并不十分清楚這些肥料能讓作物茁壯生長(zhǎng)的具體原因。

直到1828年，德國化學(xué)家弗里德里希·維勒（1800-1882）在世界上首次用人工方法合成了尿素。而按照當(dāng)時(shí)化學(xué)界流行的一種“活力論”觀點(diǎn)，尿素等有機(jī)物中含有某種生命力，是不可能人工合成的。但是維勒的研究卻打破了無機(jī)物與有機(jī)物之間的絕對(duì)界限。可惜的是，當(dāng)時(shí)的人們尚未認(rèn)識(shí)到尿素的肥料用途。直到50多年后，合成尿素才作為化肥投放市場(chǎng)。

1838年，英國鄉(xiāng)紳勞斯用硫酸將磷礦石進(jìn)行處理制成磷肥，這成為世界上第一種化學(xué)肥料。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，到了中國清朝咸豐到宣統(tǒng)年間（約1850-1912），世界科技的中心從英國轉(zhuǎn)移到德國，德國大批學(xué)者留學(xué)到科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家并帶回先進(jìn)的技術(shù)。1840年，當(dāng)時(shí)留學(xué)于法國的德國化學(xué)家尤·李比希（1803-1873）學(xué)成回國后，出版了《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用》一書，創(chuàng)立了植物礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說和歸還學(xué)說，從而徹底否定了當(dāng)時(shí)社會(huì)上風(fēng)行的“腐殖質(zhì)”和“生命力”這兩大植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說。李比希的學(xué)說為化肥的發(fā)明與應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，從而首創(chuàng)了肥料業(yè)。

到了1909年，德國化學(xué)家弗里茨·哈伯（1868-1934）與博施（1874-1940）合作創(chuàng)立了“哈伯-博施”氨合成法，解決了氮肥大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)問題。

經(jīng)過各位科學(xué)家的潛心研究與反復(fù)實(shí)驗(yàn)，人們終于嘗到了在土地里施用化肥的甜頭--化肥施用到土壤以后，它的化學(xué)組成成分會(huì)與土壤發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)，提高了土壤的肥力與生產(chǎn)能力，促使農(nóng)作物增加產(chǎn)量，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量也得到了提高，同時(shí)還加快了土壤、農(nóng)作物及其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)，從而增加了農(nóng)民收入和全社會(huì)農(nóng)產(chǎn)品的占有水平，促進(jìn)了社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。20世紀(jì)50年代以來，化肥得到了大規(guī)模地應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各種使農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)的措施中，化肥的作用占大約30%。