9.酿造
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酿造技术指利用微生物的发酵作用生产酒，制造醋、酱油等产品的过程。酿造技术的发明，意味着人们可以对一些原始材料进行简单地组织、加工，使之产生新的东西。不同的产品，因酿造原料的不同，工艺和发酵条件的不同，所用的菌种也不相同。现如今，酿造技术在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。
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1. 酿造技术的原理是什么呢？
酿造是以谷物、果子等为原料，利用微生物的发酵作用而产生一种新东西的过程。以酿酒为例，一般是以谷物、豆类为原料，作为培养微生物的载体，在上面培养大量的霉菌、酵母菌，用曲酿酒同时起到酒化和糖化作用，酵母菌是重要的发酵微生物，能分解碳水化合物，产生酒精和二氧化碳等。
2. 中国发明酿酒工艺的人是谁？
从古至今，中国对酒的发明人有种种说法。《说文解字 <http://www.*****.com/?view/6189.htm>》上说：“古者仪狄作酒醪，禹尝之而美，遂疏仪狄。”这句话表明，酒是夏禹时代一个叫仪狄的人发明的；但据史书记载，杜康是春秋时用粮食酿酒的鼻祖。两种说法不一样，还有待我们现代人去考证。
但是，后世人为纪念杜康，以“杜康”命名为一种酒的名字“杜康酒”。杜康酒，在古代就有美誉，而且广为传颂。三国时，曹操在《短歌行》中写道：“何以解忧，唯有杜康。”后来的诗人也多用杜康赞誉美酒。
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据考证，大约在公元前20-15世纪，古埃及、古希腊及中国古人类已经掌握了简单的酿造技术，并可用五谷、各种果子等为原料，来酿制不同味道的酒类。
谷物受潮后会发霉或发芽，而利用这些发霉或发芽后的谷物就可以制成酒。因此，这些发霉或发芽的谷物就是最原始的酒曲，也是发酵原料。后来，人类将发霉的谷物和发芽的谷物加以区分，将发霉的谷物称为曲，发芽的谷物称为蘖。曲、蘖或曲蘖的混合物就成了原始的糖化发酵剂。
据记载，中国的酒绝大多数是用酒曲酿造的，而且中国的酒曲法酿酒对于周边国家，如日本、越南和泰国等都有较大的影响。酒曲酿酒是中国酿酒的精华所在。
酒曲中所生长的微生物主要是霉菌。对霉菌的利用是中国人的一大发明创造。日本著名微生物学家坂口谨一郎认为，这一项发明甚至可与中国古代的四大发明相媲美。可见，这一技术的应用对酿造业的推动作用。
中国的酿酒技术的发展可分为两个阶段。
第一阶段是自然发酵阶段，经历数千年，传统发酵技术由孕育，发展乃至成熟，即使在今天，天然发酵技术并未完全消失。
秦汉以前的酒，因酒分少、糖分多而容易发酸。汉代发明了“复式发酵法”，改用曲酿酒，使“糖化”和“酒精发酵”这两个化学过程交替进行，提高了酒的酒精度和质量。国酒茅台正是中国白酒中运用这种传统发酵工艺的最杰出的代表。
唐代和宋代是中国酿造技术最辉煌的发展时期。尤其是酿酒行业，传统的酿造经验在这个时期得到了升华，形成了系统的酿造理论。北宋朱翼中写的《北山酒经》系统地讲述了当时的各种酿酒技术与酿酒理论。
明朝是中国酿酒业的成熟时期，酒的品种、产量大大超过以前，尤其是蒸馏酒得到了极大的发展。到清朝时，已经逐渐形成了以酱香型、浓香型、清香型为代表的白酒体系。
自然发酵阶段酿造的酒，主要是人们凭经验酿造的，生产规模一般不大，基本上是手工操作。酒的质量也没有一套可信的检测指标作保证。
民国以后，中国的酿酒行业进入了生产、操作规范化的第二阶段。
由于引入西方的科技知识，尤其是微生物学，生物化学和工程知识后，传统酿酒技术发生了巨大的变化，生产上劳动强度大大降低，机械化水平提高，酒的质量更有保障。
纵观中国酿酒技术的发展，可以总结出中国对世界酿造史上的两大卓越贡献：
贡献之一：制造“酒曲”，使淀粉的糖化和酒化一次完成。酒曲酿酒师用含淀粉的粮食为原料，直接用酒曲酿酒，这种既经济又高效的方法沿用至今，经几千年不衰。现在，民间制江米酒的“酒药”就是酒曲中的一种。
贡献之二：蒸馏技术的应用，蒸馏酒就是将直接酿制的酒液进行蒸馏，可去除甲醇和醛类等低沸点成份，也可去除沸点较高的其他醇类混合物和大量的水。经过蒸馏技术处理过的酒一般比发酵的直接产品的酒精浓度要更高，而且采用蒸馏技术也可分离出有较大毒性和有怪异味的物质。所以，蒸馏酒更醇香可口。
酿造技术的出现表明人类已经发现自然界中微生物的存在，而这种技术的广泛应用标志着人类物质生活和精神生活的巨大进步。
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3.在古代，民间是怎样酿制醋的呢？
相传在汉代时期，中国已经有了食醋。最初的食醋做法是用麦曲使小麦发酵，生成酒精，再利用醋酸菌的作用将酒精氧化成醋酸，所以，古代称醋为“苦酒”。
1972年，中国考古工作者在甘肃嘉峪关发掘了一批魏晋壁画墓，在3号墓前室东壁砖墙上有一幅《滤醋图》，画面上有一长条案子，案上放3个陶罐，案下有两个盆，陶罐上有流孔，有液体（醋）从罐中流出，注于案下的盆中。案上另外一个陶罐可能是用来盛水的。至今，民间仍在使用《滤醋图》中表现的方法制醋。
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【发酵】
发酵是复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质。如发面、酿酒等都是发酵的应用。发酵早已被人们所认识，但是了解它的本质却是近200年来的事情。
早在1875年，法国化学家路易·巴斯德将酵母和发酵联系起来，并把发酵定义为“无需空气的呼吸”。巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒变质也是发酵，是另一种微生物在作祟。
发酵技术现如今有广泛的应用，传统上人们利用固态发酵技术生产面包、麦芽、酒曲、酱油、豆豉、蘑菇等食品。但随着能源危机和环境问题的日益严重，固态发酵技术也应用于污水处理厂、农业沼气厂，这种技术加块了生物的降解速度，使废物得到有效的循环利用。
知识百科
【酒曲】
纵观世界各国酿酒的历史，大多采用谷物作为原料，大致可分为两大类。一类是谷物发芽的方式，利用谷物发芽时产生的酶将原料本身糖化成糖份，再用酵母菌将糖份转变成酒精；另一类是用发霉的谷物，制成酒曲，用酒曲中所含的酶制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
酒曲可以理解为是酒发酵的动力。酒曲上生长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，可以加速将谷物中的淀粉，蛋白质等转变成糖、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。
酒曲有糖化和发酵的双重作用，可分为大曲和小曲。大曲以小麦、大麦、豌豆等为主要原料，含有丰富的微生物群和微生物在繁殖过程中分泌出来的各种酶类，以及微生物分解曲原料而形成的代谢产物，如氨基酸等。小曲主要是以大米、小麦、稻糠等为原料，并添加几种中药材制成。在制作小曲时，菌种都是自然选育培养的，在原料处理与配用药材上，都给有效菌种的繁殖提供了良好条件。经过曲种接种后，有效菌种就会大量的繁殖了。
10.化肥
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化肥是化学肥料的简称，它是含有经人工化学合成或机械加工制成的对植物生长有促进和增产作用的肥料。施肥不仅能提高土壤肥力，而且也是提高作物单位面积产量的重要措施。化肥可以完全不依赖于土地及作物本身，不受气候和其他自然条件的影响，采用现代工业生产的方法，大量提供作物必需的养分。化肥为人类的农业发展开辟了一个全新的领域，极大地推进了人类农业科学的发展。
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1.作物的生长也和我们人一样需要营养，那么它都需要哪些营养元素呢？
作物生长所需的元素有16种，按照作物生长的需要，这些元素可以分成两大类：常量营养元素和微量营养元素。常量营养元素又分为三类：第一类是作物能直接从空气和水中取得的碳、氢、氧，但是这些并不属于肥料的范围；第二类是氮、磷、钾，称为主要常量营养元素，是化肥的主要内容；第三类为钙、镁、硫，称为次要常量营养元素（我国习惯将它们称为中量营养元素），但它们一般在土壤中并不稀缺，因此不是化肥的重要内容。微量营养元素是硼、铜、铁、锰、钼、锌、氯等，它们在作物体内含量很少，但又是作物的生长发育所必需的。不过，氯在土壤中并不缺少，所以一般的化肥并不含氯。
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早在1000多年以前，南美洲的土著民族就知道用硝石肥田，而我国古代农民种田也知道用骨粉和草木灰作肥料。在当时科学还不发达的社会，人们并不十分清楚这些肥料能让作物茁壮生长的具体原因。
直到1828年，德国化学家弗里德里希·维勒（1800-1882）在世界上首次用人工方法合成了尿素。而按照当时化学界流行的一种“活力论”观点，尿素等有机物中含有某种生命力，是不可能人工合成的。但是维勒的研究却打破了无机物与有机物之间的绝对界限。可惜的是，当时的人们尚未认识到尿素的肥料用途。直到50多年后，合成尿素才作为化肥投放市场。
1838年，英国乡绅劳斯用硫酸将磷矿石进行处理制成磷肥，这成为世界上第一种化学肥料。
随着科学技术的不断进步，到了中国清朝咸丰到宣统年间（约1850-1912），世界科技的中心从英国转移到德国，德国大批学者留学到科学技术发达的国家并带回先进的技术。1840年，当时留学于法国的德国化学家尤·李比希（1803-1873）学成回国后，出版了《化学在农业和生理学上的应用》一书，创立了植物矿物质营养学说和归还学说，从而彻底否定了当时社会上风行的“腐殖质”和“生命力”这两大植物营养学说。李比希的学说为化肥的发明与应用奠定了理论基础，从而首创了肥料业。
到了1909年，德国化学家弗里茨·哈伯（1868-1934）与博施（1874-1940）合作创立了“哈伯-博施”氨合成法，解决了氮肥大规模生产的技术问题。
经过各位科学家的潜心研究与反复实验，人们终于尝到了在土地里施用化肥的甜头--化肥施用到土壤以后，它的化学组成成分会与土壤发生复杂反应，提高了土壤的肥力与生产能力，促使农作物增加产量，农产品的产品质量也得到了提高，同时还加快了土壤、农作物及其农业生产的良性循环，从而增加了农民收入和全社会农产品的占有水平，促进了社会的稳定发展。20世纪50年代以来，化肥得到了大规模地应用。据统计，在各种使农产品增产的措施中，化肥的作用占大约30%。
