2013人教版选修一专题1《传统发酵技术的应用》ppt课件课件

专题1 传统发酵技术的应用,课题1 果酒和果醋的制作,果酒和果醋的制作课题的目的：,1、了解果酒和果醋制作的原理； 2、熟悉果酒和果醋制作的过程； 3、探究果酒和果醋制作的条件。,发酵概念 广义： 是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。 狭义： 是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。,一、果酒的制作原理 阅读课本P2，思考以下问题： 1、果酒的制作需要什么微生物？该微生物的代谢类型如何？ 2、果酒制作过程中的适宜条件有哪些？ 3、为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？,1、酵母菌的一般知识？,酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为130um，呈圆形、椭圆形等。 酵母菌的繁殖方式为无性生殖（出芽生殖、分裂生殖、孢子生殖），但多以出芽方式进行。 酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、呈白色或粉红色。 酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果等。,3、果酒的制作过程中适宜条件？,温度：1825 ，20 左右是最适宜温度 pH值：4.05.8为最适pH值，在最低pH=2.5，最高pH=8.0时尚能生存，但生长极其缓慢而且容易死亡。 无氧环境。,根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。 白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵； 红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵； 桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。,4、葡萄酒的种类及为什么一般葡萄酒是红色的？,一般葡萄酒呈红色的原因：红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈深红色。,根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。 干葡萄酒：含糖量低于4克/升； 半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间； 半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间； 甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。,二、果醋制作的原理 阅读课本P3，思考以下问题： 1、果醋制作过程的微生物是什么？其细胞形态结构如何？最适生长温度为多少？ 2、果醋制作中的微生物的代谢类型？ 3、果醋的制作原理？,果醋的制作原理,1、若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式：,2、若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式：,三、实验设计,阅读教材P34中的实验流程示意图和“发酵装置的设计示意图”，并思考有关问题。,1、利用葡萄制作果酒和果醋，为何要去枝梗？ 2、是先冲洗再去枝梗还是先去枝梗再冲洗？为什么？ 3、利用图1-4b装置制作果酒时，装入葡萄汁后，为何要封闭充气口？而制果醋时却要打开充气口并适时充气？用图1-4a装置时，为何要隔一段时间将瓶盖拧松一次而不是松开？ 4、如何防止发酵液被污染？,挑选葡萄,冲洗,榨汁,酒精发酵,果酒,醋酸发酵,果醋,果酒和果醋制作过程实验流程示意图：,充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。,对实验装置的评价,A装置较简单，取材方便，但操作不方便；B装置设计合理，操作方便可靠。,实验装置B的分析,在进行实验设计时，请认真阅读教材第4页中的“操作提示”。在设计方案中一定体现出“操作提示”中的有关事项及“旁栏思考”中的有关问题。,应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。,你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？,你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？,需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。,制葡萄酒和葡萄醋时，为什么要将温度分别控制在1825 和3035 ？,20左右最适合酵母菌繁殖，因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为3035，因此要将温度控制在3035 。,制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？,醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。,果酒和果醋制作过程中的微生物特性,四、 实 验 案 例,制作葡萄酒和葡萄醋,1.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。,2.取葡萄500g，用清水冲洗葡萄12遍，除去污物并去除枝梗和腐烂的子粒。,3.用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。,4. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。,5.由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖24次，进行排气。,10-12d左右，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。,7.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3035 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。,结果分析与评价,发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。如果实验结果不理想，请学生分析失败原因，然后重新制作。,首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。,（一）果酒的制作是否成功,（二）果醋的制作是否成功,课题延伸,用重铬酸钾检测酒精的产生,原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。,操作：,试管,发酵液（2mL）,3滴H2SO4（3mol/L）,3滴重铬酸钾（饱和溶液）,振荡,振荡,观察,为了更有说服力，检测时可进行对照实验,（用未经发酵的葡萄汁取代发酵液作为对照组）,酵母菌,醋酸菌,无氧,有氧,酒精,相关连接,1.为了获得搞品质的果酒，更好地抑制其他微生物的生长，可用人工培养的酵母菌。,2.制作果醋时，可直接在果酒中加入醋酸菌。,（具体内容请阅读教材第5页“相关连接”）,课题2：腐乳的制作,腐乳的制作课题的目的：,1、了解腐乳制作的原理； 2、熟悉腐乳制作的过程； 3、探究腐乳制作的条件。,一、腐乳制作的原理,毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸。,1、参与豆腐发酵的微生物有哪些？其中起主要作用的是什么微生物？,3、腐乳制作的原理是什么？,2、毛霉的形态、结构如何？它是原核生物吗？,阅读课本P6，思考以下问题：,二、实验设计,请你根据下图（实验流程示意图）和提供的三个资料，结合教材第8页中的“操作提示”进行实验设计，并写出详细的实验方案。,让豆腐上长出毛霉,加盐腌制,加卤汤装瓶,密封腌制,1、食盐在腐乳制作中的作用有哪些？,2、酒在腐乳制作中的作用有哪些？含量一般控制在什么范围内？,析出豆腐中的水分；抑制其他微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。,抑制其他微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；使腐乳具有独特的风味。含量一般控制在12%左右。,三、 实 验 案 例,制作腐乳,1.将豆腐切成3cm3cm1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70左右，水分过多则腐乳不易成形。水分测定方法如下。 精确称取经研钵研磨成糊状的样品510 g (精确到0.02mg )，置于已知重量的蒸发皿中，均匀摊平后，在100105 电热干燥箱内干燥4 h，取出后置于干燥器内冷却至室温后称重，然后再烘30 min，直至所称重量不变为止。,样品水分含量（%）计算公式如下。 (烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量。 2.将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放，周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。,4.当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味。这一过程一般持续36 h以上。 5.当豆腐凉透后，将豆腐间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制。,3.将平盘放入温度保持在1518 的地方。毛霉逐渐生长，大约5d后豆腐表面丛生着直立菌丝。,7.将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12左右为宜。,6.长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）与盐的质量分数比为51。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边，将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8 d。,8.将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100 蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般六个月可以成熟。,注酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。,是否完成腐乳的制作依据是：能够合理地选择实验材料与用具；前期发酵后豆腐的表面长有菌丝，后期发酵制作基本没有杂菌的污染。,四、结果分析与评价,（一）是否完成腐乳的制作,（二）腐乳质量的评价,制作成功的腐乳应该具有以下特点：色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、质地细腻、无杂质。,1.盐的用量：,（三） 不同条件对腐乳风味和质量的影响,盐可抑制其他杂菌的生长，但盐过多，太咸，也会影响腐乳的品质。,2.酒的用量：,酒的含量应控制在12左右，酒的含量过高会使腐乳成熟的时间延长，含量过少不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。,3.发酵的温度：,温度应控制在20OC左右，温度过高，其他微生物生长，可能导致豆腐腐败，过低，腐乳成熟时间延长。,4.发酵的时间：,时间过长过短都会影响腐乳的品质。,课题3：制作泡菜并检测亚硝酸盐含量,泡菜的制作课题的目的：,1、了解泡菜制作的原理； 2、熟悉泡菜制作的过程； 3、探究泡菜制作的条件。,（一）乳酸菌发酵,一、相关基础知识（原理）,阅读课本P6，思考以下问题：,1、泡菜制作中的微生物是什么？其代谢类型是什么？ 2、泡菜制作的原理是什么？ 3、泡菜因其酸甜香脆而令人胃口大开，泡菜中的酸味物质是什么？,乳酸菌（种类很多，常见有乳酸链球菌和乳酸杆菌）是种厌氧细菌，在无氧的条件下，将葡萄糖分解成乳酸。 乳酸杆菌常用于生产酸奶。,（二）亚硝酸盐,阅读课本P9，思考以下问题：,1、亚硝酸盐的理化性质如何？ 2、亚硝酸盐在蔬菜、咸菜、豆粉中的平均含量分别是多少？ 3、亚硝酸盐的中毒含量和致死含量分别是多少？ 4、我国对亚硝酸盐在肉制品中、酱腌菜中、 及婴儿奶粉中的卫生标准分别是多少？,亚硝酸盐分布广泛，在食品加工业中常用作食品添加剂。,膳食中少量的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但摄入总量达到0.30.5g时会引起中毒；当摄入总量达到3g时会引起死亡。,通常情况下，人体内的亚硝酸盐将随尿液排除出体外。在特定的条件下（适宜的pH、温度和一定的微生物作用）将转变为亚硝胺，从而具有致癌、致畸变和致突变作用（三致作用）。,二、实验设计,请你根据下图（实验流程示意图）和提供的二个资料，结合教材第1012页中的“操作提示”进行实验设计，并写出详细的实验方案。,选择原料,修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状,称取食盐,配制盐水,泡菜盐水,加调味料装坛,发酵,成品,测定亚硝酸盐含量,泡菜制作的三个关键：,容器、盐水、调料,见教材第10页“泡菜坛的选择”,三、具体操作,泡菜坛的选择,问题：不合格的泡菜坛为什么会引起蔬菜的 腐烂？,泡菜坛漏气，会使需氧型微生物大量繁殖，引起蔬菜腐烂。,见教材第11页“腌制的条件”,腌制的条件,问题：为什么温度过高、食盐用量不足、腌 制时间过短，容易造成细菌大量繁殖？,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，乳酸菌产生了大量的乳酸，从而抑制了其他微生物的生长，若腌制时间不够，乳酸含量不高，则不能抑制其他微生物的繁殖。,具体制作过程：,1、原料处理 2、盐水配制（4：1） 3、装坛（装至8成，盐水淹没） 4、封坛发酵（发酵过程中保证无氧环境） 5、成品（20度左右，约15天时间）,1.配置溶液,（三）测定亚硝酸盐的操作,（1）质量浓度为4mg/mL的对氨基苯磺酸溶液： 称取0.4g对氨基苯磺酸溶于100mL体积分数为20的盐酸溶液中，避光保存。,（2）质量浓度为2mg/mL的N1萘基乙二胺盐酸盐溶液： 称取0.2g N1萘基乙二胺盐酸盐溶于100mL的水中，避光保存。,（3）质量浓度为5ug/mL的亚硝酸钠溶液： 称取0.1g于硅胶干燥器中干燥24小时的亚硝酸钠，用水定溶至500mL。再取该溶液5mL稀释至200mL。,（4）提取剂： 称取50g氯化镉与50g氯化钡，溶解于1000mL蒸馏水中，用浓盐酸调节pH至1。,（5）质量浓度为2.5mol/L的氢氧化钠溶液： 称取10g氢氧化钠，用水定溶至100mL。,将125 g 硫酸铝Al2(SO4)3 18H2O溶解在1000 mL 蒸馏水中，形成氢氧化铝胶状物（为促进胶状物的形成，可适当加入氨水溶液，使pH为4）。利用真空抽滤瓶对胶状物进行真空抽滤，并用蒸馏水反复洗涤沉淀，直至洗涤液分别用氯化钡或硝酸银溶液检验不发生混浊为止。取下沉淀物，加适量蒸馏水，将胶状物沉淀调至稀浆糊状，捣匀备用。,（6）氢氧化铝乳液：,（氢氧化铝胶体能吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反应。）,2.制备标准显色液,用刻度移液管分别吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0和1.5mL的亚硝酸钠溶液置于50mL的比色管中（相当于1、2、3、4、5、和7.5ug），另取一支比色管作为空白对照。 在各管中分别加入2mL对氨基苯磺酸溶液，摇匀后静置3min，各加入1mL的N1萘基乙二胺盐酸盐溶液，添加蒸馏水至50mL。 摇匀后观察颜色（亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色）的梯度的变化。,3.制备样品处理液,将3坛泡菜作好标记，分别作如下处理： 称取0.4kg泡菜，用榨汁机粉碎过滤，取100mL滤液移至500mL容量瓶中，加200mL蒸馏水，放在摇床上振荡1h，再加入40mL氢氧化钠溶液，用蒸馏水定溶至500mL，过滤。 取60mL滤液移至100mL容量瓶中，加入氢氧化铝溶液，定溶至100mL，过滤（此时滤液无色透明）。,4.比色,吸取滤液40mL，转移到50mL比色管中（做好标记）。 按步骤2的方法分别加入对氨基苯磺酸溶液和N1萘基乙二胺盐酸盐溶液，并定溶至50mL，摇匀，静置15min后观察样品颜色的变化，并与标准显色液比较，找出与标准液最相近的颜色，记录对应的亚硝酸钠的含量（并换算成泡菜中所含亚硝酸钠的含量）。 每隔2d测一次，将结果记录。,四、结果分析与评价,1.用显微镜观察腌制泡菜盐水中的乳酸菌： 用高倍镜观察，乳酸菌呈链球状或杆状，无核,2.泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化的趋势： 泡菜中亚硝酸盐的含量将随腌制时间的延长而逐渐减少。,4.结合亚硝酸盐含量的变化趋势，分析泡菜的腌制过程中，什么时候食用最好？为什么？ 腌制半个月以后再食用，因腌制10d以后亚硝酸盐的含量已经比较低了。,3.食品中亚硝酸盐的含量标准： 泡菜中亚硝酸盐的含量不能超过20mg/kg。,果酒、果醋、腐乳、泡菜制作比较（有关发酵微生物、发酵原理、发酵条件、检测方法）,酵母菌，真菌，兼性厌氧,醋酸菌，细菌，好氧菌,毛霉，真菌，好氧,乳酸菌，细菌，厌氧菌,酵母菌的无氧呼吸产生酒精,20，无氧,重铬酸钾与其反应呈灰绿色,醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸,3035，通入氧气,品尝、pH试纸检测,毛霉产生蛋白酶和脂肪酶,1518接种，酒精含量控制在12左右,乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,常温，无氧条件,pH检测，亚硝酸盐的检测方法玫瑰红色,果酒和果醋的制作,生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的特征是（ ） A都是异养生物 B仅在有水条件下繁殖 C仅在有氧条件下生长 D生存温度都超过80 【解析】细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为