高中生物 2.1 发酵与食品加工课件 中图版选修1.ppt

第一节发酵与食品加工 课程标准 1 运用发酵食品加工的基本方法 2 尝试利用微生物进行发酵来生产特定的产物 课标解读 1 理解发酵的基本原理和方法 2 利用酒精发酵的原理进行酒精酿制 设计制作果酒和果醋的装置 完成果酒和果醋的制作 3 设计并完成腐乳的制作 分析影响腐乳品质的条件 在生产中 利用微生物在 或 条件下的生命活动来制备微生物 及各种不同 的过程 称为发酵 根据发酵过程对氧的需求情况 可分为 发酵和 发酵 根据发酵生成的产物 可分为 发酵和 发酵等 发酵的原理与类型 1 发酵 有氧 无氧 菌体 代谢产物 需氧 厌氧 酒精 乳酸 酒精是采用 法生产的 先将 水解成葡萄糖 再利用 分解葡萄糖生成 丙酮酸在 和 条件下 转变成酒精 由于酵母菌是 型微生物 在实际制酒过程中 先让酵母菌在 条件下大量 耗尽容器内的氧气 再让酵母菌在 条件下进行 生成酒精 果酒制作过程中并未刻意灭菌 但其他微生物却难以存活 为什么 提示在缺氧和酸性的发酵液中 酵母菌能大量生长繁殖 而绝大多数其他微生物却因无法适应这种环境而受到抑制 2 酒精发酵 厌氧发酵 淀粉 酵母菌 丙酮酸 厌氧 微酸性 兼性厌氧 有氧 繁殖 无氧 厌氧发酵 思维激活1 果醋则是利用 进行 发酵得到的产物 醋酸菌是 细菌 在适宜的条件下 醋酸菌能将糖类分解成 当糖类不足时 还可以将酒精转变成 进一步将 转变成 因此 可以在制作果酒的基础上酿制 从结构上看 醋酸菌与酵母菌的最主要区别是什么 从生活习性上看 其突出特点是什么 提示从结构上看 醋酸菌无成形的细胞核 属原核生物 从生活习性上看 醋酸菌的突出特点是只有当o2充足时才能进行旺盛的生命活动 思维激活2 3 醋酸发酵 醋酸菌 需氧 好氧性 醋酸 乙醛 乙醛 醋酸 果醋 酒精发酵离不开酵母菌 酵母菌是兼性厌氧型微生物 在有氧条件下 酵母菌进行有氧呼吸 大量繁殖 反应式如下 1 酒精发酵的原理 特别提醒酵母菌 单细胞真菌 酵母菌是圆形或椭圆形的单细胞真菌 通过分裂或出芽的方式进行无性生殖 为异养兼性厌氧型 可用于酿酒 制作面包等 酵母菌进行有氧呼吸时 产生能量多 可大量繁殖 无氧呼吸时产生能量少 仅能满足自身代谢 基本不繁殖 这就是利用酵母菌进行工业生产时先通气的原因 1 原料 酵母菌分布广泛 喜欢 高粱 玉米 大麦 红薯 葡萄汁等含糖量高的原料 2 温度 20 左右最适合酵母菌繁殖 酒精发酵时一般将温度控制在18 25 3 酸碱度 酵母菌生活在偏酸环境中 最适ph为4 0 5 8 在最低ph 2 5 最高ph 8 0的两种环境中 酵母菌尚能生存和生长 但生长非常缓慢而且易死亡 1 当氧气 糖源都充足时 醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸 反应式如下 2 影响酒精发酵的因素 3 醋酸发酵的原理 特别提醒醋酸菌的主要特征 醋酸菌又名醋酸杆菌 是单细胞原核生物 繁殖方式 二分裂 代谢类型 异养需氧型 1 醋酸菌是嗜温菌 最适生长温度为30 35 2 醋酸菌属于需氧型微生物 发酵过程中需要不断通入无菌空气 3 最适ph为5 4 6 3 4 影响醋酸发酵的因素 下列关于果醋的制作 错误的是 a 果醋的制作需用醋酸菌 醋酸菌是一种好氧菌 所以在制作过程中需通氧气b 醋酸菌是一种嗜温菌 温度要求较高 一般在50 左右c 醋酸菌能将果酒变成果醋d 当氧气 糖源充足时 醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸解析醋酸菌是好氧细菌 所以在发酵过程中需要适时地通入o2 醋酸菌的最适生长温度为30 35 在糖 o2充足时 醋酸菌能将葡萄中的糖分解成醋酸 当缺少糖时 可将乙醇氧化成乙酸 醋酸 答案b 巩固1 酒精在医药上常用于 和 调制 在工业生产中常用作 和 剂 在食品制造中常用来配制各种含 饮料 按 培养基配方配制培养基 并在 下高压蒸汽灭菌 min 将 加入无菌水制成菌悬液 接种至培养基中 恒温静止培养3d 发酵液放入 进行蒸馏 用 测量出你所得到的酒精的酒精度 酒精酿制和家庭制作发酵食品 1 酒精的应用 2 酒精酿制 灭菌防腐 药剂 有机溶剂 浸出 酒精 酒精发酵 121 20 30 酿酒酵母 30 蒸馏装置 酒精比重计 检验酒精的方法和原理是什么 提示 检验方法 发酵是否有酒精产生 可用酸性重铬酸钾溶液来检验 检验原理 酸性条件下 重铬酸钾和酒精反应呈现灰绿色 思维激活3 1 配制培养基实验时 按酒精发酵培养基配方配制培养基 并进行高压蒸汽灭菌 工业上通常选用高梁 玉米 大麦等谷物以及红薯作为酿制白酒的原料 配制好的培养基放在高压蒸汽灭菌锅内蒸煮20 30min 2 接种培养将培养24h的酿酒酵母加入无菌水5ml 制成菌悬液 并吸取1ml接种于装有100ml培养基的锥形瓶中 30 恒温静止培养3d 1 酒精酿制的流程 3 蒸馏 安装蒸馏装置 蒸馏在蒸馏瓶中加几粒碎石 防止液体过度沸腾 打开水龙头 缓缓通入冷水 然后开始加热 在整个蒸馏过程中 应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴 控制蒸馏的时间和速度 通常以每秒1 2滴为宜 4 酒精的检测 发酵后是否有酒精产生 可以通过嗅味和品尝进行初步鉴定 此外 还可以利用在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色进行检验 用酒精比重计测量出所得到的酒精的酒精度 1 实验流程 2 制作果酒和果醋 2 实验操作 选择新鲜的葡萄 榨汁前要先冲洗 再除枝梗 为防止发酵液被污染 需要消毒或灭菌 a 榨汁机要清洗干净 并晾干 b 发酵装置要清洗干净 并用70 的酒精消毒 c 装入葡萄汁后 封闭充气口 榨汁将葡萄放入榨汁机中榨取葡萄汁 注意避免将果核压破 若葡萄未充分成熟 葡萄汁内可加糖 果酒和果醋的发酵装置示意图 a 充气口 在果醋发酵时连接充气泵 输入氧气 因为酵母菌产生酒精时是厌氧的 所以充气口设开关 b 排气口 排出果酒发酵时产生的二氧化碳 c 排气口和一个长而弯曲的胶管连接 防止空气中的杂菌进入 d 出料口 取样检查和放出发酵液 e 使用方法 在进行果酒发酵时要关闭充气口 在进行果醋发酵时 充气口要连续充入氧气 发酵条件的控制a 制葡萄酒 在前期需要氧气 先通入一段时间的氧气 一段时间后 封闭充气口 温度应控制在18 25 时间控制在10 12d左右 b 制果醋 温度应控制在30 35 时间控制在7 8d左右 适时通过充气口充入无菌空气 1 制作原理在豆腐的发酵过程中 起主要作用的是毛霉 此外还有许多种微生物参与 毛霉是一种丝状真菌 分布广泛 生长迅速 具有发达的白色菌丝 毛霉等微生物的产物蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 脂肪酶可将脂肪水解成甘油和脂肪酸 在多种微生物的协同作用下 普通豆腐转变成为我们爱吃的腐乳 2 制作过程 实验流程 3 制作腐乳 具体操作a 毛霉的生长 豆腐块在适宜温度 15 18 和湿度条件下 很易在表面长出毛霉 b 加盐腌制 将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶口 同时逐层加盐 越接近瓶口盐量增大 c 配制卤汤 用酒及各种香辛料配制卤汤 配方不同 风味色泽不同 d 密封腌制 将用盐腌制好的豆腐块迅速小心地装入洗刷干净并用沸水消毒的玻璃瓶中 并整齐摆放 然后加入卤 汤 将瓶口通过酒精灯的火焰后 用胶条将瓶口密封 在此过程中时刻注意防止杂菌污染 3 影响腐乳品质的因素 卤汤直接关系到腐乳的色 香 味卤汤是由酒和各种香辛料配制而成的 卤汤中的酒可以选用料酒 黄酒 米酒 高梁酒等 含量一般控制在12 左右 加酒可以抑制微生物的生长 同时能使腐乳具有独特的香味 香辛料种类很多 如胡椒 花椒 八角 桂皮 姜 辣椒等 香辛料可以调制腐乳的风味 也具有防腐杀菌的作用 控制好材料的用量 a 用盐腌制时 若盐的浓度过低 不足以抑制微生物生长 可能导致豆腐腐败变质 若盐的浓度过高 会影响腐乳的口味 b 卤汤中酒的含量应控制在12 左右 酒精含量过高 腐乳成熟的时间会延长 酒精含量过低 不足以抑制微生物生长 可能导致豆腐腐败 特别提醒腐乳制作过程中盐的作用 调味 只有一定的咸度才能刺激人的味觉 蛋白质水解所产生的各种氨基酸才表现出鲜味 防腐 防止腐败菌种的污染 加盐可以析出豆腐中的水分 使豆腐块变硬 抑制蛋白酶继续起作用 稳定其鲜味和香味 安徽安庆二模 下图为制作果酒 果醋的实验流程 请回答下列问题 巩固2 1 制作果酒的发酵阶段 发酵瓶的瓶盖应 a 一直打开b 打开并盖上一层纱布c 定时拧松d 一直拧紧 2 写出由果酒酿制成果醋过程的反应式 解析本题主要考查果酒 果醋制作的相关内容 1 果酒的发酵阶段 发酵瓶的瓶盖应每隔12h拧松一次 以排出发酵中产生的co2 防止发酵瓶爆裂 2 注意是由果酒酿制成果醋过程的反应式 江苏高考 下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程 下列叙述正确的是 例1 示例一酒精发酵与醋酸发酵的原理 a 过程 和 都只能发生在缺氧条件下b 过程 和 都发生在酵母细胞的线粒体中c 过程 和 都需要氧气的参与d 过程 所需的最适温度基本相同思维导图 深度剖析有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同 均发生在细胞质基质中 产物是丙酮酸 而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中 a b两项均错 过程属于有氧呼吸第二 三阶段 第三阶段需要氧气参与 过程是制作果醋的过程 需醋酸菌参与 醋酸菌是一种好氧细菌 因此 过程需要氧气参与 c项正确 制作果酒时 最适温度为18 25 而制作果醋时最适温度为30 35 答案c 归纳提升果酒制作与果醋制作的比较 江苏 图甲是果醋发酵装置 发酵初期不通气 溶液中有气泡产生 中期可以闻到酒香 后期接种醋酸菌 适当升高温度并通气 酒香逐渐变成醋香 图乙中能表示整个发酵过程培养液ph变化的曲线是 例2 示例二果酒制作与果醋制作的流程及结果分析 a b c d 思维导图 深度剖析在果醋的发酵过程中 首先瓶中进行的是有氧呼吸产生co2 会使ph下降 一段时间后由于氧气消耗殆尽 开始进行无氧呼吸 也可产生co2 会使ph继续下降 最后进行醋酸发酵生成醋酸 会使ph迅速下降 答案b 方法技巧 1 酵母菌有氧呼吸时 产生能量多 可大量繁殖 无氧呼吸时 产生能量少 仅能满足自身代谢 基本不繁殖 所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封 发酵过程中产生二氧化碳 会出现大量的气泡 气泡产生多少的变化可以反映发酵的进程 可以嗅味 品尝 用酸性重铬酸钾检验酒精含量 进行酵母菌的镜检 测定ph等 2 用于果酒制作的酵母菌为真菌 可抵抗抗生素 但用于果醋制作的醋酸菌为原核生物 抗生素可将其杀死 故醋酸发酵时须严防抗生素污染 可通过观察菌膜的形成 嗅味 品尝初步鉴定 再通过检测和比较醋酸发酵前后的ph进一步鉴定等 通过某些微生物在特定条件下的发酵作用可以制作多种食品 比如白酒 果酒 果醋 腐乳等 发酵成功与否与菌种的选择 发酵条件的控制 一些佐料的添加等都有密切关系 做这类题目需要对微生物培养 分离和发酵原理 过程及影响因素都要全面掌握 制作发酵食品 技法必备 下面是古代家庭酿酒的具体操作过程 先将米煮熟 等冷却至30 时 加少许水和一定量的 酒药 实际是酵母菌菌种 与米饭混匀后置于一瓷坛内 其他容器也可 在中间要挖一个洞 加盖后置于适当的地方保温 28 12h即成 现请你从以下几个方面对其发酵过程作一个简单的分析 1 先将米煮一煮的目的是 冷却到30 后才能加 酒药 的原因是 2 在米饭中间挖一个洞的目的是增加 的含量 保证酵母菌在一开始时进行 从而有利于酵母菌数量的增加 能力展示 3 请你在下图1的坐标上画出发酵坛内酵母菌种群数量增长的曲线 图1图2 4 在家庭酿酒过程中 瓷坛内首先产生了大量的水 这些水的主要来源是 5 发酵坛并没有密封 但坛内却有发酵的无氧环境 请说出理由 6 请你在上图2的坐标中绘出发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸此消彼长的变化过程曲线图 用实线和虚线分别表示有氧呼吸和无氧呼吸 解析家庭酿酒的实质是发酵 酒药 就是菌种 水和米就是培养基 煮米就是对培养基进行灭菌 加酒药就是接种 接种时培养基的温度不能太高 否则会杀死菌种 因此要等米饭冷却后加酒药 接种量不能太少 否则影响代谢产物的产量 也会使发酵过程延长 从而使混入杂菌的可能性增加 酵母菌是兼性厌氧型生物 有氧条件下能进行有氧呼吸 放能多 有利于生长繁殖 无氧条件下可进行酒精发酵 产生酒精 米饭中间挖洞可为酵母菌提供一定量的氧气 有利于增加菌体数目 随着氧气的消耗和代谢水的浸没 形成了一个无氧环境 有利于酒精的产生 答案 1 杀灭其他杂菌 使淀粉发生一定程度的水解太高的温度会抑制甚至杀死酵母菌 2 o2有氧呼吸 3 如图1 4 酵母菌进行有氧呼吸产生 5 酵母菌呼吸作用 有氧呼吸 本身消耗氧气 同时有氧呼吸产生的水浸没米饭也造成无氧环境 6 如图2 图1图2 下列产醋最多的措施是 a 在果酒中加入食醋 并通气b 在果酒中加入变酸的酒表面的菌膜 并通气c 将果酒暴露在空气中d 在果酒中加入冲洗葡萄的水 并通气解析因食醋经灭菌不含有菌种 空气中和冲洗葡萄的水中可能有醋酸菌 但数量不大 只有变酸的果酒表面的菌膜中有大量的醋