【课件】传统发酵技术的应用课件人教版选择性必修3

发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。第1章第1节传统发酵技术的应用从传统发酵技术到发酵工程科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。1897年用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。1957年科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究。20世纪80年代以后法国微生物学家巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的，从而将酵母菌与发酵联系起来。1857年利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。20世纪40年代基因工程。细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。20世纪70年代以后190019401960185019801970约9000年前我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。从社会中来

“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”（唐·王翰）诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。葡萄及葡萄酒一、发酵与传统发酵技术图1-1汉代砖刻上的酿酒图图1-2展示我国古代酿酒作坊的绘画作品1.古代酿酒的方法：利用附着在谷物、水果等表面的微生物自然发酵。601资料：我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。1、酒曲是什么?2、酿酒加酒曲的目的是什么?微生物使原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。

思考：一、发酵与传统发酵技术7012.1857年，法国的微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。酵母菌巴斯德一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。（1）概念3.发酵

（2）原理不同的微生物具有产生不同代谢物的能力（3）类型需氧发酵厌氧发酵【同一种微生物处于不同环境条件下，代谢途径也会出现差异】。4.腐乳：（2）

毛霉的作用：蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶（1）毛霉是一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。一、发酵与传统发酵技术1001目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长酒：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；香辛料：调味，防腐杀菌---腐乳（3）制作过程：直接利用原材料中的天然存在的微生物。1102尝试制作传统发酵食品---腐乳直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。（1）概念：2、传统发酵技术（2）特点：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主；通常是家庭式或作坊式的。【思考】每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？提示发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。传统发酵技术的优点：操作简单，适用于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等。传统发酵技术的缺点：生产条件不易控制，产品容易受杂菌污染，生产效率较低等。（3）传统发酵技术的优缺点阅读教材p5-6，回答以下问题：问1.制作泡菜用何菌种？该菌种来自哪里？代谢类型、种类以及发酵原理。二、尝试制作传统发酵食品（一）制作泡菜1.菌种：乳酸菌（1）来源：（2）代谢类型：（3）种类：植物体表面天然的乳酸菌异养厌氧型乳酸链球菌、乳酸杆菌（原核生物）2.发酵原理：乳酸菌在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶二、尝试制作传统发酵食品1602尝试制作传统发酵食品（1）泡菜制作原理植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。----泡菜（2）材料用具食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜坛或其它密封性良好的罐子等。17配制盐水蔬菜处理装坛加盐水封坛发酵过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。杀菌、除氧泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；留有一定空间，方便拿取泡菜。将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；创造无氧环境将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；不影响乳酸菌的生命活动用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；（3）制作泡菜方法步骤：舌尖上的中国——四川泡菜1.用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？目的是给泡菜坛内创造无氧环境，这说明泡菜制作需要在无氧条件下进行。2.为什么泡菜坛只能装八成满？在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。（4）结果分析和评价泡菜的制作二、尝试制作传统发酵食品3.如何判断你腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无梅花浮膜，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。根据亚硝酸盐的含量来评定；根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定。可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态；（4）结果分析和评价泡菜的制作二、尝试制作传统发酵食品2102尝试制作传统发酵食品（5）进一步探究：

某同学在制作泡菜前，査阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；在用质量百分比为5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图。(1)

据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？发酵10天后，亚硝酸盐含量降到较低水平。(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。(3)

加入“陈泡菜水”的目的是什么？“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。----泡菜阅读教材p6-7，回答以下问题：问.制作果酒和果醋用何菌种？该菌种来自哪里？代谢类型以及发酵原理。二、尝试制作传统发酵食品（二）制作果酒、果醋（1）来源：（2）代谢类型：（3）最适生长温度：新鲜水果的果皮表面附着的野生酵母菌异养兼性厌氧型酿酒酵母28℃1.果酒所需菌种酵母菌（单细胞真菌，真核生物）（4）发酵原理：酵母菌在无氧的情况下能进行酒精发酵C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（1）来源：（2）代谢类型：（3）最适生长温度：空气异养需氧型30~35℃2.果醋所需菌种：醋酸菌（原核生物）（4）发酵原理：当O2、糖源充足时C6H12O6+2O2

2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量

酶当糖源不足时：乙醇→乙醛→醋酸C2H5OH

+O2

CH3COOH（醋酸）+H2O+能量酶（二）制作果酒、果醋3.制作原理4.材料用具葡萄的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。新鲜的葡萄、洗洁精、70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。二、尝试制作传统发酵食品（二）果酒和果醋的制作将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用;用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖;将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干;除灰去污避免葡萄破损，减少杂菌污染①有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽O2后，再进行酒精发酵；②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。无需多次。防止菌种减少，影响发酵排出CO2，防止爆裂防止杂菌污染器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵5.果酒制作步骤：将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用;用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖;将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干;器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵果醋发酵当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖6.果醋制作步骤：2802尝试制作传统发酵食品7.实验分析与思考（结合以前的学习思考回答)①体积分数为70%的酒精的作用：②冲洗的目的：③冲洗1-2次即可，能否连续冲洗，为什么：④为什么去梗前冲洗：⑤葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？⑥每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：⑦拧松但不打开的目的：⑧如何检测果酒和果醋的发酵是否成功？⑨果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？①体积分数为70%的酒精的作用：②冲洗的目的：③冲洗1-2次即可，能否连续冲洗，为什么：④为什么去梗前冲洗：⑤葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？⑥每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：⑦拧松但不打开的目的：消毒去除表面灰尘、污物不能，防止果皮表面的野生菌种数量减少避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出排出气体防止杂菌污染3102如何检测果酒和果醋的制作是否成功？果酒：a.闻

b.品尝

c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测果醋：a.闻

b.品尝

c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值

d.观察醋酸菌膜是否形成。⑨果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种8.结果分析和评价P7（1）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。二、尝试制作传统发酵食品（二）果酒和果醋的制作(2)在制作果酒的过程中，除了酵母菌,是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？果酒中除了酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。二、尝试制作传统发酵食品8.结果分析和评价P7（二）果酒和果醋的制作(3)在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上,后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中,一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。二、尝试制作传统发酵食品8.结果分析和评价P7（二）果酒和果醋的制作(4)你制作的果酒和果醋的口味如何？如果你对结果不满意，应该如何改进？制作成功的葡萄酒爽口，柔和，有浓郁的果香味；制作成功的果醋有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。如果对制作结果不满意，应从制作过程全面考虑改进措施，如严格控制发酵条件，发酵所用装置要进行清洗、晾干、消毒等。二、尝试制作传统发酵食品8.结果分析和评价P7（二）果酒和果醋的制作1、查阅关于果酒和果醋工业化生产的工艺流程，比较自己制作果酒和果醋的方法与这些流程有哪些异同。在此基础上，请思考：当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别和联系吗？2、选择你喜欢的一种传统发酵食品，尝试制作，并用视频拍下记录，总结你所遇到的问题以及注意事项。

到社会中去到社会中去2023/3/1

少量制作转向大规模生产时，会遇到许多新问题。例如，少量制作果醋时，不需要专门的搅拌装置。而大规模生产果醋时，由于发酵罐容积很大，就需要安装搅拌器，以保障醋酸菌对O2的需求。可见在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意义上的产品。在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等过程才能获得成品酒或醋。果酒还需要在一定条件下进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。通过深入思考，可以感悟到，工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。一、概念检测1.油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽抱杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正