【生物】传统发酵技术的应用 2023-2024学年高二下学期同步特色课件（人教版2019选择性必修3）

第1章发酵工程第1节传统发酵工程的应用学习目标01发酵与传统发酵技术(概念,类型,产品)02尝试制作传统发酵食品①实例1:腐乳的制作②实例2:泡菜的制作③实例3:果酒果醋的制作从社会中来“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。”葡萄酒和葡萄醋是人类以葡萄为原料利用微生物发酵制作而来的，它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作呢？葡萄及葡萄酒课题背景

约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。

酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。汉代砖刻上的酿酒图展示我国古代酿酒作坊的绘画作品现代发酵产品发酵与传统发酵技术发酵原料人类所需产物适宜的条件微生物代谢(复杂分子)(简单分子)是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需的产物的过程。类型：需氧发酵（

）厌氧发酵（

）醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵

产品：发酵与传统发酵技术传统发酵技术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。类型：固体发酵（

）半固体发酵（

）泡菜、粮食白酒、腐乳等产品：豆豉、酱、酱油等

酱酱油醋泡菜豆豉传统发酵技术发酵工程利用天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情况不明，发酵过程的控制缺乏标准，发酵食品的品质不一。缩短发酵时间，确保品质稳定微生物培养，筛选单一菌种，再接种到物料中发酵发酵与传统发酵技术尝试制作传统发酵食品1.腐乳的制作酵母、曲霉和毛霉等多种微生物(毛霉起主要作用)蛋白质脂肪小肽氨基酸甘油脂肪酸++豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝一层豆腐一层盐，靠近瓶口多一点。盐能防止杂菌污染,以避免豆腐的腐败卤汤是由酒及各种香辛料配置而成,

抑制微生物的生长同时使腐乳有香味。1.腐乳的制作尝试制作传统发酵食品毛霉孢子15-18湿度靠近瓶口水分微生物口味腐败变质酒香辛料12%风味防腐杀菌消毒酒精灯的火焰尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品

乳酸发酵乳酸菌是异养厌氧细菌(原核生物\二分裂)，在无氧条件下能将葡萄糖分解为乳酸，可用于乳制品发酵、泡菜腌制等乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内都有乳酸菌常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌2C3H6O3（乳酸）＋能量C6H12O6酶2.泡菜的制作思考:为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的发酵作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。制作原理尝试制作传统发酵食品2.泡菜的制作材料用具

（2）调味品：如花椒、八角、生姜、蒜瓣及其他香辛料。（3）白酒、白砂糖和盐。一般用白菜、洋白菜、黄瓜、豇豆、胡萝卜、白萝卜等。（1）各种蔬菜（选新鲜蔬菜或其他原料，因为亚硝酸盐的含量低）均可，（4）泡菜坛的选择火候好坛沿深、盖子吻合好无裂纹、无砂眼检查方法：坛口向上，压入水中，看坛内壁有无渗水现象。也可使用玻璃制作的泡菜坛蔬菜装至半坛，加蒜、生姜及其它香辛料。再装蔬菜至八成满。将盐水倒入坛中，没过全部菜料，盖坛。向坛盖边沿的水槽注满水。3.装坛配制泡菜盐水（5%~20%），煮沸，冷却1.配制泡菜盐水新鲜蔬菜洗净、切条状或块状，晾干2.准备蔬菜、香辛料水槽中适时补充水。4.发酵思考1、传统泡菜制作的乳酸菌从哪里来？2、盐水为什么要煮沸冷却？3、为什么蔬菜不能装满？4、为什么泡菜盐水要没过蔬菜？尝试制作传统发酵食品5、为什么坛盖边沿的水槽要注满水？6、家庭传统泡菜制作时常用陈泡菜水，此时不能煮沸，为什么？2.泡菜的制作尝试制作传统发酵食品蔬菜装至半坛，加蒜、生姜及其它香辛料。再装蔬菜至八成满。将盐水倒入坛中，没过全部菜料，盖坛。向坛盖边沿的水槽注满水。3.装坛配制泡菜盐水（5%~20%），煮沸，冷却1.配制泡菜盐水新鲜蔬菜洗净、切条状或块状，晾干2.准备蔬菜、香辛料水槽中适时补充水。4.发酵2.泡菜的制作实验步骤调味，抑制微生物生长，所以盐含量过低会造成细菌污染。杀菌（杀灭水中的微生物及除去水中氧气）是为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动。水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。原因:①蔬菜发酵失水，液体膨胀，为了防止液体溢出②发酵初期混有杂菌,杂菌的发酵过程可能产生气体,防止液体溢出或瓶子炸裂.温度:时间:用量：氧气：18～20℃15天清水：食盐=4：1无氧条件乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。尝试制作传统发酵食品2.泡菜的制作

思考：为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何?成果展示泡菜好吃，但不宜多吃，泡菜中亚硝酸盐会危及人体健康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。尝试制作传统发酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亚硝酸盐产生泡菜坛清洗消毒蔬菜装坛放入香辛料倒入冷却盐水密封腌制发酵前期：蔬菜刚入坛时，表面带入的微生物主要是以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们进行发酵产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡从水槽内放出，逐渐使坛内形成嫌气状态。此阶段泡菜液的含酸量为0.3%~0.4%，该阶段是泡菜的初熟阶段，菜质咸而不酸、有生味。发酵中期：由于前期乳酸的积累，pH下降，乳酸杆菌活跃进行活跃的乳酸发酵，乳酸积累pH达3.5~3.8。大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的活动受到抑制。此阶段泡菜液的乳酸的积累量达到0.6%~0.8%，这一阶段为泡菜的完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香。尝试制作传统发酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亚硝酸盐产生发酵后期：继续进行乳酸发酵，乳酸含量继续上升，乳酸积累达1.2％以上，乳酸杆菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜液的酸度过高，风味不佳。腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10％、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期发酵中期发酵后期数量少(有O2，乳酸菌活动受抑制)数量最多(乳酸抑制其它菌活动)减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)少积累增多，pH下降继续增多，pH继续下降含量增加(硝酸盐还原菌的作用)含量下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)含量下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)尝试制作传统发酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亚硝酸盐产生尝试制作传统发酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亚硝酸盐产生2.泡菜的制作泡菜腌制中亚硝酸盐产生自然界中，亚硝酸盐（包括亚硝酸钾和亚硝酸钠）分布广泛，蔬菜（约4mg/kg）、咸菜（7mg/kg以上）、豆粉（10mg/kg）中均含有。

1、物理性质及用途：

亚硝酸盐为白色粉末，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加剂。2.食品安全：

一般不会危害人体健康，膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出。0.3～0.5g时，会引起中毒总量达到3g时，会引起死亡。急性中毒：亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中携带氧的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，使血红蛋白不能携带氧气从而导致缺氧性中毒症状。思考:在什么情况下，亚硝酸盐会转化为亚硝胺？适宜的pH、温度和一定的微生物作用氧化维生素C、E和酚类物质亚硝胺硝酸盐亚硝酸盐还原细菌等微生物(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作

某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”，在用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，请你帮他分析问题。练一练1、据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？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？3、加入“陈泡菜水”的目的是什么？13天后食用比较好，亚硝酸盐含量低泡菜盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透失水,抑制乳酸菌等微生物的生长提供乳酸菌菌种尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作

酒精发酵酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧微生物，能够在无氧条件下进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包酵母菌能以多种糖类作为物质和能量来源，因此在一些含糖量高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌酿酒酵母的最适生长温度约28℃(18-30℃)2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量C6H12O6酶制作原理尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作制作原理

醋酸发酵醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解为醋酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。可用于制作各种风味的醋醋酸菌分布广泛多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃2CH3COOH（醋酸）＋2CO2＋2H2O＋能量C6H12O6＋2O2酶CH3COOH（醋酸）＋H2O＋能量C2H5OH＋O2酶尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作材料用具

洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作

方法步骤实验流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒设计果酒发酵装置充气口？排气口？排出CO2出料口便于取样检查和放出发酵液制酒时关闭排气口胶管长而弯曲的作用？防止空气中杂菌感染果酒的发酵装置示意图尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作

方法步骤1）灭菌消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70﹪酒精消毒，晾干备用。2）材料处理取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。3）榨葡萄汁4）果酒发酵温度在18－300C发酵,每隔12h拧松瓶盖一次,发酵时间为10-12d,可从瓶口取样监测用榨汁机榨取葡萄汁将葡萄汁装人发酵瓶中，（要留大约1／3的空间）盖好瓶盖。为发酵初期提供氧气，保证酵母菌初期进行有氧呼吸，大量繁殖；避免发酵液溢出。酒精发酵过程中产生CO2，瓶盖拧松放出CO2防止进入O2，继续进行酒精发酵不能反复冲洗，以防止菌种的流失防止杂菌污染。5）果醋发酵打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄酒发酵.温度在30-350C发酵,发酵时间为7-8d枝梗被杂菌污染70%酒精1/3CO218-30出料口30-35尝试制作传统发酵食品3.果酒果醋的制作制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18~30℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30~35℃？

温度是酵母菌生长和发酵的基本条件，28℃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30~35℃，因此要将温度控制在30~35℃。

一般情况下，葡萄酒是红色的原因？在发酵的过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。

有气泡产生放置一段时间后产生大量气泡。发酵3至4天后。

（期间每天放气两次）发酵过程中发酵液的变化：①放出气体：由于发酵作用，葡萄汁中的糖分大部分转变为CO2、C2H5OH及少量的发酵副产品。CO2排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10d后，现象最明显。②放热：发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18～25℃。发酵过程中发酵液的变化：③颜色变化：发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。④菌体数量变化：果酒制作的初期发酵液中酵母菌数目增多，后期酵母菌的数目不再增多；果醋制作的任何阶段，只要条件适宜，发酵液中醋酸菌数目可以不断增多，在发酵液表面形成菌膜。

思考1、请分析此发酵装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？

分析：充气口是在_________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_________的；出料口是用来_________的。使用该装置制酒时，应该______________；