(1)传统发酵技术的应用（第(1)课时）【生物讲堂】高二生物课件（人教版20(1)9选择性必修3）

聚焦学习目标：

1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品2.概述微生物发酵的基本原理第1节传统发酵技术的应用第1课时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。

科技探索之路：从传统发酵技术到发酵工程战国中山酒一.发酵与传统发酵技术1.早期酿酒技术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。夏禹时期，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。最初可能是发现储存的水果会自然发酵变成酒，因而逐渐摸索出酿酒技术的。汉代砖刻上的酿酒图展示我国古代酿酒作坊的绘画作品2.发酵的概念

1857年，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。此后人们才开始了解发酵的本质。法国微生物学家巴斯德1857年，法国微生物学家巴斯德(L.Pasteur，1822～1895)通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希(J.V.Liebig，1803～1873)却坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。原料（复杂的分子）适宜的条件微生物代谢人类所需产物（简单分子）法国微生物学家巴斯德是指人们利用微生物，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。微生物代谢微生物的代谢的某些产物(乙醇、乳酸、氨基酸、抗生素、酶制剂等)微生物的有氧呼吸和无氧呼吸人类所需产物2.发酵的概念

不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。知识拓展：微生物的发酵类型发酵类型醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵发酵是否需要O2需氧发酵厌氧发酵同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异。3.发酵的原理发酵是否需要O2好氧发酵厌氧发酵固态发酵半固态发酵液态发酵分批发酵连续发酵混合发酵纯种发酵培养基固态或液态发酵是否连续菌种是否单一发酵类型知识拓展：微生物的发酵类型1)实例：腐乳的制作原理蛋白质小分子肽+氨基酸脂肪甘油+脂肪酸酵母、曲霉和毛霉等多种微生物的发酵，其中其主要作用的是毛霉。正在发酵的豆腐坯代谢特点生殖方式丝状真菌，代谢类型为异养需氧型。孢子生殖。温度腐乳发酵的温度为15～18℃。毛霉4.传统发酵技术2)概念：像这样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、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。酱酱油醋泡菜豆豉3)特点：传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。4)优点：操作简单、适用于家庭式或作坊式生产，是文化的传承。5)缺点：生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低。基础检测【思考辨析】2.传统发酵食品是以单一菌种的固体发酵和半固体发酵为主吗？1.使用买的袋装酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？

不属于；使用前一次发酵保存下来的面团进行的算。混合菌种101.乳制品发酵、泡菜腌制的原理——乳酸菌发酵厌氧细菌，代谢类型为异养厌氧型。乳酸杆菌代谢特点分布广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内。温度适宜发酵温度为30～40℃。在无氧的条件下，将葡萄糖分解成乳酸。发酵原理C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶二分裂生殖。生殖方式乳酸链球菌类型乳酸链球菌和乳酸杆菌。二.微生物发酵的基本原理单细胞真菌，代谢类型为异养兼性厌氧型。代谢特点分布在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。温度影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。在无氧条件下，进行酒精发酵。发酵原理出芽生殖或孢子生殖。生殖方式2.酿酒、制作馒头和面包的原理——酵母菌厌氧发酵C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量酶酵母菌好氧细菌，代谢类型为异养需氧型。代谢特点温度多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。生殖方式二分裂生殖。O2、糖源都充足时，把葡萄糖分解为乙酸。发酵原理3.制作醋的原理——醋酸菌好氧发酵C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量酶醋酸菌C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量酶O2充足、糖源缺少时，将乙醇转化为乙醛，再变为乙酸。酒精发酵→醋酸发酵+C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量2O22CH3COOH(醋酸)

+2H2O+能量酶醋酸发酵：有氧，30～35℃酒精发酵：无氧，28℃三.尝试制作传统发酵食品利用植物体表面天然的乳酸菌进行发酵的。乳酸的质量百分比为0.4～0.8%时，泡菜口味、品质最佳。1.制作泡菜1)实验原理C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶2)实验材料泡菜坛白酒食盐清水新鲜蔬菜（萝卜、黄瓜、白菜、豇豆等）蒜瓣生姜其他香辛料（花椒、辣椒、八角等）新鲜蔬菜准备2配制盐水1泡菜坛清洗消毒3蔬菜装坛4放入香辛料5倒入冷却盐水6密封腌制73)方法步骤-流程配制盐水1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；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。杀菌除氧新鲜蔬菜准备2调味，抑制微生物生长，渗出蔬菜中过多的水。保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干；泡菜坛清洗消毒3洗净晾干，倒入白酒消毒，倒掉白酒后倒置备用。3)方法步骤-具体蔬菜装坛4将准备好的蔬菜切条装入坛中，装至半坛。放入香辛料5放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。倒入冷却盐水6将冷却好的盐水缓慢倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。密封腌制7向坛盖边沿的水槽中注满水，发酵过程中经常向水槽中补充水。创造无氧环境3)方法步骤制作泡菜4)结果分析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？加水

用水密封泡菜坛的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入八成满？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③你腌制的泡菜成功吗？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；通过在显微镜下观察乳酸菌的形态和数目；根据亚硝酸盐的含量来评定；

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。失败成功5)进一步探究亚硝酸盐膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。制作过程中亚硝酸盐含量的变化腌制方法、时间长短和温度高低等条件对亚硝酸盐含量的影响亚硝酸盐亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。硝酸盐硝酸盐还原菌亚硝酸盐适宜的pH、温度和一定的微生物作用亚硝胺维生素C、E和酚类物质亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。【拓展应用】2.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。3579111304812162024发酵时间/d亚硝酸盐含量/(mg/kg)(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？

在发酵11天后食用比较合适，因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。(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，抑制乳酸菌生长，产生乳酸较少，导致泡菜未能正常发酵（也可能是由于温度较低）。练习与应用教材P8