高中生物新人教版选择性必修3传统发酵技术的应用课件（42张）

第1章发酵工程探究一发酵与传统发酵技术

微生物联系生活中的实例,结合教科书第4页的图1-1、图1-2以及第5页的图1-3、图1-4,阅读相关内容,说明发酵与传统发酵技术的概念。1.发酵。人们利用

,在适宜的条件下,将原料通过

的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2.传统发酵技术。(1)概念:直接利用

中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的

等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。微生物原材料面团、卤汁固体(2)特点:以混合菌种的

发酵及

发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。(3)主要食品:酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。(4)举例:腐乳的制作(主要过程如下)。

半固体探究二泡菜的制作

乳酸菌结合教科书第5页的图1-5,阅读相关内容,分析“探究·实践:制作泡菜”,说明泡菜制作的原理,简述泡菜制作的过程。1.菌种及制作原理。(1)菌种及来源:植物体表面天然的

,常见的种类有

、

。(2)制作原理。①发酵实质:在

的情况下,

能将葡萄糖分解成

。②反应式:

。

乳酸链球菌乳酸杆菌无氧乳酸菌乳酸C6H12O6

2C3H6O3(乳酸)+能量5%~20%2.制作过程。(1)配制盐水:用清水和食盐配制质量分数为

的

盐水,并将盐水煮沸,

待用(2)蔬菜加工:将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混匀,晾干(3)蔬菜装坛:将晾干的蔬菜装入泡菜坛内,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他

,继续装至

满冷却香辛料八成没过

(4)加入盐水:将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水

全部菜料,盖好坛盖

(5)封坛发酵:向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水,根据室内

控制发酵时间温度探究三果酒和果醋的制作阅读教科书第6、7页相关内容,分析“探究·实践:制作果酒和果醋”,说明果酒和果醋的制作原理,简述果酒和果醋制作的过程。1.制作原理及发酵条件。项目果酒制作果醋制作制作原理菌种酵母菌醋酸菌反应无氧条件下,进行酒精发酵:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量①O2、糖源充足时:C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量②缺少糖源,O2充足时:C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量发酵条件温度18～30℃30～35℃空气前期:需氧后期:不需氧需要充足的氧气时间10～12d7～8d2.制作过程。(1)用具消毒: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

消毒,晾干备用(2)挑选、冲洗葡萄:先

,再去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干

(3)榨汁:用榨汁机榨取葡萄汁,将葡萄汁装入发酵瓶中,盖好瓶盖(4)果酒发酵酒精用清水冲洗1~2次(5)发酵时间为10~12d,可通过从发酵瓶口取样来对发酵情况进行监测(6)果醋发酵探究一发酵与传统发酵技术

腐乳的制作阅读材料,回答问题。千百年来,腐乳一直受到人们的喜爱,其发酵分为前期发酵和后期发酵。前期发酵主要是毛霉在豆腐(白坯)上的生长。其作用,一是使豆腐表面有一层菌膜将其包住,形成腐乳的“体”;二是毛霉分泌的以蛋白酶为主的各种酶,有利于豆腐中的蛋白质被分解为小分子肽和氨基酸。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过腌制并配入各种辅料(红曲、酒酿等),使蛋白酶作用缓慢,促进其他生化反应,生成腐乳的香气。

(1)传统腐乳的制作一般不需要进行专门接种,那么发酵过程中的菌种来自哪里?

提示:来自空气中的毛霉孢子。(2)毛霉是原核生物还是真核生物?其代谢类型是什么?

提示:毛霉是真核生物,其代谢类型是异养需氧型。

(3)为什么腐乳与豆腐相比,更易被消化吸收?

提示:在腐乳的制作过程中,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,易于消化吸收。(4)家庭式制作腐乳,每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳口感却不完全相同,有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗?

提示:生产条件不易控制,容易受杂菌污染。

与传统发酵技术有关的几种微生物的比较

微生物酵母菌毛霉醋酸菌乳酸菌类别真核生物原核生物营养方式异养、兼性厌氧异养、需氧异养、需氧异养、厌氧适宜温度28℃左右15～18℃30～35℃室温用途酿酒、发面制作腐乳酿醋制作酸奶、泡菜

传统文化汉代砖刻上的酿酒场景、唐诗中的葡萄酒及约9000年前我们的祖先就已经会酿造含酒精的饮料,这些都反映了我国具有悠久的酿酒文化和历史。北魏古籍中记载的腐乳生产工艺,千百年来一直在传承并融入我们的日常生活中。利用传统发酵技术制作的食品有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等,它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。这体现了传统发酵技术的应用蕴含着我国对传统文化的认同与传承。

【例1】发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别,承载了中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。下列食品未经发酵的是()A.泡菜B.食醋

C.豆腐

D.酸奶解析:泡菜制作需要利用乳酸菌的发酵;食醋制作需要利用醋酸菌的发酵;豆腐是用豆子加工而成的,未经微生物发酵;酸奶制作需要利用乳酸菌的发酵。答案:C【例2】我国有历史悠久的传统发酵技术,它促进了丰富多彩的饮食文化的形成。下列关于传统发酵技术的说法,错误的是()A.发酵是指利用微生物的无氧呼吸获得产物的过程B.利用的微生物可直接来自原材料C.以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主D.通常是家庭式或作坊式的解析:发酵是人们利用微生物,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。该过程中,微生物可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸。传统发酵技术中利用的微生物可直接来自原材料,也可来自前一次发酵保存下来的面团、卤汁等。传统发酵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。答案:A探究二

泡菜的制作

1.泡菜的制作过程分析。结合泡菜的制作过程,分析回答问题。(1)为什么配制盐水时,需要加热煮沸?

提示:一是除去水中的O2,二是杀灭杂菌。(2)为什么泡菜坛只能装八成满?提示:发酵液中,除了乳酸菌外,还有其他微生物存在,会发酵产生气体,泡菜坛装八成满,可避免发酵液溢出。(3)发酵过程中,泡菜坛坛盖边沿的水槽中应注满水,并及时补充。这样做的目的是什么?提示:为发酵提供无氧条件。(4)泡菜坛内有时会长一层“白膜”,你认为这层“白膜”是怎么形成的?提示:泡菜坛内的“白膜”是由产膜酵母的繁殖形成的。2.泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量变化。在泡菜的腌制过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、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10d后,亚硝酸盐的含量开始下降。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出,只有在特定的条件下(适宜的pH、温度和一定的微生物作用),才会转变成致癌物——亚硝胺。(1)“亚硝酸盐是致癌因子,具有致癌作用”,这句话正确吗?请说明原因。提示:不正确。亚硝酸盐本身不致癌,不是致癌因子,只有在特定的条件下才会转变成致癌物——亚硝胺。(2)结合材料分析,泡菜在腌制过程中,哪些外界条件会导致亚硝酸盐含量增加,并说明原因。提示:温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。(3)在制作泡菜的过程中,亚硝酸盐含量是如何变化的?提示:在制作泡菜的过程中,亚硝酸盐含量的变化是先增加后减少。(4)为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不宜多吃腌制蔬菜?提示:腌制蔬菜中亚硝酸盐含量高,人体摄入过多的亚硝酸盐会对身体造成危害。

1.泡菜制作的过程。

2.泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量变化。

发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2,乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)增多下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续增多,抑制其活动)继续增多下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)含量变化曲线

注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,而不是硝化细菌氧化氨形成的【例3】家庭泡菜的制作方法:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洁并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的阴凉处。下列与此过程相关的叙述,错误的是

()A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌C.若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是大量的食盐

抑制了乳酸菌的发酵过程D.制作泡菜过程中,有机物的干重和种类将减少解析:制作泡菜时,用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒;“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌,因此加入“陈泡菜水”可提供乳酸菌;“咸而不酸”是由于加入的食盐过多,抑制了乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的过程;乳酸菌的生命活动消耗有机物,将有机物转变成其他物质,因此有机物的干重下降,种类增多。答案:D【例4】泡菜是人们喜爱的食品,但在腌制的过程中会产生一定量的亚硝酸盐,危害人们的健康。研究人员检测了不同质量分数的盐水、不同发酵阶段的泡菜中的亚硝酸盐含量,结果如下图所示。据图回答下列问题。A.该图表示ATP和ADP的物质和能量的转变都是可逆的B.生物体内的该过程能保证生命活动顺利进行C.该过程能持续不断地在生物活细胞中进行D.该图表示生物体内存在着能量的释放和储存过程(1)制作泡菜时若希望发酵快一些,可将蔬菜放在

中浸泡1min后入坛。发酵坛中还可加一些白酒,加白酒的目的是增加醇香感和

。

(2)据图分析,下列叙述错误的是

。

A.腌制泡菜的盐水质量分数可为5%~8%B.过多的食盐可能会抑制发酵作用C.腌制初期泡菜中的亚硝酸盐含量上升D.食用泡菜最安全的时间是腌制后3~9d解析:(1)制作泡菜时若希望发酵快一些,可将蔬菜放在开水中浸泡1min后入坛。发酵坛中还可加一些白酒,以增加醇香感并抑制杂菌生长。(2)据图分析可知,腌制泡菜的盐水质量分数可为5%~8%,A项正确;过多的食盐可能会抑制发酵作用,B项正确;腌制初期泡菜中的亚硝酸盐含量上升,C项正确;食用泡菜最安全的时间是腌制后9~13d,D项错误。答案:(1)开水抑制杂菌生长(2)D探究三

果酒和果醋的制作

1.果酒的制作过程分析。(1)你认为应该先冲洗葡萄还是先去除枝梗和腐烂的籽粒?为什么?

提示:应该先冲洗葡萄,然后再去除枝梗和腐烂的籽粒,以避免去除枝梗和腐烂的籽粒时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。(2)将葡萄汁装入发酵瓶中时,为什么要留有大约1/3的空间?提示: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;同时可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。(3)果酒发酵过程中,为什么每隔12h左右要将瓶盖拧松一次?不能打开瓶盖的原因是什么?提示:拧松瓶盖是为了释放酒精发酵产生的CO2,防止爆瓶或发酵液溢出。不打开瓶盖主要是为了防止空气进入发酵瓶,以保持发酵瓶内的无氧环境。(4)果酒制作过程中,如何对发酵的情况进行监测?提示:可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。2.果醋的制作过程分析。(1)进行葡萄醋的发酵时,为什么要将葡萄酒打开瓶盖?盖上一层纱布的目的是什么?提示:打开瓶盖的目的是为乙酸发酵提供充足的氧气。盖上一层纱布的目的是减少空气中尘土等的污染。(2)在制作果醋的过程中,醋酸菌从何而来?采取什么措施可以加快果醋的制作过程?提示:来自空气。为发酵液通入无菌空气。(3)果醋表面会出现一层菌膜,该膜的形成与哪种微生物有关?提示:醋酸菌。(4)若要评价制作的果醋是否成功,可采用什么方式?提示:可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝等方式进行。

1.果酒和果醋制作成功的关键。

项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄用清水冲洗1~2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒,以防葡萄汁流失及污染防止发酵液被污染①榨汁机和发酵瓶等器具都需清洗干净,且要进行消毒②清洗葡萄时要先清洗后去除枝梗和腐烂的籽粒③用带盖的瓶子控制发酵条件①严格控制温度:18~30℃有利于酒精发酵,30~35℃有利于醋酸菌的繁殖和乙酸发酵②充气:酒精发酵为无氧发酵,需拧紧瓶盖;乙酸发酵为有氧发酵,需打开瓶盖并盖上一层纱布

2.果酒和果醋制作的结果评价与检验。(1)果酒制作: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。(2)果醋制作:首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定,再通过检测和比较发酵前后的pH做进一步的鉴定。此外,还可以通过显微镜观察发酵液中是否有醋酸菌,并统计其数量做进一步鉴定。

【例5】下图所示装置可用于生物技术实践的相关实验