传统发酵技术的应用高二下学期生物人教版选择性必修3

1.1传统发酵技术的应用点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本学习目标1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。2.概述述腐乳、泡菜、酸奶、果酒果醋发酵的原理。3.尝试制作酸奶、泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。目录：发酵与传统发酵技术1

尝试制作传统发酵食品2

一.发酵与传统发酵技术我国古代酿酒作坊的绘画作品汉代砖刻上的酿酒图我国战国时期盛酒的铜器和其中的酒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。后来,人们通过自然发酵和曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等发酵食品。约9000年前20世纪70年代以后1857年1897年20世纪80年代1957年20世纪40年代巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐步了解发酵的本质。微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向工业化生产方向发展。在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。实现青霉素生产产业化。通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。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，以更加合理地控制发酵过程。从传统发酵技术到发酵工程科技探索之路固体发酵→半固体发酵、液体发酵厌氧发酵→深层通气液体发酵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乙酸，因此口感不同。葡萄及葡萄酒

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）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。一、发酵与传统发酵技术资料一：夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。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。资料二：1857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。此后，人们才开始了解发酵的本质。资料三：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：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.发酵

(1)概念：(2)原理：(3)类型：指人们利用微生物，在适宜条件下，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。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。需氧发酵厌氧发酵不同的微生物代谢途径有差异；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。一、发酵与传统发酵技术如：醋酸发酵、谷氨酸发酵如：酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵常见的发酵产品及其发酵使用的微生物发酵产品微生物发酵产品微生物馒头酵母菌酸奶乳酸菌啤酒酵母菌腐乳毛霉等泡菜乳酸菌陈醋醋酸菌

二.尝试制作传统发酵食品同化作用（异己→自己）自养型异养型无机物→有机物有机物→有机物光能自养型化能自养型CO2

C6H12O6植物叶肉细胞、蓝藻硝化细菌、硫细菌、铁细菌异化作用（自己→异己）主要指呼吸作用需氧型厌氧型兼性厌氧型醋酸菌、毛霉乳酸菌酵母菌细胞的代谢类型（光能合成作用）（化能合成作用）2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量如：“毛霉的代谢类型为异养需氧型”就是在描述其同化作用和异化作用。一、腐乳的制作1、参与发酵的微生物：_______、_____和_____等，其中起主要作用的是________。酵母菌曲霉毛霉毛霉曲霉酵母菌毛霉青霉☆毛霉属

生物，具有发达的

，它的菌丝可分为

菌丝和

菌丝。①毛霉的细胞结构特点：②毛霉最适生长温度：③毛霉的繁殖方式:真核菌丝直立匍匐15~18℃无性生殖（孢子生殖）④毛霉的新陈代谢类型：异养需氧型（保持一定湿度）

豆腐发酵中的毛霉电子显微镜下的毛霉蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶味道鲜美，

易于消化吸收2、腐乳制作的原理豆腐发酵中的毛霉电子显微镜下的毛霉利用干棕叶（或稻草）上的毛霉孢子，在15-18℃条件下，让豆腐上长出毛霉加盐可以析出豆腐中的水，使豆腐变硬，盐也能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。含水量70%左右为宜，含水量过高不易成形，过低不利于毛霉生长卤汤是由酒（12%）及各种香辛料配置而成，抑制微生物的生长同时使腐乳有独特的香味。让豆腐长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制制腐乳坯3、腐乳制作的流程*卤汤中酒的含量应控制在12%左右，过高会延长腐乳成熟的时间，过度不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败1.菌种：乳酸菌（1）

菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌（2）

代谢类型：异养厌氧型（3）

种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌2.发酵原理：在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶二.制作泡菜☆乳酸菌为原核生物。3.发酵条件：无氧；18~20℃选择原料修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状称取食盐配制盐水泡菜盐水加入调味料，装坛发酵成品4.步骤：测定亚硝酸盐的含量清水配制质量分数为5％~20％的盐水，并将其煮沸后冷却备用装至八成满注意定期向水槽中补充水分泡菜腌制的过程中会产生亚硝酸盐。亚硝酸盐摄入过量会引发中毒，甚至死亡。亚硝酸盐特点：危害：测定方法：白色粉末，易溶于水含量高时引起中毒，3g致死；特定条件下可转为致癌物亚硝胺比色法在盐酸酸化的条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮反应；再与N-1-萘基乙二胺盐酸盐发生玫瑰红色反应泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化（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？（2）为什么泡菜坛只能装八成满？给泡菜坛内创造无氧环境无氧条件在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装的太满，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。5.结果分析与评价：乳酸菌三制作果酒和果醋酵母菌异养兼性厌氧型酿酒、制作馒头和面包原理：在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（单细胞真菌）分布在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。①

代谢类型：③

应用：②最适生长温度：18～30℃。材料洗洁精、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）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结果分析与评价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？①果酒：发酵液（会或不会）

出现气泡；

紫色葡萄皮的

进入发酵液,使葡萄酒呈

色。会花青素

深红②果醋：一般（会或不会）

出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面会出现一层菌膜，是

菌膜。不会醋酸菌最明显的变化：发酵后第10天。结果分析与评价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？还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。结果分析与评价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，不会继续发酵。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。或者买一瓶醋，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（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可。结构作用酒精发酵时状态醋酸发酵时状态充气口排气口出料口通入空气关闭打开，并接入气泵排出CO2打开打开便于取样监测关闭关闭可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等装置改进传统发酵食品制作过程中存在的问题和解决方法1.存在的问题：传统发酵食品的制作过程中，利用的是天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。2.解决方法：为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。腐乳泡菜果酒果醋微生物分类代谢类型反应原理反应条件酵母菌醋酸菌主要是毛霉乳酸菌酵母菌无氧呼吸产生酒精醋酸菌有氧呼吸产生醋酸毛霉产生蛋白酶和脂肪酶乳酸菌无氧呼吸产生乳酸真菌真菌细菌细菌异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型课堂小结15～18℃，有氧条件常温，无氧条件18～30℃，先通气后无氧30～35℃，通入氧气课堂练习1.下列微生物与生产的食品的对应关系,错误的一组是()A.霉菌——酱 B.酵母菌——馒头

C.醋酸菌——泡菜 D.乳酸菌——酸奶C2.腐乳是我国传统民间美食，其味道鲜美，营养丰富，可增进食欲，帮助消化，可利用传统发酵技术制作而成。下列相关叙述错误的是()A.长满毛霉的豆腐块发酵前需要进行高温灭菌B.腐乳味道鲜美与豆腐中含有氨基酸有关C.传统发酵以混合菌的固体发酵及半固体发酵为主D.腐乳制作过程中，豆腐块中蛋白质逐渐减少A