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

生物（人教版）选择性必修3第1章第1节传统发酵技术的应用学习目标通过分析果酒、果醋、腐乳、泡菜等传统发酵食品的制作原理，认同生物与环境、技术的协同进化，树立稳态与平衡的生命观念。能够基于发酵过程中的现象推理微生物的代谢类型和作用机制，学会对比不同发酵技术的异同点，培养归纳、演绎和逻辑推理能力。掌握传统发酵技术的基本操作流程，能够设计简单的发酵实验方案（，并对实验结果进行分析与评价，提升实验设计和操作能力。了解传统发酵技术在食品工业中的应用价值，认识微生物资源的利用对人类生活和社会发展的意义，关注发酵食品的安全问题，树立科学利用生物技术服务人类的责任意识。传统发酵的魅力这些常见的食品是如何制作的？为什么它们会有独特的风味？背后隐藏着哪些生物奥秘？”传统发酵技术的历史渊源传统发酵技术的核心是利用微生物的代谢活动，接下来我们将深入探讨不同发酵食品的制作原理和操作要点任务一

传统发酵技术的原理与实践核心微生物及代谢原理果酒和果醋的制作果酒酵母菌（真核生物，兼性厌氧型）有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖（C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O→6CO₂+12H₂O+能量）无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳（C₆H₁₂O₆

→2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量）任务一

传统发酵技术的原理与实践核心微生物及代谢原理果酒和果醋的制作果醋醋酸菌（原核生物，需氧型）当氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄糖分解为醋酸（C₆H₁₂O₆+2O₂

→2CH₃COOH+2H₂O+能量）当缺少糖源时，醋酸菌将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸（C₂H₅OH+O₂

→CH₃COOH+H₂O+能量）任务一

传统发酵技术的原理与实践制作流程与关键操作果酒和果醋的制作挑选新鲜水果（如葡萄）→

冲洗（避免反复冲洗，防止洗掉野生酵母菌）→

榨汁

→

发酵（果酒：无氧、18-25℃；果醋：有氧、30-35℃）→

过滤

→

分装任务一

传统发酵技术的原理与实践关键要点分析果酒和果醋的制作温度控制的原因影响微生物酶的活性氧气控制的方法果酒发酵初期通氧促进酵母菌繁殖，后期密封；果醋发酵需持续通氧防止杂菌污染的措施器具消毒、原料新鲜任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究1.果酒发酵分为“有氧繁殖”和“无氧产酒”两个阶段，这两个阶段对氧气的需求完全不同，试分析控制氧气条件的具体操作方法，并说明不同阶段控氧的目的有氧繁殖：方法为松松密封发酵瓶（或敞口并覆盖纱布，防止杂菌污染）。目的是为酵母菌提供充足氧气，使其进行有氧呼吸，快速大量繁殖，无氧产酒：方法为完全密封发酵瓶。迫使酵母菌无氧呼吸，分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究2.温度是影响果酒、果醋发酵成败的核心因素之一，果酒发酵适宜温度为18-25℃，果醋发酵适宜温度为30-35℃，请从酶活性的角度分析为什么两种发酵需要不同的温度条件？酶的活性受温度影响，每种微生物体内的酶都有其最适温度。酵母菌体内与发酵相关的酶，最适温度为18-25℃。醋酸菌体内的催化酶最适温度为30-35℃任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究3.果醋发酵存在“糖源充足”和“缺少糖源”两种情况，对应的醋酸生成途径有所差异，试简述两种情况下醋酸菌的代谢反应过程，并说明这两种途径的共同前提条件是什么？糖源充足时，直接将葡萄糖分解为醋酸。缺少糖源时：代谢分两步，第一步将酒精转化为乙醛

；第二步将乙醛转化为醋酸共同前提条件：充足的氧气供应任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究4.某同学制作果酒时，为了追求“无菌”效果，将葡萄进行了多次冲洗，结果发酵失败，几乎没有产生酒精。请分析发酵失败的主要原因，并给出正确的处理方法。失败原因：传统果酒制作依赖葡萄表面的野生酵母菌作为菌种，反复冲洗会大量洗掉野生酵母菌，导致发酵瓶内菌种数量不足。正确方法：只需轻轻冲洗葡萄1-2次，去除表面的灰尘和杂质即可，任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究5.果酒发酵时，若将发酵瓶完全装满葡萄汁，会出现发酵液溢出甚至瓶子破裂的现象，试解释该现象发生的原因，并说明葡萄汁的装瓶量应该控制在多少？原因：一是果酒发酵酵母菌有氧/无氧呼吸产生大量二氧化碳，发酵液溢出；二是装满后无氧气，无法进行有氧繁殖，菌种数量不足。装瓶量：葡萄汁应装至发酵瓶容积的2/3左右。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究6.从果酒发酵转为果醋发酵时，需要调整发酵条件，除了升高温度外，还需要改变哪项关键条件？为什么这项条件的调整是必要的？关键调整条件：持续通入无菌空气。原因：果酒发酵的后期是无氧环境，而醋酸菌是严格需氧型微生物，只有在氧气充足的条件下，才能将果酒中的酒精转化为醋酸。同时需将温度调整至30-35℃的醋酸菌最适温度。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究7.果醋发酵过程中，如果出现“只产生少量醋酸，甚至出现异味”的情况，可能是哪些操作环节出现了问题？请列举2点并说明理由。原因1：氧气供应不足。醋酸菌需氧，若通气不充分，其代谢受抑制，无法高效合成醋酸，同时可能导致杂菌（如厌氧菌）滋生，产生异味。原因2：温度控制不当。若温度低于30℃或高于35℃，醋酸菌酶活性降低，产酸效率下降；温度过高还可能导致杂菌快速繁殖，引发发酵液变质产生异味任务一

传统发酵技术的原理与实践核心微生物及代谢原理腐乳的制作腐乳毛霉（真核生物，需氧型），此外还有根霉、曲霉等蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸，使豆腐变为腐乳，形成独特风味任务一

传统发酵技术的原理与实践制作流程与关键操作腐乳的制作豆腐制作

→

豆腐块接种毛霉孢子

→

培养（温度15-18℃，湿度适宜）→

加盐腌制（析出水分，抑制杂菌，调味）→

加卤汤装瓶（卤汤含酒和香辛料，酒能抑制杂菌，香辛料调味和防腐）→

密封腌制任务一

传统发酵技术的原理与实践关键要点分析腐乳的制作加盐量对腐乳品质的影响加盐过少，杂菌繁殖；加盐过多，口感过咸卤汤中酒的含量一般12%左右，过高抑制毛霉活性，过低易腐败防止杂菌污染的措施器具消毒、原料新鲜任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究1.腐乳制作的核心微生物是毛霉，试说明豆腐块接种毛霉的常用方法，并分析毛霉在腐乳制作中的作用接种方法：①

自然接种：将豆腐块置于温暖、潮湿的环境中，利用空气中的毛霉孢子自然接种；②

人工接种：将毛霉孢子悬浮液均匀喷洒在豆腐块表面，或直接将豆腐块与毛霉菌种混合任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究1.腐乳制作的核心微生物是毛霉，试说明豆腐块接种毛霉的常用方法，并分析毛霉在腐乳制作中的作用毛霉的作用：毛霉产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸；产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪分解为甘油和脂肪酸，使豆腐由硬变软，形成腐乳独特的风味和口感。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究2.加盐腌制是腐乳制作的关键步骤，试从发酵效果和食品安全两个角度，分析加盐的具体作用。发酵效果角度：①

析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，防止腐乳在发酵过程中变形；②

调节腐乳的风味，赋予腐乳咸香的口感。食品安全角度：抑制杂菌的生长繁殖，防止腐乳在发酵过程中被杂菌污染而变质。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究3.某同学制作腐乳时，将接种后的豆腐块置于温度为30℃的环境中培养，结果豆腐块上几乎没有长出毛霉，试分析培养失败的原因。温度过高导致毛霉培养失败的原因毛霉生长的适宜温度为15~18℃，30℃的温度远高于其最适温度，会抑制毛霉孢子的萌发和菌丝的生长，导致豆腐块上无法长出毛霉。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究4.卤汤中的香辛料除了调味外，还有哪些作用？若香辛料用量过少，会对腐乳产生什么影响？香辛料的额外作用：①

抑制杂菌生长繁殖，增强腐乳的防腐能力；②

掩盖腐乳制作过程中可能产生的轻微异味，提升腐乳风味。香辛料用量过少的影响：无法有效抑制杂菌生长，腐乳易变质；同时腐乳的风味会变得单一，缺乏香辛料特有的香气。任务一

传统发酵技术的原理与实践核心微生物及代谢原理泡菜的制作泡菜乳酸菌（原核生物，厌氧型）无氧条件下将蔬菜中的葡萄糖分解为乳酸，使泡菜具有酸味，同时乳酸积累抑制杂菌生长（C₆H₁₂O₆

→2C₃H₆O₃+少量能量）任务一

传统发酵技术的原理与实践制作流程与关键操作泡菜的制作蔬菜处理（洗净、切块）→

配制盐水（煮沸冷却，杀灭杂菌，提供电解质）→

装坛（蔬菜压实，加入香辛料，注入盐水没过蔬菜）→

密封发酵（无氧环境，温度20-28℃）任务一

传统发酵技术的原理与实践关键要点分析泡菜的制作亚硝酸盐含量的变化先升高后降低，发酵后期亚硝酸盐含量降至较低水平亚硝酸盐的检测方法比色法防止杂菌污染的措施器具消毒、原料新鲜任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究1.泡菜制作的核心微生物是乳酸菌，试分析制作过程中营造无氧环境的具体操作方法，并说明乳酸菌需要无氧环境的原因操作方法：①

装坛时将蔬菜充分压实，确保蔬菜之间无空隙；②

注入的盐水需完全没过蔬菜，隔绝空气；③

密封泡菜坛坛口，坛口加水形成水封，防止外界空气进入。原因：乳酸菌是严格厌氧型微生物任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究2.制作泡菜时需要配制盐水，且盐水需煮沸冷却后使用，分别说明煮沸和冷却这两个步骤的目的。煮沸的目的：①

杀灭盐水中的杂菌，防止杂菌污染泡菜，避免发酵失败；②

去除盐水中的溶解氧，减少氧气对乳酸菌发酵的影响。冷却的目的：防止高温盐水杀死蔬菜表面的野生乳酸菌，保证发酵菌种的数量，确保发酵顺利启动。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究3.泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量会呈现“先升高后降低”的变化趋势，试分析亚硝酸盐含量先升高、后降低的原因分别是什么？先升高的原因：发酵初期，蔬菜中的硝酸盐在硝酸还原菌（杂菌）的作用下，被还原为亚硝酸盐，此时亚硝酸盐含量逐渐上升。后降低的原因：随着发酵时间延长，乳酸菌产生的乳酸不断积累，发酵液pH下降，抑制了硝酸还原菌的活性；同时乳酸菌等微生物会分解部分亚硝酸盐，导致亚硝酸盐含量逐渐降低。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究4.某同学制作泡菜时，为了让泡菜更“入味”，向泡菜坛中加入了大量的食盐，结果泡菜发酵失败，试分析发酵失败的原因食盐浓度过高会抑制乳酸菌的活性，乳酸菌无法正常进行无氧呼吸产生乳酸，发酵无法顺利进行；同时高盐环境会使蔬菜细胞过度失水，导致泡菜口感过硬，失去脆嫩的风味。制作泡菜时，盐水浓度一般控制在5%~20%为宜。任务一

传统发酵技术的原理与实践易错点探究5.泡菜发酵后期，若坛口密封不严，会出现泡菜“发霉变质”的现象，试解释该现象发生的原因，并给出解决措施。原因：外界空气进入，氧气抑制乳酸菌发酵，好氧型杂菌（如霉菌、细菌）大量繁殖，分解泡菜中的营养物质，导致泡菜发霉、变味。解决措施：①

发酵过程中定期检查坛口水封，及时补充水分；②

若发现密封不严，立即重新密封坛口，并加入少量白酒，抑制杂菌生长。任务一

传统发酵技术的原理与实践不同传统发酵技术的对比发酵食品核心微生物代谢类型关键条件主要产物果酒酵母菌兼性厌氧型无氧、18-25℃酒精、CO₂果醋醋酸菌需氧型有氧、30-35℃醋酸腐乳毛霉等需氧型有氧、15-18℃、加盐肽、氨基酸、甘油、脂肪酸泡菜乳酸菌厌氧型无氧、20-28℃、盐水乳酸任务二

传统发酵与现代生物技术的融合传统发酵技术的优化通过基因工程改造微生物（如高产酒精的酵母菌、耐高温的醋酸菌），提高发酵效率和产物品质；利用发酵工程实现规模化、标准化生产（如工业级果酒、果醋生产线），降低生产成本任务二

传统发酵与现代生物技术的融合传统发酵食品的健康价值挖掘现代研究发现，发酵食品中的益生菌（如乳酸菌、双歧杆菌）有助于调节人体肠道菌群平衡，增强免疫力；发酵过程中产生的生物活性物质（如多肽、有机酸）具有抗氧化、降血压等功效，为功能性食品的开发提供了方向任务二

传统发酵与现代生物技术的融合发酵技术在其他领域的应用拓展除食品工业外，发酵技术还应用于医药（如抗生素生产）、能源（如沼气发酵）、环境治理（如微生物降解污染物）等领域，体现了生物技术的广泛应用价值课堂练习1.下列关于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的叙述，正确的是（）A.果酒发酵过程中，酵母菌在无氧条件下进行有氧呼吸产生酒精B.果醋发酵时，醋酸菌在缺少糖源时，能将酒精直接转化为醋酸C.腐乳制作中，加盐腌制的主要目的是抑制所有微生物的生长繁殖D.泡菜发酵的核心微生物乳酸菌，属于兼性厌氧型原核生物B课堂练习2.下列关于传统发酵食品制作的操作及注意事项，错误的是（）A.制作泡菜时，盐水需煮沸冷却后使用，煮沸可杀灭杂菌，冷却可避免高温杀死乳酸菌B.制作腐乳时，卤汤中酒的含量一般控制在12%左右，过高会抑制毛霉的酶活性C.制作果酒时，