1.1传统发酵技术的应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1节传统发酵技术的应用第一课时第一章发酵工程一.发酵和传统发酵技术(1)概念：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。(2)原理：不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。1.发酵氧气需求厌氧发酵—酒精发酵和乳酸发酵好氧发酵—醋酸发酵(3)类型：2.传统发酵技术一.发酵和传统发酵技术(1)概念：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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵，制作食品的技术。(2)特点：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。(3)缺点：生产条件不易控制，产品容易受杂菌污染，食品安全性低等。(4)实例：腐乳的制作①菌种：主要发挥作用是毛霉(真核生物)，还有酵母菌、曲霉等。②原理：微生物产生的蛋白酶将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸。③常见的腐乳类型：青方腐乳白方腐乳红方腐乳二.尝试制作传统发酵食品1.制作泡菜(1)菌种：植物体表面的乳酸菌(原核生物，厌氧细菌)分类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶(2)发酵原理：(1)在无氧的情况下乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸;(2)发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量百分比为0.4%～0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。(3)材料用具：食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等①抑制杂菌生长繁殖②调味③析出蔬菜中的水分①抑制杂菌生长繁殖②调味(4)方法步骤：配制盐水蔬菜处理装坛加盐水封坛发酵泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，可防止发酵液溢出坛外；防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；留有一定空间，方便拿取泡菜。将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间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，冷却待用浓度过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；浓度过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。①杀死杂菌菌②去除水中的氧气防止直接加入泡菜坛杀死蔬菜上的乳酸菌提供无氧环境，防止蔬菜变质腐烂为乳酸菌进行乳酸发酵提供无氧环境(5)结果分析与评价：1.用水密封泡菜坛的目的是什么？说明泡菜的制作需要什么条件？2.为什么泡菜坛只能装至八成满？3.你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无霉花浮膜，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。(6)进一步探究：泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。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。腌制方法、时间长短和温度高低等条件会对亚硝酸盐的含量产生影响。时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵前期发酵中期发酵后期变化曲线少（O2抑制乳酸菌活动）少增加（硝酸盐还原菌的作用）最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动）增多达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）继续增多，最后保持稳定下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）泡菜制作过程中，乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐的含量变化二、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，结果见曲线图。请你帮助他分析相关问题。(1)据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，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？11d后，亚硝酸盐含量降到较低水平食盐浓度过高或发酵温度过低，乳酸菌的乳酸发酵受到抑制。陈泡菜水中含有高浓度的乳酸菌，加入陈泡菜水相当于接种乳酸菌。第1节传统发酵技术的应用第二课时第一章发酵工程二.尝试制作传统发酵食品2.制作果酒和果醋(1)制作果酒的菌种及发酵原理：酵母菌(真核生物)主要分布在含糖量较高的水果、蔬菜表面。酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是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℃。制作果醋的菌种及发酵原理：醋酸菌(原核生物)是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30—35℃。C2H5OH2.制作果酒和果醋(2)方法步骤：①器具消毒②冲洗葡萄③榨汁装瓶将发酵瓶、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;取新鲜葡萄，先用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干;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;防止杂菌污染避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会①先让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,消耗掉瓶中O2后再进行酒精发酵；②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。④酒精发酵⑤醋酸发酵(2)方法步骤：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。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。排出发酵产生的CO2，又能防止杂菌进入瓶中造成污染。让醋酸菌菌种进入，并提供充足的氧气防止杂菌和灰尘进入(3)怎么判断果酒和果醋的制作是否成功？果酒a.闻

b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色→灰绿色）(注：只能检测酒精有无，不能测定浓度)果醋a.闻

b.品尝c.使用pH试纸检测和比较发酵前后的pH值d.观察醋酸菌膜是否形成结果分析与评价(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:发酵液会产生气泡，因为酵母菌发酵产生CO2；发酵10天后，最明显。若用紫色葡萄制酒，果皮中进入发酵液的花青素会越来越多，从而变成深红色。②果醋：一般不产气泡，液面上会出现一层菌膜（醋酸菌膜）。(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。会，但绝大多数微生物因缺O2和酸性环境而受抑制。制果酒过程中尽量减少O2含量，可抑制醋酸菌生长繁殖。通过调节发酵的温度、果酒的pH等控制醋酸菌和乳酸菌的含量。(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？结果分析与评价不会，随醋酸发酵进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，酵母菌活性很低。实验条件下利用的空气中的醋酸菌，工业条件下利用的人工接种的醋酸菌。可以直接接种醋酸菌加快果醋的制作。项目果酒制作果醋制作发酵菌种

菌种来源菌种代谢类型菌种细胞类型发酵原理在有氧条件下：在无氧条件下：氧气、糖源都充足时：缺少糖源时：发酵条件温度

时间氧气

酵母菌醋酸菌主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌异养兼性厌氧型异养好氧型真核细胞原核细胞C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶空气中的野生型醋酸菌C6H12O6+2O22CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量酶18-30℃30-35℃10-12d7-8d初期需氧，后期不需氧需要氧气果酒制作和果醋制作的比较练习与应用1.油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。（1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（）（2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（）（3）微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（）2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（

）A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸D一、概念检测二、拓展应用3、有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。A同学用的是带盖的塑料瓶；B同学用的是没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖；C同学则设计了如右图所示的发酵装置。结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？C同学的发酵装置。可在充气口填充棉花或安装其它过滤装置，以防止充入的气体中携带外来杂菌造成污染。取样并检测发酵产物连接充气泵充入无菌空气,有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸排出发酵产生的气体长而弯曲可防止杂菌污染1.1传统发酵技术的应用读背内容1.传统发酵技术的概念和特点(p5第二段)2.泡菜制作的菌种、代谢类型、发酵原理(包括反应式)、菌种分类(p5第三段)3.泡菜制作过程(p6探究-实践)①食盐和香辛料的作用②盐水的浓度及过高过低的影响③盐水煮沸和冷却的作用④蔬菜装至八成满的作用⑤盐水没过菜料的作用⑥往水槽中注水和补充水的作用⑦亚硝酸盐含量的影响因素⑧乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量变化4.果酒和果醋制作的菌种、代谢类型、发酵原理(包括反应