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文档简介
生物技术与工程发酵工程基因工程重组DNA技术的基本工具传统发酵技术的运用细胞工程生物技术的安全性与伦理问题微生物的培养技术及运用动物细胞工程植物细胞工程基因工程的基本操作程序基因工程的运用蛋白质工程的原理和运用转基因产品的安全性发酵工程及其运用胚胎工程关注生殖性克隆人、禁止生物武器选择性必修三自然发酵或曲种传代的固体发酵法生产其他食品,但不明其原理战国中山酒1850年约9000年前法国巴斯德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1897年20世纪40年代科学家发现酶在酵母菌发酵中的作用,了解了发酵的本质。传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演变。发酵向工业化生产方向发展由于青霉素产生菌是需氧型的,科学家在厌氧发酵技术的基础上,建立了深层通气液体发酵技术。抗生素发酵工业兴起P2-3从传统发酵技术到发酵工程选择性必修三:生物技术与工程科学家用微生物生产谷氨酸,开始人工诱变特定微生物。酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起20世纪70年代1957年发酵工程进入定向育种的新阶段20世纪80年代对发酵过程进行综合研究,能够自动记录和控制发酵过程的全部参数重组胰岛素生产P2-3从传统发酵技术到发酵工程选择性必修三:生物技术与工程发酵工程:是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。选择性必修三:生物技术与工程发酵产品:啤酒葡萄酒豆豉泡菜陈醋腐乳酸奶发面团酱油味精选择性必修三:生物技术与工程第1节
传统发酵技术的运用第1章
选择性必修三:生物技术与工程发酵工程学习目标核心素养要求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。3.尝试制作泡菜、果酒和果醋,说出传统发酵技术应用的优点与不足。1.生命观念:掌握传统发酵技术的概念和特点,说出常见的传统发酵食品。2.科学思维/科学探究:掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作时应注意的问题,体验制作泡菜、果酒和果醋的过程;说出传统发酵技术的优点与不足。3.社会责任:关注食品安全和健康的生活方式。
传统发酵技术的运用选择性必修三:生物技术与工程内容1内容2发酵与传统发酵技术尝试制作传统发酵食品本节目录内容聚焦凉州词二首·其一唐·王翰葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回?【讨论】葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品,为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒,一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢?它们的制作方法有什么不同?你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢?
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醋酸,因此口感不同。【问题探讨】资料1:约9000年前,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,已有了关于杜康造秫酒的传说。酿酒技术给古代人民的生活也增添了丰富色彩。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图1-3酒仙---李白内容1发酵与传统发酵技术一、早期酿酒技术附着在谷物、水果等表面的微生物自然发酵。资料2:1857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。酵母菌巴斯德内容1发酵与传统发酵技术一、早期酿酒技术资料3: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。
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?3、酒精发酵的实质是什么?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:内容1发酵与传统发酵技术酒精发酵的实质就是酵母菌的无氧呼吸。酒曲二、发酵1.概念:内容1发酵与传统发酵技术人们利用
,在适宜的条件下,将原料通过
转化为人类所需要的产物的过程。微生物微生物的代谢原料人类所需产物适宜的条件微生物代谢(复杂分子)(简单分子)氨基酸、抗生素蛋白质、多糖微生物代谢:微生物代谢产生的某些产物(乙醇、乙酸、乳酸、氨基酸、抗生素、酶制剂等)发酵的实质就是微生物在有氧或无氧条件下的细胞呼吸。人类所需产物:乙醇乳酸氨基酸(谷氨酸钠)醋酸二、发酵1.概念:2.原理:3.类型: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。需氧发酵厌氧发酵如:醋酸发酵、谷氨酸发酵等如:酒精发酵、乳酸发酵等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。内容1发酵与传统发酵技术人们利用微生物,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。泡菜自养型:异养型:光能自养型化能自养型(硝化细菌)(绿色植物、蓝细菌)能直接把无机物制造成有机物自己不能制造有机物,只能以现成的有机物来维持生活。(大多数动物)同化作用类型需氧型:兼性厌氧型:异化作用类型厌氧型:指在有空气的环境中才能生长繁殖的生物,包括人类、动物、植物等必须在无分子氧的环境中才能生长繁殖的生物是指在有氧条件下生长良好,在无氧条件下也能生长的生物【知识拓展】生物代谢类型代谢类型:同化作用类型+异化作用类型内容1发酵与传统发酵技术一发酵与传统发酵技术你知道腐乳是怎么制作的吗?腐乳制作是一种传统发酵技术内容1发酵与传统发酵技术直接利用原材料中
,或利用
保留下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵,制作食品的技术。2.类型:固体发酵半固体发酵混合菌种酱酱油醋泡菜豆豉腐乳天然存在的微生物前一次发酵三、传统发酵技术:内容1发酵与传统发酵技术1.概念:泡菜、粮食白酒、腐乳等豆豉、酱、酱油等
优点:操作简单、便于家庭式或作坊式生产。缺点:生产条件不易控制,容易受杂菌污染,生产效率低,产物不单一等。3.发酵产品:利用传统发酵技术制作的食品还有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。三、传统发酵技术:内容1发酵与传统发酵技术4.实例:腐乳的制作正在发酵的豆腐坯显微镜下的毛霉(1)菌种:
、
和
等,其中起主要作用的是
。酵母曲霉毛霉毛霉a.菌种来源:空气中的毛霉b.代谢类型:异养需氧型c.生殖方式:孢子生殖d.适宜温度:15~18℃(2)发酵原理:蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶/肽酶脂肪
脂肪酶腐乳味道鲜美,有机物种类
,含量
,营养价值高,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存。甘油+脂肪酸增加减少内容1发酵与传统发酵技术(3)制作流程让豆腐长出毛霉利用干棕叶(或稻草)上的毛霉孢子,在15-18℃条件下,让豆腐上长出毛霉目的:让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶加盐腌制目的:➊析出豆腐中的水分、➋抑制微生物的生长加卤汤瓶卤汤包括酒和香辛料酒:抑制微生物生长,并使腐乳具有独特香味;香辛料:调味,防腐杀菌密封腌制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,过低不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败方法:随豆腐层数加高增加盐用量,接近瓶口表面,铺厚一点正在进行发酵的豆腐胚一发酵与传统发酵技术内容1发酵与传统发酵技术1、每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同,有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗?分析传统发酵技术的优点和缺点。2、接种优良毛霉菌种制作腐乳属于传统发酵技术吗?直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术,
若直接接种毛霉,则不属于。【思考】优点:操作简单、适用于家庭式或作坊式生产,是文化的传承。①天然菌种品质各异,而且生产效率较低,产物不单一,纯度不高。②生产条件不易控制,易受杂菌污染。缺点:内容1发酵与传统发酵技术3.使用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才算。(1)使用酵母制作馒头()(2)使用前一次发酵保存下来的面团发面()(3)利用空气中毛霉孢子制作腐乳()(4)直接接种毛霉制作腐乳()1.下列做法是否属于传统发酵技术?是是否否习题检测2、下列关于传统发酵食品的叙述,不正确的是()A.传统发酵产品需要多种多样的微生物B.腐乳的制作直接利用了原料中天然存在的毛霉、酵母等微生物C.传统发酵食品以单一菌种的固体发酵和半固体发酵为主D.腐乳的制作需通过微生物的代谢把蛋白质转化为人需要的氨基酸C习题检测3.下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是()A.发酵所用的微生物均为原核生物 B.不同发酵产品所用原料必定不同C.传统发酵均需在通气条件下进行 D.发酵所用菌种都是天然存在的微生物D习题检测4.下列关于传统发酵技术的叙述,错误的()A.传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题B习题检测
阅读P5-P7相关内容,思考泡菜、果酒、果醋的制作过程中涉及的主要微生物、生物种类、形态结构、代谢类型、菌种来源、繁殖方式、最适生长温度、发酵原理、注意事项等。乳酸杆菌
酵母菌
醋酸菌内容2尝试制作传统发酵食品1.菌种:乳酸菌(细菌、原核生物)a.菌种分布:b.代谢类型:c.菌种种类:异养厌氧型空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内乳酸链球菌(制作泡菜)、乳酸杆菌(制作酸奶)2.原理:植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵,在
的条件下,乳酸菌将糖分解为乳酸。发酵期间,乳酸不断
,当它的质量分数为
时,泡菜的口味和品质最佳。适宜的发酵温度,18~20℃
;根据室内温度控制发酵时间,严格控制厌氧条件等。d.生殖方式:二分裂生殖内容2尝试制作传统发酵食品一、泡菜的制作乳酸链球菌(制作泡菜)乳酸杆菌(制作酸奶)C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶无氧积累0.4%—0.8%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。3.材料用具:亚硝酸盐的含量低坛沿深、盖子吻合好;无裂纹、无砂眼检查方法:
坛口向上,压入水中,看坛内壁有无渗水现象。【讨论】不合格的泡菜坛为什么会引起蔬
菜的腐烂?泡菜坛漏气,会使需氧型微生物大量繁殖,引起蔬菜腐烂。内容2尝试制作传统发酵食品【视频】舌尖上的中国——四川泡菜内容2尝试制作传统发酵食品4.方法步骤:配制盐水用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用。盐的作用盐浓度过低盐浓度过高煮沸的目的冷却的目的①调味②抑制微生物(杂菌)生长杂菌易繁殖,导致泡菜变质乳酸发酵受抑制,口味不佳①杀菌
②除氧防止影响乳酸菌等微生物的生命活动内容2尝试制作传统发酵食品配制盐水原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜(如萝卜、黄瓜和豌豆等)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。在发酵初期,酵母菌等较为活跃,有氧呼吸释放较多的CO2,八成满可防止发酵液外溢;②防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂;③留有一定空间,也更方便拿取泡菜。【思考】为什么泡菜坛需装至八成满?加盐水封坛发酵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,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水,根据室内温度控制发酵时间。创造无氧环境内容2尝试制作传统发酵食品4.方法步骤:(1)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.结果分析内容2尝试制作传统发酵食品(2)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜,这层白膜是怎么形成的?形成白膜是由于
的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,其表面O2含量也很丰富,适合酵母菌的繁殖。白膜5.结果分析注意:泡菜发酵过程中,不是乳酸菌单独发酵的结果:乳酸积累,pH过低;乳酸菌的生长也受到抑制,乳酸菌数量减少。发酵初期多种微生物(如大肠杆菌、酵母菌)进行有氧呼吸,产生较多的CO2,坛沿水槽内有气泡放出。此阶段是形成无氧环境的过程。发酵中期发酵后期主要是乳酸菌的发酵过程,PH降低,其他微生物的生长受到抑制。产膜酵母内容2尝试制作传统发酵食品泡菜的白膜——酵母菌6.进一步探究——测定亚硝酸盐
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康。但是,总量达到0.3~0.5g时会引起中毒;达到3g时会死亡。
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。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出,但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺(霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍)。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动物实验表明:亚硝酸盐本身并不致癌,亚硝胺具有致癌作用,
对动物具有致畸和致突变作用。维生素C等内容2尝试制作传统发酵食品【讨论】泡菜制作过程中,乳酸菌、乳酸及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发酵中期发酵后期曲线模型少(有氧气,乳酸菌的活动受到抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)最多(乳酸抑制
其他菌活动)积累增多(PH下降)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,可能抑制其活动)继续增多(PH继续下降)下降至相对稳定(硝酸盐还原菌持续被抑制)内容2尝试制作传统发酵食品(拓展应用p8)某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”,在用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,请你帮他分析问题。(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?(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?(3)加入“陈泡菜水”的目的是什么?10天后食用比较好,因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。可能是食盐浓度不合适、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌,可快速发酵产生乳酸。检测:比色法硝酸盐还原菌的作用乳酸抑制其他菌的活动内容2尝试制作传统发酵食品【误区警示】泡菜制作的两个易错点(1)误认为只有乳酸菌发酵:
前期主要是有氧发酵消耗氧气,形成无氧环境,后期主要是乳酸发酵。(2)误认为泡菜制作全过程都是无氧发酵,蔬菜装坛能装满:
装八成满,防止早期发酵产生的CO2使发酵液溢出。内容2尝试制作传统发酵食品1.为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不吃存放时间过长、变质的蔬菜?
有些蔬菜,如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。2.含有抗生素的牛奶能否发酵为酸奶?为什么?
牛奶发酵为酸奶主要依靠
的发酵作用,乳酸菌
而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌(细菌)。内容2尝试制作传统发酵食品与生活的联系【关键操作】内容2尝试制作传统发酵食品【制作泡菜的注意事项】(1)制作泡菜的蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。(2)用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水。食盐的用量过高,乳酸发酵受抑制,泡菜风味差;用量过低,杂菌易繁殖,导致泡菜变质。(3)控制严格的厌氧条件的措施①选择合适的发酵容器,如泡菜坛,这是一种既科学又简单的厌氧发酵容器。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实,使盐水没过全部菜料。④泡菜坛用水封口,发酵期间不宜开盖,并注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。(4)控制适宜的发酵温度:温度过高易导致杂菌滋生;温度过低不利于乳酸发酵,会使发酵时间延长。(5)控制发酵时间:一般在腌制10天后,亚硝酸盐含量明显下降。但泡菜发酵时间并不是越长越好,一方面发酵时间过长,可能会产生其他有害物质;另一方面,发酵时间过长,乳酸含量过高,口味不佳。内容2尝试制作传统发酵食品1.(2023·广东茂名调研)我国制作泡菜历史悠久。《中馈录》中记载:“泡盐菜法,定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式,四周内可盛水;坛口覆一盖,浸于水中,……则所泡之菜不得坏矣。泡菜之水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许。……。如有霉花,加烧酒少许。坛沿外水须隔日一换,勿令其干。”下列说法错误的是(
)A.“坛口覆一盖,浸于水中”有利于保持坛内的无氧环境B.“泡菜之水,用花椒和盐煮沸”的目的之一是消毒杀菌C.“霉花”主要由酵母菌增殖形成,酵母菌往往来自蔬菜D.“坛沿外水须隔日一换,勿令其干”以保证坛内适宜湿度D习题检测2.回答下列有关泡菜制作的问题:(1)制作泡菜时,所用盐水煮沸,其目的是____________________。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是_________________。(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即为乳酸菌进行_________的过程。该过程发生在乳酸菌的___________中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_________、________和
________等。(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是___________________________,原因是______________________________________________________。除去氧气;杀灭杂菌增加乳酸菌的数量无氧呼吸细胞质基质发酵温度发酵时间食盐用量乳酸菌数量增多,杂菌数量减少乳酸积累pH降低,抑制了杂菌的生命活动,而乳酸菌比杂菌更耐酸。习题检测二尝试制作传统发酵食品-制作果酒和果醋酵母菌二、果酒和果醋的制作果酒果醋醋酸菌内容2尝试制作传统发酵食品(1)菌种:酵母菌(单细胞真菌:真核生物)真核生物(单细胞真菌)①分布:含糖较高的水果、蔬菜表面②代谢类型:
③应用:异养兼性厌氧型有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸
:无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸
:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O+能量
酶④最适生长温度:酿酒酵母:28℃;野生酵母:18~30℃1.果酒制作的原理(多种酵母菌)大量繁殖产生酒精内容2尝试制作传统发酵食品用于酿酒、制作馒头和面包②当缺少糖源时则将
。①当O2、糖源都充足时能将
;2.果醋制作的原理(1)菌种:醋酸菌①代谢类型:异养需氧型(3)醋酸发酵原理:②最适生长温度:30-35℃(2)参与醋酸发酵的主要微生物及来源:
空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌C6H12O6+2O2酶2CH3COOH(醋酸)+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH(醋酸)+H2O+能量糖分解成醋酸乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸(细菌:原核生物)醋酸杆菌内容2尝试制作传统发酵食品③生殖方式:分裂生殖(二分裂)(1)制作原理(2)材料用具
葡萄的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下,水果可以发酵成果酒。在有氧的条件下,果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。新鲜的葡萄、洗洁精、70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。3.制作果酒和果醋内容2尝试制作传统发酵食品C6H12O62C2H5OH(酒精)+CO2+能量酶2O22CH3COOH(醋酸)+2H2O+能量酶+酒精发酵:无氧,28℃醋酸发酵:有氧,30~35℃酒精发酵→醋酸发酵【讨论】能否在同一装置中既能进行酒精发酵又能进行醋酸发酵?内容2尝试制作传统发酵食品二、果酒和果醋的制作3.制作果酒和果醋内容2尝试制作传统发酵食品(3)方法步骤内容2尝试制作传统发酵食品【视频】果酒和果醋的制作将发酵瓶、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;除灰去污避免葡萄破损,减少杂菌污染➊酵母菌可以进行有氧呼吸大量繁殖;➋防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。不能反复冲洗。防止野生菌种减少,影响发酵排出CO2气体,防止爆裂防止杂菌污染器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵(4)果酒制作步骤:防止发酵液被污染内容2尝试制作传统发酵食品打开瓶盖,盖上一层纱布,发酵温度为
,时间为7-8d。30-35℃创造有氧环境,进行醋酸发酵。(5)果醋发酵: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?➊随着醋酸发酵的进行,发酵液的pH、温度等均不利于酵母菌的生长繁殖,因此酵母菌活性很低。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。➋在工业上,后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时,可以先买一瓶醋,
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(实际上是醋酸菌),用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。内容2尝试制作传统发酵食品(1)如何检测果酒、果醋的发酵情况(口味如何?检测是否产生酒精、醋酸)?如何评价果酒的制作是否成功?
嗅味和品尝进行初步鉴定(闻一闻,尝一尝有没有酒味)
酸性条件下用重铬酸钾检测是否含有酒精(由橙色变为灰绿色)如何评价果醋的制作是否成功?橙色灰绿色
观察有无菌膜的形成
嗅味和品尝进行初步鉴定(闻一闻,尝一尝有没有醋味)
通过酸碱指示剂(ph试纸)检测和比较醋酸发酵前后的pH值变化还可通过显微镜观察酵母菌\醋酸菌,并统计其数量内容2尝试制作传统发酵食品4.结果分析与评价(2)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在葡萄酒的制作过程中,发酵液会产生气泡,这是因为酵母菌发酵产生CO2;开始发酵后,CO2产生越来越多,会使发酵液出现“沸腾”现象,在发酵的10天后,这种现象最明显。如果是用紫色葡萄制作葡萄酒,随着发酵时间的延长,由果皮进入发酵液的花青素会越来越多,因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。4.结果分析与评价C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量
酶C2H5OH+O2酶CH3COOH(醋酸)+H2O+能量②果醋发酵过程中一般不会出现气泡,发酵完成时,在发酵液的液面上会出现一层菌膜,这是醋酸菌膜。内容2尝试制作传统发酵食品(3)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?
果酒中除了酵母菌,还有
等微生物。
乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等,从而使果酒变质。可以通过调节
、
等来控制乳酸菌的含量。
醋酸菌可以利用果汁中的糖进行醋酸发酵,在制作果酒的过程中可以通过
,抑制醋酸菌的生长繁殖。乳酸菌、
醋酸菌发酵的温度果酒的pH尽量减少O2含量内容2尝试制作传统发酵食品4.结果分析与评价关闭CO2
防止空气中微生物的污染【拓展】制作果酒和果醋改进装置及分析内容2尝试制作传统发酵食品排气口充气口出料口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该装置还能继续改进吗?相关微生物酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类代谢类型繁殖方式适宜温度主要用途【注】酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌的最适温度不同的直接原因是这三种微生物体内
不同,而根本原因是
。真核生物原核生物真核生物原核生物异养兼性厌氧异养需氧异养需氧异养厌氧适宜条件下出芽生殖二分裂孢子生殖二分裂18〜30°C30〜35°C15〜18°C35〜40°C酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜【归纳1】传统发酵食品制作过程中所用菌种的比较】酶的最适温度控制这三种酶合成的DNA不同内容2尝试制作传统发酵食品项目泡菜制作果酒制作果醋制作发酵菌种
菌种来源代谢类型
细胞类型发酵原理
发酵条件温度
时间氧气
酵母菌(出芽生殖)主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌异养兼性厌氧型真核细胞在有氧条件下:C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量酶在无氧条件下:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶28℃(18-30℃)10-12d初期需氧,后期不需氧醋酸菌(二分裂)异养需氧型原核细胞空气中的野生型醋酸菌氧气、糖源都充足时:C6H12O6+2O2
2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶氧气充足、缺少糖源时:C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O+能量酶30-35℃7-8d需要氧气乳酸菌(二分裂)植物体表面天然的乳酸菌异养厌氧型原核细胞C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶在无氧的情况下:18-20℃不需要氧气8-10d【归纳2】制作泡菜、果酒和果醋的比较内容2尝试制作传统发酵食品内容2尝试制作传统发酵食品【归纳3】常见控制杂菌的方法1、传统发酵食品制作过程中存在的问题:
在上述传统发酵食品的制作过程中:我们没有接种菌种,而是利用了天然存在的菌种。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。
工业大规模生产: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,从而缩短发酵时间,确保品质稳定。2、改善:内容2尝试制作传统发酵食品与生活的联系1.【考点速览·诊断】(1)果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时。(2021·江苏卷)(
)(2)果醋发酵时,用重铬酸钾测定醋酸含量变化时,溶液灰绿色逐日加深。
(2021·江苏卷,14D)(
)(3)酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖。(2021·辽宁卷,8B)(
)(4)酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同。(2021·辽宁卷,8C)(
)(5)葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的。(2021·山东卷,12C)(
)(6)利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵。
(2019·江苏卷,9A)(
)(7)果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反。
(2019·江苏卷,9C)(
)√××√√××习题检测2.(2021·湖南卷,3)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(
)A.泡菜制作过程中,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生CO2C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌B习题检测3.(2023·海南八校联考)杨梅果实风味独特、酸甜适中,具有很高的营养和保健价值。如图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题:习题检测(1)传统发酵中,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,这是由于果酒发酵的______________条件抑制了杂菌的生长。常用来检测酒精的化学试剂是_________。(2)果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是__________,该阶段应该将温度控制为
;温度适宜时果酒发酵时间较短,原因是_________________________________________________。(3)杨梅醋的发酵过程中,除必需的营养物质外,还需要往发酵液中持续地通入_______________________。缺氧、呈酸性重铬酸钾细胞质基质18~30℃该温度下与果酒发酵相关的酶活性高,发酵速度快无菌氧气(或无菌空气)
习题检测(4)如图表示果酒发酵过程中,发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的曲线。发酵前24h,糖度变化很小,酒精度上升很慢,其原因是_________________________________________。96h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓,其原因是______________________________________________________________。此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸
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