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

从传统发酵技术到发酵工程科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。1897年用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。1957年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。20世纪80年代以后法国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。1857年利用发酵工程大规模生产青霉素，抗生素发酵工业兴起。20世纪40年代基因工程、细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。20世纪70年代以后190019401960185019801970约9000年前我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。第1章第1节人教版选择性必修3诗中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，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？01发酵与传统发酵技术一发酵与传统发酵技术约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，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。人类最初可能是发现储存的水果会自然发酵变成酒，因而逐渐摸索出酿酒技术的。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。我国具有悠久的酿酒文化和历史，许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。一发酵与传统发酵技术1.古代酿酒的方法：利用附着在谷物、水果等表面的微生物自然发酵。1857年，法国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。?一发酵与传统发酵技术2.发酵：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。①概念：②原理：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。（同一种微生物处于不同环境条件下，代谢途径也会出现差异。）③类型：醋酸发酵酒精发酵需氧发酵厌氧发酵谷氨酸发酵乳酸发酵

④产品：一发酵与传统发酵技术腐乳制作是一种传统发酵技术一发酵与传统发酵技术3.传统发酵技术：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。①概念：②实例——腐乳的制作腐乳制作原理：蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶参与的微生物：酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。一发酵与传统发酵技术3.传统发酵技术：①概念：②实例——腐乳的制作③其他实例：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，它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。④类型：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。02尝试制作传统发酵食品二尝试制作传统发酵食品传统发酵食品常利用的微生物酒精发酵醋酸发酵酵母菌醋酸菌乳酸发酵乳酸菌乳酸链球菌乳酸杆菌（作酸奶）二尝试制作传统发酵食品1.乳酸发酵（1）应用的微生物：（2）反应式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶①代谢类型：②原理：④种类：③分布广泛：⑤应用：乳酸菌异养厌氧型乳酸菌在无氧情况下能将葡萄糖分解成乳酸空气、土壤、植物体表、人或动物肠道常见为乳酸链球菌、乳酸杆菌乳制品的发酵、泡菜的腌制二尝试制作传统发酵食品2.酒精发酵（1）应用的微生物：①代谢类型：②原理：③分布：④特点：⑤应用：（2）反应式：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶酵母菌异养兼性厌氧型在无氧情况下，进行酒精发酵含糖量较高的蔬菜、水果表面一类单细胞真菌酿酒、制作馒头和面包3.醋酸发酵（1）应用的微生物：①代谢类型：②原理：③应用：（2）反应式：

C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量酶酶醋酸菌异养需氧型在氧气、糖源都充足时，能将糖分解成乙酸；在缺少糖源时，能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸酿醋二尝试制作传统发酵食品二尝试制作传统发酵食品1.制作泡菜（1）泡菜制作原理植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。（2）材料用具食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜坛或其它密封性良好的罐子等。17配制盐水蔬菜处理装坛加盐水封坛发酵过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。杀菌、除氧泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，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；创造无氧环境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；不影响乳酸菌的生命活动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；（3）制作泡菜方法步骤：泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少（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）发酵中期最多（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）发酵后期减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动）继续增多，pH继续下降下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）曲线模型（4）进一步探究：如何判断你腌制的泡菜是否成功？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；一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，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。二尝试制作传统发酵食品失败成功二尝试制作传统发酵食品制作果酒和果醋1、原理：①许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。②酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；酵母菌在无氧条件下能进行酒精发酵。③在氧气、糖都充足时，能将糖分解成醋酸；在缺糖时，能将乙醇转化成乙醛，在将乙醛变成醋酸。C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量C6H12O6→

2C2H5OH+2CO2+能量

C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量二尝试制作传统发酵食品2.方法步骤器具消毒将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用冲洗葡萄取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干榨汁装瓶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），盖好瓶盖酒精发酵将温度控制在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.①70%的酒精的作用：②冲洗的目的：③冲洗1-2次即可，能否反复冲洗？④为什么去梗前冲洗：⑤葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？⑥每隔12h左右将瓶盖拧松的目的：⑦拧松但不打开的目的：消毒防止野生菌种数量减少影响发酵以防葡萄汁流失和破损导致杂菌污染a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖b.防止发酵液溢出不能，排出气体防止O2进入和杂菌污染去除表面灰尘、污物二尝试制作传统发酵食品打开瓶盖，盖上纱布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。果醋检测果酒检测可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测⑧如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？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⑨醋酸菌从何而来？⑩如何检测果醋的发酵情况？a.闻；b.品尝；c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；d.观察醋酸菌膜是否形成；打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖二尝试制作传统发酵食品4.果酒发酵与果醋发酵的装置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先打开后关闭打开，并接入气泵排出CO2打开打开便于取样监测关闭关闭排出气体并防止空气中微生物的污染。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，为什么？二尝试制作传统发酵食品5.果酒发酵与果醋发酵的比较果酒发酵果醋发酵发酵菌种菌种来源菌种代谢类型菌种生物类型发酵原理发酵条件温度时间氧气酵母菌醋酸菌附着在新鲜水果果皮表面的野生酵母菌空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌异养兼性厌氧型异养需氧型真核生物原核生物18～30℃30～35℃10～12d7～8d前期需氧，后期不需氧始终需氧二尝试制作传统发酵食品6.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？

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。

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。二尝试制作传统发酵食品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？果