1.3 发酵工程为人类提供多样的生物产品课件2022-2023学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

第三节 发酵工程为人类提供多样的生物产品 1857年，法国微生物学家巴斯德(L.Pasteur , 1822-1895)通过实验证明，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。1861年巴斯德用曲颈瓶试验证明了微生物的存在，发现了发酵的原理，为微生物学的发展奠定了坚实的基础。 一、某些食品、饮料及调味品是运用传统发酵技术生产的 知识背景： 一、某些食品、饮料及调味品是运用传统发酵技术生产的 知识背景： 约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料。后来，人们通过自然发酵或曲种传代的固体发酵方法生产其他食品，如酱油、醋、豆鼓、腐乳和酸奶等。这种传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成，但在几千年的时间里，人们并不明白其中的原理。 汉代砖刻上的酿酒图 一、某些食品、饮料及调味品是运用传统发酵技术生产的 1.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。 泡菜、粮食白酒、腐乳、豆豉、酱、酱油等 产品： 豆瓣酱 泡菜 使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？ 思考辨析 使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。 例如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。 不属于 2.传统发酵产品不同风味的原因 （1）不同菌种在混菌发酵的不同阶段发挥的作用不同 （2）不同菌种的酶不同，产物不同 （3）菌株遗传性差异造成发酵产品的风味不同 （4）不同微生物代谢产物促进（或抑制）其他微生物生长，造成发酵产品的风味不同 “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）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？ 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。 活动：体验传统发酵——利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 活动：体验传统发酵——利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 1.制作原理 酶 反应式： C6H12O6 →2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 酶 （2）在有氧条件下, 酵母菌进行有氧呼吸, 大量繁殖。 C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量 （3）在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。 反应式： 酵母菌 酒精发酵的参与者——酵母菌 （1)代谢类型 （既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸） 异养兼性厌氧型 异养需氧型 （2）反应式 C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量 酶 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式为： 醋酸发酵的参与者——醋酸菌 （1）代谢类型 C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O+能量 酶 制备装置 冲洗沥干 装瓶 酒精发酵 挑选葡萄 醋酸发酵 果酒 果醋 产物检测：闻气味，酸性条件下重铬酸钾由橙色变为灰绿色。 产物检测：酸碱指示剂（ph试纸）闻气味。 1号矿泉水瓶加入葡萄+白糖+干酵母（温水调匀） 2号矿泉水瓶加入葡萄+白糖 注意：所放入的葡萄体积不要超过矿泉水瓶体积的1/2 2.方法步骤 待不再有气体产生时，停止发酵 用小刀在发酵液面以上的甁壁戳一小洞 10 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 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 2023/6/14 讨论 1.瓶中葡萄的总体积为什么不要超过矿泉水瓶体积的1/2？ 2.制作果醋时，为什么要选取酒味较重的一瓶果酒通入空气？ 3.制作果醋时，为什么要给发酵好的果酒通入空气？ 瓶中葡萄的总体积不超过瓶子体积的1/2，能为酵母菌的需氧呼吸、快速增殖提供氧气，也保证发酵过程中不会有葡萄汁溢出。 因为果醋中的醋酸是从酒精转化而成的 醋酸菌是好氧型细菌。通入氧气，醋酸菌才能把酒精转化为醋 果酒制作与果醋制作的比较 项目 果酒制作 果醋制作 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 菌种来源 传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的野生型醋酸菌或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌 发酵原理 ① 在有氧条件下： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量 ② 在无氧条件下 C6H12O6