1.1传统发酵技术的应用课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

选修性必修3 生物技术与工程 学 科:生物学 年 级:高二 版 :人教版 单击此处编辑母版标题样式 第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 2 教学目标 1. 说出发酵与传统发酵技术。(生命观念) 2. 说出泡菜、果酒和果醋制作的原理。(生命观念) 3. 尝试完成泡菜、果酒和果醋的制作。(科学思维、科学探究) 4. 关注食品安全,倡导健康的生活方式。(社会责任) 从传统发酵技术到发酵工程 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、豆豉、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。 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。 从传统发酵技术到发酵工程 1897年,科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐渐了解了发酵的本质。之后的30多年间,微生物的分离和纯化技术得到了应用,发酵生产的工艺和设备不断完善,传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演变。同时,作坊式的手工生产向近代工业化生产方向发展。利用微生物生产的新产品,如酒精、柠檬酸和淀粉酶等不断出现。 20世纪40年代,利用发酵工程大规模生产青霉素成为研究的主攻方向。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,使青霉素的生产实现了产业化。不久,随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产,抗生素发酵工业兴起。 从传统发酵技术到发酵工程 1957年,用微生物生产谷氨酸获得成功。20世纪60年代,科学家通过研究微生物的代谢途径,继续改进发酵技术,通过人工诱变特定微生物,获得了具有更高生产能力的突变类型。之后,酶制剂、多糖、维生素发酵工业相继兴起。 从传统发酵技术到发酵工程 20世纪70年代以后,基因工程、细胞工程等的发展,使发酵工程进入了定向育种的新阶段。例如,运用基因工程可以将动植物的基因转移到微生物中,获得具有特殊生产能力的微生物,大量生产人们所需要的产品,如人胰岛素、干扰素等。 从传统发酵技术到发酵工程 20世纪80年代,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,以更加合理地控制发酵过程。目前,人类已经能够自动记录和控制发酵过程的全部参数。 究竟什么是发酵呢? 部分发酵工程产品 一、发酵与传统发酵技术 1. 发酵:是指人们利用微生物,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。 2. 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存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。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。 思考辨析: 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; 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; 3.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。 4.类型 根据氧气需求情况 需氧发酵 厌氧发酵 根据生成产物种类 醋酸发酵 酒精发酵 乳酸发酵 5. 传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉(chǐ)等。 一、发酵与传统发酵技术 “葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫目笑,古来征战几人回。”(唐·王翰)诗中提及的葡萄酒是古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。 早在公元5世纪的北魏古籍中,就有关于腐乳生产工艺的记载“于豆腐加盐成熟后为腐乳”。 二、尝试制作传统发酵食品——(1)腐乳 红方: 加入了红曲( qǔ)呈深红色 糟方: 加入了酒糟后而糟香扑鼻 腐乳的种类 青方: 因不加辅料,用豆腐本身渗出的水加盐腌制而成,绵软油滑,异臭奇香。 油方 阅读P5中间有关于腐乳的制作过程,回答以下问题。 问1.制作原理是什么? 问2.制作腐乳利用了哪些微生物?这些微生物来自哪里? 问3.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? 1.腐乳制作的原理: 蛋白质 小分子的肽和氨