内容正文:
第1章 发酵工程
▶导语:本章涉及传统发酵技术和现代发酵工程与人们生活的关系,有助于大家深刻理解生物科学、技术与社会的关系,关注发酵原理如何转化为生产实践,关注发酵技术和发酵工程如何为美好生活添彩。其中安排了3个“探究·实践”,总体上都属于生物技术操作和应用方面的实践。在思维训练方面,一是培养技术思维和工程思维,如分析少量制作发酵食品与大规模生产发酵食品的不同;二是训练批判性思维,如评估“酵素”是否具有多种“神奇的功效”来训练基于论据进行批判性思维的技能。
要点概括
6个重点:①微生物发酵的基本原理。②制作泡菜、果酒和果醋。③微生物纯培养的基本操作要求,微生物选择培养的原理。④酵母菌的纯培养。⑤土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。⑥发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。
4个难点:①制作泡菜、果酒和果醋。②酵母菌的纯培养。③土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。④发酵工程的基本环节。
高考达标
考试要求:利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用;运用发酵工程加工食品;微生物的分离与培养;培养基对微生物的选择作用;某种微生物数量的测定;运用发酵工程生产各种产物。
命题热点:果酒、果醋、泡菜制作所需菌种的生存条件,培养过程中的注意事项;会配制培养不同微生物的培养基并判断培养基中的营养构成;区分培养过程中各种器具和培养基灭菌的方法;区分分离微生物的两种方法和微生物计数的两种方法;选择培养基的选择作用;发酵工程的基本环节及应用。
第1节 传统发酵技术的应用
课程目标
核心素养
1.结合实例简述发酵、传统发酵技术的概念。
2.概述制作泡菜、果酒和果醋的原理。
3.利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜。
4.利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。
生命观念 联系有氧呼吸和无氧呼吸相关知识,结合泡菜、果酒和果醋的制作过程,阐明制作原理。
科学思维 通过列表法,概述果酒制作和果醋制作的特点。
科学探究、社会责任 通过独立完成泡菜、果酒和果醋的制作,阐明基本操作流程,并学会如何避免杂菌污染、提升产品品质。
课前自主预习
知|识|梳|理
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。
(1)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。
(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)食品种类:腐乳、酱、酱油、醋等。
二、尝试制作传统发酵食品
1.乳酸菌。
(1)代谢类型:异养厌氧型细菌,在无氧条件下,能分解葡萄糖为乳酸,反应简式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。
(2)分布:空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。
(3)种类(如图)。
乳酸链球菌(球状) 乳酸杆菌(杆状)
2.酵母菌。
(1)酵母菌是一类单细胞真菌,能以多种糖类作为营养物质和能量的来源。
(2)分布:一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。
(3)代谢: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。
(4)反应简式:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量。
(5)温度: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 ℃。
3.醋酸菌。
(1)代谢类型:异养需氧型。
(2)果醋制作的原理。
①在氧气、糖源都充足时,能将新鲜水果中的糖分解成乙酸。
反应简式:C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量。
②当缺少糖源时,可将乙醇变为乙醛,并进一步变为乙酸。
反应简式:C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量。
(3)温度: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℃。
4.传统发酵食品的特点。
(1)没有接种菌种,利用了天然存在的菌种。
(2)菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等,会造成发酵食品的品质不一。
自|主|检|测
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下,将葡萄糖分解成乳酸。 (√)
(2)制作泡菜的清水与盐的质量比为1∶1。 (×)
(3)在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。 (√)
(4)醋酸菌对氧气的含量敏感,中断通入氧气,会引起死亡。 (√)
(5)当氧气、糖源充足时,醋酸菌将乙醇变为乙酸。 (×)
(6)制作葡萄醋发酵装置的温度严格控制在18~25 ℃最好。 (×)
课堂合作探究
知识点一 制作泡菜
1.实验原理。
(1)菌种