1.1传统发酵技术的应用（教学设计）-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

新教材生物学 人教版 选择性必修3 生物技术与工程 第1章 第1节 教学设计 第1章　发酵工程 第1节　传统发酵技术的应用 目录 一、核心素养对接 二、必备知识 三、探究实践 四、深化归纳 五、应用创新 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 第1章　发酵工程 第1节　传统发酵技术的应用 一、核心素养对接 1．运用结构与功能观认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构特点和代谢特点。 2．运用发酵原理，设计并完成利用天然菌种制作泡菜、果酒和果醋的实验探究并对实验结果进行分析和评价。 3．关注食品安全和健康的生活方式。 二、必备知识 （一）发酵与传统发酵技术 1．发酵的概念和原理 (1)概念：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)原理：不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。 (3)实例：腐乳的发酵 ①发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。 ②发酵微生物：多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。 2．传统发酵技术 (1)概念：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。 (2)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。 (3)发酵产品：利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。 微思考 夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。酿酒加酒曲的目的是什么？ 提示：酒曲里富含各种微生物和发酵菌，酒曲与粮食混合后，这些微生物会产生淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等，能使粮食里的淀粉、蛋白质转化成糖类、氨基酸等，在酶类物质的继续作用下，进而分解成乙醇(酒精)等。 （二）尝试制作传统发酵食品 1．传统发酵食品制作所利用的微生物 (1)乳酸菌(常见类型为乳酸链球菌和乳酸杆菌) ①代谢特点：厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，反应简式为C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。 ②生产应用：用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。 (2)酵母菌 ①代谢特点：单细胞真菌，兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，反应简式为C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量。酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。 ②生产应用：用于酿酒、制作馒头和面包等。 (3)醋酸菌 ①代谢特点：好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸，反应简式为C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，反应简式为C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量。多数醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。 ②生产应用：用于制作各种风味的醋。 2．制作泡菜 (1)菌种的来源 植物体表面天然的乳酸菌。 (2)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。 ↓ 蔬菜装坛：将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装坛；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。 ↓ 加盐水：将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料。 ↓ 封坛发酵：盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中注满水，发酵过程中注意经常向水槽中补充水，室温发酵。 微思考 制作泡菜时，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是什么？ 提示：煮沸的目的：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的微生物。冷却的目的是防止盐水温度过高，杀死坛内的微生物。 3．制作果酒和果醋 (1)菌种来源 新鲜水果的果皮表面附着的大量的不同种类的野生酵母菌。 (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：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：用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中，留大约1/3的空间，盖好瓶盖。 ↓ 果酒发酵：温度控制在18～30 ℃，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次(注意：不是打开瓶盖)，此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12 d。 ↓ 果醋发酵：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7～8 d。 微思考 上述步骤中，每隔12 h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是什么？ 提示：使二氧化碳排出，不打开瓶盖是防止氧气和杂菌进入。 判一判(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．传统发酵食品的制作过程中，不同的食品接种不同的菌种。 (×) 提示：传统发酵技术没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。 2．醋酸菌是好