设计制作发酵产品（学生手册）

设计制作发酵产品 学生手册 面向年级：7年级 学科：生物、化学、通用技术 北京师范大学 《基于学科融合的课程设计与评价方法研究》课题组 2024年 版权资料，禁止外传 第1课 发酵产品有哪些？ 1-1 酸奶的制作 任务：聆听同学们分享做酸奶的过程后，小组讨论用流程图的方式表示出做酸奶的正确流程。 1-2 认识乳酸菌和酵母菌 阅读以下资料，归纳概括乳酸菌和酵母菌的结构、特点、功能 资料来源：https://www.im.cas.cn/kxcb/wswdjt/201310/t20131014_3952548.html 酵母菌——发酵之母 酵母菌是一类单细胞的真核微生物的通俗名称。酵母菌的细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡和线粒体等。而细胞核包含它们的遗传物质。酵母菌可以通过无性繁殖和有性繁殖两种方式进行繁殖。无性繁殖主要包括出芽和裂殖两种形式。在出芽繁殖中，成熟的酵母细胞会生出小芽，经过核分裂后，子核移入芽体，最终形成新个体。酵母菌是兼性厌氧生物，即它们在有氧和无氧环境下都能生存。酵母菌本领非凡，它们可以把果汁或麦芽汁中的糖类(葡萄糖)在缺氧的情况下，分解成酒精和二氧化碳，使糖变成酒。它能使面粉中游离的糖类发酵，产生二氧化碳气体，在蒸煮过程中，二氧化碳受热膨胀，于是馒头就变得松软，所以被称为发酵之母。酵母菌在自然界中分布很广，即使是在赤道深海处也能发现它们的踪影。它们既怕过冷又怕过热，所以市场上出售的鲜酵母一般要保存在10—25℃之间。酵母菌在食品工业中有广泛应用，如面包、啤酒、葡萄酒的制作，同时在医药、化工、农业等领域也有其独特的应用价值。 乳酸菌-健康使者 乳酸菌是一类能够将碳水化合物发酵成乳酸的细菌，它们在自然界中广泛分布，分布于自然环境和宿主体内的多种生态位，如土壤、水体、植物表面、动物肠道等。乳酸菌包含多个属和种，常见的有乳杆菌属、链球菌属、双歧杆菌属等。乳酸菌形态多样，可以是杆状、球状或螺旋状，它们是革兰氏阳性菌，具有细胞壁、细胞膜和细胞质，有核糖体，但没有真正的细胞核。乳酸菌能够发酵多种糖类，包括单糖、双糖和多糖，主要代谢产物是乳酸，这是它们名称的由来。大多数乳酸菌在缺氧条件下生长更好，进行乳酸发酵。乳酸菌在制作酸奶、奶酪、发酵香肠、泡菜等食品中发挥关键作用。在发酵过程中，乳酸菌能够合成维生素B群、维生素K等有益物质。作为益生菌，乳酸菌有助于维持肠道微生物群的平衡，抑制有害细菌的生长。能够通过多种机制影响宿主的免疫系统，提高机体的抗病能力。 酵母菌 乳酸菌 结构： 特点： 功能： 结构： 特点： 功能： 1-3特色发酵产品的初设计 单元挑战任务：随着人们对发酵食品健康益处的认识增加，市场对这类产品的需求正在增长。现在你是一家食品公司的研发科学家，请选择自己公司想推出的一款特色发酵产品，设计并制作包装一款公司特色发酵产品。 本节课和课后任务：搜集资料，小组讨论自己组的公司特色发酵产品的设计方案。 公司特色发酵产品名称 特色发酵产品简介 发酵产品制作的原理 发酵装置的设计图纸 发酵产品制作所需原材料 发酵产品的包装设计图 第2课 发酵产品知多少？ 2-1发酵的知识（掌握的知识） 阅读下面资料完成表格内容 1. 酸奶的发酵通常使用乳酸菌，将冷却的巴氏灭菌的牛奶接种乳酸菌，在厌氧的条件下40°C至42°C，这些微生物开始在牛奶中生长和繁殖。6-10小时后乳酸菌将牛奶中的乳糖分解成乳酸，这个过程称为乳酸发酵。乳酸的产生导致牛奶的pH值下降，从而使牛奶凝固形成酸奶。随着乳酸的积累，牛奶中的蛋白质凝结成块，形成酸奶特有的浓稠质地。发酵过程中，乳酸菌还会产生其他有机酸、酯类和醇类等物质，这些物质对酸奶的风味和口感有重要影响。泡菜的发酵主要也依靠乳酸菌，在常温和厌氧条件下，乳酸菌开始发酵蔬菜中的糖类，产生乳酸。乳酸的积累使蔬菜pH值下降，抑制了有害微生物的生长，同时形成了泡菜特有的酸味和风味。 2. 葡萄酒的制作始于葡萄的采摘。精选成熟的葡萄后，进行破碎，使葡萄皮与果汁接触。接着，将葡萄汁与葡萄皮、种子和果肉混合，28°C至35°无氧条件下开始酒精发酵过程。5-7天酵母菌（通常是附着在葡萄皮上的野生酵母或添加的商业酵母）将葡萄汁中的果糖转化为酒精（乙醇）和二氧化碳。发酵时间根据所需风味和甜度的不同而有所变化。米酒，又称为黄酒或亚洲米酒，其制作过程始于米的选择和清洗。米酒经过浸泡和蒸煮，使之变软并释放出淀粉。接着，使用酒曲（含有米曲霉和酵母菌的发酵剂）与煮熟的米混合，开始糖化和发酵过程。酒曲中的酶将淀粉分解成糖，然后酵母菌将这些糖转化为酒精。米酒的发酵可以在25°C-30°C下进行，发酵时间一般7-13天。 3. 面团中的酵母菌在30°C至35°C和适宜的湿度条件下开始活动，发酵时长30min-2h，酵母菌以面团中的糖 分为食，通过代谢作用产生二氧化碳和酒精。二氧化碳是一种气体，在面团中形成气泡，这些气泡被面团的蛋白质网络所捕获，导致面团体积逐渐增大，形成馒头和面包特有的多孔结构。同时，酒精在烘焙或蒸制过程中会挥发掉，不会影响最终产品的口感。此外，发酵过程中产生的一些有机酸和其他化合物为馒头和面包增添了特有的风味。在馒头的制作中，发酵后的面团会被蒸熟，而在面包制作中，面团则会在烤箱中烘烤。无论是蒸 还是烤，热量都会使二氧化碳进一步膨胀，固定面团的多孔结构。通过控制发酵时间和条件，制作者可以调节馒头和面包的松软度、口感和风味。 任务：根据阅读资料完成以下表格 发酵产品 菌种 原材料 化学反应变化 发酵条件 酸奶 泡菜 葡萄酒 米酒 面包 馒头 2-2 发酵的概念（定义） 1. 小组讨论总结发酵的概念 2.小组讨论咸菜是不是发酵产品，说明理由。 3.小组讨论总结归纳创建最适发酵条件的原则 2-3特色发酵产品的再设计 小组有效沟通后，修订完善提交的特色发酵产品的初步设计方案 公司特色发酵产品名称 特色发酵产品简介 发酵产品制作的原理 发酵装置的设计图纸 发酵产品制作所需原材料 最适发酵条件的控制方法 发酵产品制作步骤 发酵产品的包装设计图 第3课 发酵产品设计与制备 3-1发酵产品制作的流程设计（生成过程） 任务：用方框和箭头设计本组发酵产品制作的流程图 3-2小组高效协作分工表 请思考并讨论如下问题，请填写小组角色分工表。 1 小组协作的目标是什么？ 2 有哪些子任务？按什么顺序或步骤完成？谁负责完成？ 3 如何更高效协作？ 姓名 角色 职责和任务完成预计时间段 注意：表中所列职责为主要职责，有临时任务时，组员要积极认领与承担。 可一人承担多个角色，也可以多人承担一个角色。 状况记录： 3-3发酵产品观测检测记录单 任务：小组搜集资料掌握检测发酵产物的理化性质的原理和方法，每日填写发酵产品观测检测记录单。 组别： 产品名称： 生产日期： 日期 产品外观变化记录 pH值；糖度值；酒精度；亚硝酸盐浓度 第4课 特色发酵产品介绍 4-1 发酵产品的评分标准（满分50分） 1.发酵产品的包装设计 发酵产品的包装设计 得分 包装精美，有设计感 （每项各2分） 有配料表，有贮存条件（每项各2分） 有设计的商标，广告语（每项各2分） 2.发酵产品的口感和理化性质 发酵产品的理化性质 得分 整体口感优秀6分；一般3分；较差1分 产品外观优秀6分；一般3分；较差1分 产品气味正常6分； 气味不正常3分 酒精、pH等检测指标处于正常范围20分 4-2 交流分享：发酵产品 请介绍你们小组的设计方案。 （1）发酵产品的发酵原理。 ①生物学原理？ ②化学反应原理？ （2）发酵装置的设计图纸 （3）发酵产品的流程设计？ （4）发酵产品的制作过程分享 （5）发酵产品理化性质检测方法 （6）发酵产品的最终成品展示 （7）收获与改进方案？ 4-3学习小结 1.制作传统发酵食品时有哪些注意事项？ 2.总结传统发酵产品设计流程？ 3. 总结传统发酵产品的优点和不足 拓展任务：设计公司大规模生产该发酵产品的思路 4-4单元总结：完成脑图或海报 回顾《发酵产品的设计和制作》整个单元。 1. 你们经历了哪些过程，完成了哪些任务或作品？ 2. 运用了哪些学科的哪些知识？ 3. 掌握了哪些解决问题的过程或方法？ 4. 在有效沟通、高效协作方面，有哪些收获？ 5. 这些知识、过程或者方法，可以应用到哪些其他场景？ 学科网（北京）股份有限公司 $$