1.1 传统发酵技术的应用（教学设计）-【上好课】高二生物同步高效课堂（人教版2019选择性必修3）

1．1 传统发酵技术的应用 一、教学目标： 1．通过分析腐乳的制作过程，掌握传统发酵技术的概念和特点，举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。 2．能够联系酵母菌的呼吸过程，比较不同微生物的代谢类型，概述酵母菌、乳酸菌、醋酸菌的发酵的基本原理与实际应用。 3．通过比较不同的馒头制作过程，采用对比分析、归纳与概括的方法，总结传统发酵技术的优点与不足，关注食品安全和健康的生活方式。 4．通过对传统发酵食品的整理归纳，增强对于传统文化的认同感和热爱度，联系科学前沿发展，在创新中传承我国优秀传统文化。 二、教学重点和难点： 1．教学重点： 1．传统发酵技术的概念和特点。 2．微生物发酵的基本原理。 2．教学难点： 制作泡菜、果酒和果醋。 三、教学设计思路 四、教学过程 【新课导入】 播放视频“科技探索之路——从传统发酵技术到发酵工程”，引入课题。 【新课学习】 【布置任务】 任务一：学生通过阅读课本相关内容，完成以下问题 （一）阅读课本第5页第一段，明确发酵的概念、原理和类型。 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。 3．类型; 需氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和厌氧发酵（如酒精发酵、乳酸发酵） （二）阅读课本第5页第2段，明确传统发酵技术的概念、类型、缺点和发酵产品。 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．缺点: 生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。 4．发酵产品: 利用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。 （三）阅读课本第5页第2段，思考相关问题，说出腐乳制作的原理、过程和优点。 1．过程; 让豆腐上长出毛霉→香料腌制→密封发酵 2．原理： 3．优缺点： 优点：操作简单，适用于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等。 缺点：生产条件不易控制，产品容易受杂菌污染，生产效率较低等。 展示【针对训练】两道题。 1． 下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是 A.传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵 B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种 C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得 D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题 选B 解题点 现代发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染会影响产量，培养基和设备需严格灭菌；而传统发酵技术很难实现单一菌种的利用，B错误。 2．下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是 A.腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有机物的过程 B.腐乳制作中，起作用的微生物多为异养型真菌 C.传统发酵利用的是天然存在的菌种，所生产食品安全性更高 D.家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种 选C 解题点　传统发酵利用的是天然存在的菌种，没有经过严格的灭菌，所生产食品安全性较低，C错误。 任务二：学生通过阅读课本相关内容，完成以下问题 （一）制作泡菜 合作探究一：请同学们自主阅读教材P6~7，小组合作思考讨论完成问题。 1．制作传统泡菜是利用什么微生物来发酵的呢？微生物的来源呢？ 2．材料用具、方法步骤是怎样？ 3．发酵结果如何评价？如何在评选中荣膺“泡菜之王”的美誉呢？ 1．菌种: ① 代谢类型：异养厌氧型。 ② 菌种分布：空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内。 ③ 应用：乳制品的发酵、泡菜的制作等。 2．原理：在无氧情况下，能将葡萄糖分解成乳酸。 发酵期间，乳酸会__不断积累__，当它的质量百分比为__0.4%-0.8%__时，泡菜的口味、品质最佳。 3．材料用具:食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。 学生活动：观看视频，总结泡菜的制作步骤？ 4．制作步骤: 5．结果分析和评价：一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无霉花浮膜，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。 6．进一步探究： 亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。 泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化： 7．与生活的联系： （1）为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？ 有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。 （2）为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？ 牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的发酵作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。 【课堂练习】 拓展应用P8：某同学在制作泡菜前，査阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；在用质量百分比为5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图。 （1）据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？ 在发酵11天后食用比较合适，因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。 （2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？ 可能是食盐浓度过高，抑制乳酸菌生长，产生乳酸较少，导致泡菜未能正常发酵（也可能是由于温度较低）。 (3)加入“陈泡菜水”的目的是什么？ “陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。 (二)制作果酒、果醋 1． 酒精发酵 （1）菌种：酵母菌（单细胞真菌——真核生物） ① 代谢类型：异养兼性厌氧型 ② 最适生长温度：18～30℃ ③ 应用：酿酒、制作馒头和面包 （2）原理： 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 在无氧条件下，酵母菌无氧呼吸，产生酒精、CO2 2． 醋酸发酵 （1）菌种：醋酸菌（细菌——原核生物） ① 代谢类型：异养需氧型 ②最适生长温度：30～35℃。 ③ 应用：可用于制作各种风味的醋。 （2）原理： ①当氧气、糖源充足时，能将糖分解成乙酸；“糖制醋” ②当缺少糖源时，能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸；“酒制醋” 3．制作步骤 4．制作步骤 5．结果分析和评价： 果酒：a.闻；b.品尝；c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色→灰绿色）。 果醋：a.闻；b.品尝；c.使用pH试纸检测和比较发酵前后的pH值；d.观察醋酸菌膜是否形成。 制作腐乳、泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点 【针对训练】 1．《舌尖上的中国》讲述四川泡菜时曾强调“腌泡菜也有大讲究”。下列有关泡菜制作的叙述，正确的是 A.泡菜制作过程中食盐用量越低越有利于乳酸菌的生长 B.制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染 C.蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高 D.将配制好的盐水煮沸后冷却待用，冷却的目的是降低水中氧气的含量 答案：C 2．图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是 A.用甲装置制作果酒时，加入酵母菌后，一直关紧阀a，适时打开阀b几秒钟 B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开 C.乙图中过程②只能发生在缺氧条件下 D.过程③和④都需要氧气的参与 答案：B 解题点 甲装置中,阀a控制进气,阀b控制排气,制作果醋所需的微生物是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌。乙图中过程②是无氧呼吸的第二阶段,过程③表示有氧呼吸的第二和第三阶段。 【课堂总结】 【课堂练习】 一、概念检测 1．油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽抱杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。 ⑴卤汁中的乳酸菌和芽抱杆菌不存在竞争关系。 （ ） ⑵乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ） ⑶微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（ ） 2．传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（ ） A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵 B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶 C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精 D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸 二、拓展应用 1．请举例说说你身边的传统发酵食品有哪些，它们的制作原理是什么。有机会的话，你也可以尝试做一做。 2．某同学在制作泡菜前，査阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；在用质量百分比为5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图。 请你帮他分析相关问题。 ⑴据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？ ⑵他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？ ⑶加入“陈泡菜水”的目的是什么？ 3．有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。 A同学用的是带盖的塑料瓶； B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖； C同学则设计了如右图所示的发酵装置。 结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？ 概念检测 1．⑴（×）⑵（×）⑶（√） 2.（D） 拓展应用 1．【提示】腐乳、泡菜、酱、豆豉等都是生活中常见的传统发酵食品。 2.⑴【答案】应该在发酵10天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。 ⑵【答案】可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。 ⑶【答案】“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。 3．【提示】C同学的装置更适合制作果醋。出料口可以用来取样；充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率；排气口可以用来排出在发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。进一步改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。 【板书设计】 一、发酵与传统发酵技术 1．概念 2．原理 3．类型 4．腐乳的制作 5．传统发酵技术 二、尝试制作传统发酵食品 1．菌种：（1）乳酸菌 （2）酵母菌 （3）醋酸菌 2．制作泡菜的方法步骤 3．果酒和果醋的制作 / 学科网（北京）股份有限公司 $$