第1章 第1节 传统发酵技术的应用-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

null第1章 发酵工程 第1节传统发酵技术的应用 答案精解P [课标要求]1.说出发酵与传统发酵技术的概念（生命观念）。2.说明泡菜、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）。 教材梳理·新知全解 知识点1发酵与传统发酵技术 知识点2 尝试制作传统发酵食品 1.发酵和传统发酵技术的概念 1.制作泡菜 (1)发酵：是指人们利用 ,在适宜的条 (1)菌种： ,是 细菌，常见的有 件下，将原料通过 转化为人类所 和 需要的产物的过程。 (2)发酵原理：在 条件下，乳酸菌能将葡 (2)传统发酵技术：是指直接利用 萄糖分解为 ,反应简式如下： 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、 (3)制作泡菜的流程 制作食品的技术。传统发酵以 菌种的 T清水食盐配制质片而分比为 的 冷即待用 发酵及 水 发酵为主。 盐水，并将都水2翻 2.传统发酵技术制作的食品举例 料 选取 的弦菜，洗办，切成块状或条状， 混合均匀，赊T (1)腐乳 将晾十斤的號荣装人泡采内，装④ ①制作原理 装坛 时，放入测休品·蛛续装至 冉缓 级倒人冷却好的位 一仗械水 主要是豆腐中所含蛋白质等成分发生生物化 盖好坛盖，向坛边沿的水槽8 学反应生成味道鲜美、易于消化吸收的成分， 封 任发联过程中+意经常向水槽巾⑨ 擦帘内0 控制发酵时间长短 如：蛋白质微生物小分子的 成品 ②相关菌种 2.制作果酒和果醋 多种微生物参与了豆腐的发酵，如 (1)菌种及原理 等，其中起主要作用的是 共为 型 一哄“其曲” (2)其他发酵食品：酱、酱油、醋、泡菜、 等。 或“铆赠“，其最造作：长温度约为 笨酒惊理 【裤正误】 南种 (1)发酵是指人们利用微生物在无氧条件下将原 制作 其为 出：“真前” 或“出”) 料转化为人类所需要的产物的过程。 ( 当 时，能将前笱钠分解成 (2)传统发酵以单一菌种的固体发酵为主。( 惊理 反应简式为 转化为乙蛮， (3)腐乳发酵过程中涉及酵母、曲霉、毛霉等多种 时，将 再将乙蓝转化为乙酸，反应简式为 微生物，但起主要作用的是毛霉。 第1章发酵工程 (2)制作流程 发酵 所需 生物 发酵过程对 器具 将发酵加，单汁机等器兵用洗沾精清洗丁许 代谢类型 产品 菌种 分类 氧的需求 泸泰.惊备川们 材料 联新鲜指神，先 再 ③ 果酒 ④ 异养 前期需氧， 备 泐T 兼性厌氧 后期不需氧 榨汁 用窄补机榨取葡苟引，将简节补装入发酯函 ⑤ 装瓶 © ⑦ 中，要钢有人的的空问，蓝批盖 果醋 一直需氧 果油将温度控制作」 ℃进彳于发酰，发时 可为d 【裤正误】 发 萄酒制作光成后 盖上 (1)制作果酒、果醋及泡菜时，均需密封发酵装 一层纱布.拉行前曾酣发薛，及酵加垃 为 .时为d 置。 () 成品 (2)制作泡菜时，盐水煮沸后应立即使用。( ) 3.制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点 (3)在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗， 发酵 所需 生物 发酵过程对 再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底。() 代谢类型 产品 菌种 分类 氧的需求 (4)在制作果醋时，如果条件适宜，醋酸菌可将果 汁中的糖分解成乙酸。 () ①D 原核 泡菜 密闭不需氧 (5)果酒发酵时，发酵瓶内留有一定空间有利于 生物 酵母菌的繁殖。 () 关键能力·合作探究 ■教材边角 L.(教材P。“探究·实践”)制作泡菜时，为什么需 用水密封泡菜坛？为什么泡菜坛只能装八成满？ 探究点1泡菜的制作 2.(教材P。“练习与应用”)有3位同学分别采用 ■情境探究 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 L.中国古代《齐民要术》中有制作酸菜的详细记 料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在 录，请思考下列问题： 瓶口的8层纱布覆盖：C同学则设计了如图所 (1)酸菜制作中起作用的微生物是什么？其来 示的发酵装置。结合果醋的制作原理，你认为哪 源如何？ 一种发酵装置更适合制作果醋？试作具体评价。 (2)在发酵初期，会有气泡从坛沿水槽内的水 中间歇性溢出，这些气泡是如何产生的？ 出料u墨 (3)发酵中期为无氧状态，pH为3.5~3.8，此 C可学设计的发酵装置小水意图 时坛内其他微生物的活动状态如何？至发酵 后期，乳酸菌发酵速度为何逐渐变缓甚至停止？ 生物学选择性必修3课堂学案 2.某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量 生物类型 原核生物 变化”开展了研究，选取三只相同的泡菜坛，分 广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或 别编为1号、2号、3号，并置于同一环境中制 分布 动物的肠道内 作泡菜。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸 代谢类型 异养厌氧型 盐含量，封坛后定时取样测定，结果如图。请 生产应用 乳制品的发酵，泡菜的腌制等 回容下列相关问题： 发酵原理 十业硝酸盘含量mg·kg) CH.O爵2CH0,(乳酸)+能量 2.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量 20 3号坛 的变化情况分析 2号 发酵 乳酸菌含量 乳酸含量 亚硝酸盐含量 471114 发酵时闷d 时期 (1)图中数据表明，泡菜在腌制到第 发酵 少（有氧气，乳酸 增加（硝酸盐还 少 时，亚硝酸盐含量达到最高，腌制到第 初期芮活动受抑制) 原前的作用) 天以后再食用，可以较好地避免亚硝酸盐对人 下降（硝酸盐还 体键康的危害。 发酵最多（乳酸抑制积累增多，pH原菌活动受抑 (2)实验中三只坛中亚硝酸盐含量变化有何共 中期其他菌活动) 下降 制，部分亚硝酸 性？三只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异， 盐被分解) 可能的原因是什么？ 下降至相对稳 减少（乳酸积 发酵 继续增多，定水平（硝酸盐 累，pH下降，抑 后期 pH继续下降 还原菌活动被 制其活动) 完全抑制) (3)某同学在制作泡菜前查阅资料得知，可以 【到型荆产立 t节异出 业销候盖$出 向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”。 曲线 ①他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这 模型 个结果最可能的原因是什么？ 发时们 发有时间 3.泡菜制作中发酵条件的控制 (1)控制严格的厌氧条件的措施 ①选择合适的发酵容器，如泡菜坛。 ②加入“陈泡菜水”的目的是什么？ ②盐水煮沸后冷却待用一煮沸既可杀菌又 可除氧。 ③装坛时压实，使盐水没过全部菜料。 ④坛盖边沿用水封口不让空气进入，创造一个 封闭无氧的环境，发酵期间不宜开盖，并在发 侧要点归纳 酵过程中注意经常向水槽中补充水。 1.与泡菜制作有关的菌类一乳酸菌 (2)控制适宜的发酵温度 生物类型 原核生物 温度过高易导致杂菌滋生：温度过低不利于乳 常见种类 乳酸链球菌、乳酸杆菌 酸发酵，会使发酵时间延长。 6 第1章发酵工程 【例1】(2023·山东)以下是以泡菜坛为容器制作 面分析果酒和果醋制作的相关问题： 泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛 (1)从防止材料被污染的角度思考是先冲洗葡 中：②盐水需要浸没全部菜料：③盖好坛盖后， 萄还是先去枝梗，并闸述原因。 向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚 硝酸盐的含量。下列说法正确的是 () A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被 杀死 (2)为什么将葡萄汁装人发酵瓶时要留1/3的空间？ B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的 杂菌 C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能 进入 (3)制作葡萄酒的过程中，每隔12h左右柠松 D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量 瓶盖，目的是什么？能否打开瓶盖？为什么？ 逐渐降低 归纳提升 (1)泡菜盐水的配制和处理 ①盐具有杀菌、析出蔬莱中的水分、调味等作用。 要点归纳 ②盐水的用量不能过高，也不能过低，以5%一20% 1.果酒制作与果醋制作的比较 为宜。盐水的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜 风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 项目 果酒制作 果醋制作 发酵南种 酵母菌 醋酸菌 ③盐水要煮沸后冷却待用。 传统的葡萄酒酿造 a.煮沸的作用：一是除去水中的氧气，二是杀灭 空气中的野生醋酸菌 采用自然发酵，菌种 盐水中的其他微生物。b.冷却的目的：保证乳酸 菌种来源 或购买醋酸菌的菌种 主要是附着在葡萄 或从食醋中分离醋酸菌 菌等微生物的生命活动不受彩响。 皮上的野生酵母菌 (2)用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过 温度 般控制在1830℃ 3035℃ 发酵 长，蔬莱中的亚硝酸盐含量相对较高。 时间 10-12d 7-8d 条件 (3)装坛操作 氧气 前期需氧，后期不需氧 始终需氧 ①装至半坛时，放入各种调料的目的是防止注入 ①在有氧条件下（适①氧气，糖源都充足时： 于菌种繁殖)： 盐水后调料上浮，使泡莱风味均匀。 CH:0+20 ②盐水没过菜料的目的是制作无氧环境，防止菜 CH:Q+60.魔 2CH,COH(乙酸)+ 500,十6H.0十能量 2C0+2HO+能量 料变质腐烂。 发酵原理 ②在无氧条件下（适②缺少糖源时： (4)封口发酵操作：坛盖边沿的水槽中注满水并 于产生酒精)： C.H.OH+0 经常补充水的目的是保证坛内乳酸菌发酵所需 CH.0鹰C.H.OH CH.CO0OH(乙酸)+ 的无氧环境。 (酒精)+2CO.+能量HO十能量 探究点2果酒和果醋的制作 闻气味、品尝，酸性条 闻气味、品尝、酸碱指示 情境探究 产物检测 件下的重铬酸钾（橙 剂(pH试纸) 从材料的选择和处理及发酵条件的控制等方 色→灰绿色) 生物学选择性必修3课堂学案 2.发酵装置及各部件的作用解读 归纳提升 充n 排气11 发配前期充气口打开 (1)选泽和设计发酵装置的方法— 根据发酵过 销入九信中气，# 排出斜精发贤 母闲增巯：斤期关闭 时生的C0. 程所需条件来选择和设计发酵装置： 纶气口进行酒精发 酵：在猎酸发形吋连 长弯阀 ①酒精发酵和制作泡菜均需要隔绝空气，因此必 接苑气从进行充汽 排气门通过 个长弯山的 须选择密封性较好的装置；醋酸发酵则需要充足 出山料山 胶与瓶连 按，其[1的出 用来取样，及时监测 防止空气中微 的氧气，同时还需避免杂菌随空气进入发酵装置 发辞进的清祝 牛物进人污染 中造成污染。 3.防止发酵液被污染的措施 ②大规模生产过程中所选的设备必须满足可连 (1)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。 续培养、实时监测等基本要求。 (2)挑选新鲜葡萄，去除枝梗和腐烂的籽粒。 (2)发酵条件的控制 (3)先冲洗葡萄，再去除枝梗。 ①葡萄汁装入发酵瓶中时，要留有大约13的空 (4)果汁装入发酵瓶后，封闭瓶口。 间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖， (5)发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的 待耗尽瓶中O2后，再进行酒精发酵，同时防止发 胶管与瓶身连接。 酵过程中产生的CO,使发酵液溢出。 【例2】(2024·湖北)制醋、制饴、制酒是我国传统 ②酒精发酵过程中先通O,以利于酵母菌大量繁 发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常 殖，然后关闭充气口以利于酵母菌进行酒精发 用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( 酵。发酵过程中，适时打开排气口，排出产生的 A.食用醋的酸味主要来源于乙酸 B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 CO2。醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口 C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 充入无菌空气。 D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒 ③严格控制温度：18~30℃有利于酵母菌的酒精 体内 发酵；3035℃有利于醋酸菌的酷酸发酵。 核心知识小结 网络构建] [答题必备】 1.发酵是指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物的代谢转 发时与传统发时技困 化为人类所需要的产物的过程。 制作娘焊与肉种 2.传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前 传统发砖 传统发醇 泡菜制作 、技术的应用 术制作的食 次发酵保存下来的面团、卤计等发酵物中的微生物进行发酵，制作食品 品举例 制作方法及 的技术。 条作控制 柴丽与果码制作程 3.腐乳制作：因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的 制作吼埋 制作方法 条件控制 肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，其中起主要作用的是毛霉。 4.参与泡菜、果酒、果醋制作的主要菌种分别是乳酸菌、酵母南、醋酸菌， 进行泡菜制作需保持厌氧环境，进行果醋制作需通氧，酒精发酵时前期 也需要氧。 8▣ 第1章发酵工程 随堂检测·即时巩固 1.下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是( 柿子 路.加计进适，传子计酷修高酒节发截柿子酒 A.发酵所用的微生物均为原核生物 醋酸菌酯酸发酰，柿子醋过滤，杀简柿子醋成品 B.不同发酵产品所用原料必定不同 5.下列关于酒精发酵和醋酸发酵的叙述，错误 C.传统发酵均需在通气条件下进行 的是 ( D.发酵所用菌种都是天然存在的微生物 2.制作果酒、果醋和泡菜的共同点是 A.酒精发酵是吸能反应 ( A.菌种为异养原核生物 B.酒精发酵在无氧条件下进行 B.将原料灭菌后再发酵 C.醋酸发酵是放能反应 C.保证无氧环境下发酵 D.醋酸发酵在有氧条件下进行 D.发酵液最终呈现酸性 6.下列关于柿子醋酿造过程的叙述，错误的是 3.下列关于泡菜发酵的叙述，不正确的是( A.泡菜发酵过程中产生亚硝酸盐，某些条件下 A.加酶榨汁环节加入果胶酶，有利于提高柿子 可转化为致癌物质亚硝胺 汁产量 B.煮沸泡菜盐水的日的是除去水中的氧气和 B.酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌，以利于酒 杀灭盐水中的其他杂菌 精发酵 C.制作泡菜利用的菌种是乳酸菌，其代谢类型 C.若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋 为异养厌氧型 酸发酵 D.泡菜腌制时间过长，容易造成细菌大量滋 D.用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋 生，亚硝酸盐含量增加 风味相同 4.几百年来，王村“酿酒拌醋”的生产制作工艺日 7.(2024·河北改编)中国传统白酒多以泥窖为 臻成熟和完美，故有“山东醋都”的美誉。如图 发酵基础，素有“千年老窖万年糟”“以窖养糟， 是王村苹果醋生产加工流程图，下列相关叙述 以糟养泥”之说。多年反复利用的老窖池内壁 错误的是 窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列 酵歌母南 础酸菊培杂液 苹米山装碎作计一清格发器膏敏碳发时三成品 叙述不正确的是 () A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多 A.过程①需要对苹果进行选择、清洗 种微生物共同作用下完成的 B.过程②的温度要求低于过程③ B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系， C.过程③需要在无氧条件下进行 使酿造过程不易污染杂菌 D.过程④需要进行调配，杀菌等操作 C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，需在 (2024·6月浙江)阅读下列材料，完成下面小题。 CO,或N环境中进行 柿子具有较高的营养价值和药用价值。采 D.从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产 用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿 淀粉酶的微生物 子醋，提高了柿子的经济价值。柿子醋的酿造工 艺流程如图所示。 子提示完成P课时作业（一）