1.1 传统发酵技术的应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

✔ ✔ ✔ ✔ 科学家访谈 选择性必修③ 杨焕明 1952年浙江温州人，基因组学家，中国科学院院士、发展中国家科学院院士、印度国家科学院外籍院士、德国国家科学院外籍院士、美国国家科学院外籍院士，中国医学科学院教授，华大基因理事长、华大基因学院院长 。 1978年毕业于杭州大学; 1982年获南京铁道医学院硕士学位; 1988年获得丹麦哥本哈根大学博士学位，后在法国、美国从事博士后研究; 1994年入中国医学科学院大学工作； 回国后致力于参加人类基因组计划; 2002年评为《科学美国人》年度科研领袖人物; 2003年任中国科学院北京基因组研究所长; 2006年当选为欧洲分子生物学组织成员; 2007年当选中国科学院院士; 2010年获得人类基因组组织越科学成就奖; 2014年当选为美国国家科学院外籍院士; 2017年获得全国创新争先奖 。 1957年 用微生物生产谷氨酸获得成功。20世纪60年代，科学家通过研究微生物的代谢途径，继续改进发酵技术， 通过人工诱变特定微生物，获得了具有更高生产能力的突变类型。之后，酶制剂、多糖、维生素发酵 工业相继兴起。 约9000年前 我们的祖先利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料。后来人们通过自然发酵或曲种传代的固体发酵方法生产其他食品，如酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等。这种传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成，但在几千年的时间里，人们并不明白其中的原理。 1857年 1857年，法国微生物学家巴斯德(L.Pasteur,1822-1895)通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起，从而将酵母菌与发酵联系起来。 1897年 科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，逐渐了解了发 酵的本质。之后的30多年间，微生物的分离和纯化技术得到了应用，发酵生产的工艺 和设备不断完善， 传统的固体发酵开 始向半固体发酵和 液体发酵演变。同 时，作坊式的手工 生产向近代工业化生产方向发展。利用微生物生产的新产品，如酒精、柠檬酸和淀粉酶等不断出现。 20世纪40年代 利用发酵工程大规模生产青霉素成为研究的主攻方向。由于青霉素产生菌是需氧型的，科学家在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术，使青霉素的生产实现了产业化。不久，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。 201X 1850 201X 1900 201X 1940 201X 1960 201X 201X 20世纪70年代以后 基因工程、细胞工程等的发展，使发酵工程进入了定向育种的新阶段。例如，运用基因工程可以将动植物的基因转移到微生物中，获得具有特殊生产能力的微生物，大量生产人们所需要的产品，如人胰岛素、干扰素等。 1970 1980 20世纪80年代 科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及 计算机技术 对发酵过 程进行 综合 研究， 以更加 合理地控制 发酵过程。目前，人类已经能够自 动记录和控制发酵过程 的全部参数。 科技探索之路 第1节 传统发酵技术的应用 第1章 发酵工程 什么是传统发酵技术？ 制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？ 本节聚焦 1 2 3 怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？ “葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”(唐·王翰) 诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。 从社会中来 葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。 葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢?制作方法有什么不同?你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢? 3000多年前古埃及人采摘葡萄酿酒场景的壁画 夏禹时期有夏少康（杜康）造秫酒的传说 据说杜康是黄帝手下一位大臣。神农氏尝百草、辨五谷，人们开始耕地种粮食。杜康受命管理生产和保存粮食，很负责任。由于土地肥沃，风调雨顺，连年丰收，粮食越打越多，由于没仓库和科学保管方法，丰收的粮食堆在山洞里，时间一长，全都因潮湿而霉坏了。黄帝知道这件事后，非常生气，令杜康专职负责粮食保管，如有霉坏，从重处罚。 一、发酵与传统发酵技术 1.古代酿酒方法 一天，杜康在森林里发现了一片开阔地，周围有几棵大树枯死了，只剩下粗大的树干，里边已空了。杜康灵机一动，他想，如果把粮食装在树洞里，也许就不会霉坏。于是，他把树林里凡是枯死的大树，都一一进行了掏空处理。不几天，就把打下的粮食全部装进树洞里了。谁知装在树洞里的粮食，经过风吹、日晒、雨淋，慢慢地发酵了。 杜康上山查看粮食时，突然发现一棵装有粮食的枯树周围躺着几只山羊、野猪和兔子。开始他以为这些野兽都是死的，走近一看，发现它们还活着，似乎都在睡大觉。杜康一时弄不清是啥原因，还在纳闷，一头野猪醒了过来。它一见来人，马上窜进树林去了。紧接着，山羊、兔子也一只只醒来逃走了。杜康上山时没带弓箭，所以也没有追赶。他正准备往回走，又发现两只山羊在装着粮食的树洞跟前低头用舌头舔着什么。 一、发酵与传统发酵技术 1.古代酿酒方法 杜康连忙躲到一棵大树背后观察，只见两只山羊舔了一会儿，就摇摇晃晃起来，走不远就躺倒在地上了。杜康飞快地跑过去把两只山羊捆起来。然后才详细察看山羊刚才用舌头舔过的地方。不看则罢，一看可把杜康吓了一跳。原来装粮食的树洞，已裂开一条缝子，里面的水不断往外渗出，山羊、野猪和兔子就是舔了这种水才倒在地上的。杜康用鼻子闻了一下，渗出来的水特别清香，自己不由得也尝了一口。味道虽然有些辛辣，但却特别醇美。他越尝越想尝，最后一连喝了几口。这一喝不要紧，霎时，只觉得天旋地转，刚向前走了两步，便身不由己地倒在地上昏昏沉沉地睡着了。 一、发酵与传统发酵技术 1.古代酿酒方法 醒来后，杜康将树洞里渗出来的这种味道浓香的水盛了半罐。去找黄帝。黄帝听完报告，仔细品尝了杜康带来的味道浓香的水，立刻与大臣们商议此事。大臣们一致认为这是粮食中的一种元气，并非毒水。黄帝没有责备杜康，命他继续观察，仔细琢磨其中的道理。又命仓颉给这种香味很浓的水取个名字。仓颉随口道：“此水味香而醇，饮而得神。”说完便造了一个“酒”字。黄帝和大臣们都认为这个名字取得好。 一、发酵与传统发酵技术 1.古代酿酒方法 最初可能是发现储存的水果会自然发酵变成酒，因而逐渐摸索出酿酒技术的。 汉代砖刻上的酿酒图 酒仙---李白 我国古代酿酒作坊的绘画 约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。我国具有悠久的酿酒文化和历史，许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。 一、发酵与传统发酵技术 1.古代酿酒方法 白酒 米酒 啤酒 烧酒 人参酒 各式葡萄酒 酒曲是什么？酿酒加酒曲的目的是什么? 一、发酵与传统发酵技术 1.古代酿酒方法 酒曲里含各种微生物和发酵菌，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,在酶类物质继续作用下,进而分解成乙醇(酒精)等。 酒曲是含有多种微生物的米糠或麦麸。（以大麦、小麦、豌豆等为原料,经粉碎,加水混捏, 让自然界各种微生物在上面生长而制成。） 研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。 粮食 微生物 酒精 产生酶 （淀粉） 酒中除了酒精还有其他物质吗? 还有乙酸乙酯和其他几百甚至上千种香味物质。 （复杂的分子） （简单分子） 1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。此后，人们才开始了解发酵的本质。 一、发酵与传统发酵技术 2.发酵 指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需要的产物的过程。 ①概念： 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： 好氧发酵 厌氧发酵 醋酸发酵、谷氨酸发酵 酒精发酵、乳酸发酵 氧气需求 (乙醇、乙酸、乳酸、氨基酸、抗生素、酶制剂等) 乙醇 乳酸 氨基酸（谷氨酸钠） 醋酸 一、发酵与传统发酵技术 3. 传统发酵技术 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。 ①概念： ②类型： 【思考】每年进行同样操作，但每年制作的腐乳或豆瓣酱口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？ 固体发酵 半固体发酵 泡菜、粮食白酒、腐乳等 豆豉、酱、酱油等 混合菌种 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。（通常操作简单） 发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。 一、发酵与传统发酵技术 4. 实例：腐乳的制作 腐乳是我国古代劳动人民创造的一种大豆发酵食品，早在公元5世纪就有关于腐乳生产工艺记载。其口感细腻、味道鲜美、易于消化吸收、耐保存特性一直受到我们喜爱。 一、发酵与传统发酵技术 4. 实例：腐乳的制作 ①原料： 豆腐 ②菌种： 、 和 等，其中起主要作用的是 。 酵母 曲霉 毛霉 毛霉 a.菌种来源： 空气中的毛霉 b.代谢类型： 异养需氧型 c.生殖方式： 孢子生殖 d.适宜温度： 15-18℃ 正在发酵的豆腐坯 显微镜下的毛霉 ③发酵原理： 经过微生物的发酵，豆腐中蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。腐乳味道鲜美，易于消化吸收，又便保存。 是一种丝状真菌 蛋白质 脂肪 小肽 氨基酸 甘油 脂肪酸 + + 脂肪酶 蛋白酶 让豆腐长出毛霉 直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度） 目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶 加盐腌制 卤汤包括酒和香辛料 酒（12%）：抑制微生物生长， 并使腐乳具有独特香味； 过高：会延长腐乳成熟的时间 过低：不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。 香辛料：调味，防腐杀菌 加卤汤瓶 密封腌制 方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点 目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长 玻璃瓶洗刷干净后要用沸水消毒。 一、发酵与传统发酵技术 4. 实例：腐乳的制作 ④方法步骤： 让豆腐上长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 制腐乳坯 优点： 操作简单、适用于家庭式或作坊式生产，是文化的传承。 缺点： 传统发酵技术的优缺点： ①天然菌种品质各异，且生产效率较低，产物不单一，纯度不高。 ②生产条件不易控制，易受杂菌污染。 一、发酵与传统发酵技术 4. 实例：腐乳的制作 基础检测 使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？ 使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。 例如： 直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术； 若直接接种毛霉，则不属于。 现学现用 （1）发酵指人们利用微生物，在缺氧条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需的产物 （ 　） （2）毛霉主要通过产生蛋白酶分解蛋白质参与腐乳发酵 （ 　 ） （3）腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸 （　 　） 1.判断常考语句，澄清易混易错 2.判断下列食品是传统发酵食品的是________________________________。 ①豆腐　②腐乳　③酱油　④香醋　 ⑤豆油　 ⑥泡菜 ⑦豆豉　⑧馒头　⑨米酒　⑩豆浆　 ⑪酸奶　 ⑫米饭 ②③④⑥⑦⑧⑨⑪ 3．下列有关腐乳制作的叙述中，正确的是（　　） ①在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与 ②用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形 ③腐乳外部有一层致密的“皮”，对人体是有害的 ④腐乳制作后期酒精含量过低使腐乳成熟时间延长 ⑤装瓶密封瓶口时，最好进行灼烧灭菌，以防止瓶口污染 ⑥可用豆腐本身渗出的水加盐腌制成绵软油滑、异臭奇香的青方腐乳 A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．①②⑤⑥ D．②④⑤⑥ 二、尝试制作传统发酵食品 传统发酵食品常利用的微生物及其发酵产品 微生物 新陈代谢 类型 反应简式 发酵产品 异养厌氧型细菌 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 乳制品的发酵、 泡菜的制作 异养兼性厌氧型真菌 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 酶 酿酒、制作馒头和面包等 异养需氧型细菌 C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O 酶 酶 C2H5OH ＋ O2 CH3COOH ＋ H2O 可用于制作各种风味的醋 乳酸菌 酵母菌 醋酸菌 韩国泡菜：微酸偏辣，相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。 了解泡菜 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 四川泡菜 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 1.菌种： 乳酸菌 （细菌、原核生物） a.菌种分布： b.代谢类型： c.菌种种类： 异养厌氧型 空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内 d.生殖方式： 二分裂生殖 很多,常见的乳酸链球菌、乳酸杆菌 2.原理： 植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵，无氧条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。 发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 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。 亚硝酸盐的含量低 坛沿深、盖子吻合好；无裂纹、无砂眼 检查方法： 坛口向上，压入水中，看坛内壁有无渗水现象。 不合格的泡菜坛为什么会引起蔬菜的腐烂？ 泡菜坛漏气，会使需氧型微生物大量繁殖，引起蔬菜腐烂。 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 4.方法步骤： ①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。 盐的作用 盐浓度过低 盐浓度过高 煮沸的目的 冷却的目的 ①调味 ②抑制微生物（杂菌）生长 杂菌易繁殖，导致泡菜变质 乳酸发酵受抑制，口味不佳 ①杀菌（微生物） ②除氧 防止影响乳酸菌的生命活动 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 4.方法步骤： ②将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。 ③将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。 ④向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间。 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 4.方法步骤： 用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用； 配制盐水 原料处理、蔬菜装坛 加盐水 封坛发酵 将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满； 过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差； 过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 杀菌除氧 ①发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多CO2，防止发酵液溢出； ②防止因装太满使盐水未完全淹没菜料导致菜料变质腐烂； ③留有一定空间更方便拿取泡菜。 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。 向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间。 创造无氧环境 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 5.结果分析： 为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，是怎么形成的？ 形成白膜是由于 的繁殖。 酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面O2含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。 白膜 注意：泡菜发酵过程中，不是乳酸菌单独发酵的结果： 乳酸积累，pH过低；乳酸菌的生长也受到抑制，乳酸菌数量减少。 发酵初期 多种微生物（如大肠杆菌、酵母菌）进行有氧呼吸，产生较多CO2，坛沿水槽内有气泡放出。此阶段是形成无氧环境的过程。 发酵中期 发酵后期 主要是乳酸菌的发酵过程，PH降低，其他微生物的生长受到抑制。 产膜酵母 (一) 泡菜的制作 二、尝试制作传统发酵食品 5.结果分析： 你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？ 失败 成功 泡菜质量可根据泡菜色泽和风味进行初步评定； 通过在显微镜下观察乳酸菌的形态和数目； 根据亚硝酸盐的含量来评定； 一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无梅花浮膜，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。 根据亚硝酸盐的含量来评定 膳食中亚硝酸盐一般不会危害人体健康。但总量达0.3～0.5g时会引起中毒；3g时会死亡。 硝酸盐 硝酸盐还原菌 亚硝酸盐 适宜的pH、温度和一定的微生物作用 亚硝胺 亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。 维生素C、E和酚类物质等氧化 亚硝酸盐为强氧化剂，能把血液中低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，导致缺氧性中毒。 膳食中绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。 发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵初期 发酵中期 发酵后期 曲线模型 少 （有氧气，乳酸菌 的活动受到抑制） 少 增加 （硝酸盐还原菌的作用） 最多 （乳酸抑制 其他菌活动） 积累增多 （PH下降） 下降 （硝酸盐还原菌受抑制， 部分亚硝酸盐被分解） 减少 （乳酸积累，PH下降，可能抑制其活动） 继续增多 （PH继续下降） 下降至相对稳定 （硝酸盐还原菌持续被抑制） 泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析 P8【拓展应用】 2、某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”；在用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，请你帮他分析问题。 练习与应用 （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？ （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？ （3）加入“陈泡菜水”的目的是什么？ 10天后食用比较好，因为此时亚硝酸盐含量低。 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。 “陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。 检测：比色法 与社会的联系 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 的发酵作用， 乳酸菌 而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌（细菌）。 (二) 果酒的制作 二、尝试制作传统发酵食品 1.菌种： 酵母菌 ① 分布： 含糖较高的水果、蔬菜表面 ② 代谢类型： 异养兼性厌氧型 （单细胞真菌） 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸 ： 无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸 ： C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2 +能量 酶 C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O+能量 酶 ③ 最适温度： 酿酒酵母：28℃ 野生酵母：18~30℃ （多种酵母菌） 大量繁殖 产生酒精 2.发酵原理： 3.应用： 可用于酿酒、制作馒头和面包等 (三) 果醋的制作 二、尝试制作传统发酵食品 1.菌种： 醋酸菌 ②代谢类型： 异养需氧型 ③最适生长温度： 30 - 35℃ ②当缺少糖源时则将 。 ①当O2、糖源都充足时能将 ； 2.发酵原理： 空气中或人工接种的醋酸菌 C6H12O6+2O2 酶 2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量 C2H5OH+O2 酶 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量 糖分解成醋酸 乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸 3.应用：制作各种风味的醋 ①分布： （细菌） C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+CO2+能量 酶 2O2 2CH3COOH(醋酸)+2H2O+能量 酶 + 酒精发酵：无氧，28℃ 醋酸发酵：有氧，30~35℃ 酒精发酵 → 醋酸发酵 如何在同一装置中既能进行酒精发酵又能进行醋酸发酵？ 二、尝试制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 果酒和果醋的制作 1.制作原理： a.许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒； b.在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，能进行酒精发酵； c.在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用可以进一步发酵为果醋。 2.材料用具： 新鲜水果，洗洁精，体积分数为70%的酒精，发酵瓶，纱布和榨汁机等。 二、尝试制作传统发酵食品 果酒和果醋的制作 3.方法步骤： 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; 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖; 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中， 每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。 发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。 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; 去除表面灰尘、污物 避免葡萄破损，减少被杂菌污染机会 防止野生菌种数量减少，影响发酵 排出气体 防止杂菌污染 当葡萄酒制作完成后，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7-8d。 空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖 防止污染发酵液 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 果酒发酵 果醋发酵 醋酸菌对氧气含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间 中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡，所以需通入的氧气充足。 先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵； 防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 二、尝试制作传统发酵食品 果酒和果醋的制作 4.结果分析与评价： 橙色 灰绿色 果酒：a.闻 b.品尝 c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测 果醋：a.闻 b.品尝 c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值 d.观察醋酸菌膜是否形成。 如何检测果酒和果醋的制作是否成功？ 醋酸菌在液面上大量繁殖而形成的菌膜（菌落） 漂浮在葡萄酒表面的白膜—醋酸菌膜 如果葡萄酒发酵容器封口不严实或葡萄酒长时间暴露在空气中，与空气的接触久了，酒液便易被空气中醋酸菌污染，从而在葡萄酒表面产生一层白膜。 二、尝试制作传统发酵食品 果酒和果醋的制作 4.结果分析与评价： 醋瓶子、未喝净啤酒瓶子放久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”，它是怎样形成的？ 如果用紫色葡萄制作葡萄酒，随发酵时间延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液颜色会逐渐加深变成深红色。 C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O+能量 酶 C2H5OH+O2 酶 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量 果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。 二、尝试制作传统发酵食品 果酒和果醋的制作 4.结果分析与评价： ①制作果酒和果醋过程中，发酵液分别有哪些变化？最明显变化发生在发酵后多少天？引起变化原因是？ 葡萄酒制作过程中，发酵液会产生气泡，是因为酵母菌发酵产生CO2；开始发酵后，CO2产生越来越多，使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵10天后，这种现象最明显。 ②制作果酒过程中，除酵母菌，是否还有其他微生物生长？会对果酒发酵产生影响吗？如何避免影响？ 除酵母菌，还有 等微生物。 乳酸菌可能分解果酒中糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节 、 等来控制乳酸菌的含量。 醋酸菌可利用果汁中糖进行醋酸发酵，制作果酒过程中可通过 ，抑制醋酸菌生长繁殖。 乳酸菌、醋酸菌 发酵的温度 果酒的pH 尽量减少O2含量 二、尝试制作传统发酵食品 果酒和果醋的制作 4.结果分析与评价： ③制作果醋过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可加快果醋制作？ 随醋酸发酵进行，发酵液 、 等均不利于酵母菌生长繁殖，因此酵母菌活性很低。 打开瓶盖后，空气中醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他菌因 而不能繁殖。 在工业上，后期醋发酵需要人工接种醋酸菌。 pH 发酵温度 不适应环境条件 我们制作果醋时，可以先买一瓶醋， 将其打开暴露空气中，一段时间后在醋表面会有一层薄膜（实际上是醋酸菌），用这层薄膜进行接种可明显缩短时间。 在上述传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。 尝试制作传统发酵食品 到社会中去 查阅关于果酒和果醋工业化生产的工艺流程，比较自己制作果酒和果醋的方法与这些流程有哪些异同。在此基础上，请思考：当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别的和联系吗？ 在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。 工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。 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同学用的是没有盖的塑料瓶，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？ C同学的装置更适合制作果醋。 结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵 时状态 充气口 排气口 出料口 通入空气 关闭 打开， 并接入气泵 排出CO2 打开 打开 便于取样检测 关闭 关闭 填充棉花或者安装其他过滤装置防止充入气体携带外来杂菌污染发酵液等 P8【拓展应用】 练习与应用 目的？ 防止空气中微生物污染 巴斯德鹅颈瓶实验 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、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。 （1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（ ） （2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ） （3）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（ ） 一、概念检测 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 练习与应用 【注】酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌的最适温度不同的直接原因是这三种微生物体内 不同，而根本原因是 。 控制这三种酶合成的DNA不同 酶的最适温度 小结 泡菜的制作 传统发酵技术 发酵原理 探究实践 制作果酒和果醋 尝试制作传统发酵食品： 发酵 发酵与传统发酵技术： 传统发酵技术的应用 小结 Lavf58.33.100 Lavf58.51.100 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.19 EVCapture4.1.9.160软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$