1.1传统发酵技术的应用课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

传 统 发酵 技 用 应 Even the most finicky eater will find something appetizing here. 术 第一章：发酵工程 从传统发酵技术到发酵工程 科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。 1897年 用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。 1957年 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。 20世纪80年代以后 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。 1857年 利用发酵工程大规模生产青霉素，抗生素发酵工业兴起。 20世纪40年代 基因工程、细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。 20世纪70年代以后 1900 1940 1960 1850 1980 1970 约9000年前 我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。 目录 Life is not worth living without food you can look forward to and enjoy! 从传统发酵技术到发酵工程 发酵与传统发酵技术 制 作 泡 菜 制 作 果 酒 制 作 果 醋 从传统发酵技术到发酵工程 壹 从传统发酵技术到发酵工程 1.1发酵： 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。 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。 概念 原理 从传统发酵技术到发酵工程 1.2 实例：腐乳的制作 蛋白质 小分子肽+氨基酸 蛋白酶 脂肪 甘油 + 脂肪酸 脂肪酶 多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。 参与的微生物 制作原理 从传统发酵技术到发酵工程 1.3 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。 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。 利用传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。 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。 概念 类型 发酵产品 缺点 练一练 1．发酵是指人们利用微生物，在缺氧的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。(  ) × 2．下列有关发酵的叙述，正确的是( ) A．植物细胞无氧呼吸产生酒精的过程属于发酵 B．乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的过程属于发酵 C．动物细胞无氧呼吸产生乳酸的过程属于发酵 D．发酵特指微生物细胞进行无氧呼吸的过程 B 练一练 3．下列关于传统发酵技术的叙述错误的是( ) A．传统发酵技术不需要单独接种微生物 B．我国传统发酵产业兴盛，像酒的酿造、酱、酱油、醋的制造及使用都非常普遍 C．经过单一菌种的作用，进行固体及半固体发酵 D．通常规模较小，多为家庭式或作坊式 4．发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别，承载了中华民族悠久的历史和丰 富的文化内涵。请结合所学发酵知识和生活经验，指出下列未经发酵的食品是( ) A．泡菜 B．食醋 C．豆腐 D．酸奶 C C 泡 菜 的 制 作 贰 泡菜的制作 1.制作泡菜的微生物 原核生物 （2）生产运用： 用于乳制品的发酵、泡菜的腌制。 （3）菌种来源： （4）常见类型： 植物体表面天然的乳酸菌 乳酸链球菌、乳酸杆菌 ——乳酸菌 生物类型： （1）乳酸菌 异养厌氧型 代谢类型： 二分裂 生殖方式： 泡菜的制作 2. 发酵原理： 乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 3. 发酵条件： 适宜的温度； 根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件。 乳酸质量百分比为0.4%-0.8%时，品味质量最佳 泡菜的制作 亚硝酸盐为白色粉末，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水， 可作食品添加剂。 (2) 亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。 (3) 膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐只是“过客”，随尿排出。 (4) 当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3g～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时， 会引起死亡。 蔬菜水果 亚硝酸盐 硝酸盐 硝酸盐还原菌 维生素C、E 和酚类物质 注意问题- 亚硝酸盐的含量 注意：发酵温度高；食盐用量过低；发酵时间短容易导致硝酸盐还原菌大量增殖，产生较多的亚硝酸盐 4. 材料用具 (2) 调味品：如花椒、八角、生姜、蒜瓣及其他香辛料、白酒、白砂糖和盐。 (3) 泡菜坛或其他密封性良好的罐子。 (1) 各种新鲜蔬菜均可，一般用白菜、洋白菜、黄瓜、豇豆、胡萝卜、白萝卜等。 泡菜的制作 泡菜的制作 ①盐的作用： ②盐水浓度要适宜的目的： ③盐水煮沸的目的： 调味；抑制其他微生物生长 过高：口味不佳，乳酸菌发酵受到抑制； 过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 杀灭其中杂菌；去除水中的氧气 5.制作流程 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 泡菜的制作 ④为什么只能装八成满？ a.防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外； b.防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂。 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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满； 配制盐水 原料处理、蔬菜装坛 5.制作流程 泡菜的制作 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖 ⑤冷却的目的： 为了不影响乳酸菌的生命活动 配制盐水 原料处理、蔬菜装坛 加盐水 5.制作流程 泡菜的制作 配制盐水 原料处理、蔬菜装坛 加盐水 封坛发酵 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； 给坛内创造无氧环境 ⑥用水密封泡菜坛的目的： 注意：泡菜发酵一段时候后可能会出现白色的膜，是产膜酵母菌繁殖形成的； 5.制作流程 泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况 发酵时期 发酵初期 发酵中期 发酵后期 变化曲线 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 少（O2抑制乳酸菌活动） 少 增加（硝酸盐还原菌的作用） 最多（乳酸积累，抑制其他菌活动） 增多 达到最多后开始下降（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，抑制乳酸菌活动） 继续增多， 最后保持稳定 下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制） 泡菜的制作 ⑴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？ 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？ 13天后食用比较好，因为此时亚硝酸盐含量低。 加盐太多，盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生物。 “陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。 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”。在用质量分数为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，结果如图。请你帮他分析下列问题： 练一练 1．泡菜制作过程中选材装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装满。( ) × 2．在制作泡菜的过程中不正确的是( ) A．制作泡菜时，原料要接种乳酸菌 B．配制好的盐水，需煮沸冷却 C．腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量 D．泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂 A 练一练 3．某同学尝试自己制作酸菜，制作时向酸菜坛中加入了一些“陈酸菜水”，用质 量分数为5%的食盐水进行腌制。并在不同的腌制时间测定了酸菜中亚硝酸盐的 含量。下列说法错误的是( ) A．加入白酒的目的是抑制杂菌生长和增加醇香，不能加快发酵进行的速度 B．腌制时间不同，酸菜中亚硝酸盐的含量可能相同 C．灭菌的食盐水和低pH在腌制过程中可以起保藏作用 D．泡菜发酵过程中检测亚硝酸盐含量的目的是为了解乳酸菌的生长状况 D 练一练 4．家庭中制作泡菜的方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洗后，放入彻底清洗并用白 酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密 封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，不正确的是( ) A．用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒 B．加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种 C．制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少 D．若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程 C 练一练 5．泡菜在我国“食材谱系”中已有数千年历史，其中广东泡菜以爽脆出名，而且 口味酸甜。各种应季的蔬菜，如白萝卜、红萝卜、小黄瓜、高丽菜等均可作为 泡菜的原料，经发酵后，在口感上比新鲜蔬菜更爽脆，既好吃，又助消化。下 列关于泡菜制作的叙述，错误的是( ) A．热水短时处理原料可抑制果胶酶活性，使成品泡菜口感较脆 B．腌制方法、时间长短和温度高低均影响泡菜中亚硝酸盐含量 C．利用水密封泡菜坛的目的是给泡菜坛内创造无氧环境 D．坛盖边沿的水槽“泡”中的气体是乳酸菌经细胞呼吸产生的 D 制作果酒和果醋 叁 制作果酒和果醋 1.制作果酒的微生物 真核生物 生物类型： 酵母菌 异养兼性厌氧型 代谢类型： 适宜条件下出芽生殖 生殖方式： 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 → 2C2H5OH+2 CO2+能量 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵 （1）发酵原理： ——酵母菌 酶 酶 制作果酒和果醋 （3）生产应用： （2）发酵条件： 制作果酒时将温度控制在18～30℃进行发酵。 温度： 氧气： 制作果酒时，酵母菌先在氧气充足的情况下大量繁殖；后在无氧条件下，进行酒精发酵。 最适生长温度约为28℃ 可用于酿酒、制作馒头和面包等 制作果酒和果醋 （4）制作流程 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 酒精发酵 70%的酒精的作用： 消毒 ①冲洗的目的： ②冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，为什么？ ③为什么先冲洗，再去梗？ 去除表面灰尘、污物 防止洗去葡萄皮表面的野生型酵母菌。 避免去梗时葡萄破损，增加被杂菌污染的机会 不能， 制作果酒和果醋 （4）制作流程 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 酒精发酵 ①葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？ ②每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的： ③拧松但不打开的目的： a.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出 b.酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵； 排出CO2，防止发酵瓶爆裂 防止杂菌和空气倒流进入发酵瓶。 制作果酒和果醋 在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？ 还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖等，从而使果酒变质。可以通过改变发酵的温度、果酒的pH等控制乳酸菌的含量。 醋酸菌可以将糖或乙醇转化为乙酸，由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少氧气含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过改变发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。 制作果酒和果醋 2.制作果醋的微生物 （1）醋酸菌 （3）发酵条件 温度： 氧气： 将温度控制在30～35℃进行发酵。 需要在充足的氧气条件下 醋酸菌对氧气的含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间 中断通入氧气 ，也会引起醋酸菌的死亡 。 原核生物 生物类型： 异养需氧型 代谢类型： 二分裂 生殖方式： （2）菌种来源： 空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌 制作果酒和果醋 （4）发酵原理： a. 当氧气、糖源充足时： b. 当氧气充足，缺少糖源时： C6H12O6＋2O2 → 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O 酶 将乙醇转变成乙醛，再将乙醛变为乙酸 酶 C2H5OH ＋ O2 → CH3COOH （乙酸）＋ H2O 生产应用： 可用于制作各种风味的醋 将糖分解成乙酸 制作果酒和果醋 冲洗葡萄 榨汁装瓶 酒精发酵 醋酸发酵 清洗用具及消毒 （5）步骤： 注意：果醋发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜 果酒 果醋 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。 制作果酒和果醋-实验分析与思考 1.在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？ 发酵 气味和味道 气泡和泡沫 发酵液颜色 酒精发酵 醋酸发酵 酒味 酸味 有 无 颜色加深变成深红色 (以紫葡萄作原料) 浑浊，液面形成白色菌膜 制作果酒和果醋-实验分析与思考 3.在制作果醋的过程中，醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？ 打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌种因不适应环境条件而不能繁殖。 我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。 2.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？ 随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低，很难继续发酵。 制作果酒和果醋-实验分析与思考 装置图         结构 充气口 排气口 长而弯曲 的胶管 出料口 作用 防止空气中微生物的污染 ①醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气 ②制果酒时关闭充气口 用来排出CO2 便于取料，及时监测发酵进行的情况 练一练 1．利用带盖的瓶子制作果酒时，应将瓶子装满，以创造无氧环境。( ) 2．醋酸菌在有氧时能将葡萄糖分解成乙酸，在无氧时能将酒精直接转变成乙酸。( ) 3．果酒的发酵温度比果醋的发酵温度高。( ) × 4．果酒、果醋和泡菜制作过程中，发酵液最终都呈酸性，下列原因解释不正确的 是( ) A．制作果酒初期酵母菌进行有氧呼吸产生CO2 B．制作果酒后期酵母菌进行无氧呼吸产生CO2 C．制作果醋时醋酸菌进行无氧呼吸产生乙酸 D．制作泡菜时乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸 C × × 练一练 5．某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错 误的是( ) A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁 B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁 C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气 D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行乙酸发酵 B 练一练 6．利用下图装置制作果酒和果醋，下列叙述正确的是( ) A．制作果酒时应关闭阀b，适时打开阀a几秒钟 B．制作果酒时如果关闭阀a，打开阀b，会导致爆瓶 C．制作果醋时需打开阀a通入氧气，打开阀b排气 D．制作果醋时把发酵装置放到25 ℃环境中比较适宜 B 练一练 7．我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。如“米过酒甜，此乃不解法候。酒冷沸止，米有不消者，便是曲势尽。”下列有关叙述错误的是( ) A．“米过酒甜”是因为米中有糖类物质未被完全消耗 B．“酒冷沸止”说明酵母菌的代谢产热和释放CO2逐渐停止 C．酿制米酒的过程中会发现发酵的器皿发热 D．“曲势尽”的原因可能是米酒中pH或酒精含量升高 8．发酵食品在我国传统饮食文化中占有重要的地位。某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是( ) A．果酒制作时，应选择新鲜葡萄反复冲洗洗去浮尘 B．果酒发酵时，发酵液产生的气泡量呈现越来越多的现象 C．果醋制作时，可取米酒敞口静置后表面长出的菌膜做菌种 D．果醋发酵时，为防止杂菌污染不能拧松发酵瓶盖 D C 感 谢 观 看 Life is not worth living without food you can look forward to and enjoy! 欢迎各位领导批评指正！