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

这是一份高中生物学同步教学课件，围绕“传统发酵技术的应用”展开，包含发酵与传统发酵技术的概念、原理及类型，详细讲解果酒、果醋、泡菜、腐乳的制作菌种、原理、条件、流程及检测方法，设置自主学习任务与习题，共33页内容。 资料特色突出核心素养培养，通过对比果酒与果醋发酵条件体现科学思维，结合泡菜亚硝酸盐变化曲线培养生命观念，设计实验流程与检测方法强化探究实践，联系生活实例提升态度责任。能帮助学生构建微生物代谢知识体系，为教师提供系统教学资源，适配高中学生抽象思维发展需求。

1.1 传统发酵技术的应用 “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。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？它们的制作方法有什么不同？ 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。 葡萄及葡萄酒 3.类型： 好氧发酵 厌氧发酵 醋酸发酵 酒精发酵、乳酸发酵 一.发酵与传统发酵技术 发酵 氧气需求 1.概念 : 2.原理： 是指人们利用微生物，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。 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，如腐乳的制作 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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵，制作食品的技术。 1.概念： 2.类型： 固体发酵（ ） 半固体发酵（ ） 泡菜、粮食白酒、腐乳等 豆豉、酱、酱油等 传统发酵技术 豆瓣酱 醋坛 展示我国古代酿酒作坊的绘画作品 汉代砖刻上的酿酒图 4 【自主学习任务一】解密过果酒、果醋发酵原理，阅读课本，思考回答下列问题： 1.果酒和果醋的制作所利用的微生物都有哪些？ 2.了解这些微生物的代谢特点和发酵原理。 尝试制作传统发酵食品 3.在制作果酒和果醋的过程中，要注意哪些事项？ 4.如何检测果醋、果酒的发酵情况？ 1.微生物——酵母菌（果酒）和醋酸菌（果醋） 制作果酒和果醋 酵母菌 A.是单细胞真菌，真核生物，呈圆形、椭圆形等。 B.酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖（出芽生殖、孢子生殖），但多以出芽方式进行。 C.其代谢类型为异养兼性厌氧型 D.酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果等。 醋酸菌 A.原核生物，新陈代谢类型为异养需氧型。 B.醋酸菌的繁殖方式为二分裂。 C.应用：食醋、果醋 二分裂生殖 2.原理： C6H12O6 +2O2 2CH3COOH(乙酸) + 2H2O + 2CO2 + 能量 C2H5OH +O2 CH3COOH(乙酸) + H2O + 能量 酶 酶 氧气、糖源充足时 当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为________，再将乙醛变为乙酸 C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O＋能量 酶 在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖 在无氧条件下，进行___________ 酒精发酵 乙醛 果酒 果醋 3.果酒发酵的条件 ① 温度：酿酒酵母的最适生长温度为28℃左右，酒精发酵时将温度严格控制在18℃～30℃。 ② 氧气：前期需O2 ，后期无氧。 ③ pH：呈酸性。（5.0～6.0） ④ 时间： 10～12天 4.果醋发酵的条件： ① 温度：多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃ ，醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。 ② 需要充足的氧气 ③ pH：呈酸性。 ④ 时间： 7~8天 5.果酒发酵与果醋发酵的装置 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 便于取样监测 关闭 关闭 排气口胶管长而弯曲：防止空气中微生物的污染 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 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 酒精发酵 6.果酒果醋的制作流程 果醋发酵 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; 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; 冲洗的目的是去除表面灰尘、污物；不能多次重复冲洗，防止洗去葡萄皮表面的野生型酵母菌；应该先清水冲洗，再去除枝梗。避免去除枝梗时葡萄破损，减少葡萄被杂菌污染的机会。 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; 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； 每隔12h左右将瓶盖拧松一点，排出CO2，防止发酵瓶爆裂；拧松但不打开，防止杂菌和空气倒流进入发酵瓶。 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。 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 打开瓶盖，盖上一层纱布的目的： 12 果酒： 果醋： a.闻 b.品尝 c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测 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 7.如何检测果酒和果醋的制作是否成功？ 13 结果分析与评价 1.在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？ ①果酒：发酵液（会或不会） 出现气泡 ； 紫色葡萄皮的 进入发酵液,使葡萄酒呈 色。 最明显的变化：发酵后10天后 ②果醋：一般 （会或不会） 出现气泡 ， 发酵完成时，在发酵液的液面会出现一层菌膜，是 菌膜。 会 花青素 深红色 不会 醋酸菌 2.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。 可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。 可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量； 在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。 乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。 3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？ 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。 在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。 在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。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（实际上是醋酸菌），用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。 1.下图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程图和发酵装置示意图。下列相关分析正确的是(　　) A．①过程要先切块后清洗以减少杂菌的污染 B．②过程发酵所用的酵母菌无具膜结构的细胞器 C．②过程中为保证无氧环境，应将发酵装置中发酵瓶装满 D．③过程需要将发酵装置中的充气口开关打开 D ①过程要先清洗后切块以减少杂菌的污染 酵母菌属于真核生物，有线粒体、内质网等具膜结构的细胞器 苹果酒发酵过程中，瓶中要留出大约1/3的空间，这样有利于发酵初期酵母菌的大量繁殖，同时可以防止发酵旺盛时发酵液溢出 做一做 2.下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题： （1）图1中方框内的实验流程是________。 （2）冲洗的主要目的是________，冲洗 时应特别注意不能__________，以防菌种的 流失。 （3）图2所示装置中的充气口在_________时关闭，在__________时连接充气泵，并连续不断地向内___________________。 （4）排气口在果酒制作时排出的气体是由_________(填生物名称)产生的______。 醋酸发酵 除去污物 反复冲洗 酒精发酵 醋酸发酵 泵入空气（或氧气） 酵母菌 CO2 1. 为什么要向泡菜中加老酸水？泡菜制作需要的微生物是？ 2. 泡菜控制温度多少度？ 3.为什么要对装泡菜的容器开水煮沸？为什么泡菜开始的时候可以加一点酒？ 4. 泡菜如果表面长白膜是什么？怎么处理？ 【自主学习任务二】明确制作泡菜的原理、应用、发酵菌种和制作步骤。完成后思考以下问题： 尝试制作传统发酵食品 1.原理： 2.应用的微生物： 3.材料用具： 乳酸含量0.4%-0.8%时，口味、品质最佳。 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量 酶 随乳酸增加， pH会变小，口感变酸。 植物体表面天然的乳酸菌 亚硝酸盐的含量低 ①分类： ②代谢类型： ④种类： ③分布： ⑤应用： 异养厌氧型 空气、土壤、植物体表、人或动物肠道 常见乳酸链球菌、乳酸杆菌（做酸奶） 乳制品的发酵、泡菜的腌制 新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子 原核生物 制作泡菜 20 4.方法步骤 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。 原料处理、蔬菜装坛 加盐水 封坛发酵 盐具有杀菌、析出蔬菜中的水分、调味等作用。 盐的用量不能过高也不能过低。过高乳酸发酵受抑制，导致泡菜的风味差；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 盐水煮沸有两大作用：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。 盐水冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。 4.方法步骤 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。 原料处理、蔬菜装坛 加盐水 封坛发酵 将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）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。 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； 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。 结果分析与评价 1.用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？ 给泡菜坛内创造无氧环境；无氧条件 2.为什么泡菜坛只能装八成满？ A.在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。 B.另外，泡菜坛装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。 C.泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。 3. 如何判断你腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？ 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。 c.根据亚硝酸盐的含量来评定； d.根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定。 b.可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态； a.泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定； 泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。 硝酸盐 亚硝酸盐 还原 细菌等微生物 (硝酸还原菌产生硝酸还原酶) 亚硝胺 动物实验表明： 研究表明： 亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。 人类的某些癌症与亚硝胺(化学致癌因子)有关。 亚硝胺的毒性 结合教材P8“拓展应用”第2题，分析泡菜中亚硝酸盐含量变化 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。 1.据图分析,从亚硝酸盐含量看,该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？ 13天后食用比较好，因为此时的亚硝酸盐含量低。 2.他第一次制作的泡菜“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、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。 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，可快速发酵产生乳酸。 26 3.制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌，在发酵初期，水槽内常有气泡产生；在泡菜坛内的液体表面上有时会产生一层白膜。对上述现象分析最合理的是(　　) A．发酵初期乳酸菌进行有氧呼吸，产生CO2导致气泡的产生 B．发酵初期活动旺盛的是酵母菌，其消耗氧产生CO2导致气泡的产生 C．白膜的形成是乳酸菌发酵产生的乳酸在表面富集导致的 D．乳酸菌在发酵过程中产生了热量，加速各种杂菌在表面生长而出现白膜 B 乳酸菌是厌氧细菌，只能进行无氧呼吸产生乳酸，不会产生CO2 白膜是由产膜酵母的繁殖形成的 做一做 1.发酵的概念、原理和类型？ 2.制作腐乳的菌种、原理、优点？ 3.传统发酵技术的概念、类型、缺点和发酵产品？ 【自主学习任务三】了解制作腐乳的过程。完成后思考以下问题： 尝试制作传统发酵食品 1.原料：豆腐。 2.参与发酵的微生物：________、______和______等，其中起主要作用 3.发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成__________________。 酵母菌 曲霉 毛霉 毛霉 小分子的肽和氨基酸 （此外，微生物还可以产生脂肪酶，将脂肪分解为脂肪酸和甘油） 一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。 制作腐乳 4.制作流程 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 目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长 加卤汤瓶 卤汤包括酒和香辛料 酒：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味； 香辛料：调味，防腐杀菌 密封腌制 卤汤中酒的含量应控制在12%左右，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 方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点 4.下列关于腐乳发酵原理的叙述，不正确的是(　　) A．腐乳发酵有多种微生物参与，如毛霉、酵母、曲霉等 B．发酵后期需要密封腌制，由此可推知毛霉为厌氧微生物 C.发酵过程中，蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸 D．发酵过程中毛霉和曲霉为种间竞争关系 B 毛霉为异养需氧微生物，将豆腐装入坛中并加卤汤后就需将瓶口密封，而不是发酵后期密封腌制，后期发酵利用的是其在生长过程中产生的酶 做一做 (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。（操作简单） 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)主要食品： 酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉 (3)缺点： 一.发酵与传统发酵技术 传统发酵技术 5．下列关于发酵与传统发酵技术的叙述，正确的是(　　) A．发酵过程中有机物的干重和种类均减少 B．传统发酵技术都是直接利用天然原料中的微生物 C．传统发酵以混合菌种的固体发酵及液体发酵为主 D．发酵是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 D 微生物代谢会消耗有机物，导致有机物的干重减少，但会有中间物质产生，有机物种类会增加 传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的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和半固体发酵为主 做一做 $