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

杨焕明院士说： “学习这部分内容绝不能靠死记硬背，首先要理解生物技术的原理，然后再了解技术与社会生活等方方面面的联系。另外，生物技术具有通用性，如基因工程的一些技术也会应用到发酵工程、细胞工程等，因此同学们在学习这部分内容时，要结合前面所学的知识，自下而上，纵横衔接、融会贯通。” 第 1 章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 人教版选必修3 本节聚焦： 1.什么是传统发酵技术？ 2.制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？ 3.怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？ 3 从社会中来 （课本P４） 凉州词二首·其一 唐·王翰 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？ 从社会中来 （课本P４） 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？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？ 探索新知1 一、 发酵与传统发酵技术(P4-5) 【任务1】请同学们自主阅读教材P4-5，回答下列问题： 1.发酵 ①概念： ②原理： ③类型(按是否需要氧气分类)： 2.传统发酵技术 ①概念： ②类型： ③主要食品： 需氧发酵、厌氧发酵 探索新知1 一、 发酵与传统发酵技术(P4-5) 【任务1】请同学们自主阅读教材P4-5，回答下列问题： 1.发酵 ①概念： ②原理： ③类型(按是否需要氧气分类)： 2.传统发酵技术 ①概念： ②类型： ③主要食品： 探索新知2 二、 尝试制作传统发酵食品(P5-8) 【任务2】请同学们自主阅读教材P5-7，完成以下表格： 发酵 食品 主要微生物 代谢类型 适宜温度 发酵原理 腐 乳 泡菜 果酒 醋 主要毛霉 （真核生物) 乳酸菌 （原核生物) 酵母菌 （真核生物) 醋酸菌 （原核生物) 异养好氧型 异养厌氧型 异养兼性厌氧型 异养好氧型 蛋白质 小分子肽+氨基酸 蛋白酶 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)+ 能量 C6H12O6＋2O2→2CH3OOH＋2CO2＋能量 酶 前期有氧呼吸，利于繁殖 C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量 酶 30—35℃ 18—30℃ 后期无氧呼吸，进行酒精发酵 探究·实践 一、制作泡菜 1.实验原理、材料、步骤 探究·实践 泡菜的制作 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； 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖； 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； 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，风味差； 过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 除氧杀菌 创造无氧环境 在发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外； 防止因装太满使盐水未能淹没菜料而导致菜料变质腐烂； 留有一定空间，方便拿取泡菜。 探究·实践 2.实验分析与评价 防止温度过高杀死乳酸菌 探究·实践 进一步探究 探究·实践 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。 了解：亚硝酸盐还会转化为致癌、致畸物质亚硝胺。 二、练习：P8拓展应用 (1)11天后食用比较好，因为此时的亚硝酸盐含量低。 (2)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)增加乳酸菌浓度 探究·实践 探究·实践 传统泡菜腌制过程中，亚硝酸盐的变化是先增后减，那乳酸菌、乳酸会如何变化的？请同学们动手画一画？ 乳酸菌 0 3 5 7 15 0.5 5 5 5 3 乳酸 0 3 5 7 15 0.2 1 2.8 4 4.2 亚硝酸盐 0 3 5 7 15 2 8 24 20 5 探究·实践 二、制作果酒、果醋 1.实验原理、材料、步骤 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 2.实验分析与评价 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， 减少被杂菌污染的机会 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。 防止野生菌种数量减少，影响发酵 释放CO2 防止杂菌污染 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 果酒发酵 果醋发酵 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 3.实验结果分析与评价 （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？如果有，如何避免这种影响？ 果酒中除了酵母菌，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。醋酸菌可以将糖或乙醇转化为乙酸。 可以通过改变发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌、醋酸菌的含量。 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 （3）你制作的果酒和果醋的口味如何？如何检测是否产生酒精？ 提示：闻与尝；检测酒精，可在酸性条件下用重铬酸钾，看是否由橙色变为灰绿色。 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 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 装置图 结构 作用 充气口 排气口 出料口 长而弯曲的胶管 ①制果酒时关闭充气口 ②醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气； 用来排出CO2气体 ; 防止空气中微生物的污染 便于取料，及时监测发酵进行的情况 课本P8 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。例如，不少量制作果醋时，不需要专门的搅拌装置，而大规模生产果醋时，由于发酵罐容积很大，就需要安装搅拌器，以保障醋酸菌对O2的需求。还要考虑原料的来源、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。 自己制作的果酒和果醋并非意义上的商品，在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等。 到社会中去 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 金版学案P6 C 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 金版学案P7 C 【例6】我国的酿酒技术历史悠久,人们在实际生产中积累了很多经验。将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗，炊作饭,舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是 A.“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢会加快 B.“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的 C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施 D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡 洗米 泡米 蒸米 晾凉 加酒曲 拌酒曲 密封 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 家庭小实验 酸奶有促进消化作用，我们可以尝试在家制作酸奶。 1.酸奶是利用什么微生物发酵？ 2.在家庭制作中，是用纯牛奶和酸奶充分搅拌后，盖上盖子发酵6-10小时，温度35-45。C。加酸奶的原因是？ 3.虽然每次进行同样的操作，但口感会出现差异，而且有时还会失败，你知道为什么吗？ 菌种有差异，控制缺乏标准，导致品质不一；而且发酵过程易受污染。 乳酸菌 酸奶中有乳酸菌，用作菌种 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P8 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 D 1.制作米酒： 2.制作泡菜： 本实验，四个同学为一组，每组自带一个塑料瓶，宜小不宜大。如果同学家有陈泡菜水也可带来。 操作 实践 · 实验前准备 需招聘3个同学切蔬菜 本实验四个同学为一组，按步骤分工合作，垃圾丢到垃圾桶。实验完成后，请把台面收拾干净，经检查后方可离开。 →将白萝卜、胡萝卜、木瓜洗净，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、辣椒，继续装至八成满； 制作泡菜 配制 盐水 原料处理、装坛 加盐水 密封 →将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖； →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； 制作米酒 洗米 泡米 蒸米 晾凉 加酒曲 拌酒曲 密封 凉州词（葡萄美酒夜光杯）唐 王翰 方明 小学生必背古诗词（指定篇目） Lavf58.28.100 Lavf58.29.100 【例5】图甲是果酒和果醋发酵的装置图,图乙表示果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列相关叙述正确的是 (　　) 甲 乙 A.用图甲所示装置制作果酒时,要加入适量的酵母菌,且一直关闭阀a和阀b B.用图甲所示装置制作果醋时,阀a要关闭 C.在无氧条件下能发生图乙中的过程①② D.过程③④都需要氧气的参与,且反应场所相同 $