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

选必三 第1节 传统发酵技术的应用 第1章 发酵工程 2019人教版·生物·选择性必修3 1 01 发酵与传统发酵技术 02 尝试制作传统发酵食品 目录 03 练习与应用 2 发酵与传统发酵技术 01 3 课堂导入 ☞你知道什么是发酵食品吗？ 说说我们日常生活中常见的食品中哪些是发酵食品： 课堂导入 “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香、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵密的醋呢？ 酵母菌 无氧呼吸 葡萄 葡萄醋 葡萄酒 醋酸菌 有氧呼吸 提示：葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来；但是一个经酵母菌的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。 探究新知 资料一：夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。 资料二：1857年，法国的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。 资料三：研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。 1、酒曲是什么? 2、酿酒加酒曲的目的是什么? 微生物 思考： 使原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。 汉代砖刻上的酿酒图 展示我国古代酿 酒作坊的绘画作品 一、发酵与传统发酵技术 (1) 概念 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。 (2) 原理 不同的微生物能产生不同代谢产物，利用它们可以生产出多种产物。 （同一种微生物处于不同环境条件下，代谢途径也会出现差异。） 发酵是否需要O2 需氧发酵 厌氧发酵 醋酸发酵、谷氨酸发酵 酒精发酵、乳酸发酵 1. 发酵 (3) 类型 (4) 产品 一、发酵与传统发酵技术 2. 传统发酵技术 （2）类型： 固体发酵（泡菜、粮食白酒、腐乳等） 半固体发酵（豆豉、酱、酱油等） （3）优点： 操作简单、适用于家庭式或作坊式生产，是文化的传承。 （4）缺点： 生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低。 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、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。 （1）概念 是否为单一菌种？ 一、发酵与传统发酵技术 2. 传统发酵技术 (5) 实例——腐乳的制作 ☞参与的微生物 酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。 ☞腐乳制作原理 蛋白质 小分子肽+氨基酸 蛋白酶 正在进行发酵的豆腐坯 毛霉是一种丝状真菌 代谢类型是异养需氧型 （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、发酵与传统发酵技术 2. 传统发酵技术 (6) 实例——腐乳的制作 ☞你知道腐乳是怎么制作的吗？ 1.适合用来做腐乳的豆腐含水量为什么不能过高？ 答：用含水量过高的豆腐制腐乳，容易酥烂，70%左右含水量适于做腐乳。 2.豆腐发酵的温度控制为15～18 ℃有什么好处？ 思考： 此温度不适合其他细菌、真菌的生长，而适合毛霉生长。 3.为什么要注意盐、酒精的用量？ 过低不足以抑制杂菌，可能导致豆腐腐败；过高，会影响腐乳口味延长成熟时间。 4.后期发酵各种条件都不适合毛霉生长，为什么还要这样做？ 尽管条件不适合毛霉生长，但豆腐中还含有蛋白质水解酶等，可继续分解；各物质发生复杂的反应，使腐乳风味更佳。 二、尝试制作传统发酵食品 舌尖上的中国——四川泡菜 异养厌氧型 二、尝试制作传统发酵食品 (一) 制作泡菜 1、菌种： 乳酸菌（原核生物） ②代谢类型： ③种类： ④应用： 植物体表面天然的乳酸菌 乳酸链球菌、乳酸杆菌 乳制品的发酵、泡菜的腌制 ①菌种来源： 2、发酵原理： 在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 探究•实践 制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 (一) 制作泡菜 3、方法步骤 探究•实践 制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 (一) 制作泡菜 3、方法步骤 （1）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。 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 杀灭杂菌、除去氧气 不影响乳酸菌等微生物的生命活动 (2)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。 1.泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，防止发酵液溢出坛外，导致菜料变质腐烂； 2.留一定空间，方便拿取泡菜。 探究•实践 制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 (一) 制作泡菜 3、方法步骤 (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。 创造无氧环境 (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。 创造无氧环境 探究•实践 制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 (一) 制作泡菜 4、结果分析： 如何判断腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？ ①泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定； ②可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态、乳酸菌的数量； ③根据亚硝酸盐的含量来评定。 ☞小组讨论 探究•实践 制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 (一) 制作泡菜 5、进一步探究： 发酵初期乳酸菌增长缓慢：有氧气，生长受抑制； 发酵中期乳酸菌数量最多：无氧条件下乳酸菌繁殖，其它微生物受到抑制 发酵后期乳酸菌数量下降：乳酸积累，pH下降，抑制自身生长。 (2)乳酸含量 (1)乳酸菌含量 乳酸持续积累，最后保持稳定 探究•实践 制作传统发酵食品 二、尝试制作传统发酵食品 5、进一步探究： (3)亚硝酸盐含量 上升 发酵初期，坛内适宜环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，使得硝酸盐被大量还原成亚硝酸盐； 下降 随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸，抑制硝酸盐还原菌的生长，同时亚硝酸盐可被氧化。 思考：制作泡菜为什么选用新鲜蔬菜 新鲜蔬菜亚硝酸盐含量低 拓展延伸——亚硝酸盐 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。 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，亚硝酸盐在人体内转化为亚硝胺，会发生中毒，甚至死亡。（能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。） 泡菜虽好吃，但不宜多吃。泡菜制作时，需要注意控制腌制时间和条件。 习题巩固 1．如图为泡菜制作过程中乳酸、乳酸菌和亚硝酸盐含量的变化曲线。据图分析，下列叙述不合理的是(   ) A.发酵初期，发酵液中的O2抑制部分乳酸菌代谢，乳酸产量少 B.发酵后期，乳酸含量增加到一定浓度后，会导致乳酸菌数量下降 C.发酵中期，乳酸大量积累导致pH下降，抑制其他微生物生长 D.发酵初期，亚硝酸盐含量较低，是泡菜风味品质最好的时期 D 2．《舌尖上的中国》讲述四川泡菜时曾强调“腌泡菜也有大讲究”。下列有关泡菜制作的叙述，正确的是(　　) A．泡菜制作过程中食盐用量越低越有利于乳酸菌的生长 B．制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染 C．蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高 D．将配制好的盐水煮沸后冷却待用，冷却的目的是降低水中氧气的含量 C 习题巩固 习题巩固 3．为研究添加有机酸对泡菜品质的影响，研究者以未添加有机酸的发酵萝卜泡菜为对照，在老母水（反复使用的泡菜水）中添加0.089mol/L的不同有机酸（乳酸、乙酸、柠檬酸）来制作发酵萝卜泡菜，部分实验结果如图1、2所示。下列叙述错误的是（　　） A．为保证泡菜不被杂菌污染，使用的器具都需提前进行灭菌处理 B．加入3种有机酸，均可加速发酵进程且加入乙酸效果最佳 C．与加入乙酸相比，加入乳酸组发酵速度更快但5d亚硝酸盐含量略高 D．加入柠檬酸能促进泡菜的发酵，且比CK组的亚硝酸盐含量低 B 【详解】A、为保证泡菜不被杂菌污染，使用的器具都需提前进行灭菌处理，A正确；    B、由图2可知，加入柠檬酸能促进泡菜的发酵，且比CK组的亚硝酸盐含量低，B正确；    C、由图1可知，与加入乙酸相比，加入乳酸组发酵速度更快，但5d亚硝酸盐含量略高，C正确；    D、由图1可知，加入乙酸的第五天还原糖的含量做高，故其发酵利用还原糖的效果最差，D错误。 故选D。 二、尝试制作传统发酵食品 (二) 制作果酒和果醋 1、方法步骤 挑选葡萄 榨汁 无氧 18~30℃ 酒精发酵 醋酸发酵 有氧 30~35℃ 冲洗 二、尝试制作传统发酵食品 (二) 制作果酒和果醋（原理） 1、制作果酒的菌种： 酵母菌（真核生物） ①代谢类型： ②菌种来源： ③适宜发酵温度： ④应用： ⑤原理： 异氧兼性厌氧型 酿酒、制作馒头和面包 有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖： 无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精： C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2 +能量 酶 葡萄皮上的酵母菌 18-30℃ 酿酒酵母最适生长温度约为28 ℃ 二、尝试制作传统发酵食品 当氧气、糖源都充足时，糖 醋酸； 当缺少糖源时，乙醇 乙醛 醋酸。 2、制作果醋的菌种： 醋酸菌（原核生物） ①代谢类型： ②菌种来源： ③适宜发酵温度： ④应用： ⑤原理： 制作醋 空气中的醋酸菌 异养需氧型 30-35℃ C6H12O6 +2O2 2CH3COOH+2H2O +2CO2 + 能量 酶 C2H5OH + O2 CH3COOH+ H2O + 能量 酶 (二) 制作果酒和果醋（原理） 课堂小结 果酒制作和果醋制作的比较 项目 果酒制作 果醋制作 所需菌种 生物学分类 代谢类型 最适温度范围 发酵对氧的需求 原料和产物 联系 酵母菌 醋酸菌 真核生物 原核生物 异养兼性厌氧型 异养需氧型 18～30℃ 30～35℃ 前期需氧，后期不需氧 一直需氧 葡萄糖；酒精和CO2 葡萄糖或乙醇；醋酸 酒精发酵可以为醋酸发酵提供酒精 二、尝试制作传统发酵食品 探究•实践 制作传统发酵食品 3、结果分析： 如何检测果酒和果醋的制作是否成功？ 果酒： a.闻、品尝 b.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测 果醋： a.闻、品尝 b.使用pH试纸检测pH值 c.观察醋酸菌膜是否形成。 (二) 制作果酒和果醋 ☞小组讨论 二、尝试制作传统发酵食品 (三) 存在问题 1.传统的发酵利用天然菌种，存在菌种差异、杂菌情况不明，发酵过程控制缺乏标准等问题，易造成发酵食品品质不一。 2.工业大规模生产：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，从而缩短发酵时间，确保品质稳定。 3.在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要严格的消毒过程也能完成发酵？ 在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。 课后思考 1.如何解释酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象？ 酵母菌先进行有氧呼吸产生了水，后进行无氧呼吸产生酒精。 2.米酒的制作为什么要在中间挖一个凹坑？ 增大酵母菌与空气接触面积，使其有氧呼吸繁殖出更多酵母菌 鱼票月半出品，必是精品 练习与应用（课本P8） 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同学用了没有盖的塑料瓶，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。 果酒发酵与果醋发酵装置 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 便于取样检查和放出发酵液 关闭 关闭 思考： 1.为什么排气口胶管长而弯曲？ 2.该装置还能继续改进吗？ 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。 习题巩固 1．下列有关果酒、果醋制作原理及装置的叙述,错误的是(　　) A.酵母菌进行酒精发酵时的温度一般为30~35 ℃ B.果酒表面出现菌膜可能会导致果酒变酸 C.果醋发酵时必须保证氧气充足 D.用于制作果醋的装置也可以用于制作果酒 A 2.《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。下列有关叙述错误的是( ) A.该方法的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇最终转化为乙酸 B.“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的 C.加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌 D.挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧 B (1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________。该微生物可通过无氧呼吸分解葡萄糖，产生的终产物是________________。 3.葡萄发酵可产生葡萄酒，甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图。请回答下列问题： 酵母菌 酒精和CO2 (2)其中甲同学的错误是________________________，导致发酵中出现的主要异常现象有____________________、发酵液中酒精含量____、发酵液还可能变酸。丙同学的错误是___________________________，导致发酵中出现的主要异常现象是_________________________。 未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出 少 发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时，发酵液会从排气管中流出 01 02 03 04 目录 3 . 重温真题 经典再现 /////// 4.（2025高考重庆卷生物）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添加调料进一步发酵，下列说法错误的是（     ） A．沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗 B．面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养 C．菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物 D．豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵 D 习题巩固 【详解】A、沸水浸泡能使蚕豆细胞死亡，从而减少细胞呼吸等对有机物的消耗，A正确； B、面粉中含有淀粉等营养物质，可为菌种的快速繁殖和生长提供营养，B正确； C、在发酵过程中需要将蛋白质和淀粉等分解，所以菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物，C正确； D、从图中可以看出，在制作豆瓣曲过程中有翻拌操作，且整个过程不是完全密封的，说明主要利用的是好氧微生物发酵，而不是厌氧微生物发酵，D错误。 故选D。 习题巩固 5．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 课堂小结 传统发酵技术的应用 发酵与传统发酵技术 尝试制作传统发酵食品 发酵 传统发酵技术 利用微生物在适宜条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。 利用原料中天然的微生物，或前一次发酵保留下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵 泡菜制作 果酒制作 果醋制作 菌种 反应原理 反应条件 菌种 反应原理 反应条件 菌种 反应原理 反应条件 乳酸菌（异养厌氧型） 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 常温，无氧条件 酵母菌（异养兼性厌氧型） 酵母菌无氧呼吸产生酒精 18～30 ℃，先通气后无氧 醋酸菌（异养需氧型） 醋酸菌有氧呼吸产生醋酸 30～35℃，通入氧气 THANKS 2019人教版·生物·选择性必修3 作业 完成课时作业 39 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $