1.1 传统的发酵技术课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

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。 科技探索之路 从传统发酵技术到发酵工程 约9000年前 20世纪70年代以后 1857年 1897年 20世纪80年代 1957年 20世纪 40年代 巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。 科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向现代工业化生产方向发展。 在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。 通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。 基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。 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。 第一章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 1、简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品 （生命观念、社会责任） 2、微生物发酵的基本原理 （生命观念） 3、尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的 优点与不足（科学思维） 对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行。 必修一（P94）中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”，是狭义的发酵概念。 一.发酵与传统发酵技术 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。 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，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。 3. 类型 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 (一) 发酵 操作简单、便于家庭式或作坊式生产（优点） 腐乳的制作 1. 实例： 2. 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。 (二) 传统发酵技术 3. 类型 固体发酵 半固体发酵 蛋白质 小分子肽 + 氨基酸 蛋白酶 让豆腐上长出毛霉 加盐腌制 加卤汤 装瓶 密封腌制 (1) 原理： 来自于：毛霉(主要)、酵母、曲霉等 (2) 制作过程： 【思考】每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？ 生产条件不易控制，容易受杂菌污染（缺点） 一.发酵与传统发酵技术 注意说明 传统的腐乳制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子； 现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。 P8【概念检测】 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。（ ） 【补充1】下列关于传统发酵食品的叙述，不正确的是(　　) A．传统发酵产品需要多种多样的微生物 B．腐乳的制作直接利用了原料中天然存在的毛霉、酵母等微生物 C．传统发酵食品以单一菌种的固体发酵和半固体发酵为主 D．腐乳的制作需通过微生物的代谢把蛋白质转化为人需要的氨基酸 C 解析：传统发酵菌种来自自然界中的微生物(天然存在的菌种)，通常以混合菌种为主，没有接种菌种，没有经过严格灭菌，C错误。 传统发酵技术没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。 8 补充2 1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？ 不属于 使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。 2.直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术吗？ 属于，若直接接种毛霉，则不属于。 3.豆瓣酱的制作过程，回答以下问题： 煮黄豆 → 冷却后在黄豆表面抹上一层面粉 → 发酵 → 加盐、加水 →在烈日下暴晒、搅动，进一步发酵。 （1）参与豆瓣酱发酵的微生物来自 。 （2）每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？ 空气 发酵的生产条件不易控制，且容易受杂菌污染。 二、尝试制作传统发酵食品 阅读教材P5~P7，总结归纳 1、三种微生物分别属于哪种生物？ 2、有哪些种类？分布在什么地方？ 3、三种微生物分别属于哪种代谢类型？ 4、发酵原理是什么？发酵温度如何？ 5、分别能用于制作哪种食品？ 二、尝试制作传统发酵食品 （一）发酵使用的微生物及其常见的发酵产品 微生物 代谢类型 反应简式 发酵产品 乳酸菌 酵母菌 醋酸菌 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 异养好氧型细菌 C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O 酶 酶 C2H5OH ＋ O2 CH3COOH ＋ H2O 可用于制作各种风味的醋 常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌 阅读P5-P7相关内容，思考泡菜、果酒、果醋的制作过程中涉及的主要微生物、生物种类、形态结构、代谢类型、菌种来源、繁殖方式、最适生长温度、发酵原理、注意事项等。 乳酸杆菌 酵母菌 醋酸菌 【自主学习·小组讨论】 二、尝试制作传统发酵食品 舌尖上的中国——四川泡菜 乳酸含量0.4%~0.8%时，口味、品质最佳。 1. 原理： 2. 应用的微生物： (一) 泡菜的制作 3. 材料用具： C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量 酶 ①分类地位： ②代谢类型： ④种类： ③分布： ⑤应用： 乳酸菌 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 乳制品的发酵、泡菜的腌制 植物体表面天然的乳酸菌 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 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖； 4. 制作过程： 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 原料处理、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，泡菜风味差； 过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 杀菌除氧 创造无氧环境 在泡菜发酵初期，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完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂； 方便取拿 (一) 泡菜的制作 亚硝酸盐的含量低 1. 原理： 2. 应用的微生物： (二) 果酒的制作 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 能量 酶 真核生物 含糖量较高的蔬菜、水果表面 酿酒、制作馒头和面包 植物体表面天然的酵母菌 ①分类地位： ②代谢类型： ⑤应用： ③分布： 酵母菌 ④适宜温度： 酿酒酵母的最适生长温度约为28℃ 兼性厌氧型 1. 原理： 2. 应用的微生物： 3. 材料用具： C6H12O6 + 2O2 2CH3COOH（乙酸）+ 2H2O + 2CO2 + 能量 酶 原核细胞 30~35℃ 各种风味的醋 新鲜水果、洗洁精、体积分数70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等 ①分类地位： ②代谢类型： ③适宜温度： 醋酸菌 ④应用： C2H5OH + O2 CH3COOH（乙酸）+ H2O + 能量 酶 (三) 果醋的制作 醋酸杆菌 异养需氧型 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; 除灰去污 先清洗，再去梗： 避免葡萄破损，减少杂菌污染 ①前期提供有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；耗尽O2后，再进行酒精发酵； ②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 无需多次。防止菌种减少，影响发酵 排出气体CO2 防止杂菌污染及O2进入 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 果酒果醋制作 果酒 果醋 腐乳 泡菜 微生物类型 原理 反应条件 检测方法 酵母菌，真菌，兼性厌氧 醋酸菌，细菌，好氧菌 毛霉，真菌，好氧 乳酸菌，细菌，厌氧菌 酵母菌的无氧呼吸产生酒精 18~25 ℃，无氧 重铬酸钾与其反应呈灰绿色 醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸 30~35℃，通入氧气 品尝、pH试纸检测 毛霉产生蛋白酶和脂肪酶 15～18℃接种，酒精含量控制在12％左右 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 常温，无氧条件 pH检测，亚硝酸盐的检测方法(比色法) 总结：发酵技术中常用菌种的比较 一、概念检测 练习与应用 P8 2. 传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列叙述错误的是(　　) 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵 制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶 制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精 制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸 D 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。 二、拓展应用 （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，因为此时的亚硝酸盐含量低。 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”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸，加快发酵进程， 同时，快速产生乳酸还能抑制其他微生物生长 3.使用如图的发酵瓶进行果酒和果醋的发酵实验，在果酒和果醋的发酵过程中，充气口、排气孔各有什么作用？应该如何控制？出料口的作用又是什么？排气口为什么做成长而弯曲的形状？如何对该装置做进一步改进？ 醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气； 制作果酒时关闭充气口 排出CO2 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 出料口 充气口 排气口 长而弯曲的胶管 改进：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 Lavf58.76.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $