1.1 传统发酵技术的应用课件-2025-2026学年高二生物下学期人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦传统发酵技术，涵盖发酵概念、类型及腐乳、泡菜、果酒果醋制作原理，以唐诗“葡萄美酒夜光杯”问题探讨导入，从微生物代谢差异切入，构建“现象-原理-实践操作”的学习支架，衔接知识点逻辑。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过对比需氧/厌氧发酵类型、分析菌种代谢特点，结合泡菜制作中无氧环境控制、亚硝酸盐检测等实验，培养学生理性分析与动手能力。表格小结清晰呈现不同发酵条件，助力学生构建生命观念，教师可依托此资料提升教学效率，激发学生科学探究兴趣。

1.1 传统发酵技术的应用 第一章 发酵工程 “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。 ￭问题探讨 葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么两者口感却大相径庭呢？它们的制作方法有什么不同？ 讨论： 经酵母菌无氧呼吸产生了酒精， 葡萄酒 葡萄醋 经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。 资料1： 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2： 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。 资料3： 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。 思考： 1、酒曲是什么? 2、酿酒加酒曲的目的是什么? 微生物 使原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。 一、发酵与传统发酵技术 什么是发酵？ 一、发酵与传统发酵技术 1 概念： 2 原理： 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。 ——发酵 一、发酵与传统发酵技术 ——发酵 3 类型： 包括 需氧发酵 厌氧发酵 如：醋酸发酵、谷氨酸（味精）发酵 如：酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵 分类依据：按发酵是否需要O2参与 据史料记载，早在公元5世纪魏代古籍中，就有腐乳生产工艺的记载，到了明代我国就大量加工腐乳，而今腐乳已成长为具现代化工艺的发酵食品。 又称东方乳酪。 一、发酵与传统发酵技术 (1) 参与的微生物： 毛霉 (主要)、酵母、曲霉和青霉等 一、发酵与传统发酵技术 4 实例： ——腐乳的制作 毛霉是一种丝状真菌（真核生物），其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。 （2）腐乳制作的原理： 脂肪 小分子肽+氨基酸 蛋白质 甘油 + 脂肪酸 蛋白酶 脂肪酶 味道鲜美，易于消化吸收，又便于保存。 （3）特点： 一、发酵与传统发酵技术 ——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。 1 概念： 2 特点： 3 应用： 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（chǐ）等。 1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？ 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？ 3.下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是（ ） A.发酵所用的微生物均为原核生物 B.不同发酵产品所用原料必定不同 C.传统发酵均需在通气条件下进行 D.发酵所用菌种都是天然存在的微生物 快问快答 D 不属于 使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。 属于 二、尝试制作传统发酵食品 ￭菌种举例——乳酸菌 乳酸杆菌（杆状） 乳酸链球菌（球状） 特点 异养厌氧细菌，在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸： C6H12O6 2C3H6O3 （乳酸）+能量 酶 用途 可用于制作乳制品(酸奶）的发酵、泡菜的腌制等。 种类 种类很多，常见的有乳酸杆菌和乳酸链球菌。 分布 在自然界分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内部都有 —— 属于原核生物 ￭菌种举例——酵母菌 酵母菌 特点 单细胞真菌，兼性厌氧菌，无氧条件下能进行酒精发酵： C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 酶 用途 可用于制作酿酒、制作馒头和面包等。 分布 影响因素 温度是影响酵母菌生长的重要因素，最适生长温度为28℃。 —— 属于真核生物 能以多种糖类作为营养物质和能量来源，因此在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面可以经常发现酵母菌的存在。 ￭菌种举例——醋酸菌 醋酸菌 特点 好氧细菌 C6H12O6 +2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 酶 用途 可用于制作各种风味的醋。 影响因素 多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。 —— 属于原核生物 当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸： 当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸： C2H5OH +O2 CH3COOH+H2O+能量 酶 二、尝试制作传统发酵食品 ——泡菜 植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。 1 原理： C6H12O6 2C3H6O3 （乳酸）+能量 酶 食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜坛或其它密封性良好的罐子等。 2 材料用具： 二、尝试制作传统发酵食品 ——泡菜 3 方法步骤： 配制 盐水 蔬菜处理装坛 加盐水 封坛 发酵 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； 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖； 向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间； 不影响乳酸菌的生命活动 创造无氧环境 抑菌调味，盐含量过低会造成细菌污染。 杀菌、除氧 1.用水密封泡菜坛的目的？说明泡菜制作需要什么条件？ 2.为什么泡菜坛只能装八成满？ 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； 防止因太满使盐水未完全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。 目的是给泡菜坛内创造无氧环境， 说明泡菜制作需要在无氧条件下进行。 思考讨论 思考讨论 3.从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜逐渐变酸，泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是什么？原因？ 乳酸菌数量增多，杂菌数量减少； 因为乳酸菌比其他杂菌更耐酸。 4 结果分析与评价： 二、尝试制作传统发酵食品 你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？ 一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无霉花浮膜，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。 泡菜虽好吃，但不宜多吃，泡菜中的亚硝酸盐会危及人体健康。 方法： 品尝、 pH检测， 亚硝酸盐检测 5 亚硝酸盐： 二、尝试制作传统发酵食品 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。 亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。 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。 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 硝酸盐 亚硝酸盐 硝酸盐还原菌 亚硝胺 维生素C、E 和酚类物质 人类的某些癌症与亚硝胺(化学致癌因子)有关 注意： 发酵温度高； 食盐用量过低； 发酵时间短 容易导致硝酸还原菌大量增殖，产生较多的亚硝酸盐 pH、温度、微生物 二、尝试制作传统发酵食品 ▣下图是泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化规律。下列说法中，错误的是（ ） A．曲线①是亚硝酸盐，②是乳酸菌，③是乳酸 B．发酵后期由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐会含量下降 C．发酵后期由于乳酸菌活动受到抑制，会导致乳酸含量下降 D．如果发酵过程中，温度过高、盐用量过少会导致亚硝酸盐会含量增加 A ￭ 实战演练 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。 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？ 二、拓展应用（课本P8） 10天后食用比较好，因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。 食盐浓度过高，发酵温度过低等原因导致未正常发酵。 “陈泡菜水”含乳酸菌，相当于接种乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。 一、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。 ￭ 实战演练 （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。（ ） × √ × 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 二、尝试制作传统发酵食品 ——果酒和果醋 1 原理： 许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在有氧条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 酶 C6H12O6 +6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量 酶 C6H12O6 +2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 酶 C2H5OH +O2 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量 酶 有氧条件下 无氧条件下 O2、糖源充足 缺少糖源 大量繁殖 酒精发酵 糖制醋 酒变醋 2 材料用具： 二、尝试制作传统发酵食品 ——果酒和果醋 a.新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等） b.洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等 醋酸发酵 果酒 酒精发酵 果醋 挑选葡萄 冲洗 榨汁装瓶 3 方法步骤： 器具消毒 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。 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。 要留有大约1/3的空间 1.为何要将榨汁机、发酵罐清洗干净，并加入70%酒精洗涤消毒？ 二、尝试制作传统发酵食品 防止发酵液被污染 （1）应先冲洗再去除枝梗，避免葡萄破损，减少被杂菌污染。 ——果酒和果醋 2.材料的选择与处理中，提到以下步骤： ①葡萄去除枝梗和腐烂的叶子。 ②葡萄用清水简单冲洗1~2次。 应先进行①or②？可以反复多次冲洗吗？ （2）无需多次。防止菌种减少，影响发酵。 3.将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间，为什么？ 二、尝试制作传统发酵食品 目的是先让酵母菌有氧呼吸,快速繁殖， 耗尽O2后，再进行酒精发酵； 其次暂时存储CO2防止发酵液的溢出。 4 发酵条件： 果酒 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。 ④ 时间： 10～12天 果醋 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 氧气：需要充足的氧气 ③ pH：呈酸性。 ④ 时间： 7～8天 二、尝试制作传统发酵食品 ——果酒和果醋 通入氧气 空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中， 有氧条件下大量繁殖 ？ 1.在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？引起变化的原因是什么？ ￭实验设计：果酒和果醋制作 在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2； 如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会加深。 果醋发酵过程中一般不会出现气泡，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。 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？ ￭实验设计：果酒和果醋制作 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、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。 果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。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O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。 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？ ￭实验设计：果酒和果醋制作 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。 小结 项目 果酒制作 果醋制作 发酵菌种 菌种来源 发酵原理 发酵条件 温度 时间 氧气 pH 酵母菌 醋酸菌 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的野生型醋酸菌 C6H12O6 +6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量 酶 ① 在有氧条件下： ② 在无氧条件下: C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 酶 ① 氧气、糖源都充足时： ② 缺少糖源时 C6H12O6 +2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 酶 C2H5OH +O2 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量 酶 30～35℃ 7～8d 始终需要氧 呈酸性 呈酸性 初期需氧，后期无氧 10～12d 一般控制在18～30℃ 传统发酵技术的应用 发酵与传统发酵技术 应用 传统发酵技术 发酵的概念 项目 菌种 生物 类型 代谢类型 反应条件 检测方法 果酒 果醋 泡菜 腐乳 —— 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌 毛霉 （主要） 真核 原核 真核 原核 异养兼性厌氧型 异养需氧型 异养厌氧型 异养需氧型 重铬酸钾与其反应呈灰绿色 品尝、pH试纸检测 pH检测，亚硝酸盐检测 18~30 ℃，无氧 30~35℃，通入氧气 常温， 无氧条件 15～18℃,需氧 课堂小结 二、拓展应用 3.有三位同学分别采用了三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？ ￭ 实战演练 充气口 排气口 出料口 C同学的装置更适合制作果醋。 进一步改进：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。 出料口可以用来取样； 充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率； 排气口可以用来排出在发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。 1、下列与果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是（ ）。 A. 腐乳制作所需要的适宜温度最高 B. 果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵 C. 使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌 D. 使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA D ￭实战演练 2、如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是( ) A. 过程①和②都只能发生在缺氧条件下 B. 过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中 C. 过程③和④都需要氧气的参与 D. 过程①～④所需的最适温度基本相同 ￭实战演练 C ₪ 回答下列有关果酒和果醋制作的小题： 1）果酒和果醋制作时，用到菌种的代谢类型分别是 、 。 2）在利用酵母菌自制葡萄酒的过程中，不需要进行灭菌，因为发酵液中的 能抑制绝大多数其他微生物的繁殖。 3） 在果酒制作中，若酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗了等量的葡萄糖，则它们放出的CO2之和与它们消耗的O2之和的比例为（ ） A．1：1 B．3：0 C．6：0 D．4：3 4）若酒精发酵中，经检测发酵装置活菌数量适宜但却不产生酒精，可能的原因是_____________________________________。 异养兼性厌氧型 异养需氧型 缺氧、酸性条件 ￭实战演练 D 装置密封性差，空气进入装置 3、下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列正确的是（ ）。 A. 发酵过程中酒精的产生速率越来越快 B. 集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的 C. 发酵过程中酵母种群呈“J”型增长 D. 若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气 ￭实战演练 D 集气管 发酵罐 ￭腐乳制作过程中,豆腐含水量、盐的用量、发酵温度和酒的用量等均会影响腐乳的风味和质量.下列叙述正确的是( ) A. 豆腐含水量过低，腐乳不易成形 B. 加盐量过多，腐乳硬度会变小 C. 前期发酵温度越高，腐乳“皮”越容易形成 D. 酒的用量过高，会导致成熟时间变长 D ￭实战演练 二、尝试制作传统发酵食品 3 方法步骤： 器具 消毒 冲洗 葡萄 榨汁 装瓶 果酒 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; 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。 排出CO2 ，防止爆裂 防止发酵液被污染 ——果酒和果醋 除尘去灰，无需多次。防止菌种减少，影响发酵 避免葡萄破损，减少杂菌污染 ①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。 防止杂菌污染 二、尝试制作传统发酵食品 3 方法步骤： 器具 消毒 冲洗 葡萄 榨汁 装瓶 果酒 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; 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。 ——果酒和果醋 果醋 发酵 果醋有很多功能，也有很多谣言（以下均是）！ 1、醋可以软化血管。 2、密闭空间熏醋可以预防感冒。 3、鱼刺卡喉咙了可以喝醋来解决。 4、吃醋能够减肥。 5、吃生蚝时蘸醋杀菌。 二、尝试制作传统发酵食品 Lavf58.76.100 Lavf58.29.100 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