1.1传统发酵技术的应用课件——2026-2027学年高二上学期人教版生物学选择性必修三

人教版选择性必修三 第一章 发酵工程 传统发酵技术的应用 第一节 授课人：xxx 课堂坐标 学习全览 1 传统发酵技术 2 3 尝试制作发酵产品 探究-实践 了解 重点 重点 本节聚焦 .什么是传统发酵技术？ .制作泡菜，果酒和果醋的原理是什么？ .怎样制作泡菜，怎样制作果酒和果醋？ NO.1 发酵与传统发酵技术 发酵与传统发酵技术 1 约9000年前，我们祖先就会利用微生物将谷物，水果等，发酵成含酒精的饮料。 我国具有悠久的酿酒文化和历史，许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。 发酵与传统发酵技术 1 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？ 古代 现代 1857 法国微生物学家巴斯德年证实酒精发酵是酵母菌生命活动的结果，不是单纯化学反应；酒变酸是乳酸菌引起乳酸发酵。提出：发酵是微生物的生命过程，推翻当时主流观点。 你还记得哪里见过吗？ 发酵与传统发酵技术 1 1.曲颈瓶（天鹅颈瓶）实验：否定 “自然发生说”，证明微生物来自空气，不是凭空产生，奠定发酵理论基础。 2.巴氏消毒法：低温短时加热（60~70℃）杀灭食品有害微生物，不破坏风味，葡萄酒、牛奶广泛使用，解决酿酒变质问题。 路易・巴斯德：1822—1895 发酵与传统发酵技术 1 继巴斯德之后，人们更深入的研究发酵 这里说的发酵，是指人们利用微生物，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的过程。 不同的微生物具有产生不同的代谢物的能力，因此利用他们就可以生产出人们所需要的多种产物 发酵与传统发酵技术 1 腐乳是我国古代劳动人民通过微生物发酵制作而成的一种大豆食品。 原理:豆腐中的蛋白质被微生物分解成小分子的肽和氨基酸易于消化和吸收。 多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母，曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉 利用的是原料中天然存在的微生物 发酵与传统发酵技术 1 天然存在 像这种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 发酵与传统发酵技术 1 传统发酵以混合菌种的固体发酵以及半固体发酵为主。通常是家庭式或作坊式。 其他传统发酵产品： 你知道他们分别是什么吗？ NO.2 尝试制作传统发酵食品 2 1 乳酸菌 乳酸菌，是一类细菌的统称，常见的有：乳酸链球菌，乳酸杆菌。在自然界中广泛存在，空气，土壤，植物体表，人和动物的肠道内都有乳酸菌分布。 尝试制作传统发酵食品 2 尝试制作传统发酵食品 1 乳酸菌 乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下，能将葡萄糖分解成乳酸 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 应用：1.乳制品的发酵2.泡菜的腌制 2 尝试制作传统发酵食品 2 酵母菌 .定位：单细胞真菌，兼性厌氧微生物 .分布:含糖量较高的水果蔬菜表面 .能量来源:以多种糖类为营养物质 .应用：酿酒，制作馒头和面包 2 尝试制作传统发酵食品 2 酵母菌 无氧条件下进行酒精发酵。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母最适生长温度约为28℃ 原理：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 酶 2 尝试制作传统发酵食品 3 醋酸菌 .定位：好氧细菌，单细胞原核 .分布:醋酸菌广泛分布于果园土壤、腐烂水果表面、果酒、食醋等环境中。 .能量来源:当氧气和糖原都充足时，将糖分解为乙酸。 当糖原缺少时，直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸 .应用：各种风味的醋 当氧气和糖原都充足时，将糖分解为乙酸。 C6H12O6+2O2 →2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 酶 当糖原缺少时，直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸 C2H5OH+O2 →CH3COOH+H2O+能量 酶 最适生长温度：30~35℃ NO.3 探究实践 3 探究实践 1.制作泡菜 3 探究实践 制作泡菜原理：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。 3 探究实践 材料用具：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。 1.用清水和食盐配置质量分数为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。 方法步骤： 作用：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。 保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。 提示：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。 3 探究实践 2.将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆）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。 附着菌种 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。 3 探究实践 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 创造无氧环境等 3 探究实践 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？ 目的：隔绝空气（氧气），创造无氧环境。 条件：泡菜发酵的乳酸菌是厌氧菌，发酵必须在无氧条件下进行；同时需要适宜的温度。 原理：乳酸菌在无氧环境中将糖类分解产生乳酸，有氧时乳酸菌发酵受抑制，还容易滋生杂菌，泡菜变质。 2. 为什么泡菜坛只能装八成满？ ① 蔬菜在初期发酵时会产生少量CO₂，留一定空间，防止发酵液膨胀溢出坛外； ② 避免发酵液没过坛沿水槽，破坏密封的无氧环境； ③ 防止杂菌污染。 3 探究实践 3. 你腌制的泡菜成功吗？口味如何？色泽如何？（开放题） 成功版本： 泡菜质地脆爽，有乳酸的清香，酸味适中；色泽鲜亮，蔬菜基本保持原有颜色，没有发白、发黏、长白膜的现象。 失败情况参考： 若坛内长出白膜（产膜酵母）、发臭发黏，就是密封不好，混入氧气、杂菌污染。 3 探究实践 最佳食用日期应在13天以后！！！ 3 探究实践 2.制作果酒和果醋 3 探究实践 制作原理：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。在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。 材料：新鲜的葡萄、洗洁精、70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。 3 探究实践 果酒制作： 1.冲洗：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; 2.冲洗：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; 避免葡萄破损，减少杂菌污染 3.装瓶：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; 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。 4.发酵：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 3 探究实践 果醋制作： 上述操作【果酒制作】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。 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？ 空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖 果酒：发酵液产生大量气泡（CO2），葡萄皮色素溶解，液体颜色加深，糖含量下降，产生酒精，pH 下降；发酵 10 天左右现象最明显。 原因：酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。 果醋：气泡很少，液面出现一层薄膜（醋酸菌菌膜），pH 持续降低，产生醋酸。 原因：有氧条件下醋酸菌将乙醇转化为醋酸。 3 探究实践 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、醋酸菌等杂菌生长。 影响：乳酸菌会分解营养物质造成果酒变质；有氧条件下醋酸菌可把酒精转化为醋酸，使果酒变酸。 避免措施：发酵瓶、榨汁机清洗消毒；保持无氧环境；排气只拧松瓶盖，不要完全打开；控制发酵温度 18～25℃。 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？ 酵母菌不再继续酒精发酵：果醋阶段持续通入氧气，有氧环境抑制酵母菌无氧呼吸；同时发酵液 pH 不断降低，酵母菌活性下降。 醋酸菌来源：空气中、葡萄果皮上自带的野生醋酸菌；也可以从食醋表面的菌膜接种。 加快果醋制作：持续通入无菌空气；控制温度 30～35℃；人工接种醋酸菌种。 3 探究实践 4. 你制作的果酒和果醋的口味如何？如果你对结果不满意，应该如何改进？ （开放性答题） 示例：果酒有果香、酒味；果醋有果香与酸味。 改进方案： ① 酒味淡：选用含糖量更高的成熟葡萄，适当延长果酒发酵时间； ② 果酒发酸：发酵过程密封不严，混入氧气，下次做好密封，减少杂菌污染； ③ 果醋酸味不足：保证充足氧气供应，维持 30～35℃，人工接种醋酸菌，延长醋酸发酵时间。 3 探究实践 小结 在上述传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会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。 后期继续学习 课后检测 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。 （1）卤汁中的乳酸菌和芽抱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。（ ） X 存在 X 乳酸菌无氧呼吸不产生CO2 √ 课后检测 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 解析：A ✔：泡菜制作依靠乳酸菌无氧发酵产生乳酸。 B ✔：腐乳制作，毛霉分泌蛋白酶，将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。 C ✔：酵母菌无氧呼吸，生成酒精和二氧化碳，用于果酒制作。 D ❌：醋酸菌是需氧菌，必须在有氧条件下才能将乙醇转化为醋酸，无氧条件下醋酸菌死亡，不能产生醋酸。 课后检测 二.拓展应用 某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些 “陈泡菜水”；在用质量分数为 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，结果见曲线图。 请你帮他分析相关问题。 （1）据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，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？ 参考答案（课本标准） （1）发酵 11 天（或 13 天以后）食用比较合适。 原因：发酵前期亚硝酸盐含量先升高，在第 5 天达到峰值，之后持续下降；发酵 11 天后亚硝酸盐含量降到较低水平，适合食用。 （2）食盐浓度过高，抑制了乳酸菌的生长繁殖，乳酸菌发酵产生乳酸少，所以咸而不酸。 （3）陈泡菜水中含有大量的乳酸菌菌种，加入陈泡菜水可以增加乳酸菌数量，加快发酵速度，缩短泡菜制作时间。 课后检测 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？ 参考答案： C 同学的装置更适合制作果醋。 果醋发酵的醋酸菌是好氧细菌，需要持续通入氧气。C 装置有充气口，能够通入空气，满足醋酸菌对氧气的需求；排气口可排出气体；出料口便于取样检测。A 装置密闭，缺少氧气；B 装置虽能透气，但无法主动供气，且更容易被杂菌污染。 改进：充气口连接充气泵，通入无菌空气；在充气口、排气口设置棉花 / 纱布过滤，阻挡杂菌；增设控温装置，维持 30～35℃。 本课结束 谢谢大家 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf61.7.105 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.38 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.19 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $