【课件】1.1.2传统发酵技术的应用（课件）（人教版2019选择性必修3）

第一章发酵工程第1节传统发酵技术的应用学习目标核心素养1.说出发酵与传统发酵技术。2.说出泡菜、果酒和果醋制作的原理。3.尝试完成泡菜、果酒和果醋的制作。4.关注食品安全，倡导健康的生活方式。1.生命观念：认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构和代谢类型。2．科学探究：掌握泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。3．社会责任：讨论泡菜的食品安全问题。探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜2.发酵原理（1）利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的；（2）发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量百分比为0.4%～0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。（3）相关反应式：C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量3.发酵条件：适宜的温度；严格控制厌氧条件。根据室内温度控制发酵时间1.参与发酵的主要微生物及来源：植物体表面天然的乳酸菌探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜4.制作流程配制盐水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；探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜（1）盐的作用？（2）盐水浓度要适宜的目的？（3）盐水煮沸的目的？（4）盐水冷却后使用的目的？调味，抑制其他微生物生长。过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。杀菌，去除水中的溶解氧。不影响乳酸菌的生命活动。4.制作流程配制盐水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；原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，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；探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜蔬菜应新鲜的原因？若不新鲜，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高。4.制作流程配制盐水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；原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，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；探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的？给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件。4.制作流程配制盐水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；原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，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；探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜泡菜坛应装至八成满,为什么？

在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。4.制作流程配制盐水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；原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，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；加盐水将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜4.制作流程配制盐水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；原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，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；加盐水将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖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；探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜封温度:时间:氧气：

18～20℃15天无氧条件讨论3：为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。4.制作流程探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜封讨论1：用水密封泡菜坛的目的？这说明泡菜制作需要什么条件？给泡菜坛内创造无氧环境，这说明泡菜制作需要在无氧条件下进行。不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌。讨论2：泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？5.泡菜制作过程中，各阶段菌种变化：（1）发酵初期：主要是大肠杆菌、酵母菌活跃，消耗大量氧气，使坛内形成无氧环境，会使好氧菌生命活动逐渐被抑制。（2）发酵中期（风味最佳）：乳酸菌活跃使乳酸不断积累，pH下降，嫌气状态形成，乳酸杆菌进行活跃的同型乳酸发酵（发酵产物只有乳酸或达到80%以上），大肠杆菌、酵母菌等微生物的活动受到抑制。。（3）发酵后期：乳酸继续增加，到一定程度后会使乳酸菌的生长繁殖被抑制。探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜6.进一步探究

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。亚硝酸盐为强氧化剂，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；膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜原理：比色法酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜拓展应用

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。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？13天后食用比较好，亚硝酸盐含量低盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸探究·实践·制作传统发酵食品一、制作泡菜泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵前期发酵中期发酵后期变化曲线

少（O2抑制乳酸菌活动）少

增加（硝酸盐还原菌的作用）最多（乳酸积累，抑制其他菌活动）增多达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）继续增多，最后保持稳定

下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）思考题为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的发酵作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。与生活的联系2.发酵原理：（1）许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌；（2）在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒（通过有氧呼吸大量繁殖，通过无氧呼吸产酒精）；（3）相关反应式二、制作果酒1.参与发酵的主要微生物及来源：新鲜水果的果皮表面附着的野生酵母菌C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H20+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量3.发酵条件（1）温度：酿酒酵母的最适生长温度约为28℃，制作果酒时将温度控制在18～30℃进行发酵；

（2）氧气：制作果酒时，酵母菌在氧气充足的情况下大量繁殖；在无氧条件下，进行酒精发酵；

二、制作果酒3.方法步骤1）灭菌消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70﹪酒精消毒，晾干备用。二、制作果酒体积分数为70%的酒精的作用?消毒3.方法步骤1）灭菌消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70﹪酒精消毒，晾干备用。2）材料处理取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。二、制作果酒冲洗的目的?冲洗1-2次即可，能否连续冲洗，为什么?为什么去梗前冲洗?去除表面灰尘、污物不能，防止果皮表面的野生菌种数量减少避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会3.方法步骤1）灭菌消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70﹪酒精消毒，晾干备用。2）材料处理取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。3）榨葡萄汁用榨汁机榨取葡萄汁将葡萄汁装人发酵瓶中，（要留大约1／3的空间）盖好瓶盖。二、制作果酒葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？a.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；b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出3.方法步骤1）灭菌消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70﹪酒精消毒，晾干备用。2）材料处理取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。3）榨葡萄汁4）发酵温度在18－300C发酵,每隔12h拧松瓶盖一次（注意：不是打开瓶盖，防止杂菌污染），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d.果酒发酵用榨汁机榨取葡萄汁将葡萄汁装人发酵瓶中，（要留大约1／3的空间）盖好瓶盖。二、制作果酒每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的？排出气体3.方法步骤1）灭菌消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70﹪酒精消毒，晾干备用。2）材料处理取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。3）榨葡萄汁4）发酵温度在18－300C发酵,每隔12h拧松瓶盖一次（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d.果酒发酵用榨汁机榨取葡萄汁将葡萄汁装人发酵瓶中，（要留大约1／3的空间）盖好瓶盖。果酒检测可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测二、制作果酒如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？a.闻b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色→灰绿色）思考：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？

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，而在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量；果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。1.参与发酵的主要微生物及来源：空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量三、制作果醋2.发酵原理①在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成果醋；②当糖源充足时，醋酸菌还可以直接将糖分解为醋酸；③相关反应式3.发酵条件：①温度——多数醋酸菌的最适生长温度约为30～35℃，发酵温度为30-35℃；②氧气含量:氧气供应充足4.果醋制作流程（以乙醇为底物的类型为例）果酒制作打开瓶盖，盖上纱布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。果醋检测三、制作果醋a.闻；b.品尝；c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；d.观察醋酸菌膜是否形成；5.实验分析与思考（1）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？（2）醋酸菌从何而来？（3）采用什么措施可以加快果醋的制作？

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，不会继续发酵。

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（不能利用乙醇）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。三、制作果醋（4）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？a.在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；b.开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显；c.发酵过程产热，会使发酵液温度上升，应注意控温；d.如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，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逐渐加深变成深红色；e.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。5.实验分析与思考三、制作果醋项目果酒制作果醋制作发酵菌种

菌种来源菌种代谢类型

菌种细胞类型发酵原理在有氧条件下：在无氧条件下：

氧气、糖源都充足时：缺少糖源时：发酵条件温度

时间氧气

酵母菌果酒制作与果醋制作的比较醋酸菌主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌异养兼性厌氧型异养需氧型真核细胞原核细胞C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶空气中的野生型醋酸菌C6H12O6+2O2

2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2

CH3COOH+H2O+能量酶28℃30-35℃10-12d7-8d初期需氧，后期不需氧需要氧气果酒和果醋改进装置及其分析充气口出料口在乙酸发酵时连接充气泵进行充气用来取样排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效地阻止空气中的微生物的进入，避免感染排气口装置使用：①酒精发酵时，充气口关闭；排气口排除二氧化碳。②乙酸发酵时，充气口连接气泵，输入氧气。到社会中去

少量制作转向大规模生产时，会遇到许多新问题。例如，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。可见在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、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商品意义上的产品。在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等过程才能获得成品酒或醋。果酒还需要在一定条件下进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。通过深入思考，可以感悟到，工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。果酒果醋腐乳泡菜微生物原理反应条件检测方法酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌酵母菌的无氧呼吸产生酒精18~30