传统发酵技术的应用 课件 高中生物新人教版选择性必修3（2022-2023学年）

第一章——发酵工程新人教版高中生物选择性必修3第1节传统发酵技术的应用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。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。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。（3）类型：（1）概念：需氧发酵（

）厌氧发酵（

）1、发酵

（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。醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵

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。（1）概念：（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）2、传统发酵技术

【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？提示发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。（3）实例——腐乳2、传统发酵技术①菌种：酵母，曲霉和毛霉等，毛霉（真核）a.菌种来源：空气中的毛霉b.代谢类型：异养需氧型c.生殖方式：孢子生殖②制作原理：d.分适宜温度：15-18℃味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。氨基酸③.方法步骤含水量70%为宜，含水量高不易成形，过低不利于毛霉生长。抑制微生物生长，避免腐败变质。过高：影响风味过低：易腐败接种毛霉防腐杀菌，增加口味。含酒量：12%，过高，时间延长；过低，易腐败。（4）传统发酵技术的优点：

操作简单，适用于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等。（5）传统发酵技术的缺点：生产条件不易控制，产品容易受杂菌污染，生产效率较低等。2、传统发酵技术1.

下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是A.传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题解析现代发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染会影响产量，培养基和设备需严格灭菌；而传统发酵技术很难实现单一菌种的利用，B错误。√2.下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是A.腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有

机物的过程B.腐乳制作中，起作用的微生物多为异养型真菌C.传统发酵利用的是天然存在的菌种，所生产食品安全性更高D.家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种解析传统发酵利用的是天然存在的菌种，没有经过严格的灭菌，所生产食品安全性较低，C错误。√亚硝酸盐的含量低1.材料用具：食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。(一）制作泡菜2.菌种：乳酸菌①菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌②代谢类型：异养厌氧型③种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌（原核生物）3.发酵原理：在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶发酵期间，乳酸会___________，当它的质量百分比为____________时，泡菜的口味、品质最佳不断积累0.4%-0.8%乳酸链球菌（球状）

乳酸杆菌（杆状）(一）制作泡菜舌尖上的中国——四川泡菜1、盐水煮沸的目的是什么？冷却的目的是什么？2、为什么泡菜坛只能装八成满？3、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？4、发酵初期会有气泡冒出，但气泡的产生逐渐停止，试分析原因？

思考·讨论：阅读教材第6~7页，回答下列问题：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.方法步骤：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、蔬菜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；同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。发酵初期会有气泡冒出，但气泡的产生逐渐停止，试分析原因？在什么情况下，亚硝酸盐会转化为亚硝胺？适宜的pH、温度和一定的微生物作用氧化维生素C、E和酚类物质亚硝胺硝酸盐亚硝酸盐还原细菌等微生物(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)5.泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化：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（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。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）(二)制作果酒2.原理：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+

能量酶兼性厌氧型真菌在无氧情况下进行酒精发酵含糖量较高的蔬菜、水果表面酿酒、制作馒头和面包植物体表面天然的酵母菌（真核）①代谢类型：②作用：⑤应用：③分布：酵母菌④适宜温度和时间：约为28℃，10-12d1.菌种：有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：3.温度控制：一般酒精发酵18～30℃，酿酒酵母菌繁殖最适为28℃左右。4.气体控制：前期需氧，后期无氧。C6H12O62C2H5OH＋2CO2酶C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O酶(二)制作果酒2.原理：C6H12O6+2O22CH3COOH（乙酸）+2H2O+2CO2+

能量酶异养好氧细菌30~35℃,7-8d各种风味的醋①代谢类型：②作用：③适宜温度和时间：醋酸菌④应用：在氧气、糖源充足时，将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。C2H5OH

+O2CH3COOH（乙酸）+H2O+

能量酶(三)制作果醋2.原理：1.菌种：空气中的醋酸菌（原核）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。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；防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。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;去除表面灰尘、污物避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会防止野生菌种数量减少，影响发酵排出气体防止杂菌污染器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵果醋发酵空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖3.方法步骤：怎样判断果酒、果醋的制作是否成功呢？果酒：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）果醋：a.闻b.品尝c.使用pH试纸检测和比较发酵前后的pH值d.观察醋酸菌膜是否形成发酵产品所需菌种生物分类代谢类型适宜温度发酵对氧的需求泡菜______原核生物________18～20℃密闭不需氧果酒______________异养兼性厌氧_________前期需氧，后期不需氧果醋_______________________________一直需氧乳酸菌酵母菌醋酸菌异养厌氧真核生物原核生物异养需氧18～30℃30～35℃制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点3.《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√4.(2021·天津耀华中学高二期中)图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是A.用甲装置制作果酒时，加入酵母菌后，一直关紧阀a，适时打开阀b几秒钟B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开C.乙图中过程②只能发生在缺氧条件下D.过程③和④都需要氧气的参与√一、概念检测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D1.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。（）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。（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