【Syx】传统发酵技术的应用 发酵工程及其应用课件 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第1节传统发酵技术的应用1.什么叫发酵？2.参与腐乳发酵的微生物有？起主要作用的微生物是？3.什么叫传统发酵？传统发酵主要分为哪两种？4.参与泡菜发酵的微生物是？分为哪两类？代谢类型？5.泡菜制作的原理？反应式？6.制作泡菜的的盐水浓度？为什么要煮沸？为什么煮沸后要冷却待用？7.为什么制作泡菜时，坛中的原料一般装八成满？8.为什么制作泡菜时，盐水要没过全部菜料？坛盖边缘的水槽要注满水？9.酵母菌的代谢类型？果酒制作的原理？两个反应式？10.家里制作果酒时，酵母菌来自哪里？11.制作果汁时，什么时期去除枝梗和腐烂的籽粒？12.榨取的葡萄汁在装瓶时要留有大约1/3的空间，为什么？13.制作果酒的发酵过程中，温度控制在什么范围？酿酒酵母的最适生长温度为多少？P6，14.醋酸菌的代谢类型？果醋制作的原理？两个反应式？15.制作果醋时的发酵温度控制在什么范围？第一章发酵工程第1节

传统发酵技术的应用第3节发酵工程及其应用

一、发酵与传统发酵技术1、概念：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。2、类型：需氧发酵（

）厌氧发酵（

）醋酸发酵酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵

发酵工程指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。（教材章前语）发酵必修一94：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵关于腐乳的制作及传统发酵技术，判断正误：

在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉，且是异养厌氧型微生物腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸传统发酵技术以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主传统发酵技术都是直接利用原料中天然存在的微生物×好氧型×2、传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术固体半固体有氧或无氧二、尝试制作传统发酵食品1、制作原理泡菜、果酒、果醋菌种名称生物分类代谢类型适宜温度发酵对氧的需求应用乳酸菌酵母菌醋酸菌真核生物异养兼性厌氧

前期需氧，后期不需氧原核生物30—35℃原核生物（2种）异养厌氧

密闭厌氧18—30℃异养需氧一直需氧酸奶

泡菜酿酒

馒头醋反应式C2H5OH+O2→CH3COOH（醋酸）+H2O+能量酶②-1酵母菌先在有氧条件下大量繁殖②-2再在无氧条件下进行酒精发酵C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶③-1醋酸菌在氧气、糖源充足时,C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量酶③-2当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸①乳酸菌在无氧条件下将糖分解成乳酸C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶亚硝酸盐的含量低2、泡菜的制作将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；1、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发酵初期，酵母菌、大肠杆菌等较为活跃，产生CO2较多，防止发酵液溢出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。保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。(1)乳酸菌是厌氧细菌，发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造无氧环境的措施。提示①选择气密性好的泡菜坛。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实，盐水没过全部菜料。④盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水；发酵期间不宜开盖，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水。(2)传统米酒制作中常在米坛中挖出一定空间，这样做的目的是什么？提示使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，增加菌种数量。(1)腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？提示腐乳中有机物的种类增加了，所含的能量却减少了。因为豆腐中的蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸。(2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？提示煮沸的原因：一是为了杀死盐水中的杂菌，二是为了排出溶解的氧气；冷却是防止温度过高杀死发酵所需要的乳酸菌。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。(2023·山东卷)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（）A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低C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)2、

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）3、果酒和果醋的制作将发酵瓶、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。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；制造有氧条件，进行醋酸发酵果酒和果醋的制作：产生气泡，酵母菌发酵产生CO2；②产热，会使发酵液温度上升，应注意控温；③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。④果醋发酵完成时，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？果酒和果醋的制作：3、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、醋酸菌等微生物。可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。③可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；

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。乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。在缺氧、呈酸性的发酵液中，绝大多数微生物生命活动受抑制果酒和果醋的制作：4、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？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。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。或者买一瓶醋，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（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可。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。思考：1、如何检测果酒和果醋的制作情况？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；果酒：果醋：2、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？3.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？a.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；b.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；c.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖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果酒发酵与果醋发酵的装置结构作用酒精发酵时状态醋酸发酵时状态充气口排气口出料口通入空气关闭打开，并接入气泵排出CO2打开打开便于取样监测关闭关闭防止空气中微生物的污染排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，为什么？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。该装置有不足之处吗？我们该如何改进呢？第1节传统发酵技术的应用1.什么叫发酵？2.参与腐乳发酵的微生物有？起主要作用的微生物是？3.什么叫传统发酵？传统发酵主要分为哪两种？4.参与泡菜发酵的微生物是？分为哪两类？代谢类型？5.泡菜制作的原理？反应式？

记完读课本22-246.制作泡菜的的盐水浓度？为什么要煮沸？为什么煮沸后要冷却待用？7.为什么制作泡菜时，坛中的原料一般装八成满？8.为什么制作泡菜时，盐水要没过全部菜料？坛盖边缘的水槽要注满水？9.酵母菌的代谢类型？果酒制作的原理？两个反应式？10.家里制作果酒时，酵母菌来自哪里？11.制作果汁时，什么时期去除枝梗和腐烂的籽粒？12.榨取的葡萄汁在装瓶时要留有大约1/3的空间，为什么？13.制作果酒的发酵过程中，温度控制在什么范围？酿酒酵母的最适生长温度为多少？P6，14.醋酸菌的代谢类型？果醋制作的原理？两个反应式？15.制作果醋时的发酵温度控制在什么范围？三、发酵工程及其应用对发酵原理的认识微生物纯培养技术建立密闭式发酵罐设计成功严格控制环境条件(温度、pH、溶解氧、压强、营养物、泡沫等)大规模生产发酵产品微生物的特定功能现代化工程技术发酵工程：利用微生物的特定功能，通过现代化工程技术，规模化生产对人类有用的物质的技术。1.选育何种菌种？可通过哪些途径获得?2.获得优良菌种后为什么要对菌种进行扩大培养？从自然界中获取；诱变育种；基因工程1、发酵工程的基本环节工业发酵要想在短时间内得到大量的发酵产物，则需要大量菌体，因此需要进行扩大培养选育菌种扩大培养配置培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品发酵工程的中心环节①繁殖快、代谢旺盛、代谢产物多②对营养物质的要求低，低成本培养③发酵条件容易控制④菌种不易变异、退化等三、发酵工程及其应用1、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养配置培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品发酵工程的中心环节三、发酵工程及其应用

发酵：随时检测培养液中

和

及时添加必需的营养组分；严格控制

等发酵条件因为：环境条件不仅会影响?而且会影响？

如：谷氨酸发酵生产在什么条件下会积累谷氨酸？在