1.1传统发酵技术的应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修32

第三节传统发酵技术和产品花间一壶酒，独酌无相亲。举杯邀明月，对影成三人。

唐-李白《月下独酌》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《凉州曲》人类很早便学会了利用发酵来生产生活用品的技术。在发酵工程诞生之前，人们日常生活中的一些食品，如泡菜、酒、酱油、醋、奶酪、酸奶，都是人类在没有深入了解微生物的情况下，运用传统的发酵技术制作而成的。一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵指人们利用微生物，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。（1）概念：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。（3）类型需氧发酵（）厌氧发酵（

）醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。（1）概念：2、传统发酵技术（2）类型固体发酵（

）半固体发酵（

）豆豉、酱、酱油等

泡菜、粮食白酒、腐乳等二、传统发酵技术生产的食品1、泡菜制作（视频：四川泡菜）（1）制作泡菜的原理①利用植物体表面天然的乳酸菌；②发酵期间，乳酸会不断的积累，当它的质量百分比为0.4%-0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。③反应式：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶（2）制作流程：视频选择原料修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状称取食盐配制盐水：5%-20%泡菜盐水加入调味料，装坛发酵成品发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。此时泡菜液的含酸量约为0.3%～0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味。发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，这时乳酸的积累量可以达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。大肠杆菌、腐生菌、酵母菌、霉菌的活动受到抑制。这一时期为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香。发酵后期：乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜酸度过高，风味不协调。注：①泡菜制作中盐的作用：②泡菜坛不能装满的原因：a、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；b、防止因菜装太满使盐水未完全浸没菜料而导致菜料变质腐烂；c、同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜；调味；抑制其他微生物生长③制作泡菜加入白酒的作用：白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感；⑥泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量变化是：先增多后减少，最后趋于相对稳定水平；④泡菜发酵液营养丰富，开始发酵时表面氧气含量也丰富，适合酵母菌繁殖，导致泡菜坛内长一层白膜；⑤为了缩短发酵时间，可以加入“陈泡菜水”，相当于接种乳酸菌，增加乳酸菌数量；知识拓展：发酵初期，泡菜中微生物生长很快，将蔬菜中硝酸盐还原成亚硝酸盐，蔬菜中酚类物质和维生素C等将亚硝酸盐氧化，总体来说，生成的亚硝酸盐大于被氧化的，亚硝酸盐的含量逐步上升。微生物代谢活动将氧气消耗殆尽，泡菜坛中的环境不利于乳酸菌以外的其他微生物生长，生成的亚硝酸盐减少。同时，蔬菜中硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此，亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。注：亚硝酸盐本身并不致癌，亚硝酸盐会转化为亚硝胺（致癌、致畸和致突变）作用。2、果酒制作（1）菌种:酵母菌（异养兼性厌氧型真菌）（3）原理:在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量；C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵：酶酶（2）菌种来源：水果表面的野生型酵母菌在葡萄酒等果酒的生产中，还广泛使用果胶酶（用以破坏细胞壁）等酶制剂。果胶酶的应用有利于葡萄汁的榨取，还能使酒变得清澈透明。18－25℃（4）适宜发酵温度：(5)酿制葡萄酒的主要过程器具消毒：冲洗葡萄：榨汁装瓶：酒精发酵：70%的酒精消毒；洗去表面灰尘、污物，先用清水冲洗，然后再去除枝梗（避免去除枝梗时葡萄破损，减少葡萄被杂菌污染的机会）。注意不能反复冲洗，防止洗去葡萄皮表面的野生型酵母菌；葡萄汁装入发酵瓶时，要留有1/3的空间防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出；每隔12h左右将瓶盖拧松排出CO2，防止发酵瓶爆裂，拧松但不打开目的是为了防止杂菌和空气倒流进入发酵瓶；发酵时间为10-12d；注：①酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是：酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精；②葡萄酒呈深红色原因是：在发酵过程中红葡萄皮上的色素进入到发酵液中；若只用葡萄汁酿造则可获得白葡萄酒；酒精检测：a.闻；

b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测3、果醋制作（1）菌种:（3）原理:（2）菌种来源：醋酸菌（异养需氧型细菌）（4）适宜发酵温度：30~35℃a.当氧气、糖源充足时：b.当氧气充足，缺少糖源时：C6H12O6＋2O2→2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O酶将乙醇转变成乙醛，再将乙醛变为乙酸酶C2H5OH＋O2

→CH3COOH（乙酸）＋H2O将糖分解成乙酸空气中的醋酸菌；(5)果醋制作流程（以乙醇为底物）果酒制作打开瓶盖，盖上纱布：果醋检测：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；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；注：果醋发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜（醋酸菌膜）；果酒果醋制作视频思考：在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？析：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，很难继续发酵。挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵

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果酒

果醋（6）果酒发酵与果醋发酵的装置结构作用果酒发酵果醋发酵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4、酸奶的制作

发酵过程中产生乳酸的细菌称为乳酸菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌；酸奶一般是以牛奶为原料、乳酸菌参与发酵制作而成的奶制品。酸奶既保留了牛奶的主要营养成分，又因为含有大量的乳酸菌而有新的生理作用。每天摄入适量的酸奶，可以抑制有害菌在肠道中的生长繁殖，从而改善肠道环境，维持肠道微生物的相对平衡。（1）酸奶的制作原理：以牛奶为主要原料，接入一定量的菌种或市售酸奶（其中含有乳酸菌）。随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖，牛奶中的乳糖变为乳酸，乳液的pH随之下降，乳酪蛋白发生凝集，牛奶成为酸奶。（2）实验器材和试剂乳酸菌种（或市售酸奶），烧杯、玻璃棒、奶瓶、天平、恒温水浴锅、恒温培养箱、冰箱、不锈钢锅，鲜牛奶或奶粉、蔗糖。灭菌消毒接种分装发酵冷却（3）酸奶的制作步骤：将奶瓶等器皿放在不锈钢锅中，用沸水煮15min将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中，倒入量不要超过奶瓶容积的2/3，再将牛奶加热至90℃，保温5min，或将牛奶置于80℃恒温水浴箱中15min加热灭菌后，待原料奶的温度下降到43℃-45℃时，向原料奶中加入市售酸奶，接种量为原料奶量的5%-10%，用玻璃棒搅拌均匀如需制备更小容量的酸奶，可先将牛奶分装至容积适当的容器中，再进行发酵。这样制成的酸奶可呈凝乳状态将分装好的牛奶置于恒温箱中进行发酵；温度：40℃-43℃，培养3-4h，或30℃培养18-20h发酵结束时，将酸奶取出，迅速将其冷却到10℃以下，使酸奶中乳酸菌停止代谢，以防止酸度过高影响口感总结：制作果酒、果醋和酸奶的菌种和发酵条件的比较比较项目果酒制作果醋制作酸奶制作发酵菌种菌种酵母菌醋酸菌乳酸菌代谢类型发酵条件温度40～43℃(或30℃)时间10～12天7～8天3～4h(或18～20h)发酵条件氧气前期需氧，后期无氧一直需要充足的氧气无氧pH酸性酸性酸性联系醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料－异养兼性厌氧型异养需氧型异养厌氧型18～25℃30～35℃(1)制作果酒和果醋时需对水果进行煮熟以防止杂菌污染(

)(2)制作果醋的温度比制作果酒的温度高(

)(3)在葡萄酒的制作过程中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除果柄再冲洗(

)(4)制作酸奶时，应将市售未开封鲜奶加热灭菌后再使用(

)(5)醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌和酵母菌是厌氧细菌(

)(6)制作葡萄酒的过程中，要定时打开瓶盖放出CO2(

)(7)传统发酵食品的制作过程中，不同的食品接种不同的菌种(

)(8)制作酸奶时，分装后的容器基本要装满牛奶，容器内留的空隙尽可能小(

)×√×××××√习题巩固：1.某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当导致泡菜腐烂，其原因可能是①密闭缺氧的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖②密封不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖③密封不严，氧气抑制了其他厌氧微生物的生长繁殖④密封不严，氧气促进了好氧微生物的生长繁殖A.①③

B.②④ C.②③

D.①④B2．发酵产品是中国传统食品中一个重要的类别，承载了中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。下列有关叙述正确的是

A．泡菜制作过程中，坛内大量增加的液体主要来自微生物的代谢B．利用简易装置制作酸奶的保温发酵过程中，无需适时打开瓶盖放出气体C．检测果酒发酵前后发酵液的温度变化，可作为果酒制作是否成功的依据D．果醋制作中醋酸菌的碳源和能源，都来自果酒发酵产生的酒精B3.下列关于制作泡菜的叙述，正确的是A.泡菜制作的过程中，乳酸菌在产生乳酸的同时还会产生亚硝酸盐B.发酵期间乳酸不断积累，当它的质量分数为5%～20%时，泡菜口味最佳C.发酵时间、发酵温度和使用的食盐量都会影响泡菜中亚硝酸盐的含量D.泡菜坛子内的白色菌膜和变酸的果酒表面的菌膜所含的主要菌种相同C4．某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵B5.如图所示为制作果酒和果醋的流程，下列相关叙述中错误的是A.①为清洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能清洗次数过多B.②为果酒，酒精发酵过程中要严格控制氧气和温度C.③为果醋，醋酸发酵过程中要间断通气D.②的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸c6．下列关于葡萄酒和葡萄醋发酵的叙述，错误的是A．葡萄酒自然发酵过程中，起主要作用的是葡萄皮表面附着的野生酵母菌B．葡萄酒发酵过程中，酸性、缺氧的环境不利于醋酸菌等杂菌的繁殖C．葡萄醋制作过程中发酵液表面一般会形成一层菌膜D．葡萄醋发酵阶段酵母菌仍会产生较多的酒精D7.如图为果酒与果醋发酵的简易装置及兴趣小组设计的改进装置示