1.1传统发酵技术的应用教学课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

目录01发酵工程02细胞工程03基因工程04生物技术的安全性与伦理问题第一章发酵工程第1节传统发酵技术的应用010203发酵与传统发酵技术泡菜的制作果酒和果醋的制作目录/CONTENTS“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。”从社会中来

葡萄酒和葡萄醋是人类以葡萄为原料利用微生物发酵制作而来的，它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作呢？葡萄及葡萄酒课题背景

约9000年前，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。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。汉代砖刻上的酿酒图展示我国古代酿酒作坊的绘画作品现代发酵产品一、发酵与传统发酵技术指人们利用微生物，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：1）概念：需氧发酵（

）厌氧发酵（

）醋酸发酵、谷氨酸发酵、腐乳发酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵

3）产品：1、发酵：2、传统发酵技术：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（

）半固体发酵（

）泡菜、粮食白酒、腐乳等3）产品：豆豉、酱、酱油等

制作果酒制作果醋酵母菌-真菌醋酸菌-细菌二、尝试制作传统发酵食品（一）制作泡菜果酒果醋的微生物：制作泡菜乳酸菌-细菌乳酸链球菌乳酸杆菌（作酸奶）菌种名称生物分类代谢类型适宜温度繁殖方式发酵对氧的需求乳酸菌酵母菌醋酸菌真核生物异养兼性厌氧出芽生殖

前期需氧，后期不需氧原核生物异养需氧30-35℃二分裂一直需氧原核生物异养厌氧二分裂密闭不需氧（二）微生物繁殖方式和代谢特点18-30℃（酿酒酵母28℃）18-20℃同化类型：自养/异养；异化类型：需氧型/厌氧型/兼性厌氧型C2H5OH+O2→CH3COOH（醋酸）+H2O+能量酶C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酵母菌先在有氧条件下大量繁殖再在无氧条件下进行酒精发酵C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶酶3、果醋制作醋酸菌在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量酶当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸2、果酒制作1、泡菜制作乳酸菌在无氧条件下将糖分解成乳酸C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶（三）微生物的发酵反应式探究·实践制作传统发酵食品一、制作泡菜

在我国四川、东北、湖南、湖北、河南、广东、广西等地民间均有自制泡菜的习惯。韩国泡菜相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”探究·实践制作传统发酵食品一、制作泡菜1、制作原理（1）利用植物体表面天然的乳酸菌发酵。发酵期间，

乳酸不断积累。乳酸链球菌C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶（2）反应式：

当乳酸的质量百分比为0.4﹪-0.8﹪时，泡菜品质、口味最佳。一、制作泡菜2、材料用具

（2）调味品：如花椒、八角、生姜、蒜瓣及其他香辛料。（3）白酒、白砂糖和盐。一般用白菜、洋白菜、黄瓜、豇豆、胡萝卜、白萝卜等。（1）各种蔬菜（选新鲜蔬菜或其他原料，因为亚硝酸盐的含量低）均可，（4）泡菜坛的选择一、制作泡菜火候好坛沿深、盖子吻合好

无裂纹、无砂眼检查方法：坛口向上，压入水中，看坛内壁有无渗水现象。也可使用玻璃制作的泡菜坛15配制盐水蔬菜处理装坛加盐水封坛发酵过高：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。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；创造无氧环境将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；不影响乳酸菌的生命活动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；（3）制作泡菜方法步骤：5、泡菜腌制中亚硝酸盐产生资料发酵初期，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。亚硝酸盐本身并不致癌动物实验表明：研究表明：亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用人类的某些癌症与亚硝胺(化学致癌因子)有关在什么情况下，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)泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制）少增加（硝酸盐还原菌的作用）发酵中期最多（乳酸抑制其他菌活动）积累增多，pH下降下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）发酵后期减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动）继续增多，pH继续下降下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）曲线模型

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。练一练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

1、用水封闭泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需什么条件？水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。3、你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何?4、结果分析与评价2、为什么泡菜坛只能装八成满？蔬菜发酵失水，液体膨胀，为了防止液体溢出成果展示泡菜好吃，但不宜多吃，泡菜中亚硝酸盐会危及人体健康(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探究·实践制作传统发酵食品二、制作果酒1、制作原理（1）许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。酶反应式：C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（2）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。反应式：2、材料用具

洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）二、制作果酒和果醋探究·实践制作传统发酵食品三、制作果醋1、制作原理（2）反应式：（1）在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用还可以进一步

发酵成果醋。醋酸菌-细菌C2H5OH+O2→CH3COOH（醋酸）+H2O+能量酶3、果醋制作醋酸菌在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量酶当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸将发酵瓶、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;除灰去污避免葡萄破损，减少杂菌污染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。无需多次。防止菌种减少，影响发酵排出CO2，防止爆裂防止杂菌污染器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵果酒制作步骤：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;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果醋制作步骤：2702思考：如何检测果酒和果醋的制作是否成功？果酒：

a.闻

b.品尝

c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测果醋：

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。4、结果分析与评价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

酵母菌小结2：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。【网络构建】1．如图为果酒与果醋发酵的简易装置及某兴趣小组设计的改进装置示意图，下列说法错误的是(

)A．用70%左右的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁B．甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大C．丙装置转为果醋发酵更容易，只需通过气阀2通气即可D．与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定C【当堂训练】2．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B3.下列与果酒、果醋和泡菜制作有关的叙述，正确的是(

)A．制作果醋的前提是制作果酒，因为醋酸菌可将酒精氧化为乙酸B．通常情况下，泡菜制作1～2天即可食用，并需偶尔进行排气操作C．使用的菌种通常取自于自然环境，若要提高产品品质