高三一轮复习生物：传统发酵技术的应用与发酵工程课件

第44讲传统发酵技术的应用与发酵工程考点一传统发酵技术的应用

考点一

传统发酵技术的应用发酵11)概念：

人们利用微生物，在适宜的条件下，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)原理：

不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物3)类型一、发酵与传统发酵技术有氧发酵（醋酸发酵、谷氨酸发酵）厌氧发酵（酒精发酵、乳酸发酵）

考点一

传统发酵技术的应用传统发酵技术2有氧或无氧固体半固体

考点一

传统发酵技术的应用二、传统发酵食品的制作腐乳的制作11)原理：2)参与的微生物：酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉（丝状真菌）a.代谢类型：异养需氧型b.生殖方式：孢子生殖

考点一

传统发酵技术的应用泡菜的制作21)原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，反应简式如下：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量分数为0.4%-0.8%时，泡菜的口味、品质最佳

2)作用菌种：a.代谢类型：异养厌氧型b.种类：乳酸链球菌乳酸杆菌植物体表面天然的乳酸菌（原核生物）乳酸链球菌(球状)

乳酸杆菌(杆状)

考点一

传统发酵技术的应用泡菜的制作23)方法步骤：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，继续装至八成满盐水配制原料处理蔬菜装坛加盐水封坛发酵将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖调味、抑制微生物生长杀菌除氧避免乳酸菌被杀死用清水和食盐配制质量分数为5%-20%的盐水，并将其煮沸，冷却待用为了防止液体溢出创造无氧环境

考点一

传统发酵技术的应用泡菜的制作24)注意事项：①盐水浓度不宜过高，否则乳酸发酵会受抑制，泡菜风味差；也不宜过低，否则杂菌易繁殖，泡菜变质②所用蔬菜应新鲜，若不新鲜则硝酸盐易被还原成亚硝酸盐③营造“无氧环境”的3项措施：选择的泡菜坛密封性要好；加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料；盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水④每次取样用具要洗净，取样后迅速封口⑤室温下制作即可，温度过高则易滋生细菌，温度过低发酵时间延长

考点一

传统发酵技术的应用泡菜制作过程中乳酸菌数量、乳酸和亚硝酸盐含量的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期发酵中期发酵后期曲线模型少(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)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)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)1.（2024·中原名校联考）有关泡菜中亚硝酸盐含量的研究表明，亚硝酸盐的含量高低和亚硝酸盐含量峰值时间的早晚与食盐的浓度有关(如图)，下列有关叙述不正确的是()A.食盐的浓度越高，亚硝酸盐生成越快，亚硝酸盐含量峰值出现的越早B.取食泡菜时，时间别太长，防止空气进入C.臭味的产生可能与取食过程中带入坛内油脂类物质有关D.所用的食盐水经煮沸后可除去水中的氧气并杀灭杂菌A油脂与水接触后容易氧化进而产生酸败味2.（2023·山东卷，12，2分）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先增后降至稳定乳酸菌创造无氧环境

考点一

传统发酵技术的应用果酒和果醋的制作3项目果酒制作果醋制作所需菌种代谢类型发酵温度发酵时间氧气需求产物检测酵母菌（真核）醋酸菌（原核）异养兼性厌氧型异养需氧型(酵母菌最适生长温度为28℃)18-30℃30-35℃10～12d7～8d前期需氧，后期不需氧一直需氧闻气味、品尝、酸性重铬酸钾溶液(橙色→灰绿色)酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝

考点一

传统发酵技术的应用果酒和果醋的制作3项目果酒制作果醋制作发酵原理①有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：________________________________________________②无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：________________________________________________C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H20+能量C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量①氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄糖分解成乙酸：______________________________________________________________②缺少糖源、氧气充足时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸：______________________________________________________________C6H12O6+2O2酶2CH3COOH(醋酸)+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH(醋酸)+H2O+能量

考点一

传统发酵技术的应用果酒和果醋的制作3方法步骤：器具消毒将发酵瓶、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，晾干备用冲洗葡萄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、污物防止洗掉果皮表面的野生菌避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会榨汁装瓶用榨汁机榨取葡萄汁，并装入发酵瓶，留有大约1/3的空间，盖好瓶盖防止发酵液溢出，并且酵母菌可以进行有氧呼吸大量繁殖

考点一

传统发酵技术的应用果酒和果醋的制作3方法步骤：酒精发酵发酵温度控制在18～30℃，时间控制在10~12d，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意:不是打开瓶盖）排出CO2，防止发酵瓶爆裂防止杂菌污染醋酸发酵当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，发酵温度调整为30～35℃，时间控制在7～8d让空气中的醋酸菌进入发酵液，并创设有氧环境

醋酸发酵时酵母菌不会再继续进行发酵，因为此时发酵液的PH、温度均不利于酵母菌生长繁殖，酵母菌活性很低

考点一

传统发酵技术的应用葡萄酒和葡萄醋的制作过程中发酵液的变化在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌进行呼吸作用会产生CO2；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。葡萄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，这是醋酸菌菌膜

考点一

传统发酵技术的应用果酒发酵过程中酵母菌数量和酒精含量的变化①菌体数量的变化：发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；发酵中期形成无氧环境，酵母菌数量增加缓慢，最后达到稳定；发酵后期由于酒精含量较高，可能会导致酵母菌大量死亡②酒精含量的变化：发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，酒精含量很低；发酵中期，酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精，酒精含量增加；发酵后期，由于酒精含量升高，大量酵母菌死亡，酒精含量几乎不再增加；果酒、果醋制作过程中pH的变化：发酵液的PH都会降低，最后趋于稳定

考点一

传统发酵技术的应用【拓展延伸】源于选择性必修3P8“练习与应用·拓展应用3”：果酒和果醋改进装置及其分析关闭CO2

空气中微生物的污染

考点一

传统发酵技术的应用发酵过程中控制杂菌的方法1.利用发酵条件控制杂菌：①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌

②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖2.利用食盐控制杂菌：如腐乳、泡菜制作时3.利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳制作时4.利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜制作时1.（2023·江苏泰州高三一模）米酒、酸奶、泡菜等都属于传统发酵制品，下列相关叙述正确的是（

）A.制作米酒时添加“酵头”的目的是接种酿酒酵母B.米酒发酵液中冒出的“气泡”都来源于酵母菌无氧呼吸C.酸奶和泡菜制作中均需要及时通氧，保证乳酸菌的有氧呼吸D.为降低杂菌污染，发酵前需要对器具、原料等进行灭菌A制作传统发酵品时的菌种来源于原料酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸都会产生CO2厌氧型微生物2.如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况，下列相关叙述正确的是（

）A.果酒发酵所需的最适温度高于果醋B.过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同C.过程⑤需要氧气而过程④不需要氧气D.进行果酒、果醋发酵的微生物均为真核生物B酵母菌，真核18～30℃都是醋酸发酵，都需要氧气30～35℃醋酸菌，原核考点二发酵工程及其应用

考点二

发酵工程及其应用发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术

一、发酵工程的基本环节诱变育种基因工程育种菌种为了短时间内得到大量发酵产物一般使用液体培养基，将培养到增长速率最快时期的菌体分开进行再培养考虑的因素：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产产量高、发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等

考点二

发酵工程及其应用一、发酵工程的基本环节将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中发酵设备培养基原因：发酵工程所用的菌种大多数是单一菌种，当有杂菌污染时会与菌种竞争营养物质等，并且杂菌产生的代谢物可能会抑制菌种生长，最终使产量和品质下降

考点二

发酵工程及其应用一、发酵工程的基本环节微生物的数量产物浓度营养组分过滤、沉淀产物的性质发酵工程的中心环节

考点二

发酵工程及其应用二、啤酒的工业化生产流程淀粉酶淀粉分解，形成糖浆酒精和二氧化碳主发酵后发酵完成酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成低温、密闭环境下储存

考点二

发酵工程及其应用“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别长短低高

考点二

发酵工程及其应用三、发酵工程的特点①产物专一②生产条件温和③原料来源丰富且价格低廉③废弃物对环境污染小且容易处理

考点二

发酵工程及其应用四、发酵工程的应用食品添加剂酶制剂发酵得到的微生物菌体1.(2023·山东淄博二模)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。使用发酵罐（如图）可进行啤酒的工业发酵。下列说法错误的是()A.啤酒酵母在接入发酵罐前需要对其进行扩大培养B.通过pH检测装置可检测发酵液的发酵进程C.使用叶轮搅拌的目的是增加发酵液中的溶解氧D.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压C叶轮搅拌的作用有：①使微生物混合均匀

②散热

③增加溶解氧但酒精发酵中期需要严格的无氧环境2.(2023·山东高考模拟预测)啤酒是一种以大麦芽、啤酒花(一种草本植物)、水为主要原料，通过大麦种子发芽→麦芽糖化→加啤酒花、煮沸→糖汁发酵→过滤→分装保存等工艺流程而制成的低酒精度饮料。主发酵阶段按泡沫的形成和消退可分为低泡期、高泡期和落泡期等。下列有关叙述错误的是()A.发酵