高中生物新人教版选择性必修3传统发酵技术的应用教案

2020--2021学年新人教版选择性必修3传统发酵技术的应用教

案

新课程标准课时素养目标

1.从于酣酒的实例分析.收纳发醉的假念,运用结构与功能观.阐明发解菌种的

结构特点和代谢特点。（科学思维、生命观念）

3.2.1举例说明日常生

2.运川发醉原理.设计并完成利川天然菌种制作泡菜、果酒和果醋的实骐探究.

活中的某些食品是运用传

并对实验结果进行分析与i平价，（科学探究）

统发解技术生产的

3.通过布阅资料,设计实赘并跟踪检测泡菜制作过程中亚硝酸盐含仙变化,关注

食品安全和健康的生活方式（科学探究、社会责任）

必备知识•素养美基

一、发酵与传统发酹技术

1.发酵: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。

2.传统发酵食品一一腐乳：

⑴原料•豆腐。

⑵参与发酵的微生物:酵叁、曲霉和毛霉等,起主要作用的是毛霉。

⑶物质变化:蛋白质一小分子的肽和氨基酸O

激疑.................................]

毛霉是怎样将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的？

提示：毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解。

3.传统发酵技术：

⑴概念: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存下来的

面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。

⑵特点：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。

4.卜列食品是传统发酵食品的是②③④⑥⑦⑧⑨⑪。

①豆腐②腐乳③酱油④香醋⑤豆油⑥泡菜

⑦豆豉⑧馒头⑨米酒⑩豆浆⑪酸奶⑫米饭

二、尝试制作传统发酵食品

（一）制作泡菜

1.菌种来源:植物体表面天然的乳酸菌。

2.原理:无氧的情况下,乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。反应简

式:CGHO上加3凡03（乳酸）+能量。

3.方法步骤:

制作流程具体操作

用清水和食盐配制质量百分比为〜的盐水,煮沸冷却待

配制盐水5%20%

用

原料加工将新鲜蔬菜洗净，切块，晾干后装入泡菜坛内，装至半坛时,加

和装坛入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满

加盐水缓缓注入冷却的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖

封坛发酵向坛盖边沿的水槽中注满水,并注意经常向水槽中补充水,室

I温发酵

4.结果分析与评价：

判一判:结合泡菜的制作原理和过程,判断下列实验分析的正误：

⑴用水密封泡菜坛可以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。（J）

⑵随着发酵时间的延长，泡菜中乳酸含量逐渐增加，所以泡菜腌制时间越长越

好。（X）

提示：当乳酸含量为0.4%〜0.8%时，泡菜的口味、品质最佳，如果发酵时间过长,

乳酸含量过高，口味不佳，还需考虑亚硝酸盐含量的问题。

⑶制作泡菜时配制的盐水可以直接使用。（X）

提示：盐水应该煮沸冷却后再使用。

⑷蔬菜和香辛料不能装满泡菜坛，只能装八成满。（J）

激疑

蔬菜中含有较多的硝酸盐,试从泡菜的制作过程分析亚硝酸盐产生的原因。

提示：泡菜是新鲜蔬菜经过乳酸菌等微生物的发酵制作而成的，蔬菜中的硝酸盐

在某些微生物的作用下被还原成亚硝酸盐。

（二）制作果酒和果醋

]'^和1・

⑴制作果酒菌种:新鲜水果果皮表面附着的野生酵理菌,

⑵制作果醋菌种:醋酸菌。

2.原理和反应简式：

原理反应简式

C6H12。6+6。2+61120

氧气充足,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖

果酒旦6co2+12上0+能量

制作C6Hl2。6旦2c2H5OH+2c。2+能

无氧条件,酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精

星

氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成醋C6Hl2。6+2。2县

果醋酸2cH3COOH+2co2+2HQ+能量

制作氧气充足,缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化C此OH+O2旦

为醋酸CH3COOH+H2O+能量

3.方法步骤:

①发酵瓶榨汁机等清洗干净

实验用具消毒

②用体瓢分数为70%的酒精消港.瞭干

①取新鲜葡萄,用蚣冲洗1〜2次

捻选.

冲洗葡萄L②去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干

「①用榨汁机榨取葡菊汁，装入发酵瓶中

L②不能装满.要留有大约里的空间

①温度控制在曳毁七，发酵l（M2d

果酒工酵H

②每隔IZh将瓶盖拧松排气

①打开瓶盖.盖上梦有

滦it发叼[

②温度控制在3a35七.发酵2gd

4.结果分析与评价：

判一判:结合果酒和果醋的制作原理和过程,判断下列实验分析的正误：

⑴在制作果酒过程中，发酵液中有气泡产生，因此发酵瓶需要排气。（J）

⑵在制作果醋时,发酵液变浑浊,液面会形成白色菌膜。（J）

⑶在制作果酒过程中，只有酵母菌进行发酵,没有其他微生物生长。（X）

提示：葡萄皮上除酵母菌外，还有其他杂菌，所以发酵过程中，有多种微生物参

与。

⑷在制作果醋的过程中,酵母菌的酒精发酵被抑制。（J）

⑸在制作果醋的过程中，需将瓶盖打开为醋酸菌提供氧气，盖上纱布以减少空

气中尘土等杂质的污染。（J）

三、传统发酵食品的品质

1.由于菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，会造成发酵食品

的品质不一。

2.工业上大规模生产时,通常会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。

关键能力•素养形成

知识点一泡菜的制作

]■^利1---乳,

（1）代谢类型：异养厌氧型,有氧存在时,无氧呼吸会受到抑制。

⑵结构特点：无核膜包被的细胞核,是原核生物。

⑶生殖方式:二分裂。

⑷种类:种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。

2.制作泡菜的材料选择：

⑴泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬

菜腐烂。

⑵诜择新鲜蔬菜：蔬菜中含有大量的硝酸盐，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐

易被还原成亚硝酸盐,增加泡菜中的亚硝酸盐含量。

3.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析:

工乳酸菌乳酸亚硝酸盐

期

初少（有氧气,乳酸菌活动受抑增加（硝酸盐还原菌的作

少

期制）用）

，最多（乳酸抑制其他菌活动）下降（硝酸盐还原菌受抑

增多,pH下降

7JJ制,部分亚硝酸盐被分解）

后减少（乳酸继续积累,pH继续

继续增多,pH继下降至相对稳定（硝酸盐

期下降，抑制自身活动）续下降______还___原菌被完全抑制）

变］乳酸菌产酸［亚硝酸盐含量

上上

（,

线°发醒时间（）发酵时间发酵时间

4.泡菜制作过程中四个注意问题：

⑴盐水的比例和使用方法：

①盐水比例适中：食盐用量过高，乳酸菌发酵受抑制，泡菜风味差；食盐用量过低,

②盐水土煮沸后冷却加用：盐水会沸有两大作用,一是除去水中的氧气，二是杀

灭盐水中的细菌。冷却后使用是防止入坛蔬菜表面带入的微生物被高温杀死。

⑵蔬菜装至八成满,不能装满泡菜坛:蔬菜刚入坛时'其表面带入的微生物,进

行发酵产生较多的C02,蔬菜装至八成满,可以防止发酵液溢出。

⑶坛盖边沿的水槽中要注满水,并经常补充，以保证乳酸菌发酵所需要的无氧

环境。

⑷发酵温度和时间的控制:若温度过高,则易滋生杂菌;若温度过低，则发酵时

间延长。时间过短,会造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加;泡菜的发酵时间长,

亚硝酸盐含量低,但是发酵时间过长,乳酸含量过高，口味不佳。

5.进一步探究:亚硝酸盐含量的测定

⑴原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与

NT-蔡基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。

⑵方法：比色法。将显色后的样品与标准显色液进行对比,估算亚硝酸盐含量。

⑶过程:配制溶液一制备标准显色液一制备样品处理液+比色。

—杳素养案例

（2020•武汉高二联考）红酸汤是一种很有特色的火锅底料,制作流程如图所示。

请分析回答以下问题：

装坛：一层

选择西红柿I-d洗净.擦干.白酒泡洗I—西红柿._

层盐.装至

成剧T继续密有藕H^H密封发醉近坛口

⑴密封发酵时，常在坛中加入成品红酸汤，其目的是。乳

酸发酵的过程即为乳酸菌进行的过程，该过程发生在乳

酸菌细胞的中。？

⑵装坛时坛口留有一点空间而不装满的目的是,红酸汤

腌制过程的初期会有气泡冒出，但气泡的产生逐渐停止,试分析原因是

__________________________________________________________________________________o?

⑶红酸汤有利于人体肠道内多种益生菌的生长。消化道炎症往往与益生菌群减

少、有害菌群增多有关。研究表明，治疗消化道慢性炎症时，不宜滥用抗生素，滥

用抗生素的害处有O?

⑷亚硝酸盐的含量影响红酸汤的品质，在发酵过程中影响亚硝酸盐含量的因素

有。？

【解题导引】解答本题的两个关键点是:

（1）制作泡菜的原理:乳酸发酵（无氧呼吸）。

⑵泡菜的发酵过程：

①发酵初期乳酸菌数量少,其他微生物发酵产生二氧化碳。

②发酵中期,无氧状态,乳酸菌增加,乳酸不断积累，其他菌受抑制。

③发酵后期,乳酸含量继续增加,乳酸菌受抑制或死亡,发酵速度变缓或停止。

【解析】（1）在坛中加入成品红酸汤的目的是增加乳酸菌含量，乳酸发酵是利用

了乳酸菌的无氧呼吸，该过程发生在乳酸菌的细胞质基质中。（2）装坛时坛口留

有一点空间而不装满的目的是防止西红柿发酵后液体膨胀外溢，红酸汤腌制过

程的初期会有气泡冒出，但气泡的产生逐渐停止，其原因是刚入坛时，西红柿表

面的杂菌呼吸产生二氧化碳，随着乳酸积累抑制了杂菌的生长，乳酸菌产生乳酸

的过程不产生二氧化碳。（3）根据题意分析，人体肠道内有很多益生菌，若使用抗

生素会杀死肠道内多种益生菌，因此不宜滥用抗生素。（4）发酵过程中影响亚硝

酸盐含量的因素有温度高低、食盐用量、腌制时间、腌制方法等。

答案：（1）增加乳酸菌含量（以缩短制作时间）无氧呼吸细胞质基质（2）防

止西红柿发酵后液体膨胀外溢刚入坛时，西红柿表面的杂菌呼吸产生二氧化

碳，随着乳酸积累抑制了杂菌的生长，乳酸菌产生乳酸的过程不产生二氧化碳

⑶抗生素会杀死肠道内多种益生菌（4）温度、食盐用量、腌制时间、腌制方

法等

【误区警示】泡菜制作的两个易错点

⑴误认为只有乳酸菌发酵:前期主要是有氧发酵消耗氧气,形成无氧环境,后期

主要是乳酸发酵。

⑵误认为泡菜制作全过程都是无氧发酵,蔬菜装坛能装满:装八成满,防止早期

发酵产生的C02使发酵液溢出。

【素养•探究一一母题追问】

（1）科学探究——实验设计

结合题目中红酸汤的制作过程,分析在制作泡菜时,可以采取哪些措施营造“无

氧环境”？

提示：①选择的泡菜坛要密封性好；②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐

水没过全部菜料;③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。

⑵科学思维一一分析与推理

酸奶是一种对人体健康有益的发酵食品，也是利用乳酸菌发酵制作的。制作酸奶

时用的鲜奶原料不能含有抗生素,试分析原因。

提示：抗生素会抑制乳酸菌的生长，使发酵受到抑制。

【素养•迁移】

家庭中制作泡菜的方法:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒

擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后

置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，不正确的是（）

A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒

B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种

C.制作泡菜的过程中,有矶物的干重和种类将减少

D.若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵

过程

【解析】选C。用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒,A正确；“陈泡菜水”中含有大

量的乳酸菌菌种，制作泡菜时，加入“陈泡菜水”可以实现接种乳酸菌菌种的目

的，B正确；制作泡菜的过程中，由于呼吸作用的消耗，有机物的干重将减少，但坛

内有机物的种类将增加,C错误；若放入的食盐过多，抑制了乳酸菌的发酵，就会

使制作的泡菜“咸而不酸”，D正确。

【补偿训练】

关于泡菜发酵的叙述，不正确的是（）

A.泡菜发酵过程中乳酸会不断积累

B.煮沸盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他杂菌

C.制作泡菜利用的菌种是乳酸菌,其代谢类型为异养厌氧型

D.泡菜腌制时间过长,容易造成细菌大量滋生,亚硝酸盐含量增加

【解析】选D。泡菜腌制时间过短，乳酸含量低，容易造成细菌大量滋生，亚硝酸

盐含量增加；腌制时间过长，乳酸含量高，影响泡菜口味。在整个发酵过程中，亚

硝酸盐的含量表现为先增加后下降的趋势，D错误。

知识点二果酒和果醋的制作

1.制作果酒和果醋的菌种和发酵条件的比较：

果酒制作果醋制作

附着在葡萄皮上变酸酒表面的菌膜或

发来源

的野生酵母菌人工接种醋酸菌

酵

有以核膜为界限的细胞核，无以核膜为界限的细胞核，只有

菌结构特点

有多种细胞器核糖体一种细胞器

种

代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型

发温度18〜30℃30〜35℃

酵时间10〜12天7~8天

条

，

需氧

件前期

氧气

氧气

充足

需要

一直

无氧

后期

酸性

酸性

pH

行，

上进

基础

酵的

精发

在酒

可以

发酵

醋酸

联系

料

提供原

酸发酵

酵为醋

酒精发

”

变化

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关注

程中

酵过

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提醒

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化：

的变

含量

酒精

量和

菌数

酵母

程中

酵过

酒发

⑴果

成无

期形

发酵中

殖。

量繁

吸,大

氧呼

行有

菌进

,酵母

初期

:发酵

变化

量的

体数

①菌

能

高,可

含量较

于酒精

后期由

。发酵

稳定

达到

,最后

缓慢

增加

数量

母菌