传统发酵技术的应用课件-人教版高中生物选择性必修三（共24张）

第1节传统发酵技术的应用第1章发酵工程河北峰峰第二中学从社会中来“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）诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？

葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。一、发酵与传统发酵技术1.发酵（1）概念：

指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_____________转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢（2）原理：

不同的微生物具有_________________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产生不同代谢产物（3）类型：需氧发酵厌氧发酵如：醋酸发酵如：酒精发酵乳酸发酵2.传统发酵技术（1）概念：

直接利用原材料中________的微生物，或利用_________保存下来的面团、卤汁等______中的微生物进行发酵、制作食品的技术天然存在前一次发酵发酵物（2）特点:

传统发酵以混合菌种的________及__________为主，通常是_______或_______的；固体发酵半固体发酵家庭式作坊式（3）常见产品:腐乳、酱、酱油、醋、泡菜、豆豉腐乳参与发酵的微生物：酵母曲霉毛霉（主要）发酵原理:经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解为___________________；小分子的肽和氨基酸_____细菌，代谢类型为__________；在_____的情况下能将_______分解成______；二、尝试制作传统发酵食品1.传统发酵食品制作常用微生物（1）乳酸菌①代谢特点：厌氧无氧葡萄糖乳酸异养厌氧型②发酵原理（反应简式）C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量③应用：乳制品的发酵泡菜的腌制④分布：空气土壤植物体表人或动物的肠道内⑤常见类型：乳酸链球菌乳酸杆菌（2）酵母菌①代谢特点：是一类单细胞____，是__________微生物；在_____的条件下能进行________真菌无氧酒精发酵兼性厌氧②发酵原理（反应简式）C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量③重要影响因素：温度酿酒酵母的最适生长温度约为_____；____是影响酵母菌生长的重要因素；28℃④应用：酿酒制作馒头和面包⑤分布：能以多种糖类作为营养物质和能量来源，在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常发现酵母菌的存在。（3）醋酸菌①代谢特点：___氧细菌，代谢类型是____________；当______________时，能将___分解为____；当________时则将_____转化为_____，再将_____变为____；多数醋酸菌的最适生长温度为________；好O2、糖源都充足乙醛异养需氧型糖醋酸缺少糖源乙醇乙醛醋酸30-35℃②发酵原理（反应简式）C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量③生产应用醋酸菌可用于制作各种风味的____醋①利用_______________________来进行发酵；2.制作泡菜（1）发酵原理：植物体表面天然的乳酸菌②发酵期间，乳酸会________，当它的质量百分比为_________时，泡菜的口味、品质最佳；不断积累0.4%-0.8%③相关反应式C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量（2）发酵条件适宜的_____；根据室内温度控制_________严格控制_____条件；温度厌氧发酵时间（3）制作流程配制盐水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；原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，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；加盐水将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖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；（4）结果分析与评价①盐的作用：调味，抑制其他微生物生长②盐水浓度要适宜的目的：过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质③盐水煮沸的目的：杀菌，去除水中的溶解氧④盐水冷却后使用的目的：为了不影响乳酸菌的生命活动⑤泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件⑥用水密封泡菜坛的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件⑦以上说明泡菜制作需要什么条件？说明泡菜制作需要在无氧条件下进行（即厌氧条件）⑧泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌⑨为什么泡菜坛只能装八分满？

在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外；另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂；

（防止由于产生CO2而导致发酵液溢出坛外；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）（5）进一步探究

泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生；

膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡；

查阅资料，设计实验跟踪检测泡菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化，并探索腌制方法、时间长短和温度高低等条件对亚硝酸盐含量的影响，寻求提高泡菜质量的措施。

某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加人一些“陈泡菜水”；在用质量百分比为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，结果见曲线图。请你帮他分析相关问题1.泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素哪些？

腌制方法、腌制时间长短、温度高低2.据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适?为什么?应该在11天后食用比较合适；因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平；3.加入“陈泡菜水”的目的是什么？“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。（6）腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵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、制作果酒和果醋（1）发酵原理：①许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的___________；野生酵母菌②在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒（通过有氧呼吸大量繁殖，通过无氧呼吸产酒精）③在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。④相关反应式C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H20+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量果酒果醋（2）发酵条件①制作果酒时将温度控制在_________进行发酵；18～30℃②制作果醋时将温度控制在__________进行发酵。30～35℃温度：氧气：①制作果酒时，酵母菌在_________的情况下大量繁殖；在_________下，进行酒精发酵；②在____的条件下，果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成果醋。氧气充足无氧条件有氧（3）制作流程器具消毒将发酵瓶、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，沥干榨汁装瓶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），盖好瓶盖酒精发酵将温度控制在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。果酒检测可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测打开瓶盖，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。发酵温度为30～35℃，时间为7～8d。（4）实验分析与思考①冲洗的目的：去除表面灰尘、污物②冲洗1-2次即可，能否连续冲洗，为什么？不能，防止果皮表面的野生菌种数量减少③为什么去梗前冲洗：避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会④葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？a.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；b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出⑤每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：排出气体⑥拧松但不打开的目的：防止杂菌污染（5）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2025/4/5（6）果酒发酵与果醋发酵的比较果酒发酵果醋发酵发酵菌种菌种来源菌种代谢类型菌种生物类型发酵原理发酵条件温度时间氧气酵母菌醋酸菌附着在新鲜水果果皮表面的野生酵母菌空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌异养兼性厌氧型异养需氧型真核生物原核生物18～30℃30～35℃10～12d7～8d前期需氧，后期不需氧始终需氧（7）结果分析与评价

①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？

在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象在发酵的10天后，这种现象最明显。

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。

果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，这是醋酸菌膜。②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？果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。

乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。

在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。

③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