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3(1)3

第1节传统发酵技术的应用学习目标1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。2.概述微生物发酵的原理。3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。从传统发酵技术到发酵工程约9000年前：我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。（自然发酵或曲种传代的固定发酵，不明白其原理）1857年：法国微生物学家巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的，从而将酵母菌与发酵联系起来。1897年科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，逐渐了解发酵的本质。微生物的分离和纯化技术使发酵工艺不断完善，传统的固体发酵开始向半固定和液体发酵。20世纪40年代利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。1957年用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。20世纪70年代以后基因工程、细胞工程等发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。如人胰岛素和干扰素大量生产。科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究，更加合理地控制发酵过程。1.发酵的概念发酵是指人们利用

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。一

发酵与传统发酵技术一不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。

据史料记载，早在公元5世纪魏代古籍中，就有腐乳生产工艺的记载，“干豆腐加盐成熟后为腐乳”。到了明代我国就大量加工腐乳，而今腐乳已成长为具现代化工艺的发酵食品。又称东方乳酪。(1)参与的微生物：酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。(2)腐乳的特点：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。让豆腐上长出毛霉香料腌制密封发酵传统发酵技术(1)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。(2)类型：传统发酵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。(3)发酵产品：利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。(4)优点和缺点传统发酵技术的优点有操作简单，便于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等；缺点有生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。课堂练习(2)毛霉主要通过产生蛋白酶分解蛋白质参与腐乳发酵(

)(3)腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸(

)(1)发酵是指人们利用微生物，在缺氧的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物(

)×√√1.下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是A.传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题√2.下列关于腐乳制作原理的叙述，不正确的是A.腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有机物的过程B.腐乳制作中，起作用的微生物多为异养型真菌C.传统发酵利用的是天然存在的菌种，所生产的食品安全性更高D.家庭自制腐乳时，一般不需要单独接种菌种√一

尝试制作传统发酵食品二发酵产品所需菌种生物分类代谢类型适宜温度发酵对氧的需求泡菜乳酸菌原核生物异氧厌氧型室温密闭不需要氧果酒酵母菌真核生物异养兼性厌氧18~30℃前期需氧，后期不需氧果醋醋酸菌原核生物异养需氧30~35℃一直需要氧一

尝试制作传统发酵食品二

有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。制作泡菜(1)菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌。(2)原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：________________________________。乳酸含量0.4%~0.8%时，口味、品质最佳随乳酸增加，pH会变小，口感变酸。发酵条件材料用具一

尝试制作传统发酵食品二适宜的温度；根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件。新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子亚硝酸盐的含量低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；①盐的作用：②盐水浓度要适宜的目的：③盐水煮沸的目的：④冷却的目的：为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动调味；抑制其他微生物生长过高：口味不佳，乳酸菌发酵受到抑制；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。杀灭其中杂菌；去除水中的氧气配制盐水原料处理、蔬菜装坛一

尝试制作传统发酵食品二将新鲜蔬菜洗净，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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；⑤为什么泡菜坛中的菜料只能装八成满？a.防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外；b.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。配制盐水原料处理、蔬菜装坛加盐水一

尝试制作传统发酵食品二将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖一

尝试制作传统发酵食品二配制盐水原料处理、蔬菜装坛加盐水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；⑥用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？用水封闭坛口的目的是使坛内与坛外空气隔绝，这是最简易的营造无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需要无氧环境。注意：泡菜发酵一段时候后可能会出现白色的膜，是产膜酵母菌繁殖形成的；一

尝试制作传统发酵食品二泡菜发酵阶段：a.发酵初期：大肠杆菌、酵母菌等较活跃，利用O2，产生CO2，有气泡从坛沿水槽中间歇性放出，逐渐形成厌氧状态，乳酸菌开始发酵；b.发酵中期：由于乳酸发酵，乳酸不断积累、PH降低，厌氧状态形成，乳酸菌活跃，产生大量乳酸；同时，酵母菌、大肠杆菌等活动受抑制，由于O2耗尽，需氧型微生物受抑制。这一时期为泡菜完全成熟阶段。c.发酵后期：继续进行乳酸发酵，乳酸含量继续增多，当PH过低时，乳酸菌活动受抑制，发酵速度缓慢甚至停止。发酵初期会有气泡冒出，但气泡的产生逐渐停止，试分析原因？一

尝试制作传统发酵食品二⑴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？⑵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？⑶加入“陈泡菜水”的目的是什么？10天后食用比较合适。因为此时亚硝酸盐含量低。加盐太多，盐浓度过高，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。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”。在用质量分数为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，结果如图。请你帮他分析下列问题：泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况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变化曲线下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）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√葡萄美酒夜光杯欲饮琵琶马上催君若问酒何处来此功当属一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋原理在有氧条件下，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植物体表面天然的酵母菌应用的微生物果酒制作流程一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶酒精发酵70%的酒精的作用：消毒①冲洗的目的：去除表面灰尘、污物②冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，为什么？不能，防止洗去葡萄皮表面的野生酵母菌③应该先冲洗再去梗，还是先去梗再冲洗？为什么？应该先清水冲洗，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。器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶酒精发酵一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋①葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？a.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出b.酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；②每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：排出CO2，防止发酵瓶爆裂③拧松但不打开的目的：防止杂菌和空气倒流进入发酵瓶。原理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将糖分解成乙酸一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋应用的微生物醋酸杆菌：原核生物一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋制作步骤冲洗葡萄榨汁装瓶酒精发酵醋酸发酵清洗用具及消毒果酒果醋思考：在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？不会。发酵温度、pH不利于酵母菌生长一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋结果分析项目酒精发酵醋酸发酵气味和味道酒味酸味气泡和泡沫有无发酵液颜色

(以紫葡萄作原料)

颜色加深变成深红色

浑浊，液面形成白色菌膜一

尝试制作传统发酵食品二制作果酒和果醋装置图装置图结构作用

充气口①醋酸发酵时连接充气泵，输入

无菌空气

；②制果酒时关闭充气口排气口用来排出_CO2___长而弯曲的胶管防止空气中微生物的污染出料口便于取料，及时监测发酵进行的情况项目泡菜制作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：氧气充足、缺少糖源时：发酵条件温度

时间氧气

课堂小结乳酸菌（二分裂）植物体表面天然的乳酸菌异养厌氧型原核细胞C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）+能量酶在无氧的情况下：18—20℃不需要氧气8-10dPH=3酵母菌（孢子生殖、出芽生殖）传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌异养兼性厌氧型真核细胞C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶一般控制在18-30℃，最适合温度28℃左右。10-12d初期需氧，后期不需氧醋酸菌（二分裂）异养需氧型原核细胞空气中的野生型