1.1 传统发酵技术的应用ppt课件 -2023新人教版（2019）《高中生物》选择性必修第三册.pptx

1、1.1 传统发酵技术的应用的的 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。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。从传统发酵技术到发酵工程科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。1897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。1957年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。20世纪80年代以后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。1857年利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素

2、、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。20世纪40年代基因工程。细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。20世纪70年代以后190019401960185019801970约约90009000年前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。究竟什么是发酵呢？资料1 夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。资料2 1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，发酵是由活的酵母菌引发的。资料3 研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物

3、。讨论：1.酒曲是什么？2.酿酒加酒曲的目的是什么？3.酒中除了酒精还有其他物质的吗？微生物使原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。还有乳酸、醋酸等物质。只是含量相对较少。一、发酵与传统发酵技术一、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。（3）类型：（1）概念：需氧发酵（）厌氧发酵（）1、发酵（2）原理：不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵 一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术阅读P5，回答以下问题：问1.制作腐乳利用了

4、哪些微生物？这些微生物来自哪里？问2.腐乳的制作原理是什么？问3.传统发酵技术的概念及特点是什么？优点和缺点分别是什么？问4.每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？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：固体发酵固体发酵（泡菜、粮食白酒、腐乳等泡菜、粮食白酒、腐乳等）半固体发酵半固体发酵（豆豉、酱、酱油等豆豉、酱、酱油等）2、传统发酵技术 一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？2.直接利用空气

5、中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术吗？思考辨析不属于；使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。阅读教材p6-7，回答以下问题：问1.制作泡菜用何菌种？该菌种来自哪里？代谢类型、种类以及发酵原理。问2.制作果酒和果醋用何菌种？该菌种来自哪里？代谢类型、种类以及发酵原理。二、传统发酵食品二、传统发酵食品（一）制作泡菜1.菌种：乳酸菌（1）来源：（2）代谢类型：（3）种类：植物体表面天然的乳酸菌异养厌氧型乳酸链球菌、乳酸杆菌（原核生物）2.发酵原理：乳酸菌在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量酶二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品（一）制作泡菜3.

6、方法步骤阅读阅读p6p6，圈划关键词。，圈划关键词。配制盐水用清水和 配制质量分数为5%20%的盐水，并将盐水_，_待用原料加工：将新鲜蔬菜洗净、切块(或条)、晾干食盐装坛蔬菜装入坛内，装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，注入冷却好的盐水，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成品煮沸冷却4.实验分析与思考盐的作用：盐水浓度要适宜的目的：盐水煮沸的目的：盐水冷却后使用的目的：泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的：调味，抑制其他微生物生长过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质杀

7、菌，去除水中的溶解氧为了不影响乳酸菌的生命活动给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件用水密封泡菜坛的目的：以上说明泡菜制作需要什么条件？泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？为什么泡菜坛只能装八分满？给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件说明泡菜制作需要在无氧条件下进行（即厌氧条件）不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌 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；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；同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。（防止由于产生CO2而导致发

8、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）拓展思考：为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有哪些？腌制方法、时间长短、食盐用量等。NO3-NO2-亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的血红蛋白（Fe2+）转变为高铁血红蛋白（Fe3+），从而导致缺氧性中毒症状；膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品亚硝胺可增至数十倍至数百倍）亚硝酸盐硝酸还原酶硝酸还原酶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少（O

9、2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）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亚硝胺亚硝胺硝酸盐硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐还原还原细菌等微生物(硝酸还原菌硝酸还原菌产生硝酸还原酶硝酸还原酶)书P8拓展应用2某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“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

10、曲线图。请你帮他分析相关问题。（1）据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？应该在发酵10天后食用比较合适，因为此时的亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。书P8拓展应用2某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“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。（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？可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。书P8拓展应用2某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”

11、；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。（3）加入“陈泡菜水”的目的是什么？应该在发酵10天后食用比较合适，因为此时的亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品（二）制作果酒1.菌种：酵母菌（1）来源：（2）代谢类型：（3）最适生长温度：新鲜水果的果皮表面附着的野生酵母菌异养兼性厌氧型酿酒酵母28（单细胞真菌，真核生物）2.发酵原理：酵母菌在无氧的情况下能进行酒精发酵C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品（二）制作果

12、酒3.方法步骤发酵设备消毒冲洗沥干榨汁酒精发酵挑选葡萄果酒发酵温度：1830；时间：1012d4.实验分析与思考体积分数为70%的酒精的作用：冲洗的目的：冲洗1-2次即可，能否连续冲洗，为什么：为什么去梗前冲洗：葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？消毒去除表面灰尘、污物不能，防止果皮表面的野生菌种数量减少避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会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造成发酵液溢出每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：拧松但不打开的目的：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

13、果有，如何避免这种影响？排出气体防止杂菌污染 还有一些乳酸菌和醋酸菌；乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质，而在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量；如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？a.闻b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色灰绿色）发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种二、尝试制作传统发酵食品二、尝

14、试制作传统发酵食品（三）制作果醋1.1.菌种：菌种：醋酸菌醋酸菌（1 1）来源：）来源：（2 2）代谢类型：）代谢类型：（3 3）最适生长温度：）最适生长温度：空气空气异养需氧型异养需氧型30353035（原核生物）（原核生物）2.2.发酵原理：发酵原理：当当O2、糖源充足时、糖源充足时C6H12O6 +2O2 2CH3COOH（醋酸）（醋酸）+2H2O+2CO2+能量能量 酶酶当糖源不足时：当糖源不足时：乙醇乙醇乙醛乙醛醋酸醋酸C2H5OH +O2 CH3COOH（醋酸）（醋酸）+H2O+能量能量酶酶二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品（三）制作果醋3.3.方法步骤方法步骤当葡萄

15、酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进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。行葡萄醋的发酵。发酵温度：发酵温度：30353035；时间：；时间：78d78d思考与讨论：1、在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有那些变化？发酵酒精发酵醋酸发酵气味和味道酒味酸味（嗅味和品尝）气泡和泡沫 有气泡和泡沫无气泡和泡沫发酵液颜色混浊混浊，液面形成白色菌膜思考与讨论：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。会。通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量；通

16、过减少O2含量，调节发酵的温度、果酒的pH等控制醋酸菌的含量。思考与讨论：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？随着发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他菌因不适应环境条件而不能繁殖。可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜（实际上是醋酸菌），用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。请分析果酒、果醋制作中发酵装置图中各结构的作用充气口防止空气中微生物的污染：排气口：出料口：长而弯曲的

17、胶管：用来排出CO2醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；制果酒时关闭充气口便于取料，及时监测发酵进行的情况4.请分析果酒、果醋制作中发酵装置图中各结构的作用装置图结构作用 充气口醋酸发酵时连接充气泵，输入；制果酒时关闭充气口排气口用来排出_长而弯曲的胶管_出料口便于取料，及时监测发酵进行的情况无菌空气CO2防止空气中微生物的污染果酒果酒发酵与果醋发酵的装置发酵与果醋发酵的装置结构结构作用作用酒精发酵时状态酒精发酵时状态醋酸发酵醋酸发酵时状态时状态充气口充气口排气口排气口出料口出料口通入空气通入空气关闭关闭打开，并接入气泵打开，并接入气泵排出排出COCO2 2打开打开打开打开便于取样监测便于取样

18、监测关闭关闭关闭关闭果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:（1）图中A过程指 ,B过程是指 ，去除葡萄的枝梗应在A过程 (填“之前”或“之后”)。（2）图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是 。冲洗沥干冲洗沥干酒精发酵酒精发酵之后之后是否有以核膜为界限的细胞核是否有以核膜为界限的细胞核果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:（3）从装置图可以看出，加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/3,目的是 。（4）制果醋时，要适时通过 进行充气，原因是 。让酵母菌在有氧条件下大量繁殖让酵母菌在有氧条件下大量繁殖充气口充气口醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与选择材料洗净，切块或条状，混合均匀，晾干装坛装至半坛时，加入香辛料，然后装至八成满称取食盐配制盐水煮沸冷却发酵成品测定亚硝酸盐含量制制作泡菜作泡菜果果酒和果醋的酒和果醋的制作制作发酵器具消毒挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵乙酸发酵监测与鉴定果酒果醋无氧183010-12d有氧3035 7-8d