【課件】1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用-第3課時(shí)課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

面包和酸奶，或者饅頭夾著腐乳，是很多人喜歡的早餐。你知道嗎？這些食品的制作都離不開(kāi)微生物發(fā)酵。那么，制作不同的發(fā)酵食品，需要的微生物一樣嗎？如何分離和培養(yǎng)微生物呢？你還知道哪些東西是通過(guò)發(fā)酵工程所制造出來(lái)的嗎？第1章發(fā)酵工程1、制作原理許多新鮮水果(如葡萄)的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌,在它們作用下,水果可以發(fā)酵成果酒。在有氧的條件下，果酒經(jīng)醋酸菌的作用還可以進(jìn)一步發(fā)酵成果醋。酵母菌制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品二、制作果酒和果醋探究·實(shí)踐項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵菌種

菌種來(lái)源菌種代謝類型

發(fā)酵原理在有氧條件下：在無(wú)氧條件下：

氧氣、糖源都充足時(shí)：缺少糖源時(shí)：發(fā)酵條件溫度

時(shí)間氧氣

酵母菌醋酸菌主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶空氣中的野生型醋酸菌C6H12O6+2O2

2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2

CH3COOH+H2O+能量酶28℃30-35℃10-12d7-8d初期需氧，后期不需氧需要氧氣器具消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干榨汁裝瓶用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋酒精發(fā)酵將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開(kāi)瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d.①70%的酒精的作用：②沖洗的目的：③沖洗1-2次即可，能否反復(fù)沖洗，為什么？④為什么去梗前沖洗：⑤葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)，為何要留有1/3的空間？⑥每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)的目的：⑦擰松但不打開(kāi)的目的：消毒去除表面灰塵、污物防止野生菌種數(shù)量減少，影響發(fā)酵避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機(jī)會(huì)a.先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進(jìn)行酒精發(fā)酵；b.防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出不能，排出氣體防止雜菌污染2、方法步驟打開(kāi)瓶蓋，蓋上紗布當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開(kāi)瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d。果醋檢測(cè)果酒檢測(cè)可通過(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)⑧如何檢測(cè)果酒的發(fā)酵情況（檢測(cè)是否產(chǎn)生酒精）？a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)橙色→灰綠色⑨醋酸菌從何而來(lái)？⑩如何檢測(cè)果醋的發(fā)酵情況？a.聞；b.品嘗；c.使用pH試紙檢測(cè)檢測(cè)和比較發(fā)酵前后的pH值；d.觀察醋酸菌膜是否形成；打開(kāi)瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖2.在制作果酒的過(guò)程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長(zhǎng)？它們會(huì)對(duì)果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？

還有一些乳酸菌和醋酸菌；乳酸菌能將糖分解為甘油、酒石酸等，從而使果酒變質(zhì)，而在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛進(jìn)而轉(zhuǎn)化為醋酸。可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等來(lái)控制乳酸菌含量；可以通過(guò)減少O2含量、調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、pH來(lái)控制醋酸菌含量；實(shí)驗(yàn)分析與思考1.在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？a.在葡萄酒的制作過(guò)程中，發(fā)酵液會(huì)產(chǎn)生氣泡，這是因?yàn)榻湍妇l(fā)酵產(chǎn)生了CO2；b.開(kāi)始發(fā)酵后，CO2產(chǎn)生越來(lái)越多，會(huì)使發(fā)酵液出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，在發(fā)酵的10天后，這種現(xiàn)象最明顯；c.發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵液溫度上升，應(yīng)注意控溫；d.發(fā)酵過(guò)程中，由果皮進(jìn)入發(fā)酵液的花青素會(huì)越來(lái)越多，因而發(fā)酵液的顏色會(huì)逐漸加深變成深紅色；e.果醋發(fā)酵完成后，發(fā)酵液的液面上會(huì)出現(xiàn)一層菌膜，即醋酸菌膜；3.在制作果醋的過(guò)程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？采用什么措施可以加快果醋的制作？隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，因此酵母菌活性很低，不會(huì)繼續(xù)發(fā)酵。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌；或者買(mǎi)一瓶醋，將其打開(kāi)暴露于空氣中，一段時(shí)間后在醋的表面會(huì)有一層薄膜（即醋酸菌膜），用這層薄膜進(jìn)行接種亦可；拓展思考題1.果酒制作過(guò)程中，在不滅菌的情況下，酵母菌是如何成為優(yōu)勢(shì)菌種的？2.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止發(fā)酵液被污染？發(fā)酵后期在缺氧和酸性發(fā)酵液中，絕大多數(shù)微生物的生命活動(dòng)受到抑制，而酵母菌可以適應(yīng)這一環(huán)境成為優(yōu)勢(shì)菌種a.發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用；b.處理葡萄時(shí)應(yīng)先沖洗再去除枝梗；c.排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要打開(kāi)瓶蓋果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置比較結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時(shí)狀態(tài)醋酸發(fā)酵時(shí)狀態(tài)充氣口排氣口出料口通入空氣關(guān)閉打開(kāi)，并接入氣泵排出CO2打開(kāi)打開(kāi)便于取樣監(jiān)測(cè)關(guān)閉關(guān)閉思考：1.為什么排氣口膠管長(zhǎng)而彎曲？2.該裝置還能繼續(xù)改進(jìn)嗎？防止空氣中微生物的污染可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染發(fā)酵液等【課堂檢測(cè)】1.如圖表示果酒和果醋制作過(guò)程中的物質(zhì)變化過(guò)程，下列敘述正確的是()A.過(guò)程①和②只能發(fā)生在缺氧條件下B.過(guò)程①和③都只發(fā)生在酵母細(xì)胞的線粒體中C.過(guò)程③和④都需要氧氣的參與D.過(guò)程①～④所需的最適溫度基本相同C【課堂檢測(cè)】2.古代家庭釀酒的具體操作過(guò)程：先將米煮熟，待冷卻至30℃時(shí)，加少許水和一定量的酒釀（做實(shí)驗(yàn)是用酵母菌）與米飯混合后置于一瓷壇內(nèi)（其他容器也可）,在中間要挖一個(gè)洞加蓋后置于適當(dāng)?shù)牡胤奖兀?8℃）,12h即成。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.在中間挖一個(gè)洞的目的是保證酵母菌在開(kāi)始生長(zhǎng)時(shí)有足夠的氧氣進(jìn)行有氧呼吸B.釀酒過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)“先來(lái)水后來(lái)酒”的現(xiàn)象，說(shuō)明酵母菌無(wú)氧呼吸時(shí)先產(chǎn)生水后產(chǎn)生酒精C.發(fā)酵壇內(nèi)酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程是開(kāi)始時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，隨著氧氣逐漸減少有氧呼吸逐漸被抑制，無(wú)氧呼吸逐漸增強(qiáng)D.若米飯中加入的酒釀不足，引起的后果可能是不能得到酒精B

制作果酒練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1.油炸臭豆腐是我國(guó)一些地方的風(fēng)味小吃。制作時(shí)需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢桿菌等微生物的鹵汁中發(fā)酵。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）鹵汁中的乳酸菌和芽孢桿菌不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。（2）乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生了乳酸和CO2。（3）微生物發(fā)酵產(chǎn)生了不同的代謝物使得該臭豆腐具有特殊的味道。××√2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵B.制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生醋酸D1.請(qǐng)舉例說(shuō)說(shuō)你身邊的傳統(tǒng)發(fā)酵食品有哪些，它們的制作原理是什么。有機(jī)會(huì)的話，你也可以嘗試做一做。提示：腐乳、泡菜、醬、豆豉等都是生活中常見(jiàn)的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。二、拓展應(yīng)用2.某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質(zhì)量百分比為5％的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)曲線圖。請(qǐng)你幫他分析相關(guān)問(wèn)題。（1）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽的含量來(lái)看，你認(rèn)為泡菜在什么時(shí)間食用比較合適？為什么？提示：應(yīng)該在發(fā)酵10天后食用比較合適，因?yàn)榇藭r(shí)的亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低的水平。（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的原因是什么？提示：可能是食鹽濃度過(guò)高、發(fā)酵溫度過(guò)低等原因?qū)е屡莶宋茨苷０l(fā)酵。2.某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質(zhì)量百分比為5％的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)曲線圖。請(qǐng)你幫他分析相關(guān)問(wèn)題。（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？提示：“陳泡菜水”中含有純度較高的乳酸菌，加入“陳泡菜水”相當(dāng)于接種乳酸菌2.某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質(zhì)量百分比為5％的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)曲線圖。請(qǐng)你幫他分析相關(guān)問(wèn)題。3.有三位同學(xué)分別采用了三種不同的發(fā)酵裝置來(lái)制作果醋。A同學(xué)用的是帶蓋的塑料瓶；B同學(xué)用的是沒(méi)有蓋的塑料瓶，在發(fā)酵過(guò)程中無(wú)蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；C同學(xué)則設(shè)計(jì)了如右圖所示的發(fā)酵裝置。結(jié)合果醋的制作原理，你認(rèn)為哪一種發(fā)酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進(jìn)這種裝置嗎？提示：C同學(xué)的裝置更適合制作果醋。出料口可以用來(lái)取樣；充氣口可以在發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣，從而有利于醋酸菌更好地進(jìn)行有氧呼吸，提高發(fā)酵效率；排氣口可以用來(lái)排出在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氣體，它通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲