【課件】傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課件（第二課時(shí)）課件-2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

選擇性必修3第1章發(fā)酵工程本節(jié)聚焦:什么是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)？制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？怎樣制作泡菜？怎樣制作果酒和果醋？第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用舌尖上的中國——四川泡菜實(shí)例：泡菜的制作亞硝酸鹽的含量低1.材料用具：食鹽、清水、新鮮蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜壇或其他密封性良好的罐子等。02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品實(shí)例：泡菜的制作2.菌種：乳酸菌①菌種來源：植物體表面天然的乳酸菌②代謝類型：異養(yǎng)厭氧型③種類：乳酸鏈球菌、乳酸桿菌（原核生物）3.發(fā)酵原理：在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶發(fā)酵期間，乳酸會___________，當(dāng)它的質(zhì)量百分比為____________時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳不斷積累0.4%-0.8%乳酸鏈球菌（球狀）

乳酸桿菌（桿狀）02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品實(shí)例：泡菜的制作[活動]閱讀教材第6頁，回答下列問題：1.制作泡菜的方法步驟？2.用水密封泡菜壇的目的是什么？這說明泡菜制作需要什么條件？3.為什么泡菜壇只能裝八成滿？02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品實(shí)例：泡菜的制作用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋；配制鹽水原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間；將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時(shí)，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；過高：乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差；過低：雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。殺菌除氧創(chuàng)造無氧環(huán)境在泡菜發(fā)酵初期，酵母菌等較為活躍，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛；留有一定空間，方便拿取泡菜。02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品實(shí)例：泡菜的制作

亞硝酸鹽為強(qiáng)氧化劑，能夠把血液中的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，從而導(dǎo)致缺氧性中毒癥狀。在泡菜的腌制過程中會有亞硝酸鹽產(chǎn)生。一般不會危害人體健康。但是，總量達(dá)到0.3～0.5g時(shí)會引起中毒；達(dá)到3g時(shí)會死亡。①亞硝酸鹽

在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下，亞硝酸鹽會轉(zhuǎn)化為亞硝胺。亞硝胺具有致癌作用，對動物具有致畸和致突變作用。②亞硝胺氧化維生素C、E和酚類物質(zhì)亞硝胺硝酸鹽亞硝酸鹽還原細(xì)菌等微生物(硝酸還原菌產(chǎn)生硝酸還原酶)(強(qiáng)致癌物)02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品

某同學(xué)在制作泡菜時(shí)加入“陳泡菜水”，并在不同時(shí)間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果如圖。請你幫他分析相關(guān)問題。（1）據(jù)圖分析，發(fā)酵初期亞硝酸鹽含量如何變化？為什么？發(fā)酵初期，泡菜中微生物生長很快，將蔬菜中硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，蔬菜中酚類物質(zhì)和維生素C等將亞硝酸鹽氧化?？傮w來說，生成的亞硝酸鹽大于被氧化的，亞硝酸鹽的含量逐步上升。（2）發(fā)酵后期亞硝酸鹽含量如何變化？試分析原因。微生物代謝活動將氧氣消耗殆盡，泡菜壇中的環(huán)境不利于乳酸菌以外的其他微生物生長，生成的亞硝酸鹽減少。同時(shí)，蔬菜中亞硝酸鹽含量由于被氧化而減少。因此，亞硝酸鹽的含量會逐漸下降并趨于一個相對穩(wěn)定的數(shù)值。P8拓展應(yīng)用第2題泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析發(fā)酵時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期少（有氧氣，乳酸菌的活動受到抑制）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）發(fā)酵中期最多（乳酸抑制其他菌活動）積累增多，pH下降下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）發(fā)酵后期減少（乳酸積累，pH下降，抑制其活動）繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降下降至相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）曲線模型亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的

某同學(xué)在制作泡菜時(shí)加入“陳泡菜水”，并在不同時(shí)間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果如圖。請你幫他分析相關(guān)問題。（3）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認(rèn)為該泡菜在什么時(shí)間食用比較合適？為什么？在發(fā)酵10天后食用比較合適，因?yàn)榇藭r(shí)亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低水平。（4）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結(jié)果最可能的原因是什么？（5）加入“陳泡菜水”的目的是什么？“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，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。可能是食鹽濃度過高、發(fā)酵溫度過低等原因?qū)е屡莶宋茨苷０l(fā)酵。P8拓展應(yīng)用第2題實(shí)例：果酒的制作02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.原理C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+

能量酶兼性厭氧型真菌在無氧情況下進(jìn)行酒精發(fā)酵含糖量較高的蔬菜、水果表面釀酒、制作饅頭和面包植物體表面天然的酵母菌①代謝類型：②作用：⑤應(yīng)用：③分布：酵母菌④適宜溫度和時(shí)間：約為28℃，10-12d1.菌種（真核）實(shí)例：果酒的制作02有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精：3.溫度控制一般酒精發(fā)酵18～30℃，釀酒酵母菌繁殖最適為28℃左右。4.氣體控制前期需氧，后期無氧。C6H12O62C2H5OH＋2CO2酶C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O酶2.原理嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品實(shí)例：果醋的制作02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品C6H12O6+2O22CH3COOH（乙酸）+2H2O+2CO2+

能量酶異養(yǎng)好氧細(xì)菌30~35℃，7-8d各種風(fēng)味的醋①代謝類型：②作用：③適宜溫度和時(shí)間：醋酸菌④應(yīng)用：在氧氣、糖源充足時(shí)，將糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)，將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?。C2H5OH

+O2CH3COOH（乙酸）+H2O+

能量酶2.原理1.菌種空氣中的醋酸菌（原核）

②洗潔精、體積分?jǐn)?shù)70%的酒精、發(fā)酵瓶、紗布和榨汁機(jī)等①新鮮的水果（如葡萄、蘋果、山楂和龍眼等）2.材料用具嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1602023.方法步驟當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，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。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；防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。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;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;將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d?？赏ㄟ^從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測。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;去除表面灰塵、污物避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機(jī)會防止野生菌種數(shù)量減少，影響發(fā)酵排出氣體防止雜菌污染器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵空氣中的醋酸菌會進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品實(shí)例：果酒和果醋的制作02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品[思考1]怎樣判斷果酒、果醋的制作是否成功呢？①果酒：a.聞

b.品嘗

c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測（橙色→灰綠色）②果醋：a.聞

b.品嘗

c.使用pH試紙檢測和比較發(fā)酵前后的pH值

d.觀察醋酸菌膜是否形成[思考2]在制作果酒和果醋的過程中，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？①果酒：發(fā)酵液（會或不會）

出現(xiàn)氣泡；最明顯的變化：

；紫色葡萄皮的

進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈

色。會花青素深紅10天左右②果醋：一般（會或不會）

出現(xiàn)氣泡；發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面會出現(xiàn)一層菌膜，是

膜。不會醋酸菌1902嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品-----果酒、果醋結(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，并接入氣泵排出CO2打開打開便于取樣監(jiān)測關(guān)閉關(guān)閉可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來雜菌污染發(fā)酵液等裝置改進(jìn)02[思考3]在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？①制酒過程中，還有_________________等微生物；乳酸菌、醋酸菌②控制乳酸菌數(shù)量：

控制醋酸菌數(shù)量：(發(fā)酵為醋酸)(使果酒變質(zhì))減少O2含量；調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、pH調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等；[思考4]在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？不會，發(fā)酵溫度、pH不利于酵母菌生長。[思考5]醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？人工接種醋酸菌或直接打開瓶蓋，讓空氣中的醋酸菌在發(fā)酵液中大量繁殖。在工業(yè)上,后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品二嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品項(xiàng)目泡菜果酒果醋菌種生物學(xué)分類代謝方式最適溫度范圍生產(chǎn)生活應(yīng)用發(fā)酵原理乳酸菌酵母菌醋酸菌原核生物原核生物真核生物異養(yǎng)厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)兼性厭氧型18~30℃30~35℃30-40℃乳制品的發(fā)酵、泡菜釀酒、發(fā)面制醋C6H12O62C3H6O3（乳酸）酶+能量C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量酶C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量酶C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量酶

在上述傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作過程中，我們沒有接種菌種，而是利用了天然存在的菌種。菌種差異、雜菌情況不明和發(fā)酵過程的控制缺乏標(biāo)準(zhǔn)等，往往會造成發(fā)酵食品的品質(zhì)不一。為了縮短發(fā)酵時(shí)間，確保品質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，通常會先通過微生物培養(yǎng)技術(shù)獲得單一菌種，再將它們接種到物料中進(jìn)行發(fā)酵。傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作的局限性？如何解決？隨堂練習(xí)一、概念檢測1.油炸臭豆腐是我國一些地方的風(fēng)味小吃。制作時(shí)需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽抱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抱桿菌不存在競爭關(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。（）××√隨堂練習(xí)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氧條件下產(chǎn)生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無氧條件下產(chǎn)生醋酸D二、拓展應(yīng)用1.請舉例說說你身邊的傳統(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的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)3.有3位同學(xué)分別采用了3種不同的發(fā)酵裝置來制作果醋。A同學(xué)用的是帶蓋的塑