【課件】傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用課件高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3

第1章發(fā)酵工程第1節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用科學家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，之后微生物的分離和純化技術(shù)得到了應用。1897年用微生物生產(chǎn)谷氨酸獲得成功，酶制劑、多糖、維生素發(fā)酵工業(yè)興起。1957年科學家開始運用數(shù)學、動力學、化學工程原理以及計算機技術(shù)對發(fā)酵過程進行綜合研究。20世紀80年代以后法國微生物學家巴斯德通過實驗證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來。1857年利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素，隨著鏈霉素、金霉素和土霉素等抗生素的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)興起。20世紀40年代基因工程。細胞工程等發(fā)展，人胰島素和干擾素大量生產(chǎn)。20世紀70年代以后190019401960185019801970約9000年前我們祖先就會利用微生物將谷物、水果發(fā)酵為含酒精的飲料。

科技探索之路：從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程指人們利用

，在適宜條件下，將原料通過

轉(zhuǎn)化為人類所需要的

的過程。1.概念：微生物微生物的代謝產(chǎn)物(一)發(fā)酵2.原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們既可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。3.類型：好氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵eg醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵eg酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵氧氣需求一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

實例：制作腐乳①原料：豆腐。②參與發(fā)酵的微生物：_______、_____和_____等，其中起主要作用的是________。③發(fā)酵原理：經(jīng)過微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成

。酵母菌曲霉毛霉毛霉小分子的肽和氨基酸毛霉：分布廣泛代謝類型：異養(yǎng)好氧型生殖類型：孢子生殖適宜溫度：15~18℃（此外，微生物還可以產(chǎn)生脂肪酶，將脂肪分解為脂肪酸和甘油）一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

實例：制作腐乳匍匐菌絲直立菌絲一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

實例：制作腐乳讓豆腐長出毛霉直接利用空氣中的毛霉孢子或者直接接種毛霉（15-18℃，一定濕度）目的：讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶加鹽腌制目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長加鹵湯瓶鹵湯包括酒和香辛料酒：抑制微生物生長，并使腐乳具有獨特香味；香辛料：調(diào)味，防腐殺菌密封腌制鹵湯中酒的含量應控制在12%左右，過高會延長腐乳成熟的時間，過低不足以抑制微生物生長，可能導致豆腐腐敗方法：隨豆腐層數(shù)加高增加鹽用量，接近瓶口表面，鋪厚一點前期發(fā)酵后期發(fā)酵一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(二)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)。1.概念：2.類型：固體發(fā)酵、半固體發(fā)酵一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)泡菜口感脆生，開胃提神，是家喻戶曉的一種佐餐菜肴。韓國泡菜相傳是從我國傳入的，堪稱韓國“第一菜”。(一)制作泡菜1.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）2.原理：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶當它的質(zhì)量百分比為0.4%～0.8%時，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。乳酸鏈球菌（球狀）

乳酸桿菌（桿狀）二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.方法步驟配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分數(shù)為5%～20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）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，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間。

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。

蔬菜加工、裝壇加鹽水封壇發(fā)酵二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(1)配制鹽水：用清水和食鹽配制質(zhì)量分數(shù)5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。調(diào)味、抑制其他微生物生長

溫馨提示：鹽的濃度過高，乳酸發(fā)酵受到抑制，泡菜風味差；濃度過低，雜菌易繁殖，導致泡菜變質(zhì)。殺滅水中的微生物,并除去水中溶解氧。避免高溫殺死乳酸菌等微生物。3.方法步驟(2)蔬菜加工：將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混勻，晾干。(3)蔬菜裝壇：將晾干的蔬菜裝入泡菜壇內(nèi)，裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易還原成亞硝酸鹽，不益人體健康。密封性好，目的是創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌的發(fā)酵。防止發(fā)酵初期酵母菌等產(chǎn)生CO2造成發(fā)酵液溢出。3.方法步驟(4)加鹽水：將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過全部菜料，蓋好壇蓋。(5)封壇發(fā)酵：向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間。保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境。若溫度過高，易滋生雜菌，導致泡菜變質(zhì)；若溫度過低，不利于乳酸菌發(fā)酵，使發(fā)酵時間延長。3.方法步驟膳食中的絕大部分亞硝酸鹽隨尿排出，但在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下會轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺（霉變的食品中亞硝胺可增至數(shù)十倍至數(shù)百倍）。亞硝酸鹽為強氧化劑，能夠把血液中的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，從而導致缺氧性中毒癥狀。亞硝胺具有致癌作用，對動物具有致畸和致突變作用。人類的某些癌癥與亞硝胺(化學致癌因子)有關(guān)。4.進一步探究4.進一步探究(1)亞硝酸鹽含量上升發(fā)酵初期，壇內(nèi)適宜環(huán)境有利于硝酸鹽還原菌的繁殖，使得硝酸鹽被大量還原成亞硝酸鹽；下降隨著腌制時間的延長，乳酸菌大量繁殖產(chǎn)生乳酸，抑制硝酸鹽還原菌的生長，同時亞硝酸鹽可被微生物氧化。注：泡菜制作時，需要注意控制食鹽用量、腌制時間和溫度。4.進一步探究(2)乳酸菌含量發(fā)酵初期，有氧氣，生長受抑制；無氧條件下乳酸菌繁殖乳酸積累，pH下降，抑制自身生長。(3)乳酸含量4.進一步探究(4)發(fā)酵初期有間歇性氣泡冒出，原因？之后逐漸停止，原因？發(fā)酵初期大腸桿菌、酵母菌等呼吸作用產(chǎn)生CO2隨著乳酸積累，抑制上述雜菌的生長，且乳酸菌產(chǎn)乳酸的過程不產(chǎn)生CO2(5)泡菜壇內(nèi)有時會長一層“白膜”，原因？由于酵母菌的繁殖(6)制作泡菜過程中，有機物的干重和種類如何改變？減少增加某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，在用5%的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果如圖，請你幫他分析問題。(1)據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，

發(fā)酵第____天食用比較合適，理由

是________________________。13第13天亞硝酸鹽含量較低拓展應用(2)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_______________________________________________。(3)加入“陳泡菜水”的目的是___________________________

____________________。鹽濃度過高，或發(fā)酵溫度過低抑制了乳酸菌發(fā)酵增加乳酸菌數(shù)量，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸拓展應用1.果酒酵母菌(真核)①菌種來源：②代謝類型：異養(yǎng)兼性厭氧型附著在水果等表面的野生型酵母菌二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋(1)菌種：(2)溫度：一般酒精發(fā)酵18～30℃，釀酒酵母菌繁殖最適約為28℃。二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋(3)原理有氧條件下，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：C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2酶C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O酶(4)氣體控制：前期需氧，后期無氧。1.果酒2.果醋醋酸菌(原核)①菌種來源：②代謝類型：異養(yǎng)需氧型空氣中的醋酸菌二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋(1)菌種：(2)溫度：多數(shù)醋酸菌繁殖最適為30～35℃。2.果醋二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋O2充足、糖源充足時：O2充足、缺少糖源時：C6H12O6＋2O2

2CH3COOH＋2CO2＋2H2O；酶C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O。酶(3)原理(4)氣體控制：需要充足的氧氣?！疤侵拼住薄熬浦拼住?1)用具消毒：將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用。

二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋3.方法步驟防止發(fā)酵液被污染(2)挑選、沖洗葡萄：

先用清水沖洗1~2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。3.方法步驟不能反復沖洗：防止洗掉葡萄皮上的野生酵母菌，導致發(fā)酵時間延長

先清洗再去枝梗：避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會的機會。

3.方法步驟a.防止發(fā)酵液溢出；b.酵母菌可以進行有氧呼吸大量繁殖。會。

(3)榨汁：用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中，留有大約1/3空間，蓋好瓶蓋。3.方法步驟排出酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂(4)果酒發(fā)酵：發(fā)酵溫度嚴格控制在18～30℃，時間控制在10-12d，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次。3.方法步驟創(chuàng)造有氧環(huán)境，進行醋酸發(fā)酵。(5)果醋發(fā)酵打開瓶蓋，蓋上一層紗布，發(fā)酵溫度為30～35℃，時間為7～8d。防止灰塵污染(1)制作果酒和果醋時，發(fā)酵液發(fā)生的變化及原因②發(fā)酵液出現(xiàn)泡沫的原因？4.歸納總結(jié)《導》P70①葡萄酒呈紅色的原因？③發(fā)酵液出現(xiàn)菌膜的原因？4.歸納總結(jié)《導》P70(1)制作果酒和果醋時，發(fā)酵液發(fā)生的變化及原因⑤在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？隨著醋酸發(fā)酵的進行，發(fā)酵液的pH、溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低。在缺氧、呈酸性的條件下，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)微生物生長受抑制。④為什么葡萄汁一般不需要滅菌處理？(2)結(jié)果評價與檢查4.歸納總結(jié)《導》P70(3)發(fā)酵裝置的分析裝置圖結(jié)構(gòu)作用

充氣口①醋酸發(fā)酵時連接充氣泵，輸入

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；②制果酒時關(guān)閉充氣口排氣口用來排出______長而彎曲的膠管_________________________出料口便于取料，及時監(jiān)測發(fā)酵進行的情況無菌空氣CO2防止空氣中微生物的污染出料口排氣口充氣口發(fā)酵產(chǎn)品所需菌種生物分類代謝類型適宜溫度發(fā)酵對氧的需求泡菜果酒果醋乳酸菌