(1)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（第(1)課時(shí)）課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3((1))

生物技術(shù)與工程發(fā)酵工程基因工程重組DNA技術(shù)的基本工具傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的運(yùn)用

選擇性必修3細(xì)胞工程生物技術(shù)的安全性與倫理問題微生物的培養(yǎng)技術(shù)及運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程基因工程的基本操作程序基因工程的運(yùn)用蛋白質(zhì)工程的原理和運(yùn)用轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性發(fā)酵工程及其運(yùn)用胚胎工程關(guān)注生殖性克隆人、禁止生物武器自然發(fā)酵或曲種傳代的固體發(fā)酵法生產(chǎn)其他食品，但不明其原理戰(zhàn)國中山酒1850年約9000年前法國巴斯德證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與建發(fā)酵聯(lián)系起來1897年20世紀(jì)40年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，了解了發(fā)酵的本質(zhì)。發(fā)酵向工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展抗生素發(fā)酵工業(yè)興起科技探索之路科學(xué)家用微生物生產(chǎn)谷氨酸，開始人工誘變特定微生物。酶、多糖、維生素工業(yè)興起20世紀(jì)70年代1957年發(fā)酵工程進(jìn)入定向育種的新階段20世紀(jì)80年代對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行綜合研究，能夠自動(dòng)記錄和發(fā)酵過程的全部參數(shù)重組胰島素生產(chǎn)科技探索之路第1章

發(fā)酵工程第1節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用（第一課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)010203掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作時(shí)應(yīng)注意的問題，體驗(yàn)制作泡菜、果酒和果醋的過程;說出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與不足。（科學(xué)探究、科學(xué)思維）掌握傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念和特點(diǎn)，說出常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。（生命觀念）關(guān)注食品安全和健康的生活方式。（社會(huì)責(zé)任）目錄CONTENTS嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2/發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1/涼州詞二首·其一唐·王翰葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場(chǎng)君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回？

詩中提及的葡萄酒是人類利用微生物發(fā)酵制作而來的。通過微生物的發(fā)酵作用還可以制作葡萄醋，葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄為原料發(fā)酵而來的飲品。情景導(dǎo)入一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)問題:閱讀以下資料,回答酒曲是什么,釀酒加酒曲的目的是什么?資料一：夏禹時(shí)期,已有了關(guān)于杜康秫酒的傳說。我國釀造白酒的工藝在世界上獨(dú)樹一幟,白酒一般是以谷物為原料,加酒曲發(fā)酵而成的。資料二：1857年,法國的微生物學(xué)家巴斯德通過實(shí)驗(yàn)證明，酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的。資料三：研究人員用顯微鏡觀察酒曲,發(fā)現(xiàn)酒曲內(nèi)含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等幾十種微生物。酒曲：釀酒加酒曲的目的：微生物（主要是酵母菌）使原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需的產(chǎn)物。合作探究：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P5，小組合作思考討論完成問題。

1.請(qǐng)列表比較發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的異同。2.請(qǐng)思考腐乳制作的菌種是什么？原理及過程。3.每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？4.使用酵母制作饅頭屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嗎？1.古代釀酒的方法：利用附著在谷物、水果等表面的微生物自然發(fā)酵。2.發(fā)酵：指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。①概念：②原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。C6H12O6等C2H5OH等（同一種微生物處于不同環(huán)境條件下，代謝途徑也會(huì)出現(xiàn)差異。）③類型：醋酸發(fā)酵酒精發(fā)酵需氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵微生物的分類原生生物界原核生物界真菌界變形蟲、草履蟲、衣藻酵母菌、青霉、曲霉、毛霉細(xì)菌（乳酸菌、醋酸菌）放線菌藍(lán)細(xì)菌支原體衣原體（病毒）無細(xì)胞結(jié)構(gòu)立克次氏體乳酸鏈球菌3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：①概念：②類型：固體發(fā)酵半固體發(fā)酵泡菜、糧食白酒、腐乳等豆豉、醬、醬油等混合菌種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(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進(jìn)行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)。3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：③實(shí)例——腐乳的制作腐乳制作原理：蛋白質(zhì)小分子肽+氨基酸蛋白酶參與的微生物：酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。絲狀真菌，代謝類型為異養(yǎng)需氧型。制作過程：直接利用原材料中的天然存在的微生物。（15-18℃，一定濕度）目的：讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長酒：抑制微生物生長，并使腐乳具有獨(dú)特香味；香辛料：調(diào)味，防腐殺菌前期發(fā)酵后期發(fā)酵(1)我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？水分過多會(huì)如何？含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。(老豆腐)用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。過少不利于毛霉的生長。(2)為什么發(fā)酵的溫度為15～18℃？此溫度不適于細(xì)菌、酵母菌和曲霉的生長，而適于毛霉生長。(3)吃腐乳時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對(duì)人體有害嗎？它的作用是什么？“皮”是前期發(fā)酵時(shí)在豆腐表面上生長的白色菌絲（直立菌絲和匍匐菌絲），它能使腐乳成形?！捌ぁ睂?duì)人體無害。思考與討論問題4:每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低等。問題5:使用酵母制作饅頭屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嗎？不屬于；使用前一次發(fā)酵保存下來的面團(tuán)進(jìn)行的才算。例如：直接利用空氣中毛霉孢子制作腐乳屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，

若直接接種毛霉，則不屬于。鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，過高會(huì)延長腐乳成熟的時(shí)間，過低不足以抑制微生物生長，可能導(dǎo)致豆腐腐?、蹖?shí)例——腐乳的制作①概念：②實(shí)例——腐乳的制作③優(yōu)點(diǎn)：④缺點(diǎn)：3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：①操作簡單，適用于家庭式或作坊式生產(chǎn)；②它是文化的傳承，是我國傳統(tǒng)文化的重要組成部分等。①生產(chǎn)條件不易控制，②產(chǎn)品容易受雜菌污染，③生產(chǎn)效率較低等。1.下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的()A.傳統(tǒng)發(fā)酵常常是固體發(fā)酵或者半固體發(fā)酵B.傳統(tǒng)發(fā)酵利用的微生物一般為天然存在的單一菌種C.傳統(tǒng)飲食中的醬油、醋、泡菜等可通過傳統(tǒng)發(fā)酵獲得D.傳統(tǒng)發(fā)酵存在雜菌情況不明、過程控制缺乏標(biāo)準(zhǔn)等問題B2.下列關(guān)于腐乳制作原理的敘述，錯(cuò)誤的是()

A.腐乳制作實(shí)質(zhì)就是利用發(fā)酵技術(shù)，將大分子有機(jī)物分解為小分子有

機(jī)物的過程B.腐乳制作中，起作用的微生物多為異養(yǎng)型真菌C.傳統(tǒng)發(fā)酵利用的是天然存在的菌種，所生產(chǎn)食品安全性更高D.家庭自制腐乳時(shí)，一般不需單獨(dú)接種菌種C3.下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵食品的敘述，不正確的是(

)A．傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品需要多種多樣的微生物B．腐乳的制作直接利用了原料中天然存在的毛霉、酵母等微生物C．傳統(tǒng)發(fā)酵食品以單一菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主D．腐乳的制作需通過微生物的代謝把蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為人需要的氨基酸問題:同學(xué)你想不想自己動(dòng)手制作泡菜和葡萄酒呢?C

作菹、藏生菜法第八十八

葵、菘、蕪菁、蜀芥咸菹法：收菜時(shí)，即擇取好者，菅、蒲束之。作鹽水，令極咸，於鹽水中洗菜，即內(nèi)甕中。若先用淡水洗者，菹爛。其洗菜鹽水，澄取清者，瀉著甕中，令沒菜把即止，不復(fù)調(diào)和。菹色仍青，以水洗去咸汁，煮為茹，與生菜不殊。傳統(tǒng)發(fā)酵食品常利用的微生物乳酸菌酵母菌醋酸菌韓國泡菜相傳是從我國傳入的，堪稱韓國“第一菜”。（一）乳酸發(fā)酵：1.菌種：乳酸菌（原核生物）a.菌種分布：b.代謝類型：c.菌種種類：異養(yǎng)厭氧型空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物腸道內(nèi)乳酸鏈球菌、乳酸桿菌

乳酸鏈球菌（球狀）

乳酸桿菌（桿狀）2.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d.應(yīng)用：泡菜的腌制，乳制品的發(fā)酵3.實(shí)例-制作泡菜（1）泡菜制作原理植物體表面的天然的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵，在無氧的條件下，乳酸菌將糖分解為乳酸。發(fā)酵期間，乳酸不斷積累，當(dāng)它的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%—0.8%時(shí)，泡菜的口味和品質(zhì)最佳。（2）材料用具食鹽、清水、新鮮蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜壇或其它密封性良好的罐子等。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。亞硝酸鹽的含量低問題:為什么要選擇新鮮蔬菜？（2）材料用具火候好壇沿深、蓋子吻合好

無裂紋、無砂眼檢查方法：壇口向上，壓入水中，看壇內(nèi)壁有無滲水現(xiàn)象。給泡菜壇內(nèi)創(chuàng)造無氧環(huán)境，嚴(yán)格控制厭氧條件。選擇原料修整、洗滌、晾曬、切分成條狀或片狀加入調(diào)味料，裝壇測(cè)定亞硝酸鹽含量成品發(fā)酵稱取食鹽配制鹽水泡菜鹽水（3）泡菜制作流程（3）方法步驟1.用清水和食鹽配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。鹽水煮沸有兩大作用：一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細(xì)菌。鹽水冷卻的目的是保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響。鹽的用量不能過高也不能過低。過高乳酸發(fā)酵受抑制，導(dǎo)致泡菜的風(fēng)味差；過低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。3.實(shí)例-制作泡菜2.將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豇豆）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)，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。（3）方法步驟泡菜發(fā)酵初期，大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，產(chǎn)生較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；防止因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。3.實(shí)例-制作泡菜3.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。（3）方法步驟創(chuàng)造無氧環(huán)境等3.實(shí)例-制作泡菜3.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。（3）方法步驟創(chuàng)造無氧環(huán)境等4.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(bǔ)充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間。創(chuàng)造無氧環(huán)境3.實(shí)例-制作泡菜泡菜制作原料處理配制鹽水裝壇封壇發(fā)酵加熱煮沸：殺菌，除去水中的氧氣鹽的作用：滅菌、調(diào)味、析水冷卻：保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響加入一碗老壇水可減少腌制時(shí)間原因：相當(dāng)于接種了乳酸菌用量過高，乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差；用量過低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。創(chuàng)造無氧環(huán)境封壇發(fā)酵:泡菜發(fā)酵的階段1.發(fā)酵前期：蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，表面帶入的微生物，主要是以不抗酸的大腸桿菌和酵母菌等較為活躍，它們發(fā)酵產(chǎn)生較多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以氣泡形式從水槽內(nèi)放出，逐漸使壇內(nèi)形成嫌氣狀態(tài)。硝酸鹽還原菌的作用使得壇內(nèi)亞硝酸鹽含量增加。（異型發(fā)酵）此時(shí)泡菜液的含酸量約為0.3%～0.4%，是泡菜初熟階段，其菜質(zhì)咸而不酸、有生味。由于前期乳酸的積累，pH下降，嫌氣狀態(tài)的形成，乳酸菌進(jìn)行活躍的同型乳酸發(fā)酵，乳酸積累，pH達(dá)3.5~3.8。大腸桿菌、酵母菌、霉菌等的活動(dòng)受到抑制。這一期為完全成熟階段，乳酸含量為0.4%～0.8%，泡菜有酸味且清香品質(zhì)最好。硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被氧化，含量降低。2.發(fā)酵中期：（同型發(fā)酵）繼續(xù)進(jìn)行乳酸發(fā)酵，乳酸積累達(dá)1.2％以上時(shí)，乳酸桿菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。此階段泡菜酸度過高、風(fēng)味不協(xié)調(diào)。硝酸鹽還原菌被完全抑制，亞硝酸鹽下降至相對(duì)穩(wěn)定。3.發(fā)酵后期：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(dòng)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(dòng)）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(dòng)）繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降下降至相對(duì)穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）曲線模型在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下，亞硝酸鹽會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝胺氧化維生素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)2.亞硝胺生成動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明：亞硝胺具有致癌作用，對(duì)動(dòng)物具有致畸和致突變作用。研究表明：人類的某些癌癥與亞硝胺(化學(xué)致癌因子)有關(guān)。1.亞硝胺的毒性3.進(jìn)一步探究：

某同學(xué)在制作泡菜前，査閱資料得知，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)果見右欄曲線圖。(1)

據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，你認(rèn)為該泡菜在什么時(shí)間食用比較合適？為什么？發(fā)酵10天后，亞硝酸鹽含量降到較低水平。(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？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。(3)

加入“陳泡菜水”的目的是什么？“陳泡菜水”中含有純度較高乳酸菌，加入“陳泡菜水”相當(dāng)于接種乳酸菌。