1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

發(fā)酵漢代磚刻上的釀酒圖我國古代釀酒作坊的繪畫作品我們的祖先就會利用微生物將谷物、水果等發(fā)酵為含酒精的飲料。后來，人們通過自然發(fā)酵或曲種傳代的固體發(fā)酵生產(chǎn)醬油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等發(fā)酵食品。約9000年前20世紀70年代以后1857年1897年20世紀80年代1957年20世紀40年代巴斯德證明：酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，逐步了解發(fā)酵的本質(zhì)。微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用，作坊式手工生產(chǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在厭氧發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)，實現(xiàn)青霉素生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化。通過人工誘變特定微生物，獲得具有更高生產(chǎn)能力的突變類型。基因工程和細胞工程等的發(fā)展，使發(fā)酵工程進入定向育種的新階段。人類能自動記錄和控制發(fā)酵過程的全部參數(shù)，大批量合理生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)物。

科技探索之路：從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程

第一章

發(fā)酵工程第1節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用一、發(fā)酵對微生物而言，“發(fā)酵”在有氧和無氧條件下都能進行。必修一中提到的發(fā)酵特指“微生物的無氧呼吸”，是狹義的發(fā)酵概念。1.概念：①對O2的需求——好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵②培養(yǎng)基的的物理性質(zhì)——固體發(fā)酵、半固體發(fā)酵、液體發(fā)酵③菌種是否單一——單一純種發(fā)酵、混合發(fā)酵

2.類型：利用微生物代謝將原料轉(zhuǎn)化為人類所需的產(chǎn)物。二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.概念：2.特點：固體發(fā)酵半固體發(fā)酵混合菌種原材料中天然存在的微生物，或前一次發(fā)酵物中微生物。二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)毛霉酵母菌乳酸菌醋酸菌二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——腐乳毛霉二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——腐乳1.微生物：2.原理：酵母、曲霉、毛霉等

毛霉：真菌【異養(yǎng)需氧型、孢子生殖】毛霉毛霉胞外酶味道鮮美，易于消化吸收

便于保存。蛋白質(zhì)

小分子的肽+氨基酸蛋白酶脂肪

甘油+脂肪酸脂肪酶二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——腐乳讓豆腐上長出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制創(chuàng)造毛霉生長環(huán)境防止雜菌污染，避免豆腐的腐敗抑制微生物的生長同時增加風(fēng)味和口感二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)毛霉酵母菌乳酸菌醋酸菌二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——泡菜（1）菌種：

①菌種來源：

②代謝類型：

③種類：

④分裂方式：（2）發(fā)酵原理：乳酸菌（原核生物）

乳酸桿菌（桿狀）植物體表面天然的乳酸菌異養(yǎng)厭氧型乳酸鏈球菌、乳酸桿菌二分裂乳酸鏈球菌（球狀）C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——泡菜（3）制作過程：①新鮮蔬菜

②調(diào)味品

③泡菜壇或其他密封性良好的罐子①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；②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；③留有一定空間，方便拿取泡菜。二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——泡菜（4）亞硝酸鹽含量的測定亞硝酸鹽：白色粉末，有咸味，可作食品添加劑。

在泡菜的腌制過程中會有亞硝酸鹽的產(chǎn)生。亞硝酸鹽含量較低時，不會危害健康。當(dāng)人體食入0.3-0.5克的亞硝酸鹽即可引起中毒，3克導(dǎo)致死亡。腌制方法、時間長短、溫度高低、食鹽用量等都會影響亞硝酸鹽的含量。標準顯色液檢測原理——比色法

酸性條件亞硝酸鹽+特定化學(xué)物質(zhì)——→出現(xiàn)玫紅色P8拓展應(yīng)用2時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵前期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸菌比其他雜菌更耐酸。乳酸積累，抑制其他菌活動）增多達到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）（5）泡菜發(fā)酵過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的含量變化：為什么泡菜壇內(nèi)有時會長一層白膜（俗稱“生花”），這層白膜是怎么形成的？形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富，其表面氧氣含量也很豐富，適合酵母菌的繁殖。為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵為酸奶？二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)毛霉酵母菌乳酸菌醋酸菌二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——果酒（1）菌種：

①菌種來源：

②代謝類型：

③分裂方式：（2）發(fā)酵原理：酵母菌（真核生物）含糖量較高的水果蔬菜表面異養(yǎng)兼性厭氧型出芽生殖（主要）C6H12O6

+6O2

+

6H2O→6CO2

+

12H2O

+

能量C6H12O6

→2C2H5OH

+

2CO2

+能量二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)——果醋（1）菌種：

①菌種來源：

②代謝類型：

③分裂方式：（2）發(fā)酵原理：醋酸菌（原核生物）空氣中的醋酸菌異養(yǎng)需氧型二分裂變酸的酒的表面形成的菌膜醋酸菌對

氧氣的含量很敏感，當(dāng)進行深層發(fā)酵時，即使短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌的死亡。①當(dāng)氧氣、糖源充足時：C6H12O6+2O2

→2CH3COOH+2CO2

+2H2O+能量酶酶C2H5OH+O2

→CH3COOH+H2O+能量②當(dāng)氧氣充足，缺少糖源時：糖制醋酒變醋果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置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。（1）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；

紫色葡萄皮的

進入發(fā)酵液，使葡萄酒呈

色。②果醋：一般（會或不會）

出現(xiàn)氣泡，

發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面會出現(xiàn)一層菌膜，是

。會花青素深紅色不會醋酸菌膜10天左右

①制酒過程中，還會存有

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等。調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等；（2）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？（3）在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？不會。發(fā)酵溫度、pH不利于酵母菌生長。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。（4）如何評價果酒的制作是否成功？如何評價果醋的制作是否成功？聞一聞，嘗一嘗有沒有酒味用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測橙色灰綠色觀察醋酸菌膜是否形成聞一聞，嘗一嘗有沒有醋味檢測比較醋酸發(fā)酵前后的pH值項目果酒制作果醋制作發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌菌種來源傳統(tǒng)的葡萄酒釀造采用自然發(fā)酵，菌種主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌空氣中的野生型醋酸菌或購買醋酸菌的菌種或從食醋中分離醋酸菌發(fā)酵原理①

在有氧條件下：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量②

在無氧條件下C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量①

氧氣、糖源都充足時：C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量

②

缺少糖源時C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量發(fā)酵條件溫度一般控制在18～30℃30～35℃時間10～12d7～8d氧氣初期需氧，后期不需氧始終需要氧pH最適pH為4.5～5.0最適pH為5.4～6.0酶酶酶酶7.果酒制作與果醋制作的比較【思考】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)酵保存下來的面團進行的才算。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。

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

現(xiàn)代發(fā)酵工程是否滅菌接種方式生產(chǎn)條件一、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爭關(guān)系。（