1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用高二下學期生物人教版選擇性必修三

第1章發(fā)酵工程第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用微生物的代謝類型同化類型異化類型自養(yǎng)型異養(yǎng)型厭氧型需氧型兼性厭氧型利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。（3）類型：（1）概念：需氧發(fā)酵（

）厭氧發(fā)酵（

）1、發(fā)酵

（2）原理：不同的微生物可以產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵酒精發(fā)酵、乳酸（泡菜、酸奶）發(fā)酵

一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術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。（1）概念：（2）類型：固體發(fā)酵（泡菜、糧食白酒、腐乳等）半固體發(fā)酵（豆豉、醬、醬油等）2、傳統(tǒng)發(fā)酵技術

實例：腐乳①原料：豆腐③原理：毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸，味道鮮美，易于消化吸收。②微生物：酵母菌、曲霉、毛霉，起主要作用的是毛霉（3）優(yōu)點：

操作簡單，適用于家庭式或作坊式生產(chǎn)，它是文化的傳承等。缺點：生產(chǎn)條件不易控制，產(chǎn)品容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低等。乳酸鏈球菌（球狀）乳酸桿菌（桿狀）1.乳酸發(fā)酵（乳酸菌）菌種

代謝類型作用種類分布廣泛原理應用在無氧情況下能將葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶乳酸菌異養(yǎng)厭氧型乳酸鏈球菌、乳酸桿菌空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品（一）發(fā)酵類型及菌種2.酒精發(fā)酵（酵母菌）菌種

代謝類型作用特點分布廣泛原理應用最適生長溫度在無氧情況下進行酒精發(fā)酵酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型含糖量較高的蔬菜、水果表面釀酒、制作饅頭和面包C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶一類單細胞真菌28℃3.醋酸發(fā)酵（醋酸菌）菌種

代謝類型作用原理最適生長溫度應用醋酸菌異養(yǎng)需氧型在氧氣、糖都充足時，能將糖分解成醋酸；在缺糖時，能將乙醇轉化成乙醛，在將乙醛變成醋酸釀醋

C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量酶30-35℃制作泡菜1、原理：①利用植物體表面天然的乳酸菌；②發(fā)酵期間，乳酸會不斷的積累，當它的質量百分比為

0.4%—0.8%時，泡菜的口味、品質最佳。2、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（二）制作發(fā)酵食品3、方法步驟：配制鹽水放入食材加入鹽水注滿水、控制發(fā)酵時間用清水和食鹽配制質量百分比為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。將新鮮蔬菜洗凈、切塊、晾干、裝壇，裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛粉，繼續(xù)裝至八成滿。將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。向壇蓋邊緣的水槽中注滿水。并注意發(fā)酵過程中拓展資料水。根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間。鹽的作用煮沸的目的冷卻的目的壇沿注滿水、用水密封加入陳泡菜水泡菜只能裝八分滿的目的調味；抑制微生物生長（鹽濃度過低：雜菌大量繁殖泡菜變質；鹽濃度過高：乳酸菌受抑制，泡菜口味差咸而不酸，）殺滅雜菌；去除水中溶解氧不影響乳酸菌的生命活動創(chuàng)造無氧環(huán)境接種乳酸菌a.泡菜發(fā)酵過程中會產(chǎn)生較多的二氧化碳，如

果泡菜壇裝的太滿，發(fā)酵液可能會溢出壇外；b.泡菜壇裝的太滿，會使鹽水不容易完全淹沒

菜料，從而導致壇內(nèi)菜料變質腐爛注意事項（1）泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素哪些？

腌制方法、腌制時間長短、溫度高低（2）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適為什么應該在11天后食用比較合適；因為這時亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低的水平；（3）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”相當于接種乳酸菌。（4）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結果最可能的原因是什么？鹽濃度高，殺死了乳酸菌等微生物

泡菜在腌制過程中會有亞硝酸鹽產(chǎn)生；

膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，但如果人體攝入過量，會發(fā)生中毒，甚至死亡；發(fā)酵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（無氧條件乳酸積累，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.腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化制作果酒和果醋1、原理：①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。②酵母菌在有氧條件下，進行有氧呼吸，大量繁殖；酵母菌在無氧條件下能進行酒精發(fā)酵。③在氧氣、糖都充足時，能將糖分解成醋酸；在缺糖時，能將乙醇轉化成乙醛，在將乙醛變成醋酸。C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量C6H12O6→

2C2H5OH+2CO2+能量

C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量2.方法步驟器具消毒將發(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℃進行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10-12d.①70%的酒精的作用：②沖洗的目的：③沖洗1-2次即可，能否反復沖洗？④為什么去梗前沖洗：⑤葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，為何要留有1/3的空間？⑥每隔12h左右將瓶蓋擰松的目的：⑦擰松但不打開的目的：消毒防止野生菌種數(shù)量減少影響發(fā)酵以防葡萄汁流失和破損導致雜菌污染a.先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖b.防止發(fā)酵液溢出不能，排出氣體防止O2進入和雜菌污染去除表面灰塵、污物打開瓶蓋，蓋上紗布當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。果醋檢測果酒檢測可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測⑧如何檢測果酒的發(fā)酵情況（檢測是否產(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橙色→灰綠色⑨醋酸菌從何而來？⑩如何檢測果醋的發(fā)酵情況？a.聞；b.品嘗；c.使用pH試紙檢測檢測和比較發(fā)酵前后的pH值；d.觀察醋酸菌膜是否形成；打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應環(huán)境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖3.制作流程4.果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置結構作用酒精發(fā)酵時狀態(tài)醋酸發(fā)酵時狀態(tài)充氣口排氣口出料口通入空氣先打開后關閉打開，并接入氣泵排出CO2打開打開便于取樣監(jiān)測關閉關閉2024/9/5排出氣體并防止空氣中微生物的污染。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，為什么？5.果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的比較果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵發(fā)酵菌種菌種來源菌種代謝類型菌種生物類型發(fā)酵原理發(fā)酵條件溫度時間氧氣酵母菌醋酸菌附著在新鮮水果果皮表面的野生酵母菌空氣中的醋酸菌或人工接種的醋酸菌異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型真核生物原核生物18～30℃30～35℃10～12d7～8d前期需氧，后期不需氧始終需氧6.結果分析與評價

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？

在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液會產(chǎn)生氣泡，這是因為酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生CO2；開始發(fā)酵后，CO2產(chǎn)生越來越多，會使發(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。

如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時間的延長，由果皮進入發(fā)酵液的花青素會越來越多，因而發(fā)酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色。

果醋發(fā)酵過程中一般不會出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。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？果酒中除了酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。

乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，從而使果酒變質?？梢酝ㄟ^調節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來控制乳酸菌的含量。

在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情況下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。由于醋酸菌在有氧的條件下才能進行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過調節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。

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