1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品 課件 高二下學(xué)期生物蘇教版選擇性必修3

第三節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品第一章

發(fā)酵工程泡菜是一種傳統(tǒng)的發(fā)酵食品。我國(guó)制作泡菜的歷史很悠久，對(duì)泡菜的制作過(guò)程早有記載：作鹽水，令極咸，于鹽水中洗菜，即內(nèi)甕中。使用一定濃度的食鹽溶液腌漬各種鮮嫩的蔬菜，再經(jīng)自然發(fā)酵而成的腌制品就是我們熟知的泡菜。泡菜的制作真這么簡(jiǎn)單嗎？大家想通過(guò)自己制作泡菜來(lái)認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品嗎？情境導(dǎo)入積極思維事實(shí)：1.制作泡菜的食材可以是洗凈的蘿卜、大白萊、甘藍(lán)、豇豆、萵苣、芹菜、辣椒等。加工時(shí)可將食材處理成條狀、片狀或塊狀，瀝干或晾干待用。另外，將沸水冷卻后加入適量的鹽和糖配制成泡菜液。2.制作泡菜的步驟如下：將加工好的蔬菜裝入瓶中，注入制備好的泡萊液至剛好浸沒(méi)原料，密封容器，置于陰涼處自然發(fā)酵7~10d。若要形成獨(dú)特的風(fēng)味可適當(dāng)添加調(diào)料。調(diào)料包括白酒、料酒、辣椒、八角、花椒、胡椒等。蔬菜上一般會(huì)帶有乳酸菌、酵母菌等微生物，故制作泡菜時(shí)無(wú)須人為添加微生物。蔬菜上的乳酸菌等微生物會(huì)分解有機(jī)物，產(chǎn)生乳酸等物質(zhì)，使泡菜帶有特殊的酸味和香氣思考：1.解釋

為什么說(shuō)泡菜是通過(guò)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的？2.概括

除泡萊外，我們還接觸過(guò)哪些發(fā)酵產(chǎn)品？如何制作泡菜情境導(dǎo)入我們?nèi)粘Ｊ秤玫母?、豆醬、酒也和泡菜一樣，是應(yīng)用微生物發(fā)酵而生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品。腐乳主要經(jīng)毛霉發(fā)酵生產(chǎn)，豆醬經(jīng)多種霉菌發(fā)酵生產(chǎn)，酒主要經(jīng)酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)。這些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)品都利用了微生物的天然發(fā)酵能力。微生物是微小生物的總稱無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞真核細(xì)胞真菌：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履蟲(chóng)、變形蟲(chóng)等病毒：SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌體等DNA病毒細(xì)菌:藍(lán)細(xì)菌、大腸桿菌、乳酸菌等；放線菌:鏈霉菌等微生物的類(lèi)群本章提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細(xì)菌和真菌。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(guó)中山酒1850年約9000年前法國(guó)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(lái)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)興起我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)20世紀(jì)70年代1957年20世紀(jì)80年代重組胰島素生產(chǎn)科學(xué)家用微生物生產(chǎn)谷氨酸，開(kāi)始人工誘變特定微生物。酶、多糖、維生素工業(yè)興起發(fā)酵工程進(jìn)入定向育種的新階段對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行綜合研究，能夠自動(dòng)記錄和發(fā)酵過(guò)程的全部參數(shù)我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)概念:利用天然微生物的代謝活動(dòng)制造或生產(chǎn)某產(chǎn)品的過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、便于家庭式或作坊式生產(chǎn),傳承飲食文化。缺點(diǎn)：生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)物不單一等。發(fā)酵產(chǎn)品：利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品還有醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等。類(lèi)型：傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品閱讀P28-P33相關(guān)內(nèi)容，思考泡菜、果酒、果醋的制作過(guò)程中涉及的主要微生物、生物種類(lèi)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝類(lèi)型、菌種來(lái)源、繁殖方式、最適生長(zhǎng)溫度、發(fā)酵原理、注意事項(xiàng)等。乳酸桿菌

酵母菌

醋酸菌傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品果酒和果醋的制作酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型釀酒、制作饅頭和面包原理：在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶在無(wú)氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（單細(xì)胞真菌）①

代謝類(lèi)型：③

應(yīng)用：②最適生長(zhǎng)溫度：18～30℃。分布在一些含糖量較高的水果、蔬菜表面。材料洗潔精、體積分?jǐn)?shù)70﹪的酒精、發(fā)酵瓶、紗布和榨汁機(jī)等新鮮的水果（如葡萄、蘋(píng)果、山楂和龍眼等）邊做邊學(xué)：水果的發(fā)酵加工——制作果酒和果醋將發(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(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開(kāi)瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d?？赏ㄟ^(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)。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;器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開(kāi)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?？諝庵械拇姿峋鷷?huì)進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖↓↓↓↓邊做邊學(xué)：水果的發(fā)酵加工——制作果酒和果醋打開(kāi)瓶蓋，蓋上紗布當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開(kāi)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。果醋檢測(cè)果酒檢測(cè)可通過(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)。1.如何檢測(cè)果酒的發(fā)酵情況（檢測(cè)是否產(chǎn)生酒精）？①聞；②品嘗；③用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)橙色→灰綠色。2.醋酸菌從何而來(lái)？3.如何檢測(cè)果醋的發(fā)酵情況？打開(kāi)瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖?！俾?；②品嘗；③使用pH試紙檢測(cè)檢測(cè)和比較發(fā)酵前后的pH值；④觀察醋酸菌膜是否形成；邊做邊學(xué)：水果的發(fā)酵加工——制作果酒和果醋項(xiàng)目果酒果醋發(fā)酵條件溫度18～30℃30～35℃時(shí)間10～12d7～8d氧氣前期需氧，后期無(wú)氧一直需要充足氧氣pH酸性酸性檢測(cè)酒精與酸性的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色反應(yīng)液pH下降聯(lián)系醋酸發(fā)酵可以在酒精發(fā)酵的基礎(chǔ)上進(jìn)行，酒精發(fā)酵為醋酸發(fā)酵提供原料。果酒和果醋的制作制作果酒與果醋的比較在果酒和果醋的發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的目的是使酵母菌大量繁殖。

醋酸菌是異養(yǎng)需氧菌，對(duì)氧氣的含量非常敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會(huì)引起醋酸菌的死亡。果酒和果醋的制作結(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(kāi)，并接入氣泵排出CO2打開(kāi)打開(kāi)便于取樣監(jiān)測(cè)關(guān)閉關(guān)閉可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染發(fā)酵液等。裝置改進(jìn)果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作問(wèn)題：在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？氣泡酵母菌進(jìn)行果酒發(fā)酵時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2。發(fā)酵過(guò)程，分解有機(jī)物產(chǎn)生的能量大部分以熱能形式散失。如果用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，由果皮進(jìn)入發(fā)酵液的花青素會(huì)越來(lái)越多，因而發(fā)酵液的顏色會(huì)逐漸加深變成深紅色。產(chǎn)熱顏色菌體數(shù)量pH菌落初期發(fā)酵液中酵母菌數(shù)目增多，后期不再增多，甚至?xí)陆?。CO2溶于發(fā)酵液而使pH下降。果醋發(fā)酵過(guò)程中一般不會(huì)出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面上會(huì)出現(xiàn)一層菌落，這是醋酸菌落。酸奶的制作乳酸發(fā)酵——乳酸菌異養(yǎng)厭氧型C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）酶+能量在無(wú)氧情況下，能將葡萄糖分解成乳酸原理：

乳酸鏈球菌（球狀）空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物腸道內(nèi)（原核生物）乳制品的發(fā)酵、泡菜的制作等①

代謝類(lèi)型：②

菌種分布：③

應(yīng)用：

乳酸桿菌（桿狀）走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室——制作酸奶學(xué)習(xí)制作酸奶，感悟發(fā)酵技術(shù)與日常生活的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理以牛奶為主要原料，接入一定量的菌種或市售酸奶（其中含有乳酸菌）。隨著乳酸菌在牛奶中生長(zhǎng)繁殖，牛奶中的乳糖變?yōu)槿樗幔橐旱腍隨之下降，乳酪蛋白發(fā)生凝集，牛奶成為酸奶。滅菌→消毒

→

接種

→

分裝

→

發(fā)酵

→

冷卻實(shí)驗(yàn)步驟走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室——制作酸奶原理乳酸菌在無(wú)氧條件下將糖分解成乳酸C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶利用植物體表面天然的乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵材料食鹽清水新鮮蔬菜(蘿卜、黃瓜、白菜、豇豆等)蒜瓣生姜其他香辛料(花椒等)白酒泡菜壇辣椒制作泡菜步驟稱取食鹽清洗蔬菜配置鹽水清洗、修整、切條、晾干泡菜鹽水香辛料發(fā)酵成品鹽的作用鹽濃度過(guò)低鹽濃度過(guò)高煮沸目的冷卻的目的調(diào)味，抑制微生物生長(zhǎng)雜菌大量繁殖口味不佳防止影響乳酸菌的生命活動(dòng)Tips1向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)常補(bǔ)充！Tips2裝壇后可以加一些原來(lái)已經(jīng)腌制好的泡菜汁更好----相當(dāng)于接種發(fā)酵微生物，可縮短腌制時(shí)間。Tips35%-20%殺滅微生物；去除水中的溶解氧制作泡菜發(fā)酵時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期發(fā)酵中期發(fā)酵后期曲線模型少（有氧氣，乳酸菌的活動(dòng)受到抑制）最多（（乳酸菌比其他雜菌更耐酸。乳酸積累，抑制其他菌活動(dòng)）減少（乳酸積累，pH下降，抑制其活動(dòng)）少積累增多，pH下降繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定，pH繼續(xù)下降。增加（硝酸鹽還原菌的作用）達(dá)到最多后開(kāi)始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）下降至相對(duì)穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）制作泡菜——發(fā)酵過(guò)程分析小肽氨基酸讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制環(huán)境中蛋白質(zhì)脂肪甘油脂肪酸++酵母、曲霉和毛霉等多種微生物(毛霉起主要作用)創(chuàng)造毛霉生長(zhǎng)環(huán)境防止雜菌污染，避免豆腐的腐敗由酒及各種香辛料置成，抑制微生物的生長(zhǎng)同時(shí)增加風(fēng)味和口感課外探究——制作腐乳制作腐乳利用了那些微生物？這些微生物來(lái)自哪里？課堂小結(jié)1.下列有關(guān)果醋制作原理的說(shuō)法，正確的是()A.制作果醋使用的微生物是醋酸菌，其屬于真核生物B.當(dāng)糖源不足時(shí)，果醋制作的原理是醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)變成CO2和乙酸C.當(dāng)氧氣和糖源充足時(shí)，果醋制作的原理是醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成乙酸D.在果醋制作過(guò)程中，溫度、氧氣等都會(huì)影響果醋的質(zhì)量，而pH不會(huì)，故不需要嚴(yán)格控制pH答案：C解析：醋酸菌是細(xì)菌，屬于原核生物，A錯(cuò)誤；當(dāng)糖源不足時(shí)，果醋制作的原理是醋酸菌先將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜?，B錯(cuò)誤；當(dāng)氧氣和糖源充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成乙酸，C正確；果醋制作過(guò)程中，溫度、氧氣、pH等都會(huì)影響果醋的質(zhì)量，都需要嚴(yán)格控制，D錯(cuò)誤。隨堂訓(xùn)練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(cuò)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(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生醋酸答案：D解析：A、在無(wú)氧條件下，乳酸菌能將葡萄糖分解成乳酸，腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵，A正確；B、參與腐乳制作的微生物主要是毛霉，制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶，B正確；C、酵母菌在無(wú)氧條件下，可通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，制作果酒利用了酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精，C正確；D、制作果醋利用了醋酸菌在有氧條件下產(chǎn)生醋酸，D錯(cuò)誤。隨堂訓(xùn)練3.我國(guó)利用不同微生物的發(fā)酵作用制作食品的歷史悠久，在多種文獻(xiàn)中均有記載。①《齊民要術(shù)》中記載：“作鹽水，令極咸，于鹽水中洗菜，即內(nèi)甕中”。②《北山酒經(jīng)》中記載:“每壇加蠟三錢(qián),竹葉五片，隔水煮開(kāi)，乘熱灌封壇口”。③《齊民要術(shù)》中記載了二十三種利用谷物釀制食醋的工藝,釀制食醋經(jīng)歷的三個(gè)主要發(fā)酵過(guò)程為糖化-酒化t醋化。④《本草綱目拾遺》中記述：“豆腐又名菽乳，豆腐腌過(guò)酒糟或醬制者,味咸甘心”。下列說(shuō)法不正確的是()A.①介紹的是泡菜制作技術(shù)，配制的鹽水要煮沸冷卻后使用B.②中加熱殺菌保存酒液的原理和方法，與釀酒中普遍使用的巴氏消毒法基本相同C.③中食醋的釀制過(guò)程:淀粉先在微生物的作用下分解成葡萄糖，葡萄糖再在酵母菌的作用下分解成乙醇，最后醋酸菌在缺少氧氣時(shí)將乙醇變?yōu)橐宜酓.④從微