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

1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品積極思維：如何制作泡菜？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？積極思維：如何制作泡菜？選擇原料修整、洗滌、晾曬、切分成條狀或片狀稱取食鹽配制鹽水泡菜鹽水加入調(diào)味料，裝壇發(fā)酵成品積極思維：如何制作泡菜？一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的本質(zhì)是微生物的天然發(fā)酵

絕大多數(shù)情況下，微生物是各種個(gè)體微小、肉眼不易看見、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的生物的總稱。1．微生物是微小生物的總稱

思考：許多人認(rèn)為，所有的微生物都是肉眼看不見的生物。

你能通過(guò)實(shí)例質(zhì)疑這樣的觀點(diǎn)嗎？新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）3D示意圖幽門螺桿菌酵母菌霉菌蘑菇微生物細(xì)胞型微生物非細(xì)胞型微生物：原核微生物（細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、衣原體、支原體等）真核微生物（酵母菌、霉菌、大型真菌等）病毒（DNA病毒、RNA病毒等）1．微生物是微小生物的總稱2．我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)幾千年前，古人就已經(jīng)發(fā)明了制曲釀酒的技術(shù)。我們的祖先很早就已經(jīng)掌握了制醋和制醬的方法。在農(nóng)業(yè)上，我們的祖先也掌握了制作堆肥和廄肥的技術(shù)。由于古人沒有認(rèn)識(shí)到微生物與發(fā)酵的確切關(guān)系，所以傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)基本都是發(fā)酵經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品傳統(tǒng)發(fā)酵是利用天然微生物的代謝活動(dòng)制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過(guò)程。（一）果酒的制作釀葡萄酒果酒是以各種果汁為原料，通過(guò)微生物發(fā)酵而制成的含有酒精的飲料，包括葡萄酒、蘋果酒和梨酒等。葡萄酒是以葡萄為原料釀造而成的，其酒精含量約為10%~12%。由于釀造工藝的不同，葡萄酒又可分為紅葡萄酒（葡萄汁和葡萄皮渣混合釀造）和白葡萄酒（僅用葡萄汁釀造）。1.果酒2.果酒的制作原理有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O2＋6H2O→

6CO2＋6H2O+能量酶無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2+能量

酶

在葡萄酒等果酒的生產(chǎn)中，還廣泛使用果膠酶（用以破壞細(xì)胞壁）等酶制劑。果膠酶的應(yīng)用有利于葡萄汁的榨取，還能使酒變得清澈透明。思考：根據(jù)植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成成分的知識(shí)，你能分析使用果膠酶可以使酒變清澈的原因嗎？3.果酒的制作過(guò)程酶清洗清洗葡萄時(shí)，連果柄一起在清水中輕輕漂洗，避免損傷葡萄果皮榨汁把沖洗后瀝干的葡萄切成小塊或連皮榨成葡萄汁裝瓶將葡萄汁移入有蓋的、潔凈的大廣口瓶中，發(fā)酵液總量不要超過(guò)廣口瓶體積的2/3，蓋上瓶蓋發(fā)酵溫度控制在18~25℃，每隔一段時(shí)間輕輕旋松瓶蓋放氣葡萄皮的色素進(jìn)入葡萄汁時(shí)，溶液呈現(xiàn)深紅，大約10~12d完成制作（1）在酵母菌的自然發(fā)酵過(guò)程中，起發(fā)酵作用的酵母菌的來(lái)源？（2）為什么發(fā)酵液總量不要超過(guò)廣口瓶體積的2/3？葡萄皮表面的野生型酵母菌。

先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后再進(jìn)行酒精發(fā)酵，防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液的溢出。思

考：（3）在釀制葡萄酒的過(guò)程中，為什么每隔一段時(shí)間就要旋松瓶蓋放氣呢？（4）如何鑒定是否有酒精產(chǎn)生？放出酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳。使用酸性重鉻酸鉀檢測(cè)，觀察是否變?yōu)榛揖G色。①原理：在

的條件下，醋酸菌能將酒精轉(zhuǎn)化為醋酸。②反應(yīng)式：

。充分供氧3.果醋制作流程（以乙醇為底物的類型為例）果酒制作打開瓶蓋，蓋上紗布

當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，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)2.制作原理1.醋酸發(fā)酵微生物——醋酸菌（二）果醋的制作4.果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置結(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，并接入氣泵排出CO2打開打開便于取樣監(jiān)測(cè)關(guān)閉關(guān)閉思

考：（1）制作葡萄醋時(shí)加入適量新鮮葡萄汁的原因是什么？（2）如何鑒定是否有醋酸產(chǎn)生？（3）葡萄酒和葡萄醋的制作原理有哪些異同點(diǎn)？新鮮葡萄汁含有醋酸菌。聞味、顯微鏡下觀察醋酸菌等。果酒和果醋制作過(guò)程比較比較項(xiàng)目制作果酒制作果醋菌種酵母菌醋酸菌發(fā)酵原理操作選擇新鮮材料清洗，制成果汁，裝瓶發(fā)酵，發(fā)酵液總量不超過(guò)廣口瓶體積的2/3。先制作果酒，再用果酒制作果醋。條件溫度一般是18℃~25℃；前期有氧，后期無(wú)氧；時(shí)間約10~12d。溫度為30℃～35℃；始終有充足的氧氣；時(shí)間約7~8d。

圖中①為

：用來(lái)充入氧氣(無(wú)菌空氣)。②為排氣口：在酒精發(fā)酵時(shí)排出的是酒精發(fā)酵產(chǎn)生的

，在醋酸發(fā)酵時(shí)排出的是_________________________________；長(zhǎng)而彎曲的膠管的作用是_______________________。③為出料口：便于取樣檢測(cè)，及時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵進(jìn)行的情況。充氣口CO2剩余的空氣和醋酸菌代謝產(chǎn)生的CO2防止空氣中微生物的進(jìn)入深入探究：某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置，如下圖所示。果酒和果醋制作成功的關(guān)鍵點(diǎn)項(xiàng)目說(shuō)明材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進(jìn)行沖洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。防止發(fā)酵液被污染①榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶等都需清洗干凈，且發(fā)酵瓶要進(jìn)行消毒；②清洗葡萄時(shí)要先清洗后除枝梗；③發(fā)酵瓶排氣管用曲頸管而不能用直管。歸納總結(jié)項(xiàng)目說(shuō)明發(fā)酵條件的控制①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)，要留約1/3的空間，目的是先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后再進(jìn)行酒精發(fā)酵，防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液的溢出；②嚴(yán)格控制溫度：18～25℃利于酒精發(fā)酵；30～35℃利于醋酸發(fā)酵；③充氣：酒精發(fā)酵為無(wú)氧發(fā)酵，需封閉充氣口；醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵，需經(jīng)充氣口充氣。（三）酸奶的制作

1.發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌稱為乳酸菌。2.酸奶一般是以牛奶為原料、乳酸菌參與發(fā)酵制作而成的奶制品。思考：你知道酸奶和乳酸菌飲料的區(qū)別嗎？

酸奶既保留了牛奶的主要營(yíng)養(yǎng)成分，又因?yàn)楹写罅康娜樗峋行碌纳碜饔?。每天攝入適量的酸奶，可以抑制有害菌在腸道中的生長(zhǎng)繁殖，從而改善腸道環(huán)境，維持腸道微生物的相對(duì)平衡。走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室：制作酸奶閱讀教材31頁(yè)酸奶制作內(nèi)容，思考：（1）酸奶的制作原理？

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?，乳液的pH隨之下降，乳酪蛋白發(fā)生凝集，牛奶成為酸奶。（2）酸奶制作時(shí)，涉及哪些無(wú)菌技術(shù)？（3）為什么分裝后，牛奶要基本裝滿容器，使容器上部留出的空隙盡可能??？奶瓶等容器的滅菌，牛奶的消毒。乳酸菌是厭氧菌。滅菌將奶瓶等器皿放在不銹鋼鍋中，用沸水煮15min。消毒將牛奶倒入滅菌后的奶瓶中，倒入量不要超過(guò)奶瓶容積的2/3，再將牛奶加熱至90℃，保溫5min，或?qū)⑴Ｄ讨糜?0℃恒溫水浴箱中15min。接種加熱滅菌后，待原料奶的溫度下降到43℃~45℃時(shí)，向原料奶中加入市售酸奶，接種量為原料奶量的5%~10%，用玻璃棒攪拌均勻。分裝如需制備更小容量的酸奶，可先將牛奶分裝至容積適當(dāng)?shù)娜萜髦?，再進(jìn)行發(fā)酵。這樣制成的酸奶可以呈凝乳狀態(tài)。發(fā)酵將分裝好的牛奶置于恒溫箱中進(jìn)行發(fā)酵；溫度：40℃~43℃，培養(yǎng)3~4h，或30℃培養(yǎng)18~20h。冷卻發(fā)酵結(jié)束時(shí)，將酸奶取出，迅速將其冷卻到10℃以下，使酸奶中的乳酸菌停止代謝，以防止酸度過(guò)高而影響口感。3.實(shí)驗(yàn)步驟：1.制作果酒、果醋和酸奶的菌種和發(fā)酵條件的比較比較項(xiàng)目果酒制作果醋制作酸奶制作發(fā)酵菌種菌種酵母菌醋酸菌乳酸菌代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型發(fā)酵條件溫度18～25℃30～35℃40～43℃(或30℃)時(shí)間10～12天7～8天3～4h(或18～20h)發(fā)酵條件氧氣前期需氧，后期無(wú)氧一直需要充足的氧氣無(wú)氧pH酸性酸性酸性聯(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－核心歸納2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中三種常用菌種的比較項(xiàng)目酵母菌醋酸菌乳酸菌生物學(xué)分類真核生物原核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型發(fā)酵條件前期需氧，后期不需氧一直需氧無(wú)氧溫度18～25℃30～35℃室溫生產(chǎn)應(yīng)用釀酒、發(fā)面釀醋制作酸奶、泡菜核心歸納豆制品的發(fā)酵加工——制作腐乳1.參與腐乳制作的微生物主要毛霉青霉酵母曲霉課外拓展：分類：代謝類型：生殖（主要方式）：分布:絲狀真菌（具發(fā)達(dá)的白色菌絲）關(guān)于毛霉孢子生殖異養(yǎng)需氧型常見于土壤、水果、蔬菜、谷物上接種孢子制作好腐乳坯后，噴灑毛霉孢子懸液，使每塊腐乳坯沾上毛霉孢子懸液。培養(yǎng)與晾花（1）培養(yǎng)溫度：15-18℃（2）晾花：培養(yǎng)44h~48h后，取出籠格，使熱量和水分散失，腐乳坯迅速冷卻（3）晾花目的：增強(qiáng)酶和霉味的作用壓壇與裝壇（1）操作過(guò)程：分開菌絲→涂抹成皮衣→裝壇→撒鹽→壓坯（2）食鹽的作用：析出水分（3）食鹽的加入方法：擺滿一層后稍稍壓平撒一層鹽，使含鹽量平均約為16%2.工業(yè)生產(chǎn)腐乳的過(guò)程注意點(diǎn)：防止雜菌污染1.長(zhǎng)毛時(shí)的溫度2.加鹽腌制、鹵湯中的酒精、辛香料3.裝瓶過(guò)程中操作要迅速小心4.對(duì)用具的消毒滅菌5.裝瓶后用膠帶密封6.密封時(shí)用酒精燈消滅瓶口雜菌1．某同學(xué)在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，他的做法錯(cuò)誤的是（）

A．選擇新鮮的葡萄略加沖洗，除去枝梗后榨汁

B．將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁

C．酒精發(fā)酵期間，根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程適時(shí)擰松瓶蓋放氣

D．酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進(jìn)行醋酸發(fā)酵B2．（多選）如圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．改變通入氣體種類，可以研究呼吸作用類型對(duì)發(fā)酵的影響B(tài)．果酒發(fā)酵中期通入氮?dú)?，酵母菌將從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧呼吸C．果醋的發(fā)酵周期與實(shí)驗(yàn)設(shè)定的溫度密切相關(guān)D．氣體入口與氣體出口可以交換使用ABCBD3．（多選）下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的敘述，正確的是（

）A．利用乳酸菌制作酸奶過(guò)程中，先通氣培養(yǎng)，后密封