2022-2023學(xué)年新教材高中生物 第1章 發(fā)酵工程 第1節(jié) 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課件 新人教版選擇性必修3

1、第1章發(fā)酵工程第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1說(shuō)出發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。(生命觀念)2說(shuō)明泡菜、果酒和果醋制作的原理。 (生命觀念)3嘗試完成泡菜、果酒和果醋的制作。(科學(xué)思維、科學(xué)探究)4關(guān)注食品安全，倡導(dǎo)健康的生活方式。(社會(huì)責(zé)任)1簡(jiǎn)述傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)，說(shuō)出常見(jiàn)的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。2概述微生物發(fā)酵的基本原理。3嘗試制作泡菜、果酒和果醋，說(shuō)出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)與不足。知識(shí)導(dǎo)圖學(xué)霸記憶素養(yǎng)積累訓(xùn)練鞏固課堂達(dá)標(biāo)新知預(yù)習(xí)雙基夯實(shí)課內(nèi)探究名師點(diǎn)睛指點(diǎn)迷津撥云見(jiàn)日新知預(yù)習(xí)雙基夯實(shí)新知預(yù)習(xí)雙基夯實(shí)一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1發(fā)酵(1)發(fā)酵的歷史：約9 000年前，我們的祖先就會(huì)利用微生物將_、_

2、等發(fā)酵成_。1857年，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，_。(2)發(fā)酵的概念：人們利用_，在適宜的條件下，將原料通過(guò)_轉(zhuǎn)化_的過(guò)程。谷物水果含酒精的飲料酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的微生物微生物的代謝為人類所需要的產(chǎn)物2傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(1)腐乳的發(fā)酵參與發(fā)酵的微生物：多種微生物，如_等，其中起主要作用的是_。發(fā)酵原理：經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成_。酵母、曲霉和毛霉毛霉小分子的肽和氨基酸(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念：直接利用_微生物，或利用_的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。(3)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)及主要食品以_菌種的_發(fā)酵及_發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。主要食

3、品有腐乳、醬、_。原材料中天然存在的前一次發(fā)酵保存下來(lái)的發(fā)酵物中混合固體半固體醬油、醋、泡菜和豆豉二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作所利用的微生物(1)乳酸菌代謝特點(diǎn)：_細(xì)菌，在無(wú)氧的情況下能將葡萄糖分解成_，反應(yīng)簡(jiǎn)式：_。生產(chǎn)應(yīng)用：用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等。厭氧乳酸(2)酵母菌代謝特點(diǎn)：?jiǎn)渭?xì)胞_菌，_微生物，在無(wú)氧條件下能進(jìn)行_，反應(yīng)簡(jiǎn)式為_(kāi) _。最適生長(zhǎng)溫度約為_(kāi)。生產(chǎn)應(yīng)用：用于釀酒、制作饅頭和面包等。真兼性厭氧酒精發(fā)酵能量28 (3)醋酸菌代謝特點(diǎn)：_細(xì)菌，當(dāng)_時(shí)能將糖分解成醋酸，反應(yīng)簡(jiǎn)式為_(kāi) _；當(dāng)缺少糖源時(shí)則將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿幔磻?yīng)簡(jiǎn)式為_(kāi) _。最適生長(zhǎng)

4、溫度為_(kāi)。生產(chǎn)應(yīng)用：用于制作各種風(fēng)味的醋。好氧O2、糖源都充足2CO2能量能量3035 2制作泡菜(1)菌種的來(lái)源： 利用植物體表面天然的乳酸菌。(2)方法步驟：配制鹽水：用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為_(kāi)的鹽水，并將鹽水_，冷卻待用。蔬菜裝壇：將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝壇，裝至_時(shí)，放入_，繼續(xù)裝至_成滿。加鹽水：將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒(méi)過(guò)全部菜料。封壇發(fā)酵：蓋好壇蓋，向壇蓋邊沿的水槽中_，發(fā)酵過(guò)程中注意_，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間。5%20%煮沸半壇調(diào)味品八注滿水補(bǔ)充水3制作果酒和果醋(1)菌種來(lái)源： 新鮮水果的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌。(2

5、)方法步驟：器具消毒：將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等器具用洗潔精清洗干凈，用_消毒，晾干備用。沖洗：新鮮葡萄用清水沖洗12次，再去除_，瀝干。體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精枝梗榨汁：用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，裝入發(fā)酵瓶中，留大約_的空間，蓋好瓶蓋。酒精發(fā)酵：溫度控制在1830 ，每隔12 h左右將瓶蓋_，但不要打開(kāi)瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為1012 d。醋酸發(fā)酵：葡萄酒制作完成后，打開(kāi)瓶蓋，蓋上_，進(jìn)行葡萄醋發(fā)酵，溫度為3035 ，時(shí)間為78 d。1/3擰松一次一層紗布1多種微生物參與了腐乳的發(fā)酵。()2醋酸菌是好氧細(xì)菌，乳酸菌和酵母菌是厭氧細(xì)菌。()3制作葡萄酒的過(guò)程中，要定時(shí)打開(kāi)瓶蓋放出CO2。()4制作泡菜的過(guò)程中只有乳酸

6、菌起作用。()5傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作過(guò)程中，不同的食品接種不同的菌種。()活學(xué)巧練思考：1在泡菜制作的發(fā)酵過(guò)程中，為什么要經(jīng)常向泡菜壇的水槽中補(bǔ)充水？提示：為了保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無(wú)氧環(huán)境。2為什么泡菜壇只能裝八成滿？提示：蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，其表面帶入的微生物，主要以不抗酸的大腸桿菌和酵母菌較為活躍，這些微生物進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)物中有較多的二氧化碳，因此壇內(nèi)要留有一定的空間，否則發(fā)酵液可能會(huì)溢出壇外。3在果酒和果醋制作中，你認(rèn)為哪些方法可防止發(fā)酵液被污染？提示：(1)沖洗葡萄時(shí)應(yīng)先沖洗再除去枝梗。(2)榨汁機(jī)要沖洗干凈并晾干。(3)發(fā)酵瓶要清洗干凈，并用70%的酒精消毒。(4)排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要

7、完全揭開(kāi)瓶蓋，防止雜菌污染。4果酒制作過(guò)程中，在不滅菌的情況下，酵母菌是如何成為優(yōu)勢(shì)菌種的？提示：發(fā)酵后期在缺氧和酸性發(fā)酵液中，絕大多數(shù)微生物的生命活動(dòng)受到抑制，而酵母菌可以適應(yīng)這一環(huán)境成為優(yōu)勢(shì)菌種。學(xué)霸記憶素養(yǎng)積累1發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。2乳酸菌是厭氧細(xì)菌。醋酸菌是好氧細(xì)菌。酵母菌是兼性厭氧型真菌。3直接利用原材料中天然存在的微生物或利用前一次發(fā)酵保存下來(lái)的微生物進(jìn)行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。4傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作過(guò)程中，沒(méi)有接種菌種，而是利用了天然存在的菌種。課內(nèi)探究名師點(diǎn)睛知識(shí)點(diǎn)1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)剖析

8、2自然發(fā)酵與人工發(fā)酵的比較項(xiàng)目自然發(fā)酵人工發(fā)酵概念利用自然環(huán)境中的微生物進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程利用人工接種的菌種進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程缺點(diǎn)菌群不明，發(fā)酵風(fēng)險(xiǎn)大；發(fā)酵啟動(dòng)困難，發(fā)酵容易中止，發(fā)酵不徹底；發(fā)酵結(jié)果不可控需要耗費(fèi)大量的財(cái)力，需要由專業(yè)的技術(shù)人員完成優(yōu)點(diǎn)由于發(fā)酵產(chǎn)生許多種類的醇、揮發(fā)性的酸，香氣較為濃厚發(fā)酵風(fēng)險(xiǎn)低，發(fā)酵結(jié)果可控3固體發(fā)酵與液體發(fā)酵的比較項(xiàng)目固體發(fā)酵液體發(fā)酵概念微生物在沒(méi)有或基本沒(méi)有游離水的固態(tài)基質(zhì)上的發(fā)酵方式，如釀酒、釀醋借助于液態(tài)介質(zhì)完成的發(fā)酵，如味精的生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)水分活度低，微生物易生長(zhǎng)，酶活力高；發(fā)酵過(guò)程粗放，不需嚴(yán)格無(wú)菌條件；設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、投資少，易操作，污染少，基本無(wú)廢水排放速度

9、快；成本低；產(chǎn)量高缺點(diǎn)發(fā)酵速度慢，周期長(zhǎng)；原料成分復(fù)雜，影響產(chǎn)量和質(zhì)量，產(chǎn)品少，操作強(qiáng)度大等產(chǎn)生的其他成分很少或基本沒(méi)有，需人工添加以補(bǔ)充其他成分知識(shí)貼士傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)是發(fā)酵的一種類型，按照工藝流程劃分，發(fā)酵可劃分為現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)和傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，正確的是()A制作果酒最快捷的途徑是先制果醋，再制果酒 B釀制果醋所需的酵母菌和醋酸菌的發(fā)酵底物、條件完全相同 C制作腐乳需利用毛霉產(chǎn)生的酶分解豆腐中的蛋白質(zhì)等物質(zhì)D制作果酒、果醋和腐乳過(guò)程都應(yīng)防止微生物的生長(zhǎng)、繁殖典例1典例剖析C解析：制作果酒最快捷的途徑是利用酵母菌發(fā)酵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酵母菌的發(fā)酵底物一般是葡萄糖，醋酸菌的發(fā)酵底

10、物是葡萄糖或乙醇，B項(xiàng)錯(cuò)誤；毛霉等多種微生物分泌的蛋白酶，能將蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸，C項(xiàng)正確；制作果酒、果醋和腐乳過(guò)程都需要微生物的生長(zhǎng)、繁殖，果酒制作利用的菌種是酵母菌，果醋制作利用的菌種是醋酸菌，腐乳制作利用的菌種是毛霉，D項(xiàng)錯(cuò)誤。1下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的描述，正確的是()A傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所用的菌種一般是接種的純凈的菌種B傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)是各種微生物在有氧條件下將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物C傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的目的是獲得發(fā)酵產(chǎn)品或更多的微生物D果酒、果醋、泡菜等是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)物變式訓(xùn)練D解析：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所用的菌種一般是原料中天然存在的微生物，或是面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物，A項(xiàng)錯(cuò)

11、誤；傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)是微生物在有氧或無(wú)氧條件下的物質(zhì)的氧化分解，B項(xiàng)錯(cuò)誤；傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的目的是生產(chǎn)各種發(fā)酵產(chǎn)品，C項(xiàng)錯(cuò)誤；傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用包括果酒、果醋、泡菜等的制作，D項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)1制作所需菌種及原理泡菜的制作知識(shí)貼士1乳酸菌是在無(wú)氧條件下能將葡萄糖分解成乳酸的一類細(xì)菌的總稱。2乳酸菌是厭氧微生物，在有氧氣存在時(shí)，其無(wú)氧呼吸受抑制。3泡菜制作的菌種來(lái)自植物體表面的天然乳酸菌。4抗生素能殺死乳酸菌或抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，所以含抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。2泡菜制作的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作3泡菜制作中亞硝酸鹽含量的檢測(cè)(1)原理在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽對(duì)氨基苯磺酸反應(yīng)物；反應(yīng)物N1萘基乙二胺鹽酸鹽玫瑰紅色

12、染料。亞硝酸鹽溶液的濃度越高，顏色越深；濃度越低，顏色越淺。(2)流程下列關(guān)于乳酸菌的敘述，錯(cuò)誤的是()A乳酸菌的種類很多，常見(jiàn)的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌 B在自然界中分布廣泛，空氣、土壤、植物體表、人和動(dòng)物的腸道都有C乳酸菌是厭氧型微生物D一個(gè)泡菜壇里的所有乳酸菌構(gòu)成一個(gè)種群典例2典例剖析D解析：乳酸菌的種類很多，常見(jiàn)的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌，A項(xiàng)正確；在自然界中，乳酸菌分布廣泛，空氣、土壤、植物體表、人和動(dòng)物的腸道都有分布，B項(xiàng)正確；乳酸菌的代謝類型是異養(yǎng)厭氧型，C項(xiàng)正確；乳酸菌的種類很多，一個(gè)泡菜壇中的乳酸菌不止一種，因此不能構(gòu)成一個(gè)種群，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2下圖是制作泡菜及測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽含量

13、的實(shí)驗(yàn)流程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。變式訓(xùn)練(1)制作泡菜宜選用新鮮的蔬菜，原因是_ _。新鮮的蔬菜中亞硝酸鹽的含量低，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富(2)制作泡菜的鹽水時(shí)，鹽水的質(zhì)量百分比為_(kāi)，鹽水需煮沸并冷卻后才可使用，原因是_ _。試說(shuō)明鹽在泡菜制作過(guò)程中的作用：_ _。(3)泡菜風(fēng)味形成的關(guān)鍵在于_的加入。5%20%加熱煮沸是為了殺滅雜菌，并除去水中的氧氣，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響鹽有殺菌、析出蔬菜中過(guò)多的水以及調(diào)味的作用調(diào)味料(4)泡菜發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)定期測(cè)定亞硝酸鹽的含量，原因是_ _。(5)泡菜的制作方法不當(dāng)，很容易造成泡菜變質(zhì)，試分析可能的原因_。發(fā)酵不同時(shí)期亞硝酸鹽的含

14、量會(huì)發(fā)生變化，及時(shí)檢測(cè)是為了把握食用泡菜的最佳時(shí)機(jī)泡菜壇密封不嚴(yán)或取菜工具不衛(wèi)生或鹽的比例過(guò)小等，都會(huì)引起雜菌滋生、泡菜變質(zhì)解析：根據(jù)下面的基礎(chǔ)知識(shí)解答本題。知識(shí)點(diǎn)1果酒和果醋制作的原理(1)酵母菌和醋酸菌的比較果酒和果醋的制作項(xiàng)目酵母菌醋酸菌生物學(xué)分類單細(xì)胞，真核生物單細(xì)胞，原核生物代謝方式異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型生長(zhǎng)繁殖的最適溫度范圍18 30 3035 主要繁殖方式出芽生殖二分裂生殖生產(chǎn)、生活應(yīng)用釀酒、發(fā)面等制醋(2)果酒制作與果醋制作的比較項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌菌種來(lái)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(gòu)買醋酸菌

15、的菌種或從食醋中分離醋酸菌項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵條件溫度一般控制在1830 3035 時(shí)間1012 d78 d氧氣初期需氧，后期不需氧始終需要氧pH最適pH為4.55.0最適pH為5.46.02果酒和果醋制作的流程分析(1)裝置(下圖)每隔12 h擰松瓶蓋一次，果酒發(fā)酵結(jié)束，打開(kāi)瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行果醋發(fā)酵。(2)流程分析知識(shí)貼士1發(fā)酵不等于無(wú)氧呼吸。發(fā)酵是通過(guò)微生物的培養(yǎng)來(lái)大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過(guò)程，包括有氧發(fā)酵(如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵)和無(wú)氧發(fā)酵(如酒精發(fā)酵)。2葡萄酒制作過(guò)程中產(chǎn)生的酒精能溶解葡萄皮和籽中的色素等物質(zhì)，從而決定酒的風(fēng)味、結(jié)構(gòu)與質(zhì)地。3開(kāi)瓶后的葡萄酒如果密封不嚴(yán)，則會(huì)

16、很快變酸。在變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。下圖表示利用葡萄汁進(jìn)行發(fā)酵時(shí)可能發(fā)生的物質(zhì)變化。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A過(guò)程都需要O2參與B當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌可以直接發(fā)生過(guò)程C過(guò)程所需要的最適溫度相同D酵母菌發(fā)生過(guò)程的場(chǎng)所相同典例3典例剖析C解析：過(guò)程表示有氧呼吸的第二、三兩個(gè)階段，有氧呼吸的第三階段需要O2參與；醋酸菌是好氧細(xì)菌，只能進(jìn)行有氧呼吸，當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌可以直接發(fā)生過(guò)程，當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌可以發(fā)生過(guò)程，A項(xiàng)、B項(xiàng)正確。過(guò)程所需要的最適溫度為1830 ，過(guò)程所需要的最適溫度為3035 ，C項(xiàng)錯(cuò)誤。酵母菌發(fā)生過(guò)程的場(chǎng)所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D

17、項(xiàng)正確。3下面是果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)流程以及某同學(xué)設(shè)計(jì)的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：變式訓(xùn)練(1)圖A中方框內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流程是_。(2)沖洗的主要目的是_，沖洗應(yīng)特別注意不能_，以防止菌種的流失。(3)圖B裝置中的充氣口在_時(shí)關(guān)閉，在_時(shí)連接充氣泵，并連續(xù)不斷地向內(nèi)_。(4)排氣口在酒精發(fā)酵時(shí)排出的氣體是由_產(chǎn)生的_，在醋酸發(fā)酵時(shí)排出的是_。醋酸發(fā)酵除去污物反復(fù)沖洗酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵泵入空(氧)氣酵母菌CO2(含氧量少的)空氣、CO2(5)寫(xiě)出與(4)題有關(guān)的反應(yīng)式：_；_ _。(6)若果汁中含有醋酸菌，在酒精發(fā)酵旺盛時(shí)，醋酸菌能否將果汁中的葡萄糖發(fā)酵為醋酸？_，說(shuō)明原因。_ _。不

18、能因?yàn)榫凭l(fā)酵時(shí)的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長(zhǎng)，且醋酸菌的發(fā)酵需要充足的氧氣指點(diǎn)迷津撥云見(jiàn)日一、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的微生物代謝類型及發(fā)酵條件控制項(xiàng)目酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵參與菌種酵母菌醋酸菌代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型溫度控制1830 3035 通氣控制先通氣，后密封全程通氣時(shí)間控制1012 d78 d某研究性學(xué)習(xí)小組以櫻桃番茄為材料進(jìn)行果酒、果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A果酒和果醋的制作可用同一個(gè)裝置，但需控制不同發(fā)酵條件B先供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵，然后隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵C與自然發(fā)酵相比，人工接種的發(fā)酵獲得的產(chǎn)品品質(zhì)更好D適當(dāng)加大接種量可以提高發(fā)酵速率、抑制雜菌的生長(zhǎng)繁殖典例4典例剖析B解析

19、：參與果酒制作的微生物是酵母菌，在無(wú)氧條件下，酵母菌才能進(jìn)行酒精發(fā)酵，且酒精發(fā)酵的適宜溫度是1830 ；參與果醋制作的微生物是醋酸菌(好氧細(xì)菌)，果醋制作需要不斷通入氧氣，且果醋制作的適宜溫度是3035 ，故果酒和果醋的制作可用同一個(gè)裝置，但需控制不同發(fā)酵條件，A項(xiàng)正確。當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌先將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?，因此，?yīng)先隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵，然后供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵，B項(xiàng)錯(cuò)誤。與自然發(fā)酵相比，人工接種可以防止其他雜菌污染，所以人工接種的發(fā)酵獲得的產(chǎn)品品質(zhì)更好，C項(xiàng)正確。適當(dāng)加大接種量，讓菌體快速形成優(yōu)勢(shì)菌群，可以提高發(fā)酵速率、抑制雜菌的生長(zhǎng)繁殖，D項(xiàng)正確。2對(duì)照兩種對(duì)照方式都必須遵

20、循單一變量原則：前者是標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，后者是自身對(duì)照。葡萄發(fā)酵可產(chǎn)生葡萄酒，請(qǐng)利用相關(guān)知識(shí)回答問(wèn)題：(1)甲、乙、丙三位同學(xué)將葡萄榨成汁后分別裝入相應(yīng)的發(fā)酵瓶中，在溫度等適宜的條件下進(jìn)行發(fā)酵，如圖所示。發(fā)酵過(guò)程中，每隔一段時(shí)間均需排氣一次。據(jù)圖分析，甲和丙同學(xué)的操作有誤，其中甲同學(xué)的錯(cuò)誤是_，導(dǎo)致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異常現(xiàn)象是_。丙同學(xué)的錯(cuò)誤是_ _，導(dǎo)致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是_。上述發(fā)酵過(guò)程結(jié)束后，甲、乙、丙同學(xué)實(shí)際得到的發(fā)酵產(chǎn)品依次是_、_ _、_。典例5典例剖析未夾住發(fā)酵瓶的充氣管發(fā)酵液從充氣管流出，發(fā)酵液變酸瓶中發(fā)酵液過(guò)多，淹沒(méi)了排氣管在瓶?jī)?nèi)的管口排氣時(shí)發(fā)酵液從排氣管流出葡萄醋(或果醋)葡萄

21、酒(或果酒)葡萄酒(或果酒)(2)在上述制作葡萄酒的過(guò)程中，假設(shè)乙同學(xué)的某一步驟操作錯(cuò)誤導(dǎo)致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開(kāi)，該錯(cuò)誤操作是_。未及時(shí)排氣解析：(1)酵母菌無(wú)氧呼吸可以產(chǎn)生酒精和CO2，酵母菌是葡萄酒制作過(guò)程中發(fā)揮作用的微生物。酵母菌只有在無(wú)氧條件下，才能進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精；甲同學(xué)的錯(cuò)誤是讓充氣口始終開(kāi)放，所以發(fā)酵液從充氣管流出，發(fā)酵液變酸。丙同學(xué)錯(cuò)在瓶中發(fā)酵液過(guò)多，淹沒(méi)了排氣管在瓶?jī)?nèi)的管口，這樣發(fā)酵液會(huì)從排氣管流出。甲、乙、丙同學(xué)實(shí)際得到的發(fā)酵產(chǎn)品依次是葡萄醋(或果醋)、葡萄酒(或果酒)、葡萄酒(或果酒)。(2)酵母菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的 CO2導(dǎo)致乙裝置中氣壓升高，故要定期打開(kāi)排氣管進(jìn)行放氣

22、。乙同學(xué)因?yàn)槲醇皶r(shí)排氣，導(dǎo)致發(fā)酵瓶中氣壓過(guò)大而沖開(kāi)瓶塞。三、泡菜制作過(guò)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)某綜合實(shí)踐活動(dòng)小組進(jìn)行了“探究泡菜在腌制過(guò)程中亞硝酸鹽的含量變化”的實(shí)驗(yàn)。如圖為泡菜的制作及測(cè)定亞硝酸鹽含量的實(shí)驗(yàn)流程示意圖，如表為測(cè)量結(jié)果：典例6典例剖析時(shí)間亞硝酸鹽含量(mgkg1)壇號(hào)封壇前第4天第8天第12天第16天1號(hào)壇0.150.60.20.10.12號(hào)壇0.150.20.10.

23、050.053號(hào)壇0.150.70.60.20.2請(qǐng)根據(jù)上述情況，回答下列問(wèn)題：(1)制作泡菜宜選用新鮮的蔬菜，原因是_。(2)制備泡菜的鹽水中清水與鹽的質(zhì)量比約為_(kāi)，鹽水需煮沸并冷卻后才可使用，其原因是_ _。(3)為確保發(fā)酵過(guò)程所需的無(wú)氧環(huán)境，應(yīng)注意_ _。(4)實(shí)驗(yàn)中3只壇中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量存在差異，最可能的原因是_。(5)測(cè)定亞硝酸鹽含量的方法是_。亞硝酸鹽含量低41加熱煮沸是為了殺滅雜菌并除去水中的氧氣，冷卻后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響經(jīng)常補(bǔ)充壇蓋邊沿水槽中的水各壇中微生物種類和數(shù)量可能存在差異比色法解析：(1)有些蔬菜中含有豐富的硝酸鹽，這些蔬菜放置過(guò)久，蔬菜

24、中的硝酸鹽會(huì)被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。(2)制備泡菜的鹽水中清水與鹽的質(zhì)量比約為41，鹽水需煮沸冷卻后使用，加熱煮沸是為了殺滅雜菌并除去水中的氧氣，冷卻后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響。(3)成功制作泡菜的關(guān)鍵是營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境，常用的方法是將壇口用水封好，防止外界空氣進(jìn)入。因此要經(jīng)常補(bǔ)充壇蓋邊沿水槽中的水。(4)泡菜在開(kāi)始腌制時(shí)，壇內(nèi)環(huán)境有利于某些細(xì)菌的繁殖(包括一些硝酸鹽還原菌)，這些細(xì)菌可以促進(jìn)硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。但隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸菌也大量繁殖，對(duì)硝酸鹽還原菌產(chǎn)生一定的抑制作用，使其生長(zhǎng)繁殖受到影響，造成泡菜中亞硝酸鹽的含量又有所下降?？梢?jiàn)，亞硝酸鹽的含

25、量與壇內(nèi)的微生物種類和數(shù)量有關(guān)。(5)測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，再與N1萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合，形成玫瑰紅色染料。將顯色反應(yīng)后的待測(cè)樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液對(duì)比，即可大致估算出樣品中亞硝酸鹽的含量。解疑答惑從社會(huì)中來(lái)P4提示：葡萄酒和葡萄醋雖然都是以葡萄為原料發(fā)酵而來(lái)的飲品，但葡萄酒是酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精制作而成的，葡萄醋是醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乙酸制作而成的，所以一個(gè)是醇厚濃郁、耐人尋味的酒，一個(gè)卻是酸味柔和、口感綿長(zhǎng)的醋。它們的制作方法的不同主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是發(fā)酵條件的不同，葡萄酒是在無(wú)氧條件下進(jìn)行的發(fā)酵，葡萄醋是在有氧條件下進(jìn)行的發(fā)酵；

26、二是發(fā)酵溫度的不同，葡萄酒的發(fā)酵溫度控制在1830 ，葡萄醋的發(fā)酵溫度控制在3035 。探究實(shí)踐P6結(jié)果分析與評(píng)價(jià)1提示：用水密封泡菜壇的目的是不讓空氣進(jìn)入，創(chuàng)造一個(gè)封閉無(wú)氧的環(huán)境，這說(shuō)明泡菜制作需要無(wú)氧條件。2提示：在泡菜發(fā)酵初期，由蔬菜表面帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，它們可進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，如果泡菜壇裝得太滿，發(fā)酵液可能會(huì)溢出壇外。另外，泡菜壇裝得太滿，會(huì)使鹽水不太容易完全淹沒(méi)菜料，從而導(dǎo)致壇內(nèi)菜料變質(zhì)腐爛。泡菜壇留有一定的空間，也更方便拿取泡菜。3提示：泡菜質(zhì)量可以根據(jù)泡菜的色澤和風(fēng)味進(jìn)行初步的評(píng)定；還可以通過(guò)在顯微鏡下觀察乳酸菌形態(tài)，比較不同時(shí)期泡菜壇中乳酸菌的

27、數(shù)量來(lái)評(píng)定；還可以根據(jù)亞硝酸鹽的含量來(lái)評(píng)定。一般來(lái)說(shuō)，腌制成功的泡菜湯汁清亮，無(wú)霉花浮膜，菜質(zhì)脆嫩適口，酸甜咸味適宜，具有一定的香氣，咀嚼后無(wú)渣等。進(jìn)一步探究1提示：亞硝酸鹽在鹽酸酸化條件下，與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，然后與N1萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。亞硝酸鹽溶液的濃度越高，顏色越深，將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液進(jìn)行目測(cè)比較，進(jìn)而估算出亞硝酸鹽的含量，控制腌制方法、腌制的時(shí)間和溫度為自變量，分別取不同腌制方法、腌制時(shí)間、腌制溫度的樣品提取液與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液進(jìn)行目測(cè)比較，確定最佳的腌制措施。2略。結(jié)果分析與評(píng)價(jià)1提示：在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液發(fā)生的變化

28、及引起變化的原因有如下幾點(diǎn)：(1)放出氣體：在葡萄酒制作過(guò)程中，葡萄汁中的糖分大部分轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2、C2H5OH及少量的發(fā)酵副產(chǎn)品。發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)生速率很快，因此需要及時(shí)排氣，防止發(fā)酵瓶爆裂。果醋發(fā)酵一般不會(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)一層菌膜，這是醋酸菌膜。(2)放熱：發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵液溫度上升，應(yīng)采取措施使酒精發(fā)酵的溫度嚴(yán)格控制在1830 。(3)顏色變化：在發(fā)酵過(guò)程中，隨著酒精度數(shù)的提高，紅葡萄皮的色素進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。(4)菌體數(shù)量變化：果酒制作初期，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)目增多；在果醋制作時(shí)，只要條件適宜，發(fā)酵液中醋酸菌數(shù)目就會(huì)增多。最明顯的變化一般

29、發(fā)生在發(fā)酵后10 d左右。2提示：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(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來(lái)控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。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(zhuǎn)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(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)，因此在制作果酒的過(guò)程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖。此外，通過(guò)調(diào)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提示：隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母

30、菌的生長(zhǎng)繁殖，因此酵母菌活性很低。在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)打開(kāi)瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時(shí)，可以先買一瓶醋，將其打開(kāi)暴露于空氣中，一段時(shí)間后在醋的表面會(huì)有一層薄膜(實(shí)際上是醋酸菌)，用這層薄膜進(jìn)行接種可以明顯縮短制作果醋的時(shí)間。4提示：根據(jù)實(shí)際情況回答。到社會(huì)中去P8提示：從少量制作轉(zhuǎn)向大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，會(huì)遇到許多新問(wèn)題。例如，少量制作果醋時(shí)，不需要專門(mén)的攪拌裝置，而大規(guī)模生產(chǎn)果醋時(shí)，由于發(fā)酵罐容積很大，就需要安裝攪拌器，以保障醋酸菌對(duì)O2的需求?？梢?jiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品時(shí)，需要進(jìn)行更為全面

31、周詳?shù)目紤]，如考慮原料的來(lái)源與選擇、菌種的選育與培養(yǎng)、發(fā)酵設(shè)備的選擇、發(fā)酵條件的自動(dòng)化控制、發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量控制、成本價(jià)格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意義上的產(chǎn)品。在實(shí)際生產(chǎn)中還需要經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、滅菌、裝瓶等過(guò)程才能獲得成品酒或醋。果酒還需要在一定條件下進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵，以獲得特定的風(fēng)味和色澤。通過(guò)深入思考，可以感悟到，工程、技術(shù)與科學(xué)的不同科學(xué)以“發(fā)現(xiàn)”為核心，技術(shù)以“發(fā)明”為核心，工程以“建造”和“產(chǎn)品”為核心。技術(shù)要通過(guò)工程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，將一系列相關(guān)技術(shù)體系化地組合起來(lái)，才能轉(zhuǎn)化應(yīng)用在工程中，大規(guī)模生產(chǎn)人們需要的產(chǎn)品。練習(xí)與應(yīng)用P8一、概念檢測(cè)1(1)提示：乳酸菌和芽孢桿菌生活在同一環(huán)境下

32、會(huì)競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和空間等。(2)提示：乳酸菌發(fā)酵的產(chǎn)物是乳酸，不產(chǎn)生CO2。(3)2D提示：制作果醋是利用了醋酸菌在有氧條件下產(chǎn)生醋酸。二、拓展應(yīng)用1提示：傳統(tǒng)發(fā)酵食品有果酒、果醋、腐乳、泡菜等。其中，果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精發(fā)酵，果醋的制作利用的是醋酸菌將酒精轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬拇x，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶類，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸發(fā)酵。2提示：(1)應(yīng)該在發(fā)酵10天后食用比較合適，因?yàn)檫@時(shí)亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低的水平。(2)可能是食鹽濃度過(guò)高、發(fā)酵溫度過(guò)低等原因?qū)е屡莶宋茨苷０l(fā)酵。(3)“陳泡菜水”中含有純度較高的乳酸菌，加入“陳泡菜水”相當(dāng)于接種乳酸菌。3提示：由于醋酸菌是好氧菌，A同學(xué)用帶蓋的塑料瓶不能滿足醋酸菌對(duì)O2的需求，所以A同學(xué)所用裝置不適合制作果醋。B同學(xué)雖然用了沒(méi)有蓋的塑料瓶，滿足了醋酸菌對(duì)O2的