【課件】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（2019）選擇性必修3

第1章發(fā)酵工程第1節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，之后微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用。1897年用微生物生產(chǎn)谷氨酸獲得成功，酶制劑、多糖、維生素發(fā)酵工業(yè)興起。1957年科學(xué)家開(kāi)始運(yùn)用數(shù)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化學(xué)工程原理以及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行綜合研究。20世紀(jì)80年代以后法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來(lái)。1857年利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素，隨著鏈霉素、金霉素和土霉素等抗生素的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)興起。20世紀(jì)40年代基因工程。細(xì)胞工程等發(fā)展，人胰島素和干擾素大量生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代以后190019401960185019801970約9000年前我們祖先就會(huì)利用微生物將谷物、水果發(fā)酵為含酒精的飲料。

科技探索之路：從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程指人們利用

，在適宜條件下，將原料通過(guò)

轉(zhuǎn)化為人類所需要的

的過(guò)程。1.概念：微生物微生物的代謝產(chǎn)物(一)發(fā)酵2.原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們既可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。3.類型：好氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵eg醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵eg酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵氧氣需求一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

實(shí)例：制作腐乳①原料：豆腐。②參與發(fā)酵的微生物：_______、_____和_____等，其中起主要作用的是________。③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

。酵母菌曲霉毛霉毛霉小分子的肽和氨基酸毛霉：分布廣泛代謝類型：異養(yǎng)好氧型生殖類型：孢子生殖適宜溫度：15~18℃（此外，微生物還可以產(chǎn)生脂肪酶，將脂肪分解為脂肪酸和甘油）一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

實(shí)例：制作腐乳匍匐菌絲直立菌絲一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

實(shí)例：制作腐乳讓豆腐長(zhǎng)出毛霉直接利用空氣中的毛霉孢子或者直接接種毛霉（15-18℃，一定濕度）目的：讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶加鹽腌制目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長(zhǎng)加鹵湯瓶鹵湯包括酒和香辛料酒：抑制微生物生長(zhǎng)，并使腐乳具有獨(dú)特香味；香辛料：調(diào)味，防腐殺菌密封腌制鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，過(guò)高會(huì)延長(zhǎng)腐乳成熟的時(shí)間，過(guò)低不足以抑制微生物生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗方法：隨豆腐層數(shù)加高增加鹽用量，接近瓶口表面，鋪厚一點(diǎn)前期發(fā)酵后期發(fā)酵一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(二)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)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(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進(jìn)行發(fā)酵，制作食品的技術(shù)。1.概念：2.類型：固體發(fā)酵、半固體發(fā)酵一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)泡菜口感脆生，開(kāi)胃提神，是家喻戶曉的一種佐餐菜肴。韓國(guó)泡菜相傳是從我國(guó)傳入的，堪稱韓國(guó)“第一菜”。(一)制作泡菜1.菌種：乳酸菌(1)菌種來(lái)源：植物體表面天然的乳酸菌(2)代謝類型：異養(yǎng)厭氧型(3)種類：乳酸鏈球菌、乳酸桿菌（原核生物）2.原理：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶當(dāng)它的質(zhì)量百分比為0.4%～0.8%時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。乳酸鏈球菌（球狀）

乳酸桿菌（桿狀）二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.方法步驟配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時(shí)，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過(guò)程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間。

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒(méi)過(guò)菜料，蓋好壇蓋。

蔬菜加工、裝壇加鹽水封壇發(fā)酵二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(1)配制鹽水：用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。調(diào)味、抑制其他微生物生長(zhǎng)

溫馨提示：鹽的濃度過(guò)高，乳酸發(fā)酵受到抑制，泡菜風(fēng)味差；濃度過(guò)低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。殺滅水中的微生物,并除去水中溶解氧。避免高溫殺死乳酸菌等微生物。3.方法步驟(2)蔬菜加工：將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混勻，晾干。(3)蔬菜裝壇：將晾干的蔬菜裝入泡菜壇內(nèi)，裝至半壇時(shí)，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蔬菜中的硝酸鹽易還原成亞硝酸鹽，不益人體健康。密封性好，目的是創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，有利于乳酸菌的發(fā)酵。防止發(fā)酵初期酵母菌等產(chǎn)生CO2造成發(fā)酵液溢出。3.方法步驟(4)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，蓋好壇蓋。(5)封壇發(fā)酵：向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過(guò)程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間。保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無(wú)氧環(huán)境。若溫度過(guò)高，易滋生雜菌，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)；若溫度過(guò)低，不利于乳酸菌發(fā)酵，使發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)。3.方法步驟膳食中的絕大部分亞硝酸鹽隨尿排出，但在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下會(huì)轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺（霉變的食品中亞硝胺可增至數(shù)十倍至數(shù)百倍）。亞硝酸鹽為強(qiáng)氧化劑，能夠把血液中的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，從而導(dǎo)致缺氧性中毒癥狀。亞硝胺具有致癌作用，對(duì)動(dòng)物具有致畸和致突變作用。人類的某些癌癥與亞硝胺(化學(xué)致癌因子)有關(guān)。4.進(jìn)一步探究4.進(jìn)一步探究(1)亞硝酸鹽含量上升發(fā)酵初期，壇內(nèi)適宜環(huán)境有利于硝酸鹽還原菌的繁殖，使得硝酸鹽被大量還原成亞硝酸鹽；下降隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸菌大量繁殖產(chǎn)生乳酸，抑制硝酸鹽還原菌的生長(zhǎng)，同時(shí)亞硝酸鹽可被微生物氧化。注：泡菜制作時(shí)，需要注意控制食鹽用量、腌制時(shí)間和溫度。4.進(jìn)一步探究(2)乳酸菌含量發(fā)酵初期，有氧氣，生長(zhǎng)受抑制；無(wú)氧條件下乳酸菌繁殖乳酸積累，pH下降，抑制自身生長(zhǎng)。(3)乳酸含量4.進(jìn)一步探究(4)發(fā)酵初期有間歇性氣泡冒出，原因？之后逐漸停止，原因？發(fā)酵初期大腸桿菌、酵母菌等呼吸作用產(chǎn)生CO2隨著乳酸積累，抑制上述雜菌的生長(zhǎng)，且乳酸菌產(chǎn)乳酸的過(guò)程不產(chǎn)生CO2(5)泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層“白膜”，原因？由于酵母菌的繁殖(6)制作泡菜過(guò)程中，有機(jī)物的干重和種類如何改變？減少增加某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，在用5%的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果如圖，請(qǐng)你幫他分析問(wèn)題。(1)據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來(lái)看，

發(fā)酵第____天食用比較合適，理由

是________________________。13第13天亞硝酸鹽含量較低拓展應(yīng)用(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的原因_______________________________________________。(3)加入“陳泡菜水”的目的是___________________________

____________________。鹽濃度過(guò)高，或發(fā)酵溫度過(guò)低抑制了乳酸菌發(fā)酵增加乳酸菌數(shù)量，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸拓展應(yīng)用1.果酒酵母菌(真核)①菌種來(lái)源：②代謝類型：異養(yǎng)兼性厭氧型附著在水果等表面的野生型酵母菌二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋(1)菌種：(2)溫度：一般酒精發(fā)酵18～30℃，釀酒酵母菌繁殖最適約為28℃。二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋(3)原理有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖：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酶C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O酶(4)氣體控制：前期需氧，后期無(wú)氧。1.果酒2.果醋醋酸菌(原核)①菌種來(lái)源：②代謝類型：異養(yǎng)需氧型空氣中的醋酸菌二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋(1)菌種：(2)溫度：多數(shù)醋酸菌繁殖最適為30～35℃。2.果醋二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋O2充足、糖源充足時(shí)：O2充足、缺少糖源時(shí)：C6H12O6＋2O2

2CH3COOH＋2CO2＋2H2O；酶C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O。酶(3)原理(4)氣體控制：需要充足的氧氣?！疤侵拼住薄熬浦拼住?1)用具消毒：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。

二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(二)制作果酒和果醋3.方法步驟防止發(fā)酵液被污染(2)挑選、沖洗葡萄：

先用清水沖洗1~2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。3.方法步驟不能反復(fù)沖洗：防止洗掉葡萄皮上的野生酵母菌，導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)

先清洗再去枝梗：避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)的機(jī)會(huì)。

3.方法步驟a.防止發(fā)酵液溢出；b.酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖。會(huì)。

(3)榨汁：用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中，留有大約1/3空間，蓋好瓶蓋。3.方法步驟排出酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂(4)果酒發(fā)酵：發(fā)酵溫度嚴(yán)格控制在18～30℃，時(shí)間控制在10-12d，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次。3.方法步驟創(chuàng)造有氧環(huán)境，進(jìn)行醋酸發(fā)酵。(5)果醋發(fā)酵打開(kāi)瓶蓋，蓋上一層紗布，發(fā)酵溫度為30～35℃，時(shí)間為7～8d。防止灰塵污染(1)制作果酒和果醋時(shí)，發(fā)酵液發(fā)生的變化及原因②發(fā)酵液出現(xiàn)泡沫的原因？4.歸納總結(jié)《導(dǎo)》P70①葡萄酒呈紅色的原因？③發(fā)酵液出現(xiàn)菌膜的原因？4.歸納總結(jié)《導(dǎo)》P70(1)制作果酒和果醋時(shí)，發(fā)酵液發(fā)生的變化及原因⑤在制作果醋的過(guò)程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH、溫度等均不利于酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，因此酵母菌活性很低。在缺氧、呈酸性的條件下，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)微生物生長(zhǎng)受抑制。④為什么葡萄汁一般不需要滅菌處理？(2)結(jié)果評(píng)價(jià)與檢查4.歸納總結(jié)《導(dǎo)》P70(3)發(fā)酵裝置的分析裝置圖結(jié)構(gòu)作用

充氣口①醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵，輸入

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；②制果酒時(shí)關(guān)閉充氣口排氣口用來(lái)排出______長(zhǎng)而彎曲的膠管_________________________出料口便于取料，及時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵進(jìn)行的情況無(wú)菌空氣CO2防止空氣中微生物的污染出料口排氣口充氣口發(fā)酵產(chǎn)品所需菌種生物分類代謝類型適宜溫度發(fā)酵對(duì)氧的需求泡菜果酒果醋乳酸菌