2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修三1-1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課件

1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1.發(fā)酵的概念發(fā)酵是指人們利用

，在適宜的條件下，將原料通過

的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。2.腐乳的制作(1)參與的微生物：酵母、

和毛霉等，其中起主要作用的是

。(2)腐乳的特點(diǎn)：豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成小分子的

和氨基酸，味道鮮美，易于

，便于

。微生物微生物曲霉毛霉肽消化吸收保存預(yù)習(xí)檢查小組長檢查，課代表收集問題3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(1)概念：直接利用

中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的

、

等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。(2)類型：傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的

發(fā)酵及

發(fā)酵為主，通常是家庭式或

式的。(3)發(fā)酵產(chǎn)品：利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品有腐乳、醬、

、醋、

和豆豉等。原材料面團(tuán)鹵汁固體半固體作坊醬油泡菜4.制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代謝特點(diǎn)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_______原核生物________－密閉不需氧果酒_______________異養(yǎng)兼性厭氧_________前期需氧，后期不需氧果醋________________________________一直需氧乳酸菌酵母菌異養(yǎng)厭氧真核生物18～30℃醋酸菌原核生物異養(yǎng)需氧30～35℃5.微生物的發(fā)酵反應(yīng)式(1)泡菜制作乳酸菌在無氧條件下將葡萄糖分解成乳酸C6H12O6

2C3H6O3(乳酸)＋能量(2)果酒制作酒精發(fā)酵酵母菌先在有氧條件下大量繁殖C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量再在無氧條件下進(jìn)行__________C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量(3)果醋制作O2、糖源充足醋酸菌在______________時(shí)，通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)將糖分解

成乙酸C6H12O6＋2O2

2CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量當(dāng)O2充足、缺少糖源時(shí)，直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛

變?yōu)橐宜酑2H5OH＋O2

CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量(2)毛霉主要通過產(chǎn)生蛋白酶分解蛋白質(zhì)參與腐乳發(fā)酵(

)(3)腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸(

)(1)發(fā)酵是指人們利用微生物，在缺氧的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物(

)×√√(4)常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌(

)(5)釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃(

)(6)當(dāng)氧氣不充足、缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜?

)√×√√(7)制作果醋的溫度比制作果酒的溫度高(

)任務(wù)一：建構(gòu)發(fā)酵的概念請(qǐng)根據(jù)資料回答下列問題：資料一夏禹時(shí)期，已有了關(guān)于杜康造秫酒的傳說。我國釀造白酒的工藝在世界上獨(dú)樹一幟，白酒一般是以谷物為原料，加酒曲發(fā)酵而成的。資料二1857年，法國的微生物學(xué)家巴斯德通過實(shí)驗(yàn)證明，酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的。資料三酒曲是用來釀酒的一種原料，又稱塊曲或磚曲，以大麥、小麥、豌豆等為原料，經(jīng)過粉碎，加水混捏，壓成曲醅，形似磚塊，大小不等，讓自然界各種微生物在上面生長而制成。研究人員用顯微鏡觀察酒曲，發(fā)現(xiàn)酒曲內(nèi)含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等幾十種微生物。1.釀酒加酒曲的目的是什么？提示酒曲與糧食混合后，酒曲內(nèi)含有的微生物會(huì)產(chǎn)生淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等，能使糧食里的淀粉、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖類、氨基酸等，在酶類物質(zhì)的繼續(xù)作用下，進(jìn)而分解成乙醇(酒精)等。2.酒中除了酒精外還有其他物質(zhì)嗎？提示還有乙酸乙酯和其他幾百甚至上千種香味物質(zhì)。任務(wù)二：建構(gòu)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)合教材中腐乳發(fā)酵和下述一種豆瓣醬的制作過程，請(qǐng)回答下列問題：煮黃豆→冷卻后在黃豆表面抹上一層面粉→發(fā)酵→加鹽、加水→在烈日下暴曬、攪動(dòng)，進(jìn)一步發(fā)酵。1.參與豆瓣醬發(fā)酵的微生物來自哪里？提示來自空氣中。2.每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？提示發(fā)酵的生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染。核心歸納1.發(fā)酵的原理和類型(1)原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們即可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。(2)類型需氧發(fā)酵(如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵等)厭氧發(fā)酵(如酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等)注：必修1中提到的發(fā)酵特指“微生物的無氧呼吸”，是狹義的發(fā)酵概念。2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有操作簡單，便于家庭式或作坊式生產(chǎn)，它是文化的傳承等；缺點(diǎn)有生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)物不單一等。核心歸納1.下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是A.傳統(tǒng)發(fā)酵常常是固體發(fā)酵或者半固體發(fā)酵B.傳統(tǒng)發(fā)酵利用的微生物一般為天然存在的單一菌種C.醬油、醋、泡菜等可通過傳統(tǒng)發(fā)酵獲得D.傳統(tǒng)發(fā)酵存在雜菌情況不明、過程控制缺乏標(biāo)準(zhǔn)等問題典題應(yīng)用√現(xiàn)代發(fā)酵工程所用大多為單一菌種，有雜菌污染會(huì)影響產(chǎn)量，培養(yǎng)基和設(shè)備需嚴(yán)格滅菌；而傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)單一菌種的利用，B錯(cuò)誤。2.(多選)下列關(guān)于腐乳制作原理的敘述，正確的是A.腐乳制作實(shí)質(zhì)就是利用發(fā)酵技術(shù)，將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)

物的過程B.腐乳制作中，起作用的微生物多為異養(yǎng)型真菌C.傳統(tǒng)發(fā)酵利用的是天然存在的菌種，所生產(chǎn)食品安全性更高D.家庭自制腐乳時(shí)，一般不需單獨(dú)接種菌種傳統(tǒng)發(fā)酵利用的是天然存在的菌種，沒有經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌，所生產(chǎn)食品安全性較低，C錯(cuò)誤?！獭獭倘蝿?wù)三：制作泡菜1.閱讀教材中有關(guān)泡菜制作的原理和過程，回答下列問題：(1)配制鹽水時(shí)以下物質(zhì)或操作的作用或目的：①鹽的作用：

，鹽含量過低會(huì)造成細(xì)菌污染。②鹽水煮沸的目的：

。③冷卻的目的：

。調(diào)味、抑制微生物生長殺菌(殺滅水中的微生物及除去水中氧氣)為了不影響乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)(2)用水密封泡菜壇的目的是什么？這說明泡菜制作需要什么條件？提示

用水封閉壇口的目的是使壇內(nèi)與壇外空氣隔絕，這是最簡易的營造無氧環(huán)境的方法。說明乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵需要無氧環(huán)境。(3)為什么泡菜壇中的菜料只能裝八成滿？提示

①防止發(fā)酵初期酵母菌等產(chǎn)生CO2造成發(fā)酵液溢出壇外；②防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛。2.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”。在用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為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)你幫他分析下列問題：提示

10天后食用比較合適。因?yàn)榇藭r(shí)亞硝酸鹽含量低。(1)據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，你認(rèn)為該泡菜在什么時(shí)間食用比較合適？為什么？(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的原因是什么？提示

加鹽太多，鹽濃度過高，殺死了乳酸菌等微生物。(2)(3)加入“陳泡菜水”的目的是什么？提示

“陳泡菜水”含乳酸菌，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。任務(wù)四：制作果酒和果醋1.閱讀教材中有關(guān)果酒制作的原理和過程，回答下列問題：(1)沖洗的目的：

。(2)能否反復(fù)沖洗，為什么？(3)應(yīng)該先沖洗再去梗，還是先去梗再?zèng)_洗？為什么？提示

不能；防止過多地沖洗掉葡萄皮表面的野生酵母菌。去除表面灰塵、污物提示

應(yīng)該先清水沖洗，再去除枝梗。避免去梗時(shí)葡萄破損，減少被雜菌污染的機(jī)會(huì)。(4)葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)，為何要留有1/3的空間？提示

①防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出；②便于酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，酵母菌數(shù)量增加，利于隨后進(jìn)行酒精發(fā)酵。提示

排出CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂。提示

防止雜菌和空氣倒流進(jìn)入發(fā)酵瓶。(5)每隔12h左右將瓶蓋擰松一次的目的是什么？(6)擰松但不打開的目的是什么？2.結(jié)果分析與評(píng)價(jià)(1)在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？請(qǐng)完善下方的表格。項(xiàng)目酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵氣味和味道____________氣泡和泡沫____________發(fā)酵液顏色____________________(以紫葡萄作原料)渾濁，液面形成________酒味酸味有無顏色加深變成深紅色白色菌膜(2)如何防止其他微生物對(duì)果酒發(fā)酵的影響：在制作果酒的過程中，除了酵母菌，果酒中還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖等，從而使果酒變質(zhì)?？梢酝ㄟ^改變______________、___________

等控制乳酸菌的含量。醋酸菌可以將糖或乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸，由于醋酸菌在_______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程中_____________________，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過改變______________、___________等同樣可以控制醋酸菌的含量。發(fā)酵的溫度果酒的pH有氧盡量減少氧氣含量發(fā)酵的溫度果酒的pH(3)在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？

(4)醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？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菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低，很難繼續(xù)發(fā)酵。提示

打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌種因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能繁殖。我們制作果醋時(shí)，可以先買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時(shí)間后在醋的表面會(huì)有一層薄膜，用這層薄膜進(jìn)行接種可以明顯縮短制作果醋的時(shí)間。3.請(qǐng)分析果酒、果醋制作中發(fā)酵裝置圖中各結(jié)構(gòu)的作用。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_________；②制果酒時(shí)關(guān)閉充氣口排氣口用來排出______長而彎曲的膠管_________________________出料口便于取料，及時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵進(jìn)行的情況無菌空氣CO2防止空氣中微生物的污染泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量和亞硝酸鹽含量的變化情況核心歸納發(fā)酵時(shí)期乳酸菌數(shù)量乳酸含量亞硝酸鹽含量初期少(O2抑制乳酸菌活性)少增加(硝酸鹽還原菌的作用)中期最多(乳酸抑制其他微生物活動(dòng))增多開始下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)后期減少(乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活性)繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定繼續(xù)下降，最后相對(duì)穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)曲線泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量和亞硝酸鹽含量的變化情況核心歸納3.從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi)，泡菜逐漸變酸，乳酸菌與雜菌數(shù)量也發(fā)生變化，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是A.泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B.密閉的發(fā)酵環(huán)境使乳酸菌在種間競爭中占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)C.在發(fā)酵過程中，乳酸含量逐漸增多，可以抑制其他微生物的生長D.發(fā)酵過程中，雜菌數(shù)目的減少使乳酸菌與雜菌的種間競爭減弱，因此

乳酸菌數(shù)量一直增多典例分析√發(fā)酵過程中，乳酸含量不斷增多，不僅可以抑制其他微生物的生長，也會(huì)影響乳酸菌的活性，因此乳酸菌數(shù)量不會(huì)一直增多，D錯(cuò)誤。A.用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精對(duì)上述裝置進(jìn)行消毒后，再裝入果汁B.甲裝置在釀酒過程中被雜菌污染的機(jī)會(huì)比其他兩裝置大C.丙裝置轉(zhuǎn)為果醋發(fā)酵更容易，只需通過氣閥2通氣即可D.與甲裝置相比，乙裝置中的氣壓更容易保持相對(duì)穩(wěn)定4.(多選)(2023·河北唐山高二期