【生物】傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期同步特色課件（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)酵工程的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)01發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(概念,類型,產(chǎn)品)02嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品①實(shí)例1:腐乳的制作②實(shí)例2:泡菜的制作③實(shí)例3:果酒果醋的制作從社會(huì)中來“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場(chǎng)君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回?！逼咸丫坪推咸汛资侨祟愐云咸褳樵侠梦⑸锇l(fā)酵制作而來的，它們的制作方法有什么不同？你想不想自己動(dòng)手制作呢？葡萄及葡萄酒課題背景

約9000年前，我們的祖先就會(huì)利用微生物將谷物、水果等發(fā)酵成含酒精的飲料。

釀酒技術(shù)給古代人民的生活增添了豐富的色彩。許多古老的釀酒工藝一直保留并延續(xù)至今。漢代磚刻上的釀酒圖展示我國古代釀酒作坊的繪畫作品現(xiàn)代發(fā)酵產(chǎn)品發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵原料人類所需產(chǎn)物適宜的條件微生物代謝(復(fù)雜分子)(簡單分子)是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物代謝轉(zhuǎn)化為人類所需的產(chǎn)物的過程。類型：需氧發(fā)酵（

）厭氧發(fā)酵（

）醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）發(fā)酵

產(chǎn)品：發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)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)酵保存下來的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。類型：固體發(fā)酵（

）半固體發(fā)酵（

）泡菜、糧食白酒、腐乳等產(chǎn)品：豆豉、醬、醬油等

醬醬油醋泡菜豆豉傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵工程利用天然存在的菌種，菌種差異、雜菌情況不明，發(fā)酵過程的控制缺乏標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)酵食品的品質(zhì)不一?？s短發(fā)酵時(shí)間，確保品質(zhì)穩(wěn)定微生物培養(yǎng)，篩選單一菌種，再接種到物料中發(fā)酵發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.腐乳的制作酵母、曲霉和毛霉等多種微生物(毛霉起主要作用)蛋白質(zhì)脂肪小肽氨基酸甘油脂肪酸++豆腐上生長的白毛是毛霉的白色菌絲一層豆腐一層鹽，靠近瓶口多一點(diǎn)。鹽能防止雜菌污染,以避免豆腐的腐敗鹵湯是由酒及各種香辛料配置而成,

抑制微生物的生長同時(shí)使腐乳有香味。1.腐乳的制作嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品毛霉孢子15-18濕度靠近瓶口水分微生物口味腐敗變質(zhì)酒香辛料12%風(fēng)味防腐殺菌消毒酒精燈的火焰嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品

乳酸發(fā)酵乳酸菌是異養(yǎng)厭氧細(xì)菌(原核生物\二分裂)，在無氧條件下能將葡萄糖分解為乳酸，可用于乳制品發(fā)酵、泡菜腌制等乳酸菌在自然界中分布廣泛，空氣、土壤、植物體表、人和動(dòng)物的腸道內(nèi)都有乳酸菌常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌2C3H6O3（乳酸）＋能量C6H12O6酶2.泡菜的制作思考:為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵為酸奶？牛奶發(fā)酵為酸奶主要依靠乳酸菌的發(fā)酵作用，而抗生素能夠殺死或抑制乳酸菌。制作原理嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.泡菜的制作材料用具

（2）調(diào)味品：如花椒、八角、生姜、蒜瓣及其他香辛料。（3）白酒、白砂糖和鹽。一般用白菜、洋白菜、黃瓜、豇豆、胡蘿卜、白蘿卜等。（1）各種蔬菜（選新鮮蔬菜或其他原料，因?yàn)閬喯跛猁}的含量低）均可，（4）泡菜壇的選擇火候好壇沿深、蓋子吻合好無裂紋、無砂眼檢查方法：壇口向上，壓入水中，看壇內(nèi)壁有無滲水現(xiàn)象。也可使用玻璃制作的泡菜壇蔬菜裝至半壇，加蒜、生姜及其它香辛料。再裝蔬菜至八成滿。將鹽水倒入壇中，沒過全部菜料，蓋壇。向壇蓋邊沿的水槽注滿水。3.裝壇配制泡菜鹽水（5%~20%），煮沸，冷卻1.配制泡菜鹽水新鮮蔬菜洗凈、切條狀或塊狀，晾干2.準(zhǔn)備蔬菜、香辛料水槽中適時(shí)補(bǔ)充水。4.發(fā)酵思考1、傳統(tǒng)泡菜制作的乳酸菌從哪里來？2、鹽水為什么要煮沸冷卻？3、為什么蔬菜不能裝滿？4、為什么泡菜鹽水要沒過蔬菜？嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品5、為什么壇蓋邊沿的水槽要注滿水？6、家庭傳統(tǒng)泡菜制作時(shí)常用陳泡菜水，此時(shí)不能煮沸，為什么？2.泡菜的制作嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品蔬菜裝至半壇，加蒜、生姜及其它香辛料。再裝蔬菜至八成滿。將鹽水倒入壇中，沒過全部菜料，蓋壇。向壇蓋邊沿的水槽注滿水。3.裝壇配制泡菜鹽水（5%~20%），煮沸，冷卻1.配制泡菜鹽水新鮮蔬菜洗凈、切條狀或塊狀，晾干2.準(zhǔn)備蔬菜、香辛料水槽中適時(shí)補(bǔ)充水。4.發(fā)酵2.泡菜的制作實(shí)驗(yàn)步驟調(diào)味，抑制微生物生長，所以鹽含量過低會(huì)造成細(xì)菌污染。殺菌（殺滅水中的微生物及除去水中氧氣）是為了不影響乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)。水封閉壇口起著使壇內(nèi)與壇外空氣隔絕的作用，這是最簡易的造成無氧環(huán)境的方法。說明乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵需無氧環(huán)境。原因:①蔬菜發(fā)酵失水，液體膨脹，為了防止液體溢出②發(fā)酵初期混有雜菌,雜菌的發(fā)酵過程可能產(chǎn)生氣體,防止液體溢出或瓶子炸裂.溫度:時(shí)間:用量：氧氣：18～20℃15天清水：食鹽=4：1無氧條件乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵需無氧環(huán)境。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.泡菜的制作

思考：為什么泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長一層白膜，這層白膜是怎么形成的？形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富，其表面氧氣含量也很豐富，適合酵母菌的繁殖。你腌制的泡菜成功嗎？色澤如何？口味如何?成果展示泡菜好吃，但不宜多吃，泡菜中亞硝酸鹽會(huì)危及人體健康不合格的泡菜壇為什么會(huì)引起蔬菜的腐爛？

泡菜壇漏氣，會(huì)使需氧型微生物大量繁殖，引起蔬菜腐爛。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亞硝酸鹽產(chǎn)生泡菜壇清洗消毒蔬菜裝壇放入香辛料倒入冷卻鹽水密封腌制發(fā)酵前期：蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，表面帶入的微生物主要是以不抗酸的大腸桿菌和酵母菌等較為活躍，它們進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生較多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以氣泡從水槽內(nèi)放出，逐漸使壇內(nèi)形成嫌氣狀態(tài)。此階段泡菜液的含酸量為0.3%~0.4%，該階段是泡菜的初熟階段，菜質(zhì)咸而不酸、有生味。發(fā)酵中期：由于前期乳酸的積累，pH下降，乳酸桿菌活躍進(jìn)行活躍的乳酸發(fā)酵，乳酸積累pH達(dá)3.5~3.8。大腸桿菌、酵母菌、霉菌等的活動(dòng)受到抑制。此階段泡菜液的乳酸的積累量達(dá)到0.6%~0.8%，這一階段為泡菜的完全成熟階段，泡菜有酸味且清香。嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亞硝酸鹽產(chǎn)生發(fā)酵后期：繼續(xù)進(jìn)行乳酸發(fā)酵，乳酸含量繼續(xù)上升，乳酸積累達(dá)1.2％以上，乳酸桿菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。此階段泡菜液的酸度過高，風(fēng)味不佳。腌制過程中，要注意控制腌制的時(shí)間、溫度和食鹽的用量。溫度過高、食鹽用量不足10％、腌制時(shí)間過短，容易造成細(xì)菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。一般在腌制10天后，亞硝酸鹽的含量開始下降。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)酵后期數(shù)量少(有O2，乳酸菌活動(dòng)受抑制)數(shù)量最多(乳酸抑制其它菌活動(dòng))減少(乳酸繼續(xù)積累，pH繼續(xù)下降，抑制其活動(dòng))少積累增多，pH下降繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降含量增加(硝酸鹽還原菌的作用)含量下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)含量下降至相對(duì)穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亞硝酸鹽產(chǎn)生嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品2.泡菜的制作泡菜腌制中亞硝酸鹽產(chǎn)生2.泡菜的制作泡菜腌制中亞硝酸鹽產(chǎn)生自然界中，亞硝酸鹽（包括亞硝酸鉀和亞硝酸鈉）分布廣泛，蔬菜（約4mg/kg）、咸菜（7mg/kg以上）、豆粉（10mg/kg）中均含有。

1、物理性質(zhì)及用途：

亞硝酸鹽為白色粉末，外觀與食鹽相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加劑。2.食品安全：

一般不會(huì)危害人體健康，膳食中的絕大部分亞硝酸鹽隨尿排出。0.3～0.5g時(shí)，會(huì)引起中毒總量達(dá)到3g時(shí)，會(huì)引起死亡。急性中毒：亞硝酸鹽為強(qiáng)氧化劑，能夠把血液中攜帶氧的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，使血紅蛋白不能攜帶氧氣從而導(dǎo)致缺氧性中毒癥狀。思考:在什么情況下，亞硝酸鹽會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝胺？適宜的pH、溫度和一定的微生物作用氧化維生素C、E和酚類物質(zhì)亞硝胺硝酸鹽亞硝酸鹽還原細(xì)菌等微生物(硝酸還原菌產(chǎn)生硝酸還原酶)嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作

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)果見右欄曲線圖，請(qǐng)你幫他分析問題。練一練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？3、加入“陳泡菜水”的目的是什么？13天后食用比較好，亞硝酸鹽含量低泡菜鹽水濃度過高，乳酸菌會(huì)通過滲透失水,抑制乳酸菌等微生物的生長提供乳酸菌菌種嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作

酒精發(fā)酵酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，屬于兼性厭氧微生物，能夠在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，可用于釀酒、制作饅頭和面包酵母菌能以多種糖類作為物質(zhì)和能量來源，因此在一些含糖量高的水果、蔬菜表面經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)酵母菌釀酒酵母的最適生長溫度約28℃(18-30℃)2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量C6H12O6酶制作原理嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作制作原理

醋酸發(fā)酵醋酸菌是好氧細(xì)菌，當(dāng)O2、糖源都充足時(shí)能將糖分解為醋酸；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??？捎糜谥谱鞲鞣N風(fēng)味的醋醋酸菌分布廣泛多數(shù)醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃2CH3COOH（醋酸）＋2CO2＋2H2O＋能量C6H12O6＋2O2酶CH3COOH（醋酸）＋H2O＋能量C2H5OH＋O2酶嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作材料用具

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、蘋果、山楂和龍眼等）嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作

方法步驟實(shí)驗(yàn)流程挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵果酒設(shè)計(jì)果酒發(fā)酵裝置充氣口？排氣口？排出CO2出料口便于取樣檢查和放出發(fā)酵液制酒時(shí)關(guān)閉排氣口膠管長而彎曲的作用？防止空氣中雜菌感染果酒的發(fā)酵裝置示意圖嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作

方法步驟1）滅菌消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)用洗潔精洗凈，并用70﹪酒精消毒，晾干備用。2）材料處理取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。3）榨葡萄汁4）果酒發(fā)酵溫度在18－300C發(fā)酵,每隔12h擰松瓶蓋一次,發(fā)酵時(shí)間為10-12d,可從瓶口取樣監(jiān)測(cè)用榨汁機(jī)榨取葡萄汁將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶中，（要留大約1／3的空間）蓋好瓶蓋。為發(fā)酵初期提供氧氣，保證酵母菌初期進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖；避免發(fā)酵液溢出。酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生CO2，瓶蓋擰松放出CO2防止進(jìn)入O2，繼續(xù)進(jìn)行酒精發(fā)酵不能反復(fù)沖洗，以防止菌種的流失防止雜菌污染。5）果醋發(fā)酵打開瓶蓋,蓋上一層紗布,進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵.溫度在30-350C發(fā)酵,發(fā)酵時(shí)間為7-8d枝梗被雜菌污染70%酒精1/3CO218-30出料口30-35嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品3.果酒果醋的制作制葡萄酒時(shí)，為什么要將溫度控制在18~30℃？制葡萄醋時(shí)，為什么要將溫度控制在30~35℃？

溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的基本條件，28℃左右最適合酵母菌繁殖，因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30~35℃，因此要將溫度控制在30~35℃。

一般情況下，葡萄酒是紅色的原因？在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度數(shù)的提高，紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。

有氣泡產(chǎn)生放置一段時(shí)間后產(chǎn)生大量氣泡。發(fā)酵3至4天后。

（期間每天放氣兩次）發(fā)酵過程中發(fā)酵液的變化：①放出氣體：由于發(fā)酵作用，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。CO2排出越來越旺盛，使發(fā)酵液出現(xiàn)沸騰，CO2從排氣口排出，在發(fā)酵10d后，現(xiàn)象最明顯。②放熱：發(fā)酵過程產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵液溫度上升，但酒精發(fā)酵溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在18～25℃。發(fā)酵過程中發(fā)酵液的變化：③顏色變化：發(fā)酵過程中，果皮上的色素及其他成分逐漸溶解于發(fā)酵液中。④菌體數(shù)量變化：果酒制作的初期發(fā)酵液中酵母菌數(shù)目增多，后期酵母菌的數(shù)目不再增多；果醋制作的任何階段，只要條件適宜，發(fā)酵液中醋酸菌數(shù)目可以不斷增多，在發(fā)酵液表面形成菌膜。

思考1、請(qǐng)分析此發(fā)酵裝置中的充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。結(jié)合果酒、果醋的制作原理，你認(rèn)為應(yīng)該如何使用這個(gè)發(fā)酵裝置？

分析：充氣口是在_________發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來_________的；出料口是用來_________的。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該______________；