1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修32

第三節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品花間一壺酒，獨酌無相親。舉杯邀明月，對影成三人。

唐-李白《月下獨酌》葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回。

唐-王翰《涼州曲》人類很早便學(xué)會了利用發(fā)酵來生產(chǎn)生活用品的技術(shù)。在發(fā)酵工程誕生之前，人們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┦称?，如泡菜、酒、醬油、醋、奶酪、酸奶，都是人類在沒有深入了解微生物的情況下，運用傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)制作而成的。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的本質(zhì)是微生物的天然發(fā)酵指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。（1）概念：1、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)酵利用天然微生物的代謝活動制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過程。（1）概念：2、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（2）類型固體發(fā)酵（

）半固體發(fā)酵（

）豆豉、醬、醬油等

泡菜、糧食白酒、腐乳等二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品1、泡菜制作（視頻：四川泡菜）（1）制作泡菜的原理①利用植物體表面天然的乳酸菌；②發(fā)酵期間，乳酸會不斷的積累，當(dāng)它的質(zhì)量百分比為0.4%-0.8%時，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。③反應(yīng)式：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶（2）制作流程：視頻選擇原料修整、洗滌、晾曬、切分成條狀或片狀稱取食鹽配制鹽水：5%-20%泡菜鹽水加入調(diào)味料，裝壇發(fā)酵成品發(fā)酵初期：蔬菜剛?cè)雺瘯r，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，發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。此時泡菜液的含酸量約為0.3%～0.4%，是泡菜初熟階段，其菜質(zhì)咸而不酸、有生味。發(fā)酵中期：由于初期乳酸發(fā)酵使乳酸不斷積累，pH下降，無氧狀態(tài)形成，乳酸菌開始活躍，這時乳酸的積累量可以達到0.6%～0.8%，pH為3.5～3.8。大腸桿菌、腐生菌、酵母菌、霉菌的活動受到抑制。這一時期為泡菜完全成熟階段，泡菜有酸味且清香。發(fā)酵后期：乳酸含量繼續(xù)增加，可達1.0%以上。當(dāng)乳酸含量達到1.2%以上時，乳酸菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。此階段泡菜酸度過高，風(fēng)味不協(xié)調(diào)。注：①泡菜制作中鹽的作用：②泡菜壇不能裝滿的原因：a、在泡菜發(fā)酵初期，酵母菌等較為活躍，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；b、防止因菜裝太滿使鹽水未完全浸沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛；c、同時留有一定空間，也更方便拿取泡菜；調(diào)味；抑制其他微生物生長③制作泡菜加入白酒的作用：白酒可抑制泡菜表面雜菌的生長，它也是一種調(diào)味劑，可增加醇香感；⑥泡菜制作過程中亞硝酸鹽的含量變化是：先增多后減少，最后趨于相對穩(wěn)定水平；④泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富，開始發(fā)酵時表面氧氣含量也豐富，適合酵母菌繁殖，導(dǎo)致泡菜壇內(nèi)長一層白膜；⑤為了縮短發(fā)酵時間，可以加入“陳泡菜水”，相當(dāng)于接種乳酸菌，增加乳酸菌數(shù)量；知識拓展：發(fā)酵初期，泡菜中微生物生長很快，將蔬菜中硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，蔬菜中酚類物質(zhì)和維生素C等將亞硝酸鹽氧化，總體來說，生成的亞硝酸鹽大于被氧化的，亞硝酸鹽的含量逐步上升。微生物代謝活動將氧氣消耗殆盡，泡菜壇中的環(huán)境不利于乳酸菌以外的其他微生物生長，生成的亞硝酸鹽減少。同時，蔬菜中硝酸鹽含量由于被氧化而減少，因此，亞硝酸鹽的含量會逐漸下降并趨于一個相對穩(wěn)定的數(shù)值。注：亞硝酸鹽本身并不致癌，亞硝酸鹽會轉(zhuǎn)化為亞硝胺（致癌、致畸和致突變）作用。2、果酒制作（1）菌種:酵母菌（異養(yǎng)兼性厭氧型真菌）（3）原理:在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量；C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量；在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵：酶酶（2）菌種來源：水果表面的野生型酵母菌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。18－25℃（4）適宜發(fā)酵溫度：(5)釀制葡萄酒的主要過程器具消毒：沖洗葡萄：榨汁裝瓶：酒精發(fā)酵：70%的酒精消毒；洗去表面灰塵、污物，先用清水沖洗，然后再去除枝梗（避免去除枝梗時葡萄破損，減少葡萄被雜菌污染的機會）。注意不能反復(fù)沖洗，防止洗去葡萄皮表面的野生型酵母菌；葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留有1/3的空間防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出；每隔12h左右將瓶蓋擰松排出CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂，擰松但不打開目的是為了防止雜菌和空氣倒流進入發(fā)酵瓶；發(fā)酵時間為10-12d；注：①酒精發(fā)酵過程中發(fā)生“先來水后來酒”現(xiàn)象，其原因是：酵母菌首先進行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進行無氧呼吸才產(chǎn)生酒精；②葡萄酒呈深紅色原因是：在發(fā)酵過程中紅葡萄皮上的色素進入到發(fā)酵液中；若只用葡萄汁釀造則可獲得白葡萄酒；酒精檢測：a.聞；

b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測3、果醋制作（1）菌種:（3）原理:（2）菌種來源：醋酸菌（異養(yǎng)需氧型細菌）（4）適宜發(fā)酵溫度：30~35℃a.當(dāng)氧氣、糖源充足時：b.當(dāng)氧氣充足，缺少糖源時：C6H12O6＋2O2→2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O酶將乙醇轉(zhuǎn)變成乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜崦窩2H5OH＋O2

→CH3COOH（乙酸）＋H2O將糖分解成乙酸空氣中的醋酸菌；(5)果醋制作流程（以乙醇為底物）果酒制作打開瓶蓋，蓋上紗布：果醋檢測：當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵；a.聞；

b.品嘗；c.使用pH試紙檢測檢測和比較發(fā)酵前后的pH值；d.觀察醋酸菌膜是否形成；注：果醋發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜（醋酸菌膜）；果酒果醋制作視頻思考：在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？析：隨著醋酸發(fā)酵的進行，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。挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵

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果酒

果醋（6）果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置結(jié)構(gòu)作用果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵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)測關(guān)閉關(guān)閉4、酸奶的制作

發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸的細菌稱為乳酸菌。常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌；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。酸奶既保留了牛奶的主要營養(yǎng)成分，又因為含有大量的乳酸菌而有新的生理作用。每天攝入適量的酸奶，可以抑制有害菌在腸道中的生長繁殖，從而改善腸道環(huán)境，維持腸道微生物的相對平衡。（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）實驗器材和試劑乳酸菌種（或市售酸奶），燒杯、玻璃棒、奶瓶、天平、恒溫水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱、冰箱、不銹鋼鍋，鮮牛奶或奶粉、蔗糖。滅菌消毒接種分裝發(fā)酵冷卻（3）酸奶的制作步驟：將奶瓶等器皿放在不銹鋼鍋中，用沸水煮15min將牛奶倒入滅菌后的奶瓶中，倒入量不要超過奶瓶容積的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加熱滅菌后，待原料奶的溫度下降到43℃-45℃時，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?，再進行發(fā)酵。這樣制成的酸奶可呈凝乳狀態(tài)將分裝好的牛奶置于恒溫箱中進行發(fā)酵；溫度：40℃-43℃，培養(yǎng)3-4h，或30℃培養(yǎng)18-20h發(fā)酵結(jié)束時，將酸奶取出，迅速將其冷卻到10℃以下，使酸奶中乳酸菌停止代謝，以防止酸度過高影響口感總結(jié)：制作果酒、果醋和酸奶的菌種和發(fā)酵條件的比較比較項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發(fā)酵條件溫度40～43℃(或30℃)時間10～12天7～8天3～4h(或18～20h)發(fā)酵條件氧氣前期需氧，后期無氧一直需要充足的氧氣無氧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)上進行，酒精發(fā)酵為醋酸發(fā)酵提供原料－異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型18～25℃30～35℃(1)制作果酒和果醋時需對水果進行煮熟以防止雜菌污染(

)(2)制作果醋的溫度比制作果酒的溫度高(

)(3)在葡萄酒的制作過程中，采摘的葡萄應(yīng)反復(fù)沖洗，且要先除果柄再沖洗(

)(4)制作酸奶時，應(yīng)將市售未開封鮮奶加熱滅菌后再使用(

)(5)醋酸菌是好氧細菌，乳酸菌和酵母菌是厭氧細菌(

)(6)制作葡萄酒的過程中，要定時打開瓶蓋放出CO2(

)(7)傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作過程中，不同的食品接種不同的菌種(

)(8)制作酸奶時，分裝后的容器基本要裝滿牛奶，容器內(nèi)留的空隙盡可能小(

)×√×××××√習(xí)題鞏固：1.某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不當(dāng)導(dǎo)致泡菜腐爛，其原因可能是①密閉缺氧的環(huán)境抑制了乳酸菌的生長繁殖②密封不嚴，氧氣抑制了乳酸菌的生長繁殖③密封不嚴，氧氣抑制了其他厭氧微生物的生長繁殖④密封不嚴，氧氣促進了好氧微生物的生長繁殖A.①③

B.②④ C.②③

D.①④B2．發(fā)酵產(chǎn)品是中國傳統(tǒng)食品中一個重要的類別，承載了中華民族悠久的歷史和豐富的文化內(nèi)涵。下列有關(guān)敘述正確的是

A．泡菜制作過程中，壇內(nèi)大量增加的液體主要來自微生物的代謝B．利用簡易裝置制作酸奶的保溫發(fā)酵過程中，無需適時打開瓶蓋放出氣體C．檢測果酒發(fā)酵前后發(fā)酵液的溫度變化，可作為果酒制作是否成功的依據(jù)D．果醋制作中醋酸菌的碳源和能源，都來自果酒發(fā)酵產(chǎn)生的酒精B3.下列關(guān)于制作泡菜的敘述，正確的是A.泡菜制作的過程中，乳酸菌在產(chǎn)生乳酸的同時還會產(chǎn)生亞硝酸鹽B.發(fā)酵期間乳酸不斷積累，當(dāng)它的質(zhì)量分數(shù)為5%～20%時，泡菜口味最佳C.發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度和使用的食鹽量都會影響泡菜中亞硝酸鹽的含量D.泡菜壇子內(nèi)的白色菌膜和變酸的果酒表面的菌膜所含的主要菌種相同C4．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驗報告，他的做法錯誤的是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)酵進程適時擰松瓶蓋放氣D．酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發(fā)酵B5.如圖所示為制作果酒和果醋的流程，下列相關(guān)敘述中錯誤的是A.①為清洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能清洗次數(shù)過多B.②為果酒，酒精發(fā)酵過程中要嚴格控制氧氣和溫度C.③為果醋，醋酸發(fā)酵過程中要間斷通氣D.②的制作過程中既涉及有氧呼吸又涉及無氧呼吸c6．下列關(guān)于葡萄酒和葡萄醋發(fā)酵的敘述，錯誤的是A．葡萄酒自然發(fā)酵過程中，起主要作用的是葡萄皮表面附著的野生酵母菌B．葡萄酒發(fā)酵過程中，酸性、缺氧的環(huán)境不利于醋酸菌等雜菌的繁殖C．葡萄醋制作過程中發(fā)酵液表面一般會形成一層菌膜D．葡萄醋發(fā)酵階段酵母菌仍會產(chǎn)生較多的酒精D7.如圖為果酒與果醋發(fā)酵的簡易裝置及興趣小組設(shè)計的改進裝置示