高中生物新人教版 選擇性必修3 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 教案

第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

新課標(biāo)核心素養(yǎng)

1.生命觀念：比較乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的

細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異，以及代謝過程中對(duì)氧的不

L簡(jiǎn)述發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的含義。

同需求。

2.說明制作泡菜、果酒和果醋的原理。

2.科學(xué)探究：設(shè)計(jì)泡菜、果酒和果醋制作的實(shí)

3.完成泡菜、果酒和果醋的制作。

驗(yàn)流程，探究無菌操作和控制發(fā)酵條件的方

法.

知識(shí)點(diǎn)(一)發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

自主學(xué)習(xí)

1.發(fā)酵

⑴概念：人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所

需要的產(chǎn)物的過程。

(2)實(shí)例：腐乳的制作。

①原理：蛋白質(zhì)生蛆肽+氨基酸；

②參與的微生物：酵母、曲霉和毛霉等，主要是毛霉。

2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

(1)概念：直接利用原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、制作食物的技術(shù)。

(2)類型：以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主。

【正誤判斷】

(1)腐乳的制作需要多種微生物的參與，起主要作用的是曲霉(X)

(2)豆腐中的蛋白質(zhì)被蛋白酶全部分解成了氨基酸(X)

(3)不同的微生物產(chǎn)生的代謝物不同，從而可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物(V)

(4)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)可以利用前一次發(fā)酵保存下來的鹵汁中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行發(fā)酵(X)

互動(dòng)探究觸A

1.(社會(huì)責(zé)任)現(xiàn)代利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)可以生產(chǎn)哪些產(chǎn)品？

提示：腐乳、醬、醋等。

2.(科學(xué)探究)在腐乳的制作過程中有哪些微生物參于？產(chǎn)生了哪些物質(zhì)使豆腐變成腐

乳？

提示：需要參加的微生物有酵母、曲霉和毛霉等，豆腐的蛋白質(zhì)經(jīng)過微生物發(fā)酵形成

小分子的肽和氨基酸。

【針對(duì)訓(xùn)練】

下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵食品的敘述，不正確的是()

A.傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品需要多種多樣的微生物

B.腐乳的制作直接利用了原料中天然存在的毛霉、酵母等微生物

C.傳統(tǒng)發(fā)酵食品以單一菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主

D.腐乳的制作需通過微生物的代謝把蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為人需要的氨基酸

解析：選C傳統(tǒng)發(fā)酵菌通常以混合菌為主，故C錯(cuò)誤。

知識(shí)點(diǎn)(二)嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜

「課前自主學(xué)習(xí)院

1.乳酸菌

⑴分布：空氣、土壤、植物的體表、人或動(dòng)物的腸道內(nèi)部等。

(2)種類：常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。

(3)代謝特點(diǎn)：厭氧細(xì)菌,其反應(yīng)簡(jiǎn)式為：

C6Hl2。6』*2c3H6。3(乳酸)+能量。

(4)用途：乳制品的發(fā)酵、泡菜的制作等。

2.泡菜制作的方法步驟

【正誤判斷】

⑴制作傳統(tǒng)泡菜是利用植物體表面天然的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵(V)

(2)發(fā)酵期間，乳酸會(huì)不斷積累，當(dāng)它的質(zhì)量百分比為0.04%?0.08%時(shí)，泡菜的口味、

品質(zhì)最佳（X）

（3）選材裝至半壇時(shí)，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝滿（義）

（4）泡菜在腌制過程中會(huì)有亞硝酸鹽產(chǎn)生，腌制方法、時(shí)間長(zhǎng)短和溫度高低等條件都對(duì)

亞硝酸鹽的含量有影響（J）

跳回互動(dòng)探究靖畿》

1.（生命觀念）乳酸菌是厭氧菌，發(fā)酵時(shí)需控制嚴(yán)格的無氧環(huán)境。嘗試說出泡菜制作過

程中制造無氧環(huán)境的措施。

提示：（1）選擇氣密性好的泡菜壇。（2）鹽水煮沸后冷卻待用。（3）裝壇時(shí)壓實(shí)，鹽水沒過

全部菜料。（4）蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿水；發(fā)酵期間不宜開蓋，并注意在發(fā)

酵過程中經(jīng)常向水槽中補(bǔ)水。

2.（科學(xué)思維）在下列坐標(biāo)圖中畫出泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量的變化曲線，

并分析原因。

。發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵時(shí)期。發(fā)酵發(fā)酹發(fā)酵時(shí)期

初期中期后期初期中期后期

（1）乳酸菌數(shù)量變化的原因：____________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）乳酸含量變化的原因：____________________________________________________

提示：

。發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵時(shí)期。發(fā)酵發(fā)酵發(fā)醒時(shí)期

初期中期后期初期中期后期

（1）發(fā)酵初期泡菜壇中殘留一定氧氣，乳酸菌繁殖較慢；發(fā)酵中期無氧環(huán)境形成后乳酸

菌迅速繁殖，達(dá)到頂峰；發(fā)酵后期又因乳酸積累而導(dǎo)致乳酸菌數(shù)量下降。

（2）乳酸是乳酸菌細(xì)胞代謝的產(chǎn)物，因此其含量因乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖而大量累積，在發(fā)

酵后期達(dá)到最大值。

3.（社會(huì)責(zé)任）了解亞硝酸鹽對(duì)人體的危害，關(guān)注食品安全問題。

（1）為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不吃存放時(shí)間過長(zhǎng)、變質(zhì)的蔬菜？

提示：有些蔬菜，如小白菜和蘿卜等含有豐富的硝酸鹽。這些蔬菜放置過久會(huì)發(fā)生變

質(zhì)（發(fā)黃、腐爛），煮熟后存放太久時(shí)，蔬菜中的硝酸鹽會(huì)被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人

體健康。

(2)根據(jù)泡菜的制作過程，分析腌制條件有哪些？

提示：在腌制過程中，要控制腌制的時(shí)間、溫度和食鹽的用量，溫度過高、食鹽用量

過低、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。

【針對(duì)訓(xùn)練】

1.制作四川泡菜時(shí)要用特殊的壇子，壇子需加水密封，密封壇口的目的是()

A.隔絕空氣，抑制細(xì)菌繁殖

B.阻止塵埃，防止污染

C.造成缺氧環(huán)境，利于乳酸菌發(fā)酵

D.防止污染，利于醋酸菌發(fā)酵

解析：選C制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌，為厭氧型微生物，加水封壇是為

了營(yíng)造無氧環(huán)境，利于乳酸菌發(fā)酵。

2.在農(nóng)村，泡菜的制作方法是：新鮮的蔬菜經(jīng)過整理、清潔后，放入徹底清洗并用白

酒擦拭過的泡菜壇中，然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”，密封后置于陰

涼處，最適環(huán)境溫度為28?30C。有時(shí)制作的泡菜會(huì)“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者

是用鹽過多，后者是用鹽過少。在實(shí)驗(yàn)室或工廠化生產(chǎn)泡菜時(shí)，還要跟蹤檢測(cè)泡菜腌制過

程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量。

(1)用白酒擦拭泡菜壇的目的是,加入“陳泡菜水”的作用是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)菜壇需要密封的原因是。若菜壇有裂縫，可能

會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是_________________________________________________________________

(3)若制作的泡菜咸而不酸，最有可能的原因是,如何進(jìn)行調(diào)整？

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)到發(fā)酵中期，無氧狀態(tài)形成，乳酸菌開始活躍，并產(chǎn)生大量乳酸，乳酸積累量達(dá)到

0.6%?0.8%,pH為3.5?3.8,試分析此時(shí)壇內(nèi)其他微生物的活動(dòng)情況及原因：

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(5)發(fā)酵后期，乳酸含量繼續(xù)增加，當(dāng)達(dá)到1.2%以上時(shí)，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止，

主要原因是____________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

解析：(1)用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒、殺菌?！瓣惻莶怂焙樗峋瑸榕莶税l(fā)

酵提供乳酸菌菌種。(2)乳酸菌是厭氧生物，密封能造成缺氧環(huán)境；菜壇有裂縫，將導(dǎo)致乳

酸菌不能正常生長(zhǎng)，而一些雜菌大量繁殖，便泡菜變質(zhì)。(3)制成的泡菜''威而不酸”可能

是鹽過多，抑制了乳酸菌發(fā)酵。(4)隨著發(fā)酵過程的進(jìn)行，乳酸不斷積累，當(dāng)積累到一定程

度時(shí)，會(huì)抑制其他微生物的生長(zhǎng)，甚至殺死微生物。(5)到發(fā)酵后期，乳酸含量過高，pH過

低會(huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng)。

答案：（1）消毒提供乳酸菌菌種（2）乳酸菌是厭氧生物，密封能造成缺氧環(huán)境乳酸

菌不能正常生長(zhǎng)，而一些雜菌大量繁殖，泡菜會(huì)變質(zhì)（3）鹽過多，抑制了乳酸菌發(fā)酵減

少鹽的投放量（4）因?yàn)閜H不適宜，其他微生物代謝活動(dòng)減慢甚至停止（5）pH過低抑制了

乳酸菌的生長(zhǎng)

［歸納提升］

1.泡菜制作的注意事項(xiàng)

⑴材料的選擇及用量

①蔬菜應(yīng)新鮮，若放置時(shí)間過長(zhǎng)，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。

②用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%?20%的鹽水，鹽水要煮沸后冷卻。煮沸有兩大

作用：一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細(xì)菌。

（2）防止雜菌污染：每次取樣用具要洗凈，要迅速封口。

（3）氧氣需求

①泡菜壇要選擇透氣性差的容器，以創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐

爛。

②泡菜壇壇蓋邊沿的水槽內(nèi)注滿水，以保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境，并注意

在發(fā)酵過程中經(jīng)常補(bǔ)水。

（4）溫度：發(fā)酵溫度控制在室溫即可，溫度過高則易滋生雜菌，溫度過低則延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)

間。

2.泡菜腌制過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化

發(fā)酵

乳酸菌乳酸亞硝酸鹽

時(shí)期

發(fā)酵少（有02,乳酸菌活動(dòng)受抑

少增加（硝酸鹽還原菌的作用）

初期制）

發(fā)酵下降（硝酸鹽還原菌受抑

最多（乳酸抑制其他菌活動(dòng)）積累、增多、pH下降

中期制，部分亞硝酸鹽被分解）

發(fā)酵減少（乳酸繼續(xù)積累，pH繼下降至相對(duì)穩(wěn)定（硝酸鹽還

繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降

后期續(xù)下降，抑制其活動(dòng)）原匚菌被完全抑制）

含量二

變化

曲線

°發(fā)酵時(shí)間0發(fā)酵時(shí)間0發(fā)酵時(shí)間

注意：亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的。

知識(shí)點(diǎn)（三）嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒和果醋

彈債事自主學(xué)習(xí)虞爵a

1.酵母菌

（1）分布：含糖量較高的水果、蔬菜表面。

（2）代謝特點(diǎn)

①兼性厭氧微生物,無氧條件下，其反應(yīng)式為C6Hl2。6-22C2H50H（酒精）+2CC>2+

能量。

②釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為287C.

（3）用途：可用于釀酒、制作饅頭和面包等。

2.醋酸菌

（1）代謝特點(diǎn)

①好氧細(xì)菌,02、糖源充足：C6Hl2O6+2O2-5^2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+

能量。糖源不足：C2H5OH+O2-JCH3coOH（醋酸）+%0+能量。

②大多數(shù)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度是30?351co

（2）用途：可制作各種風(fēng)味的醋。

3.方法步驟

EKKIVU——I--------------1

-L酒精發(fā)酵一■酸發(fā)酵

挑選葡萄一沖冼一榨汁」果木嬴

【正誤判斷】

⑴酵母菌通過有氧呼吸可以大量繁殖，通過無氧呼吸可以產(chǎn)生酒精(J)

(2)各種葡萄都可以釀制出紅葡萄酒(X)

(3)由于醋酸菌對(duì)氧氣的含量相當(dāng)敏感，所以在醋酸發(fā)酵過程中要始終通入氧氣(V)

(4)只有在糖源充足的情況下才能進(jìn)行醋酸發(fā)酵(X)

(5)果酒發(fā)酵的溫度一般控制在30?35℃,果醋發(fā)酵的溫度一般控制在18?25℃(X)

互動(dòng)探究墻畿》

一、(生命觀念)通過模式圖，比較制作果酒和果醋的菌種及原理

1.比較發(fā)酵菌種

觀察下面酵母菌與醋酸菌結(jié)構(gòu)模式圖，試比較發(fā)酵菌種的不同。

細(xì)胞壁

細(xì)胞核英膜

細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁

細(xì)胞膜DNA

液泡細(xì)

細(xì)

鞭毛

隧母菌結(jié)構(gòu)醋酸菌結(jié)構(gòu)

⑴酵母菌與醋酸菌的本質(zhì)區(qū)別是什么？

提示：酵母菌具有以核膜為界限的細(xì)胞核，屬于真核生物，醋酸菌沒有以核膜為界限

的細(xì)胞核，屬于原核生物。

(2)根據(jù)酵母菌和醋酸菌的代謝特點(diǎn)，分析它們?cè)诖x過程中吸收和釋放的氣體。

提示：酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，在有氧呼吸過程中需要氧氣，在無氧呼吸過程

中不需要氧氣，但都能產(chǎn)生二氧化碳；醋酸菌屬于好氧菌，在代謝過程中需要吸收氧氣，

糖源充足時(shí)產(chǎn)生二氧化碳，缺少糖源時(shí)不產(chǎn)生二氧化碳。

(3)酵母菌和醋酸菌的細(xì)胞分裂方式分別是什么？

提示：有絲分裂；二分裂。

2.明確發(fā)酵原理

(1)從酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸代謝產(chǎn)物的角度思考酒精發(fā)酵過程中“先來水”和

“后來酒”的原因是什么？

提示：“先來水”的原因是酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生水?！昂髞砭啤钡脑蚴窃跓o

氧條件下酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。

(2)傳統(tǒng)米酒制作中常在米壇中挖出一定空間，這樣做的目的是什么？

提示：使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸而大量繁殖，增加菌種數(shù)量。

二、(科學(xué)探究)制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.材料的選擇和處理

(1)從防止材料被污染的角度思考是先沖洗葡萄還是先去梗，并闡述其原因。

提示：應(yīng)該先沖洗葡萄再去梗。防止先去梗時(shí)損傷葡萄，再?zèng)_洗時(shí)增加被雜菌污染的

機(jī)會(huì)。

(2)為什么葡萄處理時(shí)不能夠反復(fù)沖洗？

提示：反復(fù)沖洗會(huì)洗去吸附在葡萄表面的酵母菌菌種，不利于發(fā)酵的進(jìn)行。

2.發(fā)酵條件的控制

(1)為什么將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)要留1/3空間？

提示：先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸快速繁殖，消耗完氧氣后再進(jìn)行酒精發(fā)酵；同時(shí)防止

發(fā)酵過程中因?yàn)楫a(chǎn)生CO2造成發(fā)酵液溢出。

(2)制作葡萄酒過程中，每隔12h左右擰松瓶蓋，目的是什么？能否打開瓶蓋？為什么？

提示：擰松瓶蓋是放出CO2,防止發(fā)酵瓶爆裂。不能打開瓶蓋，避免雜菌污染。

(3)當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。蓋上一層紗

布的目的是什么？

提示：防止發(fā)酵液被污染。

(4)你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？

提示：榨汁機(jī)要洗凈并晾干；發(fā)酵裝置要洗凈并用70%的酒精消毒；封閉充氣口；若

用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置，每隔一定時(shí)間排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。

【針對(duì)訓(xùn)練】

1.下列有關(guān)酵母菌和醋酸菌的敘述，錯(cuò)誤的是()

A.兩者的正常繁殖都離不開氧氣

B.在無氧條件下，酵母菌可以產(chǎn)生酒精，醋酸菌則不能產(chǎn)生醋酸

C.兩者都是異養(yǎng)生物，生存都離不開葡萄糖

D.醋酸菌可以酵母菌的某種代謝產(chǎn)物為原料來合成醋酸

解析：選C醋酸菌是好氧型生物，在氧氣充足的環(huán)境中才能完成其正常的生理活動(dòng)；

酵母菌屬于兼性厭氧型生物，在有氧和無氧環(huán)境中都能生存，但其無氧呼吸產(chǎn)生的能量少，

僅能滿足其自身代謝的需求，基本不繁殖，所以兩者的正常繁殖都離不開氧氣。醋酸菌在

缺乏糖源時(shí)，能以酒精為原料合成醋酸，酵母菌在無氧環(huán)境中能產(chǎn)生酒精。

2.如圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

氣體小學(xué)基然

出口R"北

A.改變通入氣體種類，可以研究呼吸作用類型對(duì)發(fā)酵的影響

B.果酒發(fā)酵中期通入氮?dú)猓湍妇鷮挠醒鹾粑D(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸

C.果醋的發(fā)酵周期與實(shí)驗(yàn)設(shè)定的溫度密切相關(guān)

D.氣體入口與氣體出口可以交換使用

解析：選D改變通入氣體的種類，例如分別通入氮?dú)夂脱鯕猓裳芯繜o氧呼吸和有

氧呼吸對(duì)發(fā)酵的影響；果酒發(fā)酵中期通入氮?dú)猓趧?chuàng)造無氧條件，酵母菌將從有氧呼

吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸；果醋發(fā)酵的菌種是醋酸菌，其生長(zhǎng)的適宜溫度是30?35°C,溫度能影

響醋酸菌的代謝，從而影響果醋的發(fā)酵周期；氣體的入口必須伸入培養(yǎng)液中，氣體出口不

能伸入培養(yǎng)液中，如果氣體的入口和出口交換，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵液噴出。

［歸納提升］

1.發(fā)酵裝置

排氣口

(1)各部位的作用

①充氣口：進(jìn)行充氣。

②排氣口：排出酒精發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的co2；與排氣口相連的長(zhǎng)而彎曲的膠管，可有效阻

止空氣中微生物的進(jìn)入，避免來自空氣的污染。

③出料口：用來取樣。

(2)裝置的使用：使用該裝置制作果酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制作果醋時(shí)，應(yīng)將充氣口

連接充氣泵，輸入無菌空氣。

2.果酒、果醋制作中防止雜菌污染的措施

(1)榨汁機(jī)要洗凈并晾干，發(fā)酵瓶要清洗干凈并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒。

(2)清洗葡萄時(shí)要先沖洗后除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污

染的機(jī)會(huì)。

(3)裝入葡萄汁后要封閉發(fā)酵裝置的充氣口。

(4)發(fā)酵瓶的排氣管用曲頸管而不用直管。若用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置，每隔一定時(shí)間排氣時(shí)

只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋。

［學(xué)習(xí)小結(jié)］

例

念和實(shí)

酵的概

「發(fā)

技術(shù)

發(fā)酵

傳統(tǒng)

傳

種類

技術(shù)及

統(tǒng)發(fā)酵

統(tǒng)一傳

發(fā)

布

酵一分

特點(diǎn)

代謝

菌十

乳酸

作「

的制

技泡菜

術(shù)

太

途4

程用

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應(yīng)酵母菌

點(diǎn)

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七代

酸菌

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制作

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和果

用果酒

用途

過程

-制作

測(cè)」

、課堂檢

）

（

點(diǎn)是

共同

驗(yàn)的

三個(gè)實(shí)

和泡菜

、果醋

果酒

制作

1.

再發(fā)酵

滅菌后

將原料

B.

核生物

異養(yǎng)原

菌種為

A.

下發(fā)酵

氧環(huán)境

保證無

C.

現(xiàn)酸性

最終呈

發(fā)酵液

D.

兼

異養(yǎng)

菌，

的真

物中

核生

于真

它屬