1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品 課件 高二下學(xué)期生物蘇教版選擇性必修3

第三節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品第一章

發(fā)酵工程泡菜是一種傳統(tǒng)的發(fā)酵食品。我國制作泡菜的歷史很悠久，對泡菜的制作過程早有記載：作鹽水，令極咸，于鹽水中洗菜，即內(nèi)甕中。使用一定濃度的食鹽溶液腌漬各種鮮嫩的蔬菜，再經(jīng)自然發(fā)酵而成的腌制品就是我們熟知的泡菜。泡菜的制作真這么簡單嗎？大家想通過自己制作泡菜來認(rèn)識傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品嗎？情境導(dǎo)入積極思維事實(shí)：1.制作泡菜的食材可以是洗凈的蘿卜、大白萊、甘藍(lán)、豇豆、萵苣、芹菜、辣椒等。加工時(shí)可將食材處理成條狀、片狀或塊狀，瀝干或晾干待用。另外，將沸水冷卻后加入適量的鹽和糖配制成泡菜液。2.制作泡菜的步驟如下：將加工好的蔬菜裝入瓶中，注入制備好的泡萊液至剛好浸沒原料，密封容器，置于陰涼處自然發(fā)酵7~10d。若要形成獨(dú)特的風(fēng)味可適當(dāng)添加調(diào)料。調(diào)料包括白酒、料酒、辣椒、八角、花椒、胡椒等。蔬菜上一般會帶有乳酸菌、酵母菌等微生物，故制作泡菜時(shí)無須人為添加微生物。蔬菜上的乳酸菌等微生物會分解有機(jī)物，產(chǎn)生乳酸等物質(zhì)，使泡菜帶有特殊的酸味和香氣思考：1.解釋

為什么說泡菜是通過傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的？2.概括

除泡萊外，我們還接觸過哪些發(fā)酵產(chǎn)品？如何制作泡菜情境導(dǎo)入我們?nèi)粘Ｊ秤玫母椤⒍贯u、酒也和泡菜一樣，是應(yīng)用微生物發(fā)酵而生產(chǎn)出來的產(chǎn)品。腐乳主要經(jīng)毛霉發(fā)酵生產(chǎn)，豆醬經(jīng)多種霉菌發(fā)酵生產(chǎn)，酒主要經(jīng)酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)。這些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)品都利用了微生物的天然發(fā)酵能力。微生物是微小生物的總稱無細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞真核細(xì)胞真菌：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履蟲、變形蟲等病毒：SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌體等DNA病毒細(xì)菌:藍(lán)細(xì)菌、大腸桿菌、乳酸菌等；放線菌:鏈霉菌等微生物的類群本章提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細(xì)菌和真菌。自然發(fā)酵或曲種傳代的固體發(fā)酵法生產(chǎn)其他食品，但不明其原理戰(zhàn)國中山酒1850年約9000年前法國巴斯德證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與建發(fā)酵聯(lián)系起來1897年20世紀(jì)40年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，了解了發(fā)酵的本質(zhì)。發(fā)酵向工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展抗生素發(fā)酵工業(yè)興起我國傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)源遠(yuǎn)流長20世紀(jì)70年代1957年20世紀(jì)80年代重組胰島素生產(chǎn)科學(xué)家用微生物生產(chǎn)谷氨酸，開始人工誘變特定微生物。酶、多糖、維生素工業(yè)興起發(fā)酵工程進(jìn)入定向育種的新階段對發(fā)酵過程進(jìn)行綜合研究，能夠自動(dòng)記錄和發(fā)酵過程的全部參數(shù)我國傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)源遠(yuǎn)流長概念:利用天然微生物的代謝活動(dòng)制造或生產(chǎn)某產(chǎn)品的過程。優(yōu)點(diǎn)：操作簡單、便于家庭式或作坊式生產(chǎn),傳承飲食文化。缺點(diǎn)：生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)物不單一等。發(fā)酵產(chǎn)品：利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品還有醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等。類型：傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品閱讀P28-P33相關(guān)內(nèi)容，思考泡菜、果酒、果醋的制作過程中涉及的主要微生物、生物種類、形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝類型、菌種來源、繁殖方式、最適生長溫度、發(fā)酵原理、注意事項(xiàng)等。乳酸桿菌

酵母菌

醋酸菌傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的食品果酒和果醋的制作酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型釀酒、制作饅頭和面包原理：在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶在無氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（單細(xì)胞真菌）①

代謝類型：③

應(yīng)用：②最適生長溫度：18～30℃。分布在一些含糖量較高的水果、蔬菜表面。材料洗潔精、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）邊做邊學(xué)：水果的發(fā)酵加工——制作果酒和果醋將發(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;用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋;將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d?？赏ㄟ^從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測。取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干;器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵當(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。發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d?？諝庵械拇姿峋鷷M(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖↓↓↓↓邊做邊學(xué)：水果的發(fā)酵加工——制作果酒和果醋打開瓶蓋，蓋上紗布當(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。發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d。果醋檢測果酒檢測可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測。1.如何檢測果酒的發(fā)酵情況（檢測是否產(chǎn)生酒精）？①聞；②品嘗；③用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測橙色→灰綠色。2.醋酸菌從何而來？3.如何檢測果醋的發(fā)酵情況？打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖?！俾?；②品嘗；③使用pH試紙檢測檢測和比較發(fā)酵前后的pH值；④觀察醋酸菌膜是否形成；邊做邊學(xué)：水果的發(fā)酵加工——制作果酒和果醋項(xiàng)目果酒果醋發(fā)酵條件溫度18～30℃30～35℃時(shí)間10～12d7～8d氧氣前期需氧，后期無氧一直需要充足氧氣pH酸性酸性檢測酒精與酸性的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色反應(yīng)液pH下降聯(lián)系醋酸發(fā)酵可以在酒精發(fā)酵的基礎(chǔ)上進(jìn)行，酒精發(fā)酵為醋酸發(fā)酵提供原料。果酒和果醋的制作制作果酒與果醋的比較在果酒和果醋的發(fā)酵過程中，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的目的是使酵母菌大量繁殖。

醋酸菌是異養(yǎng)需氧菌，對氧氣的含量非常敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌的死亡。果酒和果醋的制作結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時(shí)狀態(tài)醋酸發(fā)酵時(shí)狀態(tài)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)閉可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來雜菌污染發(fā)酵液等。裝置改進(jìn)果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作問題：在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？氣泡酵母菌進(jìn)行果酒發(fā)酵時(shí)會產(chǎn)生CO2。發(fā)酵過程，分解有機(jī)物產(chǎn)生的能量大部分以熱能形式散失。如果用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，由果皮進(jìn)入發(fā)酵液的花青素會越來越多，因而發(fā)酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色。產(chǎn)熱顏色菌體數(shù)量pH菌落初期發(fā)酵液中酵母菌數(shù)目增多，后期不再增多，甚至?xí)陆?。CO2溶于發(fā)酵液而使pH下降。果醋發(fā)酵過程中一般不會出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌落，這是醋酸菌落。酸奶的制作乳酸發(fā)酵——乳酸菌異養(yǎng)厭氧型C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）酶+能量在無氧情況下，能將葡萄糖分解成乳酸原理：

乳酸鏈球菌（球狀）空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物腸道內(nèi)（原核生物）乳制品的發(fā)酵、泡菜的制作等①

代謝類型：②

菌種分布：③

應(yīng)用：

乳酸桿菌（桿狀）走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室——制作酸奶學(xué)習(xí)制作酸奶，感悟發(fā)酵技術(shù)與日常生活的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)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H隨之下降，乳酪蛋白發(fā)生凝集，牛奶成為酸奶。滅菌→消毒

→

接種

→

分裝

→

發(fā)酵

→

冷卻實(shí)驗(yàn)步驟走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室——制作酸奶原理乳酸菌在無氧條件下將糖分解成乳酸C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酶利用植物體表面天然的乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵材料食鹽清水新鮮蔬菜(蘿卜、黃瓜、白菜、豇豆等)蒜瓣生姜其他香辛料(花椒等)白酒泡菜壇辣椒制作泡菜步驟稱取食鹽清洗蔬菜配置鹽水清洗、修整、切條、晾干泡菜鹽水香辛料發(fā)酵成品鹽的作用鹽濃度過低鹽濃度過高煮沸目的冷卻的目的調(diào)味，抑制微生物生長雜菌大量繁殖口味不佳防止影響乳酸菌的生命活動(dòng)Tips1向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，發(fā)酵過程中經(jīng)常補(bǔ)充！Tips2裝壇后可以加一些原來已經(jīng)腌制好的泡菜汁更好----相當(dāng)于接種發(fā)酵微生物，可縮短腌制時(shí)間。Tips35%-20%殺滅微生物；去除水中的溶解氧制作泡菜發(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)酵后期曲線模型少（有氧氣，乳酸菌的活動(dòng)受到抑制）最多（（乳酸菌比其他雜菌更耐酸。乳酸積累，抑制其他菌活動(dòng)）減少（乳酸積累，pH下降，抑制其活動(dòng)）少積累增多，pH下降繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定，pH繼續(xù)下降。增加（硝酸鹽還原菌的作用）達(dá)到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）下降至相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）制作泡菜——發(fā)酵過程分析小肽氨基酸讓豆腐上長出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制環(huán)境中蛋白質(zhì)脂肪甘油脂肪酸++酵母、曲霉和毛霉等多種微生物(毛霉起主要作用)創(chuàng)造毛霉生長環(huán)境防止雜菌污染，避免豆腐的腐敗由酒及各種香辛料置成，抑制微生物的生長同時(shí)增加風(fēng)味和口感課外探究——制作腐乳制作腐乳利用了那些微生物？這些微生物來自哪里？課堂小結(jié)1.下列有關(guān)果醋制作原理的說法，正確的是()A.制作果醋使用的微生物是醋酸菌，其屬于真核生物B.當(dāng)糖源不足時(shí)，果醋制作的原理是醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)變成CO2和乙酸C.當(dāng)氧氣和糖源充足時(shí)，果醋制作的原理是醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成乙酸D.在果醋制作過程中，溫度、氧氣等都會影響果醋的質(zhì)量，而pH不會，故不需要嚴(yán)格控制pH答案：C解析：醋酸菌是細(xì)菌，屬于原核生物，A錯(cuò)誤；當(dāng)糖源不足時(shí)，果醋制作的原理是醋酸菌先將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜?，B錯(cuò)誤；當(dāng)氧氣和糖源充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成乙酸，C正確；果醋制作過程中，溫度、氧氣、pH等都會影響果醋的質(zhì)量，都需要嚴(yán)格控制，D錯(cuò)誤。隨堂訓(xùn)練2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵B.制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無氧條件下產(chǎn)生醋酸答案：D解析：A、在無氧條件下，乳酸菌能將葡萄糖分解成乳酸，腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵，A正確；B、參與腐乳制作的微生物主要是毛霉，制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶，B正確；C、酵母菌在無氧條件下，可通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，制作果酒利用了酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精，C正確；D、制作果醋利用了醋酸菌在有氧條件下產(chǎn)生醋酸，D錯(cuò)誤。隨堂訓(xùn)練3.我國利用不同微生物的發(fā)酵作用制作食品的歷史悠久，在多種文獻(xiàn)中均有記載。①《齊民要術(shù)》中記載：“作鹽水，令極咸，于鹽水中洗菜，即內(nèi)甕中”。②《北山酒經(jīng)》中記載:“每壇加蠟三錢,竹葉五片，隔水煮開，乘熱灌封壇口”。③《齊民要術(shù)》中記載了二十三種利用谷物釀制食醋的工藝,釀制食醋經(jīng)歷的三個(gè)主要發(fā)酵過程為糖化-酒化t醋化。④《本草綱目拾遺》中記述：“豆腐又名菽乳，豆腐腌過酒糟或醬制者,味咸甘心”。下列說法不正確的是()A.①介紹的是泡菜制作技術(shù)，配制的鹽水要煮沸冷卻后使用B.②中加熱殺菌保存酒液的原理和方法，與釀酒中普遍使用的巴氏消毒法基本相同C.③中食醋的釀制過程:淀粉先在微生物的作用下分解成葡萄糖，葡萄糖再在酵母菌的作用下分解成乙醇，最后醋酸菌在缺少氧氣時(shí)將乙醇變?yōu)橐宜酓.④從微