2024-2025學(xué)年高二生物人教版選擇性必修3教學(xué)課件 第1章- 第1節(jié)

第節(jié)1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用高中生物選擇性必修3第1章簡(jiǎn)述傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)，說出常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。概述微生物發(fā)酵的基本原理。嘗試制作泡菜、果酒和果醋，說出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)與不足。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.發(fā)酵：利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體及各種不同代謝產(chǎn)物的過程。一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)2.發(fā)酵的實(shí)例：腐乳（1）腐乳制作的原理（2）參與發(fā)酵的微生物：多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（1）概念：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)一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。（2）特點(diǎn)：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。（3）實(shí)例：腐乳、醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等。

千百年來，泡菜不但以其脆嫩芳香、清爽可口、回味悠長(zhǎng)的特點(diǎn)吸引眾多食客，還因其開胃口、促消化、解葷腥、增食欲的功效為世人所樂于接受。那么，泡菜是怎樣制成的呢？怎樣才能提高泡菜的質(zhì)量呢？二、制作泡菜

泡菜是一種以濕態(tài)發(fā)酵方式加工制成的浸制品，為泡酸菜類的一種。特點(diǎn)：制作容易，成本低廉，營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生，風(fēng)味可口，利于貯存。在我國(guó)四川、東北、湖南、湖北、河南、廣東、廣西等地民間均有自制泡菜的習(xí)慣。目前較受歡迎的是川味和韓味泡菜，在許多風(fēng)味餐館里，都有其蹤影，它鮮嫩清脆，可以增進(jìn)食欲，幫助消化與吸收。如果自己在家也做一些這樣的泡菜，做為每天飯前小菜，或以它配菜，烹成各種菜肴，不失為一件美事。但是泡菜含亞硝酸鹽具致癌作用危害身體健康，所以不易多吃。

在我國(guó)四川、東北、湖南、湖北、河南、廣東、廣西等地民間均有自制泡菜的習(xí)慣。四川泡菜湖北泡菜廣東泡菜韓國(guó)泡菜相傳是從我國(guó)傳入的，堪稱韓國(guó)“第一菜”。你知道哪些蔬菜能制作泡菜嗎？1.泡菜制作基礎(chǔ)知識(shí)（1）乳酸菌①結(jié)構(gòu)：?jiǎn)渭?xì)胞原核生物②種類：乳酸鏈球菌和乳酸桿菌（用于制酸奶）乳酸鏈球菌（球狀）乳酸桿菌（桿狀）在無氧條件下，將葡萄糖分解成乳酸。乳酸菌常用于生產(chǎn)酸奶。異養(yǎng)厭氧型廣泛，空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物的腸道C6H12O62C3H6O3酶+能量③分布：④生殖方式：二分裂⑤代謝：⑥原理：

為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵為酸奶？

因?yàn)樗崮痰闹谱饕揽康氖侨樗峋陌l(fā)酵作用?？股啬軌驓⑺阑蛞种迫樗峋纳L(zhǎng)，因此含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。思考：（2）亞硝酸鹽

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。

自然界中，亞硝酸鹽分布廣泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。一般不危害健康

但是，總量達(dá)到

時(shí)會(huì)引起中毒；達(dá)到

時(shí)會(huì)死亡0.3～0.5g3g答：新鮮的蔬菜中含有大量的營(yíng)養(yǎng)物資，而腌制的蔬菜中的硝酸鹽會(huì)被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。思考：為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不宜多吃腌制的蔬菜？2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)修整、洗滌晾曬、切分原料加工條狀或片狀加鹽鹽水冷卻泡菜鹽水加入調(diào)味料并裝壇發(fā)酵成品測(cè)亞硝酸含量·泡菜制作過程要點(diǎn)：

水鹽比例香辛料如何保證無氧環(huán)境？（1）用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%～20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。（2）將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豇豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時(shí)，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。（3）將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過全部菜料，蓋好壇蓋。（4）

向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間。泡菜發(fā)酵的階段泡菜在發(fā)酵期間，由于乳酸菌的發(fā)酵作用，發(fā)酵產(chǎn)物乳酸不斷累積，因此可以根據(jù)微生物的活動(dòng)情況和乳酸積累量，將泡菜發(fā)酵過程分為三個(gè)階段。拓展蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，蔬菜表面帶入的微生物，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)。發(fā)酵產(chǎn)物中除乳酸外，還有其他，如乙醇、CO2等稱異型乳酸發(fā)酵發(fā)酵前期：特點(diǎn)：還有一點(diǎn)點(diǎn)氧氣，微生物（大腸桿菌，酵母菌）發(fā)酵，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，二氧化碳排出，形成無氧環(huán)境，為后面乳酸菌發(fā)酵提供條件，乳酸含量逐漸增加，抑制微生物生長(zhǎng)繁殖。

由于前期乳酸的積累，pH下降，乳酸桿菌進(jìn)行活躍的乳酸發(fā)酵，乳酸的積累量可達(dá)到0.6%～0.8%；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。這一期為完全成熟階段，泡菜有酸味且清香品質(zhì)最好。發(fā)酵中期：特點(diǎn):乳酸菌逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)，其他發(fā)酵微生物受到抑制，乳酸積累增多

在此期間繼續(xù)進(jìn)行的是乳酸發(fā)酵，乳酸含量繼續(xù)增加，可達(dá)1.0%以上。當(dāng)乳酸積累達(dá)1.2％以上時(shí)，乳酸桿菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。

發(fā)酵后期：特點(diǎn)：乳酸含量過高，抑制乳酸菌活動(dòng)，乳酸菌減少。測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理——亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)顯色液濃度越高，顏色越深比色法

在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，再與N-1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合生成玫瑰紅溶液。將經(jīng)過反應(yīng)顯色后的泡菜待測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)液比色，即可估算出樣品中的亞硝酸鹽含量?；鸷蚝脽o裂紋、無砂眼壇沿深、蓋子吻合好3.操作提示（1）泡菜壇的選擇（2）腌制條件腌制過程中，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。一般在腌制10天后，亞硝酸鹽的含量開始下降。（1）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？用水密封泡菜壇的目的是不讓空氣進(jìn)入，創(chuàng)造一個(gè)封閉無氧的環(huán)境，這說明泡菜制作需要在無氧條件下進(jìn)行。4.結(jié)果分析與評(píng)價(jià)（2）

為什么泡菜壇只能裝八成滿？

在泡菜發(fā)酵初期，由蔬菜表面帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，它們可進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2,如果泡菜壇裝得太滿，發(fā)酵液可能會(huì)溢出壇外。另外，泡菜壇裝得太滿，會(huì)使鹽水不太容易完全淹沒菜料，從而導(dǎo)致壇內(nèi)菜料變質(zhì)腐爛。泡菜壇留有一定的空間，也更方便拿取泡菜。（3）你腌制的泡菜成功嗎？色澤如何？口味如何？泡菜質(zhì)量可以根據(jù)泡菜的色澤和風(fēng)味進(jìn)行初步的評(píng)定，還可以通過在顯微鏡下觀察乳酸菌形態(tài)，根據(jù)不同時(shí)期泡菜壇中乳酸菌的數(shù)量來評(píng)定，還可以根據(jù)亞硝酸鹽的含量來評(píng)定。一般來說，腌制成功的泡菜湯汁清亮，無霉花浮膜，菜質(zhì)脆嫩度適口，酸甜咸味適宜，具有一定的香氣，咀嚼后無渣等。法國(guó)生物化學(xué)家巴斯德說：“沒有葡萄酒就是沒有陽(yáng)光的一天?！痹诜▏?guó)已成為家喻戶曉。老幼皆知的格言。他們把葡萄酒、面包和植物油合成一組，稱為維持生命和健康源泉。三、制作果酒和果醋根據(jù)葡萄酒的顏色分成白葡萄酒、紅葡萄酒和桃紅葡萄酒三種。白葡萄酒：用白葡萄釀造，或皮汁分離發(fā)酵；紅葡萄酒：用紅葡萄釀造，皮汁混合發(fā)酵；桃紅葡萄酒：顏色介于白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮的發(fā)酵時(shí)間短。葡萄美酒夜光杯欲飲琵琶馬上催君若問酒何處來此功當(dāng)屬酵母菌

在酒的制作中，依種類分大體上可有白酒、果酒、啤酒和黃酒四類。制作方法各不相同，但相同部分是它們都是由酵母菌完成的。

酵母菌在自然界中廣泛分布，已知有幾百種之多，也是應(yīng)用最廣的一類微生物。如面包制作、酒精制造、藥用酵母片、釀酒等。酒的種類1.原料：葡萄

全世界可以用于釀酒的葡萄品種有8000多種?？梢?/p>

釀制上好葡萄酒的葡萄品種只有50種左右，

葡萄按顏色大致可分為兩在類：紅葡萄：顏色有黑、藍(lán)、紫紅、深紅色等。白葡萄：顏色有青綠色、黃色等。赤霞珠龍眼紅葡萄新疆無核白葡萄如何將葡糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫疲ň凭┠?？新疆馬奶子葡萄含糖量高達(dá)20%~27%白葡萄酵母菌是最早被人類應(yīng)用的微生物。酵母菌是兼性厭氧微生物，目前已知有1000多種。酵母菌2.酵母菌酵母菌——真菌有氧氣環(huán)境中，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

我們吃的饅頭、面包都是酵母菌在有氧氣的環(huán)境下產(chǎn)生的膨脹。C6H12O6+6O26CO2+6H2O（1）酵母菌的兼性厭氧生活方式

在無氧條件下，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，通過將糖類轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和乙醇來獲取能量。C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2

溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。在一定的溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的增加，酵母的發(fā)酵速度增加，產(chǎn)氣量也增加。酵母菌最適生長(zhǎng)的溫度約為28℃左右（2）酵母菌發(fā)酵最適溫度

在葡萄破碎入罐以后，不去人為地添加任何菌種，靠葡萄本身攜帶的自然界的酵母菌，在葡萄漿或分離后的葡萄汁里自發(fā)的繁殖，最終發(fā)酵成葡萄酒。（3）酵母菌的來源醋酸菌——細(xì)菌3.醋酸菌分類：代謝類型：生殖方式：適宜發(fā)酵溫度：異養(yǎng)需氧型原核生物分裂生殖醋

酸菌300C—350C分裂生殖酵母菌分解葡萄糖生成丙酮酸，丙酮酸在厭氧和酸性條件下，轉(zhuǎn)變成酒精。4.制作果酒的原理C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶①先有氧呼吸：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶②再無氧呼吸：出芽生殖，增加酵母菌數(shù)量產(chǎn)生酒精醋酸菌制醋〖注意〗醋酸發(fā)酵過程中需“一直通氣”。C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量

酶當(dāng)氧氣、糖源充足時(shí)：當(dāng)短時(shí)間中斷氧氣時(shí)：當(dāng)缺少糖源時(shí)：糖分醋酸醋酸菌醋酸菌死亡乙醇乙醛醋酸5.制作果醋的原理醋酸發(fā)酵果酒酒精發(fā)酵果醋挑選葡萄沖洗榨汁6.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖（1）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。（2）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。（3）用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋。（4）將溫度控制在18～30℃進(jìn)行發(fā)酵。在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次（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(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（5）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。

1.實(shí)驗(yàn)室制作果酒、果醋的基本裝置是什么？用帶蓋的瓶子制葡萄酒果酒和果醋的發(fā)酵裝置

出料口排氣口充氣口思考：2.排氣口、充氣口、出料口各有什么作用？·排氣口：排出酒精發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳；·充氣口：醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣；·出料口：用來取樣。果酒和果醋的發(fā)酵裝置

出料口排氣口充氣口3.為什么排氣口要通過一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接？

排氣口要通過一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中的微生物污染。其作用相當(dāng)于巴斯德的鵝頸瓶。果酒和果醋的發(fā)酵裝置

出料口排氣口充氣口4.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？制酒時(shí)：關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)：將充氣口連接氣泵，充入氧氣。果酒和果醋的發(fā)酵裝置

出料口排氣口充氣口（1）材料的選擇與處理

應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，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)。你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？6.操作提示（2）防治發(fā)酵液被污染你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防治發(fā)酵液被污染？

榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶要清洗干凈，并晾干；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋。（3）控制好發(fā)酵條件

制葡萄酒時(shí)，為什么要將溫度控制在約28℃？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(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。28℃左右最適合酵母菌生長(zhǎng)，因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是適溫菌，最適生長(zhǎng)溫度為30-35℃，因此要將溫度控制在30-35℃。（1）在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？

提示：在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液中會(huì)產(chǎn)生氣泡，這是因?yàn)榻湍妇l(fā)酵產(chǎn)生CO2;如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，由果皮進(jìn)人發(fā)酵液的花青素會(huì)越來越多，因而發(fā)酵液的顏色會(huì)逐漸加深變成深紅色。果醋發(fā)酵過程中一般不會(huì)出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面上會(huì)出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。6.結(jié)果分析與評(píng)價(jià)（2）在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長(zhǎng)？它們會(huì)對(duì)果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？

提示：果酒中除了酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，從而使果酒變質(zhì)?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸;在缺少糖源的情況下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。由于醋酸菌在有氧的條件下才能進(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)，因此在制作果酒的過程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖。此外，通過調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。（3）

在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？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(zhǎng)繁殖，因此酵母菌活性很低。在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)人發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時(shí)，可以先買-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(實(shí)際上是醋酸菌),用這層薄膜進(jìn)行接種可以明顯縮短制作果醋的時(shí)間。（4）

你制作的果酒和果醋的口味如何？如果你對(duì)結(jié)果不滿意，應(yīng)該如何改進(jìn)？提示：制作成功的葡萄酒爽口、柔和，有濃郁的果香味；制作成功的果醋有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。如果對(duì)制作結(jié)果不滿意，應(yīng)從制作過程全面考慮改進(jìn)措施，如嚴(yán)格控制發(fā)酵條件，發(fā)酵所用裝置要進(jìn)行清洗、晾干、消毒等。果酒、果醋、泡菜、腐乳制作的比較歸納總結(jié)果酒果醋腐乳泡菜微生物類型原理反應(yīng)條件檢測(cè)方法酵母菌，真菌，兼性厭氧醋酸菌，細(xì)菌，好氧菌毛霉，真菌，好氧乳酸菌，細(xì)菌，厭氧菌酵母菌的無氧呼吸產(chǎn)生酒精18~25℃，無氧重鉻酸鉀與其反應(yīng)呈灰綠色醋酸菌的有氧呼吸產(chǎn)生醋酸30~35℃，通入氧氣品嘗、pH試紙檢測(cè)毛霉產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶15～18℃接種，酒精含量控制在12％左右乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸常溫，無氧條件pH檢測(cè)，亞硝酸鹽的檢測(cè)方法1.下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，正確的是（）A.制作果酒最快捷的途徑是先制果醋，再制果酒B.釀制果醋所需的酵母菌和醋酸菌的發(fā)酵底物、條件完全相同C.制作腐乳需利用毛霉產(chǎn)生的酶分解豆腐中的蛋白質(zhì)等物質(zhì)D.制作果酒、果醋和腐乳過程都應(yīng)防止微生物的生長(zhǎng)、繁殖【答案】C【解析】制作果酒最快捷的途徑是利用酵母菌發(fā)酵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酵母菌的發(fā)酵底物一般是葡萄糖，醋酸菌的發(fā)酵底物是葡萄糖或乙醇，B項(xiàng)