人教版選擇性必修三教學(xué)課件1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

主講人：周老師1.1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用考點(diǎn)要求發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品問題探究“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?！保ㄌ啤ね鹾玻┰娭刑峒暗钠咸丫剖侨祟惱梦⑸锇l(fā)酵制作而來的。通過微生物的發(fā)酵作用還可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄為原料發(fā)酵而來的飲品，為什么一個是醇厚濃郁、耐人尋味的酒，一個卻是酸味柔和、口感綿長的醋呢？它們的制作方法有什么不同？你想不想自己動手制作葡萄酒和葡萄醋呢？

葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄發(fā)酵而來，但是一個經(jīng)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生了酒精，另一個經(jīng)醋酸菌有氧呼吸產(chǎn)生了醋酸，因此口感不同。知識精講一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程（1）約9000年前，我們的祖先就會利用微生物將谷物、水果等發(fā)酵為含酒精的飲料。后來，人們通過自然發(fā)酵或曲種傳代的固體發(fā)酵方法生產(chǎn)其他食品，如醬油、醋、豆鼓、腐乳和酸奶等。這種傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)促進(jìn)了中華民族特有的飲食文化的形成，但在幾千年的時間里，人們并不國。知識精講（2）1857年，法國微生物學(xué)家巴斯德(L.Pasteur,1822-1895)通過實驗證明，酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來。知識精講（3）1897年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，逐漸了解了發(fā)酵的本質(zhì)。之后的30多年間，微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用，發(fā)酵生產(chǎn)的工藝和設(shè)備不斷完善，傳統(tǒng)的固體發(fā)酵開始向半固體發(fā)酵和液體發(fā)酵演變。同時，作坊式的手工生產(chǎn)向近代工業(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。利用微生物生產(chǎn)的新產(chǎn)品，如酒精、檸檬酸和淀粉酶等不斷出現(xiàn)。知識精講（4）20世紀(jì)40年代，利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素成為研究的主攻方向。由于青霉素產(chǎn)生菌是需氧型的，科學(xué)家在厭氧發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)，使青霉素的生產(chǎn)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。不久，隨著鏈霉素、金霉素和土霉素等抗生素的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)興起。知識精講（5）1957年，用微生物生產(chǎn)谷氨酸獲得成功。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家通過研究微生物的代謝途徑，繼續(xù)改進(jìn)發(fā)酵技術(shù)，通過人工誘變特定微生物，獲得了具有更高生產(chǎn)能力的突變類型。之后，酶制劑、多糖、維生素發(fā)酵工業(yè)相繼興起。知識精講（6）20世紀(jì)70年代以后，基因工程、細(xì)胞工程等的發(fā)展，使發(fā)酵工程進(jìn)入了定向育種的新階段。例如，運(yùn)用基因工程可以將動植物的基因轉(zhuǎn)移到微生物中，獲得具有特殊生產(chǎn)能力的微生物，大量生產(chǎn)人們所需要的產(chǎn)品，如人胰島素、干擾素等。知識精講（7）20世紀(jì)80年代，科學(xué)家開始運(yùn)用數(shù)學(xué)、動力學(xué)、化學(xué)工程原理以及計算機(jī)技術(shù)對發(fā)酵過程進(jìn)行綜合研究，以更加合理地控制發(fā)酵過程。目前，人類已經(jīng)能夠自動記錄和控制發(fā)酵過程的全部參數(shù)。知識精講2.發(fā)酵（1）概念：發(fā)酵是指人們利用微生物，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）原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。知識精講（3）類型根據(jù)氧氣需求情況需氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵根據(jù)生成產(chǎn)物種類醋酸發(fā)酵酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵知識精講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)。（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。知識精講（3）常見產(chǎn)品：腐乳、醬、醬油、醋、泡菜、豆豉。參與發(fā)酵的微生物：多種微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。發(fā)酵原理：經(jīng)過微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成小分子的肽和氨基酸。腐乳例題1.關(guān)于發(fā)酵的敘述,不正確的是()A.發(fā)酵就是無氧呼吸B.發(fā)酵是通過微生物的代謝將原料轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程C.酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的D.利用微生物能夠生產(chǎn)出人們所需多種產(chǎn)物的原因是不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的能力A例題2.發(fā)酵食品是中國傳統(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。請結(jié)合所學(xué)發(fā)酵知識和生活經(jīng)驗,指出下列未經(jīng)發(fā)酵的食品是()A.泡菜 B.食醋 C.豆腐 D.酸奶C練一練1.下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述,不正確的是()A.傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主B.在制作腐乳的過程中,多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵,其中起主要作用的是毛霉C.腐乳味道鮮美的原因在于大分子蛋白質(zhì)被分解成了小分子的肽和氨基酸D.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都是直接利用的天然原料中的微生物D知識精講二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.制作泡菜（1）乳酸菌①代謝特點(diǎn)：厭氧細(xì)菌，代謝類型為異養(yǎng)厭氧型；在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸。②發(fā)酵原理（反應(yīng)簡式）C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量知識精講③生產(chǎn)應(yīng)用：可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等。④分布：廣泛分布于空氣、土壤、植物體表、人或動物的腸道內(nèi)。⑤常見類型：乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸鏈球菌乳酸桿菌(作酸奶)知識精講（2）泡菜的制作①制作原理a.利用植物體表面天然的乳酸菌發(fā)酵。發(fā)酵期間，乳酸不斷積累。b.反應(yīng)式：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量（在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸）

當(dāng)乳酸的質(zhì)量百分比為0.4﹪-0.8﹪時，泡菜

品質(zhì)、口味最佳。知識精講②方法步驟選擇原料修整、洗滌、晾曬、切分成條狀或片狀稱取食鹽配制鹽水泡菜鹽水加入調(diào)味料，裝壇發(fā)酵成品知識精講配制鹽水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。原料處理、蔬菜裝壇將新鮮蔬菜洗凈，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，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。加鹽水將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，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)酵時間。知識精講③結(jié)果分析與評價a.鹽的作用？b.鹽水濃度要適宜的目的？c.鹽水煮沸的目的？d.鹽水冷卻后使用的目的？調(diào)味，抑制其他微生物生長。過高，乳酸發(fā)酵將受抑制；過低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。殺菌，去除水中的溶解氧。不影響乳酸菌的生命活動。知識精講e.用水密封泡菜壇的目的？這說明泡菜制作需要什么條件？f.泡菜制作過程中，是否只有乳酸菌起作用？g.為什么泡菜壇只能裝八分滿？給泡菜壇內(nèi)創(chuàng)造無氧環(huán)境，這說明泡菜制作需要在無氧條件下進(jìn)行。不是，還有一些酵母菌和大腸桿菌。

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)酵液可能會溢出壇外。另外，泡菜壇裝得太滿，會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。知識精講④腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵前期少（O2抑制乳酸菌活動）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）發(fā)酵中期最多（乳酸積累，抑制其他菌活動）增多達(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）發(fā)酵后期減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）變化曲線知識精講2.制作果酒和果醋（1）酵母菌①代謝特點(diǎn)：單細(xì)胞真菌，代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型；在無氧的情況下能進(jìn)行酒精發(fā)酵。②發(fā)酵原理（反應(yīng)簡式）:

C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量③生產(chǎn)應(yīng)用：可用于釀酒、制作饅頭和面包等。④影響因素：溫度是影響酵母菌生長的重要因素，釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃。⑤分布：在一些含糖量較高的水果、蔬菜表面。知識精講（2）醋酸菌①代謝特點(diǎn)：好氧細(xì)菌，代謝類型為異養(yǎng)需氧型；當(dāng)O2、糖源都充足時，能將糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時則將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。多?shù)醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃。②發(fā)酵原理（反應(yīng)簡式）C6H12O6+2O2→2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH（醋酸）+H2O+能量③生產(chǎn)應(yīng)用：可用于制作各種風(fēng)味的醋。知識精講(3)制作果酒和果醋①發(fā)酵原理：a.許多新鮮水果的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌；b.在這些酵母菌的作用下，水果可以發(fā)酵成果酒（通過有氧呼吸大量繁殖，通過無氧呼吸產(chǎn)酒精）；c.在有氧的條件下，果酒經(jīng)醋酸菌的作用還可以進(jìn)一步發(fā)酵成果醋。d.相關(guān)反應(yīng)式C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C2H5OH+O2→CH3COOH（醋酸）+H2O+能量知識精講發(fā)酵條件①溫度a.釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃，制作果酒時將溫度控制在18～30℃進(jìn)行發(fā)酵；b.多數(shù)醋酸菌的最適生長溫度約為30～35℃，制作果醋時將溫度控制在30～35℃進(jìn)行發(fā)酵。②氧氣a.制作果酒時，酵母菌在氧氣充足的情況下大量繁殖；在無氧條件下，進(jìn)行酒精發(fā)酵；b.在有氧的條件下，果酒經(jīng)醋酸菌的作用可以進(jìn)一步發(fā)酵成果醋。知識精講制作流程①器具消毒將發(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沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干③榨汁裝瓶用榨汁機(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），蓋好瓶蓋知識精講④酒精發(fā)酵將溫度控制在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)酵時間為10～12d。⑤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⑥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℃，時間為7～8d。⑦果醋檢測知識精講出料口充氣口排氣口結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時狀態(tài)醋酸發(fā)酵時狀態(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)閉知識精講結(jié)果分析與評價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？

在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液會產(chǎn)生氣泡，這是因為酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生CO2；開始發(fā)酵后，CO2產(chǎn)生越來越多，會使發(fā)酵液出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，在發(fā)酵的10天后，這種現(xiàn)象最明顯。如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時間的延長，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。果醋發(fā)酵過程中一般不會出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。知識精講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？它們會對果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？

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，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。知識精講③在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(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？

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繁殖，因此酵母菌活性很低。在我們的實驗條件下，當(dāng)打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進(jìn)入發(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，可以先買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜(實際上是醋酸菌)，用這層薄膜進(jìn)行接種可以明顯縮短制作果醋的時間。例題1.制作泡菜時，所用的菜壇子必須密封，其原因是（）A.防止水分的蒸發(fā)B.防止菜葉萎蔫C.乳酸菌在有氧