高中生物选择性必修三（2019）1.1 传统发酵技术的应用 课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”(唐·王翰)诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。
葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢 它们的制作方法有什么不同 你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢
酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩
汉代砖刻上的酿酒图
我国古代酿酒作坊的绘画
一、发酵与传统发酵技术
1．发酵的概念
发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2．腐乳的制作
(1)参与的微生物：
多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
(2)腐乳的特点：
豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。
3．传统发酵技术
(1)概念：
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
(2)类型：
传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
(3)发酵产品：
利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
二、尝试制作传统发酵食品
1.传统发酵食品所利用的微生物
(1)乳酸菌
代谢特点:
厌氧型
种类:
很多,常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
分布:
空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有分布
应用:
乳制品的发酵、泡菜的腌制等如酸奶等发酵
发酵原理：
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
——原核生物
(2)酵母菌
代谢特点:
兼性厌氧型酿，酒酵母的最适生长温度约为28℃
分布:
应用:
酿酒、制作馒头和面包等
发酵原理：
——真核生物
常存在于含糖量较高的水果、蔬菜表面
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
(3)醋酸菌
代谢特点:
好氧型，多数醋酸菌的最适生长温度约为30~35℃
应用:
制作各种风味的醋
发酵原理：
——原核生物
C6H12O6+2O2
酶
2CH3COOH（乙酸）+2H2O+2CO2+能量
C2H5OH+O2
酶
CH3COOH（乙酸）+H2O+能量
①O2、糖源都充足时,能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸:
②缺少糖源时,则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸:
2.制作泡菜
菌种来源:
植物体表面天然的乳酸茵
材料用具：
食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
方法步骤:
盐水配制
配制质量浓度为5%-20%的盐水，煮沸消毒，冷却待用
菜料处理
密封菜坛
①盐的作用：
调味、抑制微生物生长，所以盐含量过低会造成细菌污染。
②煮沸的目的：
杀菌(杀灭水中的微生物及除去水中氧气)。
③冷却：
是为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动。
方法步骤:
盐水配制
冷却盐水倒入坛中，盐水没过全部菜料，盖好坛益，向坛盖边沿水槽注水，创造无氧条件
菜料处理
密封菜坛
将新鲜蔬荣洗净切块(条)，晾干装半坛，放入调味料，再装菜料至八成满
方法步骤:
盐水配制
菜料处理
密封菜坛
初期，有蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中会产生较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外；泡菜坛装的太满，会使盐水不容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？
水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。
为什么泡菜坛只能装八分满？
某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”，在用5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果如图，请你帮他分析问题。
(1)从亚硝酸盐含量来看，该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？
13天后食用比较好，此时亚硝酸盐含量低。
(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？
盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生物。
(3)加入“陈泡菜水”的目的是什么？
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。
O2抑制乳酸菌活动
初期少
中期最多
乳酸抑制其他微生物活动
后期减少
乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动
泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况
初期少
中期增多
后期继续增多，最后保持稳定
泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况
硝酸盐还原菌的作用
初期增加
中期开始下降
硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解
后期继续下降
硝酸盐还原菌被完全抑制
泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况
(1)用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。
(2)用清水和食盐配制质量分数为5%～20%的盐水。食盐的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。盐水要煮沸后冷却，煮沸的作用：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他微生物。
(3)控制发酵时间：一般在腌制10天后，亚硝酸盐含量开始下降。但泡菜发酵时间并不是越长越好，一方面发酵时间过长，可能会产生其他有害物质；另一方面，发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳。
(4)控制严格的厌氧条件的措施
①选择合适的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧发酵容器。
②盐水煮沸后冷却待用。
③装坛时压实，使盐水没过全部菜料。
④泡菜坛用水封口不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。
(5)控制适宜的发酵温度：温度过高易导致杂菌滋生；温度过低不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长。
3.制作果酒和果醋
菌种来源:
新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。
材料用具：
新鲜的水果(如葡萄、苹果、山楂和龙眼等)、洗洁精、体积分数为70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。
方法步骤:
(1)器具消毒
防止污染发酵液
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用
(2)冲洗葡萄
取新鲜葡萄，用清水冲洗1~2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干
防止冲洗掉葡萄皮上野生的酵母菌;防止污染发酵液
(3)榨汁
用榨汁机榨取葡萄汁，并装入发酵瓶中，留有大约1/3的空间，盖好瓶盖
防止发酵液溢出,并且酵母菌可以进行有氧呼吸大量繁殖
(4)酒精发酵
发酵温度严格控制在18~30 ℃，时间控制在10~12 d,每隔12 h左右将瓶盖拧松一次
创造无氧环境进行酒精发酵,并可以防止好氧型微生物污染发酵液由于发酵过程中会产生CO2，因此要及时排气，以防止发酵瓶爆裂。
(5)醋酸发酵
打开瓶盖,盖上一层纱布，发酵温度为30~35 ℃,时间为7~8 d
创造有氧环境进行醋酸发酵
结果分析与评价
(1)在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？
酒味
有气泡和泡沫
颜色加深变成深红色(以紫葡萄作原料)
酸味
无气泡和泡沫
浑浊，液面形成白色菌膜
在制作果酒的过程中，除了酵母菌，果酒中还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖等，从而使果酒变质。
可以通过改变发酵的温度、果酒的pH等控制乳酸菌的含量。醋酸菌可以将糖或乙醇转化为乙酸，由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少氧气含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。
此外，通过改变发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
(2)如何防止其他微生物对果酒发酵的影响
(3)在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。
(4)醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
发酵装置图分析
醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；
制果酒时关闭充气口
排出CO2
防止空气中微生物的污染
便于取料，及时监测发酵进行的情况
出料口
充气口
排气口
长而弯曲的胶管
(1)榨汁机、发酵瓶等器具要用洗洁精清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干。
(2)清洗葡萄时要先冲洗后去除枝梗和腐烂的籽粒，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
(3)用带盖的瓶子制作果酒时，每隔12 h左右排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。
《舌尖上的中国》讲述四川泡菜时曾强调“腌泡菜也有大讲究”。下列有关泡菜制作的叙述，正确的是(　　)
A．泡菜制作过程中食盐用量越低越有利于乳酸菌的生长
B．制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染
C．蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高
D．将配制好的盐水煮沸后冷却待用，冷却的目的是降低水中氧气的含量