1.1.1传统发酵技术的应用 课件(共19张PPT)人教版高中生物选修三ppt

(共19张PPT)
第一章 发酵工程
1.1 传统发酵技术的应用
我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。
科技探索之路
从传统发酵技术到发酵工程
约9000年前
20世纪70年代以后
1857年
1897年
20世纪80年代
20世纪
40年代
1957年
巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。微生物的分离和纯化技术得到了应用。
在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。
通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。
基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。
科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究，以更加合理地控制发酵过程。
1.认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构特点和代谢特点。
2.运用发酵原理，设计并完成利用天然菌种制作泡菜、果酒和果醋的实验探究并对实验结果进行分析和评价。
3.关注食品安全和健康的生活方式。
学习目标
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。
从社会中来
葡萄酒和葡萄醋是人类以葡萄为原料利用微生物发酵制作而来的，它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作呢？
葡萄酒是经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，
葡萄醋是经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不相同。
一、发酵与传统发酵技术
指人们利用微生物，在适宜条件下，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。
3）类型：
1）概念：
有氧发酵（ ）
厌氧发酵（ ）
醋酸发酵、谷氨酸发酵
酒精、乳酸发酵
1.发酵：
1857年，法国微生物学家巴斯德证明了酒精发酵是由活的酵母菌引起的。此后，人们才开始了解发酵的本质。
2）原理：
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵，制作食品的技术。
（1）概念：
（3）类型：
固体发酵
半固体发酵
2、传统发酵技术
（2）特点：
通常不需要接种菌种，一般是家庭式或作坊式
液体发酵
①原料：豆腐。
②原理：
微生物的发酵
2、传统发酵技术
蛋白质
小分子肽 + 氨基酸
来自于：毛霉(主要)、酵母、曲霉等
③制作过程：
让豆腐上长出毛霉
加盐
腌制
加卤汤
装瓶
密封
腌制
利用空气中的毛霉
或直接接种毛霉
（15-18℃，一定湿度）
逐层加盐，腌制大约8天左右。
（4）实例——腐乳的制作
目的：让毛霉等产生蛋白酶
目的：析出豆腐中的水分、抑制微生物生长
卤汤包括酒和香辛料
酒：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；
香辛料：调味
发酵产品 微生物 发酵产品 微生物
馒头 酵母菌 酸奶 乳酸菌
酒 酵母菌 奶酪 乳酸菌等
泡菜 乳酸菌 醋 醋酸菌
常见的发酵产品及其发酵使用的微生物
二、尝试制作传统发酵食品——制作泡菜
1.制作泡菜所利用的微生物以及它的来源？
2.制作泡菜的原理
3.最后用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜的制作需要什么条件？
4.制作过程加入的盐水为什么要煮沸？
5.为什么泡菜坛只能装八分满？
4min阅读P5-6，思考以下问题：
二、尝试制作传统发酵食品——制作泡菜
亚硝酸盐的含量低
1. 应用的微生物：
3. 材料用具：
①代谢类型：
②作用：
④种类：
③分布：
⑤应用：
乳酸菌
厌氧型细菌
在无氧情况下能将葡萄糖分解成乳酸
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道
乳酸链球菌、乳酸杆菌
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
2. 发酵原理：
乳酸菌在无氧条件下将糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
3.制作流程
配制盐水
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；
装坛
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；
装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
①盐的作用：
②盐水煮沸的目的：
调味；抑制其他微生物生长
除去O2，杀死盐水中的微生物
③为什么泡菜坛只能装八分满？
在泡菜发酵初期，蔬菜表面带入的酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
防止因装太满使盐水未完全淹没菜料，而导致菜料变质腐烂；
④用水密封泡菜坛的目的？
⑤以上说明泡菜制作需要什么条件？
腌制
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖
封坛发酵
向坛盖边缘的水槽中注满水；根据室内温度控制发酵时间；
隔绝空气，给泡菜坛内创造无氧环境
泡菜制作需要在无氧条件下进行
⑥为什么在泡菜制作过程中要保持无氧环境？
制作泡菜所用的菌种是乳酸菌，乳酸菌是一种厌氧菌，只有在无氧环境中才会进行乳酸发酵。
⑦泡菜坛表面有时长有一层白膜是如何形成的？
发酵初期，发酵液表面O2含量较高，酵母菌大量繁殖形成。
①盐的作用：
②盐水煮沸的目的：
调味；抑制其他微生物生长
除去O2，杀灭盐水中的微生物
③为什么泡菜坛只能装八分满？
在泡菜发酵初期，蔬菜表面带入的酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
防止因装太满使盐水未完全淹没菜料，而导致菜料变质腐烂；
④用水密封泡菜坛的目的？
隔绝空气，给泡菜坛内创造无氧环境
⑦泡菜坛表面有时长有一层白膜是如何形成的？
发酵初期，发酵液表面O2含量较高，酵母菌大量繁殖形成。
二、尝试制作传统发酵食品——制作泡菜
泡菜腌制中亚硝酸盐产生
资料:发酵初期，泡菜中微生物生长很快，将蔬菜中硝酸盐还原成亚硝酸盐，蔬菜中酚类物质和维生素C等将亚硝酸盐氧化，总体来说，生成的亚硝酸盐大于被氧化的，亚硝酸盐的含量逐步上升。
注意：亚硝酸盐本身并不致癌，亚硝酸盐会转化为亚硝胺
亚硝胺
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(如硝酸盐还原菌)
蔬菜水果
科普
实验表明：亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用
硝酸盐
泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化：
时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵前期
发酵中期
发酵后期
变化曲线
少（O2抑制乳酸菌活动）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
最多
（乳酸菌比其他杂菌更耐酸，抑制其他菌活动）
增多
达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）
继续增多，
最后保持稳定
下降至保持相对稳定
（硝酸盐还原菌被完全抑制）
二、尝试制作传统发酵食品——制作泡菜
联系生活
为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？
牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的发酵作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。
为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？
有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。
√
×
×
×
×
√
(1)制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的 ( )
(2)发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量分数为0.04%～0.08%时，泡菜的口味、品质最佳 ( )
(3)选材装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装满 ( )
(4)制备泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用 ( )
(5)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件 ( )
(6)泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生，腌制方法、时间长短和温度高低等条件都对亚硝酸盐的含量有影响 ( )
【基础过关】
1.关于泡菜发酵的叙述，不正确的是（ ）
A.泡菜发酵过程中所产生的亚硝酸盐，摄入过多对身体会造成伤害
B.煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他杂菌
C.制作泡菜利用的菌种是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型
D.泡菜腌制时间过长，食盐用量过低，温度过高，都容易造成细菌大量滋生，亚硝酸盐含量增加
D
2．豆豉是中国传统特色发酵豆制品，是以黑豆或黄豆为主要原料，利用毛霉、曲霉或者细菌中蛋白酶的作用，分解大豆蛋白质，一段时间后，再用加盐、加酒、干燥等方法，延缓发酵而成。下列相关分析错误的是 (　　)
A．毛霉和细菌在结构上最大的区别是有无以核膜为界限的细胞核
B．豆豉富含蛋白质、各种氨基酸及多种维生素，具有一定的营养价值
C．加盐、加酒会改变蛋白质的空间结构，使其不能与双缩脲试剂反应
D．发酵过程离不开多种蛋白质的参与
C
【课堂练习】2.《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
C