1.1传统发酵技术的应用课件(共38张PPT1份视频)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 1.1传统发酵技术的应用课件(共38张PPT1份视频)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 46.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-09 16:17:47 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
目录 /CONTENTS
01
发酵工程
02
细胞工程
03
基因工程
04
生物技术的安全性与伦理问题
第一章 发酵工程
第1节
传统发酵技术的应用
舌尖上的中国——四川泡菜
传统发酵
发酵工程
从传统发酵技术到发酵工程
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。
1897年
用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。
1957年
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。
20世纪80年代以后
法国微生物学家巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
1857年
利用发酵工程大规模生产青霉素，抗生素发酵工业兴起。
20世纪40年代
基因工程、细胞工程等发展，利用基因工程的原理生产人胰岛素和干扰素。
20世纪70年代以后
1900
1940
1960
1850
1980
1970
约9000年前
我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。
究竟什么是发酵呢？
学习目标：
发酵与传统发酵技术
1
泡菜的制作
2
果酒和果醋的制作
3
一、发酵与传统发酵技术
资料一：夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。
资料二：1857年，法国的微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
资料三：研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。
1、酒曲是什么
2、酿酒加酒曲的目的是什么
大麦、小麦等粉碎，加水混捏成曲醅，让自然界各种微生物在上面生长制成。
将原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。
思考：
图1-1 汉代砖刻上的酿酒图
图1-2 展示我国古代酿酒作坊的绘画作品
一、发酵与传统发酵技术
1、发酵
概念：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。
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。
一、发酵与传统发酵技术
阅读教材第5页，回答下列问题：
1、腐乳制作原理是什么？
2、制作腐乳利用了哪些微生物？这些微生物来自哪里？
一、发酵与传统发酵技术
1、腐乳制作原理是什么？
蛋白质
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
2、制作腐乳利用了哪些微生物？
这些微生物来自哪里？
酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。
直接利用原材料中的天然存在的微生物。
注意说明
传统的腐乳制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子；
现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。
一、发酵与传统发酵技术
2、传统发酵技术
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。
类型：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
操作简单、便于家庭式或作坊式生产（优点）
一、发酵与传统发酵技术
2、传统发酵技术
【思考】每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？
生产条件不易控制，容易受杂菌污染（缺点）
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。
P8【概念检测】
1、油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。
（1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（ ）
（2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ）
（3）微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（ ）
当质量百分比为0.4%~0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
（1） 原理：
（2） 应用的微生物：
(一) 泡菜的制作--乳酸发酵
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
①代谢类型：
②作用：
④种类：
③分布：
⑤应用：
乳酸菌
异养厌氧型细菌
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（原核生物）
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
二.尝试制作传统发酵食品
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
（3）方法步骤：
配制盐水
用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。
向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间；
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆等）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。
(一) 泡菜的制作--乳酸发酵
①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？P6
给泡菜坛创造无氧环境
无氧条件
②为什么泡菜坛只能装八成满？P6
二.尝试制作传统发酵食品
发酵初期，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；
防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料腐烂变质；
方便拿取泡菜。
(4)思考讨论
(5)实验分析与思考:
①盐的作用：
②盐水浓度要适宜的目的：
③盐水煮沸的目的：
④盐水冷却后使用的目的：
⑤泡菜坛子使用之前要检查密封性，发酵过程注意向水槽内补充水的目的：
调味，抑制其他微生物生长
过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质
杀菌，去除水中的溶解氧
为了不影响乳酸菌的生命活动
给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件
二.尝试制作传统发酵食品
泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。
（6）进一步探究
亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。
注：亚硝酸盐不是乳酸菌代谢的产物
①亚硝酸盐
二.尝试制作传统发酵食品
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。乳酸积累，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，部分亚硝酸盐被分解）
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
②泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析
⑥发酵过程中PH如何变化？
逐渐下降，然后保持稳定
例1.（拓展应用P8,2）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，结果见右栏曲线图，请你帮他分析问题。
二.尝试制作传统发酵食品
（1）据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？
（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？
（3）加入“陈泡菜水”的目的是什么？
10天后食用比较好，
因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。
盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。
“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？
葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。
从社会中来
二、尝试制作传统发酵食品
（二）果酒的制作--酒精发酵
酵母菌
① 代谢类型：
异养兼性厌氧微生物（单细胞真菌）
② 作用：
在无氧情况下进行酒精发酵
③ 应用：
原理：
应用的微生物：
酿酒、制作馒头和面包
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
④ 分布：
含糖量较高的水果、蔬菜表面
⑤发酵过程中PH如何变化？
逐渐下降，然后保持稳定
二、尝试制作传统发酵食品
（三）果醋的制作--醋酸发酵
醋酸菌
① 代谢类型：
异养好氧型细菌（原核生物）
② 作用：
在氧气、糖源都充足时，能将糖分解成乙酸;
在缺少糖源时，能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
③ 应用：
原理：
应用的微生物：
食醋、果醋
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2H2O＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2 CH3COOH＋H2O＋能量
酶
二分裂生殖
④发酵过程中PH如何变化？
逐渐下降，然后保持稳定
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒检测
酒精发酵
醋酸发酵
果醋检测
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。
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。
将温度控制在18～30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12d。
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。
当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30～35℃，时间为7～8d。
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖。
二、制作果酒、果醋方法步骤：
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
有利于酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖后代；
防止发酵旺盛时产生大量的CO2 造成发酵液溢出。
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
1、为什么发酵瓶要留1/3的空间？
二、制作果酒、果醋方法步骤：
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
二、制作果酒、果醋方法步骤：
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
2、冲洗1～2次即可，能否连续冲洗，为什么？为什么先冲洗再去枝梗？
不能，防止果皮表面的野生酵母菌种数量减少。
先冲洗再去枝梗避免葡萄皮破损，减少被杂菌污染的机会。
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
3、为什么每隔12小时左右将瓶盖拧松一次？为什么不能打开瓶盖？
排出发酵产生的CO2 ；
不能打开瓶盖，以防止杂菌和氧气进入。
二、制作果酒、果醋方法步骤：
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
4、在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？
A.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；
B.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；
C.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖。
二、制作果酒、果醋方法步骤：
1、在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？（P7）
在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象。
如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮中的花青素进入发酵液，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。
果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
【结论分析与评价】
2、在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？（P7）
制作果酒过程中中除了酵母菌，还有乳酸菌、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，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。
果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
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O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。
此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
【结论分析与评价】
3、在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？（P7）
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。
在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，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。
在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。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（实际上是醋酸菌），用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
【结论分析与评价】
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
结果分析和评价：
如何检测果酒和果醋的制作是否成功？
果酒：a.闻
b.品尝
c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
果醋：a.闻
b.品尝
c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值
d.观察醋酸菌膜是否形成。
总结
泡菜 果酒 果醋
菌种
生物学分类
代谢方式
最适温度范围
发酵原理
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
原核生物
原核生物
真核生物
异养厌氧型
异养需氧型
异养兼性厌氧型
最适生长28℃，发酵18 ~ 30℃
30 ~ 35℃
（书写反应式）
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2H2O＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2 CH3COOH＋H2O＋能量
酶
一、概念检测
2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是 （ ）
A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
D
练习与应用（P8）
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
练习与应用：
有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。A同学用的是带盖的塑料瓶；B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖；C同学则设计了如下图所示的发酵装置。结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
练习与应用：
结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态
充气口
排气口
出料口
通入无菌空气
排出气体
便于取样检查和放出发酵液
关闭
关闭
打开
关闭
打开
打开，并接入气泵
填充棉花或者安装其他过滤装置
防止空气中微生物的污染
到社会中去
查阅关于果酒和果醋工业化生产的工艺流程，比较自己制作果酒和果醋的方法与这些流程有哪些异同。在此基础上，请思考：当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别的和联系吗？
在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。
工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。
目录 /CONTENTS
01
发酵工程
02
细胞工程
03
基因工程
04
生物技术的安全性与伦理问题
第一章 发酵工程
第1节
传统发酵技术的应用
舌尖上的中国——四川泡菜
传统发酵
发酵工程
从传统发酵技术到发酵工程
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。
1897年
用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。
1957年
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。
20世纪80年代以后
法国微生物学家巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
1857年
利用发酵工程大规模生产青霉素，抗生素发酵工业兴起。
20世纪40年代
基因工程、细胞工程等发展，利用基因工程的原理生产人胰岛素和干扰素。
20世纪70年代以后
1900
1940
1960
1850
1980
1970
约9000年前
我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。
究竟什么是发酵呢？
学习目标：
发酵与传统发酵技术
1
泡菜的制作
2
果酒和果醋的制作
3
一、发酵与传统发酵技术
资料一：夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。
资料二：1857年，法国的微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
资料三：研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。
1、酒曲是什么
2、酿酒加酒曲的目的是什么
大麦、小麦等粉碎，加水混捏成曲醅，让自然界各种微生物在上面生长制成。
将原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物。
思考：
图1-1 汉代砖刻上的酿酒图
图1-2 展示我国古代酿酒作坊的绘画作品
一、发酵与传统发酵技术
1、发酵
概念：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。
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。
一、发酵与传统发酵技术
阅读教材第5页，回答下列问题：
1、腐乳制作原理是什么？
2、制作腐乳利用了哪些微生物？这些微生物来自哪里？
一、发酵与传统发酵技术
1、腐乳制作原理是什么？
蛋白质
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
2、制作腐乳利用了哪些微生物？
这些微生物来自哪里？
酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。
直接利用原材料中的天然存在的微生物。
注意说明
传统的腐乳制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子；
现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。
一、发酵与传统发酵技术
2、传统发酵技术
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。
类型：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
操作简单、便于家庭式或作坊式生产（优点）
一、发酵与传统发酵技术
2、传统发酵技术
【思考】每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？
生产条件不易控制，容易受杂菌污染（缺点）
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。
P8【概念检测】
1、油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。
（1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（ ）
（2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ）
（3）微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（ ）
当质量百分比为0.4%~0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
（1） 原理：
（2） 应用的微生物：
(一) 泡菜的制作--乳酸发酵
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
①代谢类型：
②作用：
④种类：
③分布：
⑤应用：
乳酸菌
异养厌氧型细菌
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（原核生物）
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
二.尝试制作传统发酵食品
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
（3）方法步骤：
配制盐水
用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。
向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间；
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆等）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。
(一) 泡菜的制作--乳酸发酵
①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？P6
给泡菜坛创造无氧环境
无氧条件
②为什么泡菜坛只能装八成满？P6
二.尝试制作传统发酵食品
发酵初期，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；
防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料腐烂变质；
方便拿取泡菜。
(4)思考讨论
(5)实验分析与思考:
①盐的作用：
②盐水浓度要适宜的目的：
③盐水煮沸的目的：
④盐水冷却后使用的目的：
⑤泡菜坛子使用之前要检查密封性，发酵过程注意向水槽内补充水的目的：
调味，抑制其他微生物生长
过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质
杀菌，去除水中的溶解氧
为了不影响乳酸菌的生命活动
给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件
二.尝试制作传统发酵食品
泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。
（6）进一步探究
亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。
注：亚硝酸盐不是乳酸菌代谢的产物
①亚硝酸盐
二.尝试制作传统发酵食品
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。乳酸积累，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，部分亚硝酸盐被分解）
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
②泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析
⑥发酵过程中PH如何变化？
逐渐下降，然后保持稳定
例1.（拓展应用P8,2）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，结果见右栏曲线图，请你帮他分析问题。
二.尝试制作传统发酵食品
（1）据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？
（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？
（3）加入“陈泡菜水”的目的是什么？
10天后食用比较好，
因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。
盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。
“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？
葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。
从社会中来
二、尝试制作传统发酵食品
（二）果酒的制作--酒精发酵
酵母菌
① 代谢类型：
异养兼性厌氧微生物（单细胞真菌）
② 作用：
在无氧情况下进行酒精发酵
③ 应用：
原理：
应用的微生物：
酿酒、制作馒头和面包
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
④ 分布：
含糖量较高的水果、蔬菜表面
⑤发酵过程中PH如何变化？
逐渐下降，然后保持稳定
二、尝试制作传统发酵食品
（三）果醋的制作--醋酸发酵
醋酸菌
① 代谢类型：
异养好氧型细菌（原核生物）
② 作用：
在氧气、糖源都充足时，能将糖分解成乙酸;
在缺少糖源时，能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
③ 应用：
原理：
应用的微生物：
食醋、果醋
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2H2O＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2 CH3COOH＋H2O＋能量
酶
二分裂生殖
④发酵过程中PH如何变化？
逐渐下降，然后保持稳定
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒检测
酒精发酵
醋酸发酵
果醋检测
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。
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。
将温度控制在18～30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12d。
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。
当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30～35℃，时间为7～8d。
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖。
二、制作果酒、果醋方法步骤：
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
有利于酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖后代；
防止发酵旺盛时产生大量的CO2 造成发酵液溢出。
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
1、为什么发酵瓶要留1/3的空间？
二、制作果酒、果醋方法步骤：
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
二、制作果酒、果醋方法步骤：
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
2、冲洗1～2次即可，能否连续冲洗，为什么？为什么先冲洗再去枝梗？
不能，防止果皮表面的野生酵母菌种数量减少。
先冲洗再去枝梗避免葡萄皮破损，减少被杂菌污染的机会。
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
3、为什么每隔12小时左右将瓶盖拧松一次？为什么不能打开瓶盖？
排出发酵产生的CO2 ；
不能打开瓶盖，以防止杂菌和氧气进入。
二、制作果酒、果醋方法步骤：
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
器具消毒
挑选、冲洗葡萄
榨汁
酒精发酵
思考：
果酒
果醋
无氧
18~30℃
10-12d
有氧
30~35℃
7-8d
醋酸发酵
前期需O2，后期
4、在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？
A.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；
B.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；
C.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖。
二、制作果酒、果醋方法步骤：
1、在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？（P7）
在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象。
如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮中的花青素进入发酵液，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。
果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
【结论分析与评价】
2、在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？（P7）
制作果酒过程中中除了酵母菌，还有乳酸菌、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，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。
果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
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O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。
此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
【结论分析与评价】
3、在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？（P7）
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。
在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，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。
在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。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（实际上是醋酸菌），用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
【结论分析与评价】
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
结果分析和评价：
如何检测果酒和果醋的制作是否成功？
果酒：a.闻
b.品尝
c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
果醋：a.闻
b.品尝
c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值
d.观察醋酸菌膜是否形成。
总结
泡菜 果酒 果醋
菌种
生物学分类
代谢方式
最适温度范围
发酵原理
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
原核生物
原核生物
真核生物
异养厌氧型
异养需氧型
异养兼性厌氧型
最适生长28℃，发酵18 ~ 30℃
30 ~ 35℃
（书写反应式）
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2H2O＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2 CH3COOH＋H2O＋能量
酶
一、概念检测
2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是 （ ）
A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
D
练习与应用（P8）
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
练习与应用：
有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。A同学用的是带盖的塑料瓶；B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖；C同学则设计了如下图所示的发酵装置。结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？
二、尝试制作传统发酵食品——果酒、果醋
练习与应用：
结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态
充气口
排气口
出料口
通入无菌空气
排出气体
便于取样检查和放出发酵液
关闭
关闭
打开
关闭
打开
打开，并接入气泵
填充棉花或者安装其他过滤装置
防止空气中微生物的污染
到社会中去
查阅关于果酒和果醋工业化生产的工艺流程，比较自己制作果酒和果醋的方法与这些流程有哪些异同。在此基础上，请思考：当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别的和联系吗？
在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。
工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。