生物人教版（2019）选择性必修3 1.1传统发酵技术的应用（课件共69张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 1.1传统发酵技术的应用（课件共69张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 102.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-23 00:34:25 | ||
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文档简介
(共69张PPT)
第一章 发酵工程
第1节 传统发酵技术（第一课时）
目录 /CONTENTS
01
发酵与传统发酵技术
02
尝试制作传统发酵食品
03
04
学习目标：
1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。
2.概述微生物发酵的基本原理。
3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。
科技探索之路：从传统发酵技术到发酵工程
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。
约9000年前
20世纪70年代以后
1857年
1897年
20世纪80年代
1957年
20世纪
40年代
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，作坊式手工生产向现代工业化生产方向发展。
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。
究竟什么是发酵呢？
目录
01
一、发酵与传统发酵技术
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵
（1）概念：
（2）原理：
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
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。
（3）类型：
需氧发酵（ ）
厌氧发酵（ ）
醋酸发酵、谷氨酸发酵
酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵
原料
（复杂的分子）
适宜的条件
微生物代谢
人类所需产物
（简单分子）
发酵的实质就是微生物在有氧或无氧条件下的细胞呼吸，是一个物质氧化分解的过程。
一、发酵与传统发酵技术
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：
（2）类型：
固体发酵（泡菜、粮食白酒、腐乳等）
半固体发酵（豆豉、酱、酱油等）
2. 传统发酵技术
对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行。
必修一（P94）中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”，是狭义的发酵概念。
霉菌
一、发酵与传统发酵技术
2. 传统发酵技术
（3）传统发酵技术的优点：
操作简单，适用于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等。
（4）传统发酵技术的缺点：
生产条件不易控制，产品容易受杂菌污染，生产效率较低等。
一、发酵与传统发酵技术
思考辨析：
1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？
不属于；使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。
例如：直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术，若直接接种毛霉，则不属于。
2.每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱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？
发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
自养型：
异养型：
光能自养型
化能自养型
（硝化细菌）
（绿色植物、蓝细菌）
能直接把无机物制造成有机物
自己不能制造有机物，只能以现成的有机物来维持生活。
（大多数动物）
同化作用类型
需氧型：
兼性厌氧型：
异化作用类型
厌氧型：
指在有空气的环境中才能生长繁殖的生物,包括人类、动物、植物等
必须在无分子氧的环境中才能生长繁殖的生物
是指在有氧条件下生长良好，在无氧条件下也能生长的生物
知识拓展—生物代谢类型
代谢类型：同化作用类型＋异化作用类型
一、发酵与传统发酵技术
一、发酵与传统发酵技术
2. 传统发酵技术
实例：腐乳的制作原理
（1）参与的微生物：
酵母，曲霉和毛霉等，起主要作用的是毛霉（真核）。
毛霉：
代谢类型：
生殖方式：
发酵温度：
丝状真菌
（真核生物）
异养需氧型
孢子生殖
15-18 ℃
（2）反应原理：
蛋白质被分解味道鲜美，易于消化吸收，又便于保存。
蛋白质
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
脂肪酶
脂肪 甘油 + 脂肪酸
（为主）
一、发酵与传统发酵技术
① 实例：腐乳的制作原理
一、发酵与传统发酵技术
（3）制作过程：
让豆腐长出毛霉
直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度（70％））
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
加盐腌制
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
加卤汤瓶
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，防腐杀菌
密封腌制
方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点，腌制大约8天左右。
制腐乳坯
含水量70%左右为宜，含水量过高不易成形，过低不利于毛霉生长。
卤汤中酒的含量应控制在12%左右，过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败
瓶口酒精灯过一下
原因：前期毛霉已经产生足够蛋白酶和脂肪酶，同时密封可以防止杂菌污染
习题检测
（1）发酵是指人们利用微生物，在缺氧的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物 （ ）
（2）毛霉主要通过产生蛋白酶分解蛋白质参与腐乳发酵 （ ）
（3）腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸 （ ）
×
√
√
解析：微生物的细胞呼吸也称为发酵，人们利用微生物的发酵，在适宜的条件下(不一定是缺氧条件)，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。
目录
02
二、尝试制作传统发酵食品
二、尝试制作传统发酵食品
传统发酵食品制作所利用的微生物
制作果酒
制作果醋
酵母菌-真菌-真核生物
醋酸菌-细菌-原核生物
制作泡菜
乳酸菌-细菌-原核生物
二、尝试制作传统发酵食品
(一）乳酸发酵
1. 菌种：
乳酸菌
原核生物（细菌）
①.生殖方式：
分裂生殖（二分裂生殖）
②.代谢类型：
异养厌氧型
③.种类：
乳酸链球菌、乳酸杆菌
④.分布：
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内部
乳酸杆菌（制作酸奶）
乳酸链球菌（制作泡菜）
⑤.最适温度：
适宜发酵温度为30～40℃。
⑥.菌种来源：
植物体表面天然的乳酸菌
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
韩国泡菜相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。
二、尝试制作传统发酵食品
舌尖上的中国——四川泡菜
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（1）菌种：
乳酸菌
来源：
植物体表面天然的乳酸菌
（原核生物）
（2）发酵原理：
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
发酵期间，乳酸会___________，当它的质量百分比为____________时，泡菜的口味、品质最佳。
不断积累
0.4%-0.8%
（3）发酵条件：
适宜的温度，根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件。
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（3）材料用具
食盐，清水，新鲜蔬菜（亚硝酸盐的含量低），蒜瓣，生姜以及其他香辛料，泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（4）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。
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
①盐的作用：
调味，抑制其他微生物生长
②5%-20%的盐水：
过高，口味不佳，乳酸发酵将受抑制；
过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀灭水中的微生物，去除水中的溶解氧
③盐水煮沸的目的：
防止高温杀死入坛微生物
④盐水冷却后使用的目的：
二、尝试制作传统发酵食品
（4）方法步骤
配制盐水
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）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。
晾干：防止泡菜变质；可用盐腌制析水
香辛料：调味和抑制微生物生长
为什么泡菜坛只能装八成满？
1.在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。
2.另外，泡菜坛装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
3.泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
二、尝试制作传统发酵食品
（4）方法步骤
配制盐水
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
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，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
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，为什么呢？
给泡菜坛内创造无氧环境。
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。
创造无氧环境
泡菜坛内形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。
二、尝试制作传统发酵食品
注意：泡菜发酵过程中，不是乳酸菌单独发酵的结果：
乳酸积累，pH过低；乳酸菌的生长也受到抑制，乳酸菌数量减少。
发酵初期
多种微生物（如大肠杆菌、酵母菌）进行有氧呼吸，产生较多的CO2，坛沿水槽内有气泡放出。此阶段是形成无氧环境的过程。
发酵中期
发酵后期
主要是乳酸菌的发酵过程，其他微生物的生长受到抑制。
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（5）结果分析与评价
你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？
泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；
通过在显微镜下观察乳酸菌的形态和数目；
根据亚硝酸盐的含量来评定；
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无浮沫，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。
二、尝试制作传统发酵食品
泡菜腌制中亚硝酸盐产生
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）。
注意：亚硝酸盐本身并不致癌，亚硝酸盐会转化为亚硝胺（致癌、致畸和致突变）作用。
硝酸盐
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)
氧化
维生素C、E和酚类物质
亚硝胺
亚硝胺具有致癌作用
适宜的pH、
温度和一定的微生物作用
二、尝试制作传统发酵食品
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
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
曲线模型
少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制）
最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动）
少
积累增多，pH下降
继续增多，最后保持稳定，pH继续下降。
增加（硝酸盐还原菌的作用）
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）
下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
习题检测
例1：（拓展应用P82）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。
（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？
11—13天后食用比较好，亚硝酸盐含量低。
盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物，发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸
习题检测
(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 ( )
√
×
×
×
×
√
习题检测
例2：回答下列有关泡菜制作的问题：
(1)制作泡菜时，所用盐水要煮沸，其目的是______________________________ 为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________________________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即乳酸菌进行___________的过程。该过程发生在乳酸菌的_____________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、________和____________等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________________________原因是______________________。
杀灭盐水中的微生物并除去水中氧气
增加乳酸菌的数量
无氧呼吸
细胞质基质
温度
腌制时间
食盐用量
乳酸菌数量增多，杂菌数量减少
乳酸菌比杂菌更耐酸
第一章 发酵工程
第1节 传统发酵技术（第二课时）
从社会中来
“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
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。
思考·讨论：
1、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？
2、它们的制作方法有什么不同？
二、尝试制作传统发酵食品
(二）酒精发酵
1. 菌种：
酵母菌
真核生物（单细胞真菌）
①.生殖方式：
出芽生殖（主要）或孢子生殖
②.代谢类型：
异养兼性厌氧型。
酵母菌的出芽生殖
③.分布：
在一些含糖量较高的偏酸环境中，如水果、蔬菜等。
④.最适温度：
温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。
1.有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：
2.无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O＋能量
酶
（依旧是以有氧呼吸为主）
二、尝试制作传统发酵食品
(二）酒精发酵
1. 菌种：
酵母菌
真核生物（单细胞真菌）
⑥.应用：
酿酒、制作馒头、面包等。
⑤.菌种来源：
自然发酵的菌种主要是附着在新鲜水果（如葡萄）的果皮表面的野生酵母菌
二、尝试制作传统发酵食品
2. 菌种：
醋酸菌
原核生物（好氧细菌）
①.生殖方式：
二分裂生殖
②.代谢类型：
异养需氧型
③.最适条件：
多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。pH呈酸性。
④.应用：
食醋、果醋等
⑤.菌种来源：
空气中的野生醋酸菌或人工接种的醋酸菌
醋酸菌对氧气的含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。
(三）醋酸发酵
二、尝试制作传统发酵食品
(2) 制作原理
实例②：制作果酒和果醋
C6H12O6 +2O2 2CH3COOH(乙酸) + 2H2O + 2CO2 + 能量
酶
O2、糖源充足时
O2充足、糖源不充足时
“糖制醋”
“酒变醋”
制作果醋：
酶
C2H5OH +O2 CH3COOH(乙酸) + H2O + 能量
当O2、糖源充足时，醋酸菌能将糖分解为醋酸；
当O2充足但缺少糖源时，醋酸菌则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸
二、尝试制作传统发酵食品
(2) 制作原理
实例②：制作果酒和果醋
（1）许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。
（2）酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，能进行酒精发酵。
（3）在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用可以进一步发酵为果醋。
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
酶
C2H5OH +O2 CH3COOH(乙酸) + H2O + 能量
O2、糖源充足时,醋酸菌能将糖分解为醋酸
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
（3）材料用具
①新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
②洗洁精、体积分数70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
（3）材料用具
①70%的酒精的作用：
消毒，防止器具的杂菌污染
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
取新鲜葡萄，先用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。
②冲洗的目的：
③冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，为什么？
④为什么去梗前冲洗：
避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会
去除葡萄表面灰尘、污物
不能。
防止野生菌种数量减少，影响发酵
（3）材料用具
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
（3）材料用具
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
⑤葡萄汁装入发酵瓶时，为何要、留有1/3的空间？
1.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵。
2.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
（3）材料用具
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
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.
⑥ 每隔12h左右将瓶盖拧松一点的
目的：
排出发酵产生的CO2
防止空气中的杂菌及O2进入而污染发酵液
⑦ 拧松但不打开的目的：
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
（3）材料用具
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
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.
温度控制在18-30℃发酵的原因：
因为果皮表面附着的野生酵母菌可能有很多种，所以提供了适合多种酵母菌生长的温度范围。另外，控制温度在一个较大范围内比较简单易行。
酒精含量达到12%—16%时，发酵几乎停止，原因是：
a 酵母菌被酒精杀死
b营养物质被耗尽；pH影响了酶的活性
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
打开瓶盖，盖上纱布
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。
果醋检测
果酒检测
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
⑩ 如何检测果酒的发酵情况
（检测是否产生酒精）？
重铬酸钾
醋酸菌从何而来？
打开瓶盖，盖上纱布，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖，该温度下酵母菌代谢缓慢。
注意：果醋发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
1.闻味、品尝、显微镜观察酵母菌
2.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
（橙色→灰绿色）
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
打开瓶盖，盖上纱布
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。
果醋检测
果酒检测
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
如何检测果醋的发酵情况？
①.闻味、品尝、观察醋酸菌膜是否形成
②.显微镜观察醋酸菌；
③.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
二、尝试制作传统发酵食品
（4）结果分析
实例②：制作果酒和果醋
（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？
气味和味道
气泡和泡沫
发酵液颜色
最明显的变化：10天左右
有酒味
有酸味
有气泡和泡沫
无气泡和泡沫
紫色葡萄皮的花青素进入发酵液,使葡萄酒呈深红色。
浑浊，发酵完成时，液面形成白色菌膜，是醋酸菌膜。
发酵
酒精发酵
醋酸发酵
二、尝试制作传统发酵食品
（4）结果分析
实例②：制作果酒和果醋
（2）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
不会。发酵温度、pH不利于酵母菌生长，因此酵母菌活性很低。
醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
人工接种醋酸菌或直接打开瓶盖，让空气中的醋酸菌在发酵液中大量繁殖。
在工业上 , 后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。
二、尝试制作传统发酵食品
（4）结果分析
实例②：制作果酒和果醋
（3） 果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？
发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种
(4)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？
通气的目的是：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
密封的目的是：使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
作用：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，增加菌种数目
充气口
在乙酸发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率
用来取样检测并放出发酵产物
排气口
装置使用：
①酒精发酵时，充气口关闭；排气口排除二氧化碳。
②乙酸发酵时，充气口连接气泵，输入氧气。
出料口
果酒发酵与果醋发酵的装置
二、尝试制作传统发酵食品
排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效地阻止空气中的微生物的进入，避免感染
二、尝试制作传统发酵食品
果酒发酵与果醋发酵的装置
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
通入空气
关闭
打开，并接入气泵，输入无菌空气
排出CO2
打开
打开
便于取料，及时监测发酵进行的情况，放出发酵液。
关闭
用来取样检验发酵进程，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等。
为什么排气口胶管长而弯曲？
防止空气中微生物的污染
该装置还能继续改进吗？
可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等
发酵瓶只装2/3液体不装满原因？
暂时储存发酵产生的CO2，起到缓冲作用
二、尝试制作传统发酵食品
特别提醒：
果酒和果醋制作成功的四个关键点
(1)选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。
(2)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间:目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖,耗尽瓶内O2后再进行酒精发酵,还可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
(3)果酒发酵时要适时排气:防止发酵装置爆裂。果醋发酵时要及时通气：防止醋酸菌死亡。
(4)严格控制温度:18～30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30-35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵。
习题检测
(1)常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌 ( )
(2)酿酒酵母的最适温度约为28℃ ( )
(3)当O2不充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸 ( )
(4)制作果醋的温度比制作果酒的温度高 ( )
(5)在葡萄酒的制作过程中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先去除植梗再冲洗 ( )
√
√
×
√
×
习题检测
如图为果酒与果醋发酵的简易装置及某兴趣小组设计的改进装置示意图，下列说法错误的是 ( )
A．用70%左右的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁
B．甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大
C．丙装置转为果醋发酵更容易，只需通过气阀2通气即可
D．与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定
C
习题检测
图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是（ ）
A.用甲装置制作果酒时，加入酵母菌后，一直关紧阀a，适时打开阀b几秒钟
B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开
C.乙图中过程②只能发生在缺氧条件下
D.过程③和④都需要氧气的参与
B
习题检测
果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:
（1）图中A过程指_______________,B过程是指 ,去除葡萄的枝梗应在A过程 __________(填“之前”或“之后”)。
（2）图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是
。
（3）从装置图可以看出，加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/3，目的是
。
（4）制果醋时，要适时通过[ ] 进行充气，原因是______________________
。
冲洗沥干
酒精发酵
之后
是否有以核膜为界的细胞核
让酵母菌在有氧条件下大量繁殖
①
充气口
发酵过程需要氧气的参与
醋酸菌是需氧型细菌,
习题检测
下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：
（1）图1中方框内的实验流程是_________________。
（2）冲洗的主要目的是______________，冲洗时应特别注意不能__________，以防菌种的流失。
（3）图2所示装置中的充气口在____________时关闭，在__________时连接充气泵，并连续不断地向内___________________。
（4）排气口在果酒制作时排出的气体是由_________(填生物名称)产生的______。
醋酸发酵
除去污物
反复冲洗
酒精发酵
醋酸发酵
泵入空气（或氧气）
酵母菌
CO2
二、尝试制作传统发酵食品
发酵 产品 所需 菌种 生物 分类 代谢类型 适宜温度 发酵对氧
的需求
泡菜 ______ 原核生物 ________ 18～20 ℃ 密闭不需氧
果酒 ______ ________ 异养 兼性厌氧 _________ 前期需氧，
后期不需氧
果醋 ______ _____ ________ _________ 一直需氧
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
异养厌氧
真核生物
原核生物
异养需氧
18～30 ℃
30～35 ℃
小结1：制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点
二、尝试制作传统发酵食品
小结2：果酒、果醋、腐乳、泡菜的比较
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物
代谢方式
生物学分类
原理
反应条件
检测方法
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
酵母菌的无氧呼吸产生酒精
18-30 ℃，无氧
重铬酸钾与其反应呈灰绿色
醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸
30-35℃，通入氧气
品尝、pH试纸检测
毛霉产生蛋白酶和脂肪酶
15-18℃，酒精12％左右
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
常温，无氧条件
pH检测，亚硝酸盐的检测方法
原核生物
真核生物
原核生物
原核生物
异养厌氧型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
小结3：果酒制作与果醋制作的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种
菌种来源
菌种代谢类型
菌种细胞类型
发酵原理
发酵 条件 温度
时间
氧气
PH
酵母菌
醋酸菌
传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
异养兼性厌氧型
异养需氧型
真核细胞
原核细胞
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
酶
空气中的野生型醋酸菌或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
始终需要氧气
一般控制在18-30℃，最适合温度28℃左右
最适pH为4.5-5.0
最适pH为5.4-6.0
在有氧条件下：
在无氧条件下：
氧气、糖源都充足时：
缺少糖源时：
习题检测
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。（ ）
√
×
×
习题检测
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
习题检测
3. 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同学用的是没有盖的塑料瓶，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同学则设计了如右图所示的发酵装置。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？
C同学的装置更适合制作果醋。
出料口可以用来取样；
充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率；
排气口可以用来排出在发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。
习题检测
充气口
在乙酸发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率
用来取样检测并放出发酵产物
排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效地阻止空气中的微生物的进入，避免感染
排气口
装置使用：
①酒精发酵时，充气口关闭；排气口排除二氧化碳。
②乙酸发酵时，充气口连接气泵，输入氧气。
C同学的装置更适合制作果醋。
出料口
习题检测
3. 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同学用的是没有盖的塑料瓶，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同学则设计了如右图所示的发酵装置。结合果醋的制作原理，你还能继续改进这种装置吗？
防止空气中微生物的污染
填充棉花或者安装其他过滤装置
进一步改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。
习题检测
第一章 发酵工程
第1节 传统发酵技术（第一课时）
目录 /CONTENTS
01
发酵与传统发酵技术
02
尝试制作传统发酵食品
03
04
学习目标：
1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。
2.概述微生物发酵的基本原理。
3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。
科技探索之路：从传统发酵技术到发酵工程
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。
约9000年前
20世纪70年代以后
1857年
1897年
20世纪80年代
1957年
20世纪
40年代
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，作坊式手工生产向现代工业化生产方向发展。
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。
究竟什么是发酵呢？
目录
01
一、发酵与传统发酵技术
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵
（1）概念：
（2）原理：
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
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。
（3）类型：
需氧发酵（ ）
厌氧发酵（ ）
醋酸发酵、谷氨酸发酵
酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵
原料
（复杂的分子）
适宜的条件
微生物代谢
人类所需产物
（简单分子）
发酵的实质就是微生物在有氧或无氧条件下的细胞呼吸，是一个物质氧化分解的过程。
一、发酵与传统发酵技术
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：
（2）类型：
固体发酵（泡菜、粮食白酒、腐乳等）
半固体发酵（豆豉、酱、酱油等）
2. 传统发酵技术
对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行。
必修一（P94）中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”，是狭义的发酵概念。
霉菌
一、发酵与传统发酵技术
2. 传统发酵技术
（3）传统发酵技术的优点：
操作简单，适用于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承等。
（4）传统发酵技术的缺点：
生产条件不易控制，产品容易受杂菌污染，生产效率较低等。
一、发酵与传统发酵技术
思考辨析：
1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？
不属于；使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。
例如：直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术，若直接接种毛霉，则不属于。
2.每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱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？
发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
自养型：
异养型：
光能自养型
化能自养型
（硝化细菌）
（绿色植物、蓝细菌）
能直接把无机物制造成有机物
自己不能制造有机物，只能以现成的有机物来维持生活。
（大多数动物）
同化作用类型
需氧型：
兼性厌氧型：
异化作用类型
厌氧型：
指在有空气的环境中才能生长繁殖的生物,包括人类、动物、植物等
必须在无分子氧的环境中才能生长繁殖的生物
是指在有氧条件下生长良好，在无氧条件下也能生长的生物
知识拓展—生物代谢类型
代谢类型：同化作用类型＋异化作用类型
一、发酵与传统发酵技术
一、发酵与传统发酵技术
2. 传统发酵技术
实例：腐乳的制作原理
（1）参与的微生物：
酵母，曲霉和毛霉等，起主要作用的是毛霉（真核）。
毛霉：
代谢类型：
生殖方式：
发酵温度：
丝状真菌
（真核生物）
异养需氧型
孢子生殖
15-18 ℃
（2）反应原理：
蛋白质被分解味道鲜美，易于消化吸收，又便于保存。
蛋白质
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
脂肪酶
脂肪 甘油 + 脂肪酸
（为主）
一、发酵与传统发酵技术
① 实例：腐乳的制作原理
一、发酵与传统发酵技术
（3）制作过程：
让豆腐长出毛霉
直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度（70％））
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
加盐腌制
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
加卤汤瓶
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，防腐杀菌
密封腌制
方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点，腌制大约8天左右。
制腐乳坯
含水量70%左右为宜，含水量过高不易成形，过低不利于毛霉生长。
卤汤中酒的含量应控制在12%左右，过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败
瓶口酒精灯过一下
原因：前期毛霉已经产生足够蛋白酶和脂肪酶，同时密封可以防止杂菌污染
习题检测
（1）发酵是指人们利用微生物，在缺氧的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物 （ ）
（2）毛霉主要通过产生蛋白酶分解蛋白质参与腐乳发酵 （ ）
（3）腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸 （ ）
×
√
√
解析：微生物的细胞呼吸也称为发酵，人们利用微生物的发酵，在适宜的条件下(不一定是缺氧条件)，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。
目录
02
二、尝试制作传统发酵食品
二、尝试制作传统发酵食品
传统发酵食品制作所利用的微生物
制作果酒
制作果醋
酵母菌-真菌-真核生物
醋酸菌-细菌-原核生物
制作泡菜
乳酸菌-细菌-原核生物
二、尝试制作传统发酵食品
(一）乳酸发酵
1. 菌种：
乳酸菌
原核生物（细菌）
①.生殖方式：
分裂生殖（二分裂生殖）
②.代谢类型：
异养厌氧型
③.种类：
乳酸链球菌、乳酸杆菌
④.分布：
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内部
乳酸杆菌（制作酸奶）
乳酸链球菌（制作泡菜）
⑤.最适温度：
适宜发酵温度为30～40℃。
⑥.菌种来源：
植物体表面天然的乳酸菌
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
韩国泡菜相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。
二、尝试制作传统发酵食品
舌尖上的中国——四川泡菜
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（1）菌种：
乳酸菌
来源：
植物体表面天然的乳酸菌
（原核生物）
（2）发酵原理：
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
发酵期间，乳酸会___________，当它的质量百分比为____________时，泡菜的口味、品质最佳。
不断积累
0.4%-0.8%
（3）发酵条件：
适宜的温度，根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件。
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（3）材料用具
食盐，清水，新鲜蔬菜（亚硝酸盐的含量低），蒜瓣，生姜以及其他香辛料，泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（4）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。
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
①盐的作用：
调味，抑制其他微生物生长
②5%-20%的盐水：
过高，口味不佳，乳酸发酵将受抑制；
过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀灭水中的微生物，去除水中的溶解氧
③盐水煮沸的目的：
防止高温杀死入坛微生物
④盐水冷却后使用的目的：
二、尝试制作传统发酵食品
（4）方法步骤
配制盐水
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）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。
晾干：防止泡菜变质；可用盐腌制析水
香辛料：调味和抑制微生物生长
为什么泡菜坛只能装八成满？
1.在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。
2.另外，泡菜坛装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
3.泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
二、尝试制作传统发酵食品
（4）方法步骤
配制盐水
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵
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，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
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，为什么呢？
给泡菜坛内创造无氧环境。
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。
创造无氧环境
泡菜坛内形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。
二、尝试制作传统发酵食品
注意：泡菜发酵过程中，不是乳酸菌单独发酵的结果：
乳酸积累，pH过低；乳酸菌的生长也受到抑制，乳酸菌数量减少。
发酵初期
多种微生物（如大肠杆菌、酵母菌）进行有氧呼吸，产生较多的CO2，坛沿水槽内有气泡放出。此阶段是形成无氧环境的过程。
发酵中期
发酵后期
主要是乳酸菌的发酵过程，其他微生物的生长受到抑制。
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
二、尝试制作传统发酵食品
实例①：泡菜的制作
（5）结果分析与评价
你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？
泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；
通过在显微镜下观察乳酸菌的形态和数目；
根据亚硝酸盐的含量来评定；
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无浮沫，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。
二、尝试制作传统发酵食品
泡菜腌制中亚硝酸盐产生
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）。
注意：亚硝酸盐本身并不致癌，亚硝酸盐会转化为亚硝胺（致癌、致畸和致突变）作用。
硝酸盐
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)
氧化
维生素C、E和酚类物质
亚硝胺
亚硝胺具有致癌作用
适宜的pH、
温度和一定的微生物作用
二、尝试制作传统发酵食品
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
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
曲线模型
少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制）
最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动）
少
积累增多，pH下降
继续增多，最后保持稳定，pH继续下降。
增加（硝酸盐还原菌的作用）
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）
下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
习题检测
例1：（拓展应用P82）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。
（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？
11—13天后食用比较好，亚硝酸盐含量低。
盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物，发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸
习题检测
(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 ( )
√
×
×
×
×
√
习题检测
例2：回答下列有关泡菜制作的问题：
(1)制作泡菜时，所用盐水要煮沸，其目的是______________________________ 为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________________________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即乳酸菌进行___________的过程。该过程发生在乳酸菌的_____________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、________和____________等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________________________原因是______________________。
杀灭盐水中的微生物并除去水中氧气
增加乳酸菌的数量
无氧呼吸
细胞质基质
温度
腌制时间
食盐用量
乳酸菌数量增多，杂菌数量减少
乳酸菌比杂菌更耐酸
第一章 发酵工程
第1节 传统发酵技术（第二课时）
从社会中来
“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
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。
思考·讨论：
1、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？
2、它们的制作方法有什么不同？
二、尝试制作传统发酵食品
(二）酒精发酵
1. 菌种：
酵母菌
真核生物（单细胞真菌）
①.生殖方式：
出芽生殖（主要）或孢子生殖
②.代谢类型：
异养兼性厌氧型。
酵母菌的出芽生殖
③.分布：
在一些含糖量较高的偏酸环境中，如水果、蔬菜等。
④.最适温度：
温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。
1.有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：
2.无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O＋能量
酶
（依旧是以有氧呼吸为主）
二、尝试制作传统发酵食品
(二）酒精发酵
1. 菌种：
酵母菌
真核生物（单细胞真菌）
⑥.应用：
酿酒、制作馒头、面包等。
⑤.菌种来源：
自然发酵的菌种主要是附着在新鲜水果（如葡萄）的果皮表面的野生酵母菌
二、尝试制作传统发酵食品
2. 菌种：
醋酸菌
原核生物（好氧细菌）
①.生殖方式：
二分裂生殖
②.代谢类型：
异养需氧型
③.最适条件：
多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。pH呈酸性。
④.应用：
食醋、果醋等
⑤.菌种来源：
空气中的野生醋酸菌或人工接种的醋酸菌
醋酸菌对氧气的含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。
(三）醋酸发酵
二、尝试制作传统发酵食品
(2) 制作原理
实例②：制作果酒和果醋
C6H12O6 +2O2 2CH3COOH(乙酸) + 2H2O + 2CO2 + 能量
酶
O2、糖源充足时
O2充足、糖源不充足时
“糖制醋”
“酒变醋”
制作果醋：
酶
C2H5OH +O2 CH3COOH(乙酸) + H2O + 能量
当O2、糖源充足时，醋酸菌能将糖分解为醋酸；
当O2充足但缺少糖源时，醋酸菌则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸
二、尝试制作传统发酵食品
(2) 制作原理
实例②：制作果酒和果醋
（1）许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。
（2）酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，能进行酒精发酵。
（3）在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用可以进一步发酵为果醋。
C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
酶
C2H5OH +O2 CH3COOH(乙酸) + H2O + 能量
O2、糖源充足时,醋酸菌能将糖分解为醋酸
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
（3）材料用具
①新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
②洗洁精、体积分数70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
（3）材料用具
①70%的酒精的作用：
消毒，防止器具的杂菌污染
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
取新鲜葡萄，先用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。
②冲洗的目的：
③冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，为什么？
④为什么去梗前冲洗：
避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会
去除葡萄表面灰尘、污物
不能。
防止野生菌种数量减少，影响发酵
（3）材料用具
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
（3）材料用具
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
⑤葡萄汁装入发酵瓶时，为何要、留有1/3的空间？
1.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵。
2.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
（3）材料用具
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
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.
⑥ 每隔12h左右将瓶盖拧松一点的
目的：
排出发酵产生的CO2
防止空气中的杂菌及O2进入而污染发酵液
⑦ 拧松但不打开的目的：
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
器具消毒
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
冲洗葡萄
榨汁装瓶
酒精发酵
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。
（3）材料用具
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
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.
温度控制在18-30℃发酵的原因：
因为果皮表面附着的野生酵母菌可能有很多种，所以提供了适合多种酵母菌生长的温度范围。另外，控制温度在一个较大范围内比较简单易行。
酒精含量达到12%—16%时，发酵几乎停止，原因是：
a 酵母菌被酒精杀死
b营养物质被耗尽；pH影响了酶的活性
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
打开瓶盖，盖上纱布
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。
果醋检测
果酒检测
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
⑩ 如何检测果酒的发酵情况
（检测是否产生酒精）？
重铬酸钾
醋酸菌从何而来？
打开瓶盖，盖上纱布，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖，该温度下酵母菌代谢缓慢。
注意：果醋发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
1.闻味、品尝、显微镜观察酵母菌
2.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
（橙色→灰绿色）
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
打开瓶盖，盖上纱布
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。
果醋检测
果酒检测
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
如何检测果醋的发酵情况？
①.闻味、品尝、观察醋酸菌膜是否形成
②.显微镜观察醋酸菌；
③.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；
二、尝试制作传统发酵食品
实例②：制作果酒和果醋
二、尝试制作传统发酵食品
（4）结果分析
实例②：制作果酒和果醋
（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？
气味和味道
气泡和泡沫
发酵液颜色
最明显的变化：10天左右
有酒味
有酸味
有气泡和泡沫
无气泡和泡沫
紫色葡萄皮的花青素进入发酵液,使葡萄酒呈深红色。
浑浊，发酵完成时，液面形成白色菌膜，是醋酸菌膜。
发酵
酒精发酵
醋酸发酵
二、尝试制作传统发酵食品
（4）结果分析
实例②：制作果酒和果醋
（2）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
不会。发酵温度、pH不利于酵母菌生长，因此酵母菌活性很低。
醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
人工接种醋酸菌或直接打开瓶盖，让空气中的醋酸菌在发酵液中大量繁殖。
在工业上 , 后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。
二、尝试制作传统发酵食品
（4）结果分析
实例②：制作果酒和果醋
（3） 果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？
发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种
(4)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？
通气的目的是：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
密封的目的是：使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
作用：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，增加菌种数目
充气口
在乙酸发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率
用来取样检测并放出发酵产物
排气口
装置使用：
①酒精发酵时，充气口关闭；排气口排除二氧化碳。
②乙酸发酵时，充气口连接气泵，输入氧气。
出料口
果酒发酵与果醋发酵的装置
二、尝试制作传统发酵食品
排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效地阻止空气中的微生物的进入，避免感染
二、尝试制作传统发酵食品
果酒发酵与果醋发酵的装置
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
通入空气
关闭
打开，并接入气泵，输入无菌空气
排出CO2
打开
打开
便于取料，及时监测发酵进行的情况，放出发酵液。
关闭
用来取样检验发酵进程，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等。
为什么排气口胶管长而弯曲？
防止空气中微生物的污染
该装置还能继续改进吗？
可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等
发酵瓶只装2/3液体不装满原因？
暂时储存发酵产生的CO2，起到缓冲作用
二、尝试制作传统发酵食品
特别提醒：
果酒和果醋制作成功的四个关键点
(1)选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。
(2)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间:目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖,耗尽瓶内O2后再进行酒精发酵,还可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
(3)果酒发酵时要适时排气:防止发酵装置爆裂。果醋发酵时要及时通气：防止醋酸菌死亡。
(4)严格控制温度:18～30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30-35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵。
习题检测
(1)常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌 ( )
(2)酿酒酵母的最适温度约为28℃ ( )
(3)当O2不充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸 ( )
(4)制作果醋的温度比制作果酒的温度高 ( )
(5)在葡萄酒的制作过程中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先去除植梗再冲洗 ( )
√
√
×
√
×
习题检测
如图为果酒与果醋发酵的简易装置及某兴趣小组设计的改进装置示意图，下列说法错误的是 ( )
A．用70%左右的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁
B．甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大
C．丙装置转为果醋发酵更容易，只需通过气阀2通气即可
D．与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定
C
习题检测
图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是（ ）
A.用甲装置制作果酒时，加入酵母菌后，一直关紧阀a，适时打开阀b几秒钟
B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开
C.乙图中过程②只能发生在缺氧条件下
D.过程③和④都需要氧气的参与
B
习题检测
果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:
（1）图中A过程指_______________,B过程是指 ,去除葡萄的枝梗应在A过程 __________(填“之前”或“之后”)。
（2）图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是
。
（3）从装置图可以看出，加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/3，目的是
。
（4）制果醋时，要适时通过[ ] 进行充气，原因是______________________
。
冲洗沥干
酒精发酵
之后
是否有以核膜为界的细胞核
让酵母菌在有氧条件下大量繁殖
①
充气口
发酵过程需要氧气的参与
醋酸菌是需氧型细菌,
习题检测
下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：
（1）图1中方框内的实验流程是_________________。
（2）冲洗的主要目的是______________，冲洗时应特别注意不能__________，以防菌种的流失。
（3）图2所示装置中的充气口在____________时关闭，在__________时连接充气泵，并连续不断地向内___________________。
（4）排气口在果酒制作时排出的气体是由_________(填生物名称)产生的______。
醋酸发酵
除去污物
反复冲洗
酒精发酵
醋酸发酵
泵入空气（或氧气）
酵母菌
CO2
二、尝试制作传统发酵食品
发酵 产品 所需 菌种 生物 分类 代谢类型 适宜温度 发酵对氧
的需求
泡菜 ______ 原核生物 ________ 18～20 ℃ 密闭不需氧
果酒 ______ ________ 异养 兼性厌氧 _________ 前期需氧，
后期不需氧
果醋 ______ _____ ________ _________ 一直需氧
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
异养厌氧
真核生物
原核生物
异养需氧
18～30 ℃
30～35 ℃
小结1：制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点
二、尝试制作传统发酵食品
小结2：果酒、果醋、腐乳、泡菜的比较
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物
代谢方式
生物学分类
原理
反应条件
检测方法
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
酵母菌的无氧呼吸产生酒精
18-30 ℃，无氧
重铬酸钾与其反应呈灰绿色
醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸
30-35℃，通入氧气
品尝、pH试纸检测
毛霉产生蛋白酶和脂肪酶
15-18℃，酒精12％左右
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
常温，无氧条件
pH检测，亚硝酸盐的检测方法
原核生物
真核生物
原核生物
原核生物
异养厌氧型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
小结3：果酒制作与果醋制作的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种
菌种来源
菌种代谢类型
菌种细胞类型
发酵原理
发酵 条件 温度
时间
氧气
PH
酵母菌
醋酸菌
传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
异养兼性厌氧型
异养需氧型
真核细胞
原核细胞
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
酶
空气中的野生型醋酸菌或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
始终需要氧气
一般控制在18-30℃，最适合温度28℃左右
最适pH为4.5-5.0
最适pH为5.4-6.0
在有氧条件下：
在无氧条件下：
氧气、糖源都充足时：
缺少糖源时：
习题检测
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。（ ）
√
×
×
习题检测
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
习题检测
3. 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同学用的是没有盖的塑料瓶，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同学则设计了如右图所示的发酵装置。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？
C同学的装置更适合制作果醋。
出料口可以用来取样；
充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率；
排气口可以用来排出在发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。
习题检测
充气口
在乙酸发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率
用来取样检测并放出发酵产物
排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效地阻止空气中的微生物的进入，避免感染
排气口
装置使用：
①酒精发酵时，充气口关闭；排气口排除二氧化碳。
②乙酸发酵时，充气口连接气泵，输入氧气。
C同学的装置更适合制作果醋。
出料口
习题检测
3. 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同学用的是没有盖的塑料瓶，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同学则设计了如右图所示的发酵装置。结合果醋的制作原理，你还能继续改进这种装置吗？
防止空气中微生物的污染
填充棉花或者安装其他过滤装置
进一步改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。
习题检测