第1节 传统发酵技术的应用（教学课件）-高中生物人教版（2019）选择性必修3(共41张PPT)

(共41张PPT)
第1节传统发酵技术的应用的课件
1.什么是传统发酵技术
2.制作泡菜、果酒和果醋的原理 是什么
3.怎样制作泡菜 怎样制作果酒 和果醋
本聚 焦
发酵工程是指利用 微生物的特定功能，通 过现代工程技术，规 模化生产对人类有用 的产品。它涉及菌种 的选育和培养、产物
我们身边都有哪些发酵产品呢
的分离和提纯等方面
一 、发酵与传统发酵技术
约9000年前，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。
酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富 的色彩。许多古老的酿酒工艺一直保留并 延续至今。
展示我国古代酿酒作坊的绘画作品
汉代砖刻上的酿酒图
据说杜康是黄帝手下的一位大臣。神农
氏尝百草、辨五谷，人们开始耕地种粮食。 杜康受命管理生产和保存粮食，很负责任。 由于土地肥沃，风调雨顺，连年丰收，粮 食越打越多，但是由于没有仓库和科学的 保管方法，丰收的粮食堆在山洞里，时间 一长，全都因潮湿而霉坏了。黄帝知道这 件事后，非常生气，令杜康专职负责粮食 保管，如有霉坏，从重处罚。
夏禹时期有少康(杜康)造秫酒的传说
一天，杜康在森林里发现了一片开阔
地，周围有几棵大树枯死了，只剩下粗 大的树干，里边已空了。杜康灵机一动， 他想，如果把粮食装在树洞里，也许就 不会霉坏了。于是，他把树林里凡是枯 死的大树，都——进行了掏空处理。不 几天，就把打下的粮食全部装进树洞里 了。谁知装在树洞里的粮食，经过风吹、 日晒、雨淋，慢慢地发酵了。
夏禹时期有少康(杜康)造秫酒的传说
夏禹时期有少康(杜康)造秫酒的传说
杜康上山查看粮食时，突然发现一棵装 有粮食的枯树周围躺着几只山羊、野猪和 兔子。开始他以为这些野兽都是死的，走 近一看，发现它们还活着，似乎都在睡大 觉。杜康一时弄不清是啥原因，还在纳闷， 一头野猪醒了过来。它一见来人，马上窜 进树林去了。紧接着，山羊、兔子也一只 只醒来逃走了。杜康上山时没带弓箭，所 以也没有追赶。他正准备往回走，又发现 两只山羊在装着粮食的树洞跟前低头用舌 头舔着什么。
夏禹时期有少康(杜康)造秫酒的传说
杜康连忙躲到一棵大树背后观察，只见两只山羊舔了一会儿，就摇摇 晃晃起来，走不远就躺倒在地上了。杜康飞快地跑过去把两只山羊捆起 来。然后才详细察看山羊刚才用舌头舔过的地方。不看则罢，一看可把 杜康吓了一跳。
原来装粮食的树洞，已裂开一条缝子，
里面的水不断往外渗出，山羊、野猪和
兔子就是舔了这种水才倒在地上的。杜
康用鼻子闻了一下，渗出来的水特别清
香，自己不由得也尝了一口。
夏禹时期有少康(杜康)造秫酒的传说
味道虽然有些辛辣，但却特别醇美。他越尝越想尝，最后一连喝了几口。
这一喝不要紧，霎时，只觉得天旋地转，刚向前走了两步，便身不由己地
倒在地上昏昏沉沉地睡着了。
夏禹时期有少康(杜康)造秫酒的传说
醒来后，杜康将树洞里渗出来的这种味道 浓香的水盛了半罐。去找黄帝。黄帝听完报 告，仔细品尝了杜康带来的味道浓香的水， 立刻与大臣们商议此事。大臣们一致认为这 是粮食中的一种元气，并非毒水。黄帝没有 责备杜康，命他继续观察，仔细琢磨其中的 道理。又命仓颉给这种香味很浓的水取个名 字。仓颉随口道：“此水味香而醇，饮而得 神。”说完便造了一个“酒”字。黄帝和大 臣们都认为这个名字取得好。
林 水 涵 5
驼 为 而 造厚
饮
帝 曹 操 在 《 短 歌行 》 中 留
迎 。 贊 圣 之 辞 逼 及 史 籍
杜康珍 法
流 三
闻 魏 名
当 以 慷 优 思 难 烹; 何 以 解 忧 唯 有 杜
而得 °
的
别成 清
杜康 国友 中
注
秫
康 泛
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慨康
化 以 后 。
味 香
移 。
”
0
各式葡萄酒
人参酒
烧酒
米酒
啤酒
白酒
一 、发酵与传统发酵技术
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。
巴斯德 酵母菌
一 、发酵与传统发酵技术
1.发酵
(1)概念：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 ) 原 理 ：不同微生物具有产生不同代谢物的能力，因此利用它们就 可以生产出人们所需要的多种产物。
(3)类型： ①需 氧发酵：醋酸发酵(醋)
②厌氧发酵：酒精发酵、乳酸发酵(泡菜、酸奶)
一 、发酵与传统发酵技术
2.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)形式：家庭式或作坊式。
一 、发酵与传统发酵技术
2.传统发酵技术
( 3 ) 类 型 ：传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。
①固体发酵：泡菜、腐乳等
②半固体发酵：豆豉、酱、酱油等
泡菜 白酒 腐乳 豆豉 酱 酱油
一、发酵与传统发酵技术
2.传统发酵技术
(4)实例：腐乳
①原料：豆腐。
②参与发酵的微生物： 酵母 、曲霉 和 毛霉 等， 其 中 起 主 要 作 用 的 是 毛霉 0
酵母菌、曲霉、毛霉：真菌，真核生物，异养需氧型
小分子的肽
③发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成_和氨基酸
味道鲜美，易于消化吸收，又便于保存。
2.传统发酵技术
(4)实例：腐乳
蛋白酶
蛋白质
一、发酵与传统发酵技术
小分子肽+氨基酸
②参与发酵的微生物：酵母菌、曲霉和 _ 毛霉等 ，其中起主要作用 的是毛霉。
③发酵原理：经过微生物的发酵，
豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽
和氨基酸
(此外，微生物还可以产生脂肪酶， 将脂肪分解为脂肪酸和甘油)
2.传统发酵技术
(3)实例：腐乳
①原料：豆腐。
尝试制作传统发酵食品
1、乳酸发酵
> 乳酸菌(原核生物)
① 代谢类型：异养厌氧型
②菌种分布：空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内
③ 应用：乳制品的发酵、泡菜的制作等。
原理：在无氧情况下，能将葡萄糖分解成乳酸
C H O 酶 > 2C H O (乳酸)+能量
乳酸链球菌(球状)
乳酸杆菌(杆状)
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尝试制作传统发酵食品----泡菜
(1)泡菜制作原理
植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸 菌将糖分解为乳酸。发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数 为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。
(2)材料用具
食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜坛或其它 密封性良好的罐子等。
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不影响乳酸菌的生命活动
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 泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵 母菌等较为活跃，产生较多的 CO ,防止发酵液溢出坛外；
② 防止因太满使盐水未完全淹没 菜料而导致菜料变质腐烂；
③ 留有一定空间，方便拿取泡菜。
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料， 盖好坛盖；
创造无氧环境
向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水； 根据室内温度控制发酵时间；
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；
配制
盐水
蔬菜处 理装坛
加盐水
过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
(3)制作泡菜方法步骤：
杀菌、除氧
封坛
发酵
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发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少(有氧气，乳酸菌 的活动受到抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作 用 )
发酵中期 最多(乳酸抑制其他 菌活动) 积累增多，pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑 制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵后期 减少(乳酸积累，pH下 降，抑制其活动) 继续增多，pH继续 下降 下降至相对稳定(硝酸盐 还原菌被完全抑制)
曲线模型
0 发酵时间 0 发酵时间 0 发酵时间
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
乳酸含量
乳酸菌含量
亚硝酸盐
尝试制作传统发酵食品----泡菜
(4)进一步探究：
某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“ 陈 泡菜水”;在用质量百分比为5%的食盐水制作泡菜时.他在不同时间测
(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
可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
(3)加入“陈泡菜水”的目的是什么
“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。
定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图。
(1)据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该 泡菜在什么时间食用比较合适 为什么
发酵10天后，亚硝酸盐含量降到较低水平。
亚硝酸盐含量/(mg/kg)
发酵时间/d
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如何判断你腌制的泡菜是否成功 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； 可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态；
根据亚硝酸盐的含量来评定；
根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定。
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无梅花浮膜，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。
思考 ：
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从社会中来
“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧 沙场君莫目笑，古来征战几人回。”(王翰)
诗中提及的葡萄酒是古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
原 理 ：在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
C.H O,+60 +6H O酶>6CO +12H O+能量
① 代谢类型：异 养兼性厌氧型
②最适生长温度：18～30℃。
③ 应 用：酿酒、制作馒头和面包
电镜下的酿酒酵母(照片经后期人工 上色处理，放大约2000倍)
尝试制作传统发酵食品 2、酒精发酵
酵母菌 (单细胞真菌)
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵
分布在一些含糖量较 高的水果、蔬菜表面。
CH 0。 酶 >2 C H OH(酒精)+2C +能量
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原理：①当氧气、糖源充足时，能将糖分解成乙酸；“糖制醋”
C.H 0%+20 酶>2CH CO H(乙酸)+2CO +2H O+能量
① 代谢类型：异养需氧型
②最适生长温度：30～35℃。
③ 应用：可用于制作各种风味的醋。
尝试制作传统发酵食品 3、醋酸发酵
醋酸菌( 原核生物)
②当缺少糖源时，能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
C H OH +0 酶> CH COOH (乙 酸 ) + H O+能量“ 酒制醋”
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尝试制作传统发酵食品 -----果酒、果醋
(1)制作原理
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。在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在有 氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。
(2)材料用具
新鲜的葡萄、洗洁精、70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。
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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；
避免葡萄破损，减少杂
除灰去污 无需多次。防止菌 菌污染
种减少，影响发酵
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；
将温度控制在18-30℃进行 发 酵， 在发酵过程中，每隔12 h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10-12 d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检 测。
①有氧条件，利于酵母 菌快速繁殖；耗尽0 后， 再进行酒精发酵；
②防止发酵过程中产生 的CO 造成发酵液溢出。
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；
器具消毒
冲洗葡萄
排出CO , 防止爆裂 防止杂菌污染
果酒制作步骤：
果酒发酵
榨汁装瓶
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；
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。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。
空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果醋发酵
果醋制作步骤：
尝试制作传统发酵食品 -----果酒、果醋
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。
橙色 灰绿色
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结构 作用 酒精发酵时状态
醋酸发酵时状态
充气口 通入空气 关闭
打开，并接入气泵
排气口 排出CO 打开
打开
出料口 便于取样监测 关闭
关闭
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
排气口
尝试制作传统发酵食品-----果酒、果醋
充气口
出 料口
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在上述传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，
而是利用了天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和 发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质 不一。为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模 生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再 将它们接种到物料中进行发酵。
乳酸菌 制作过程 酵母菌 制作过程
代谢特点
用途 分布
代谢特点 用途
【课堂小结】
传统发
酵技术
的应用
传统发酵技术
泡菜的制作
果酒的制作
发酵的概念和实例
传统发酵技术及种类
分布
练习与应用(p8)
一、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CO 。(×)
(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。( √)
练习与应用(p8)
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(D )
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
练习与应用(p8)
二 、拓展应用
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。
(1)据图分析，从亚硝酸盐含量来看，
你认为泡菜在什么时间食用比较合适 为什么
发酵10天后食用，因为这时亚硝酸 盐含量已经降到较低水平。
亚 硝 酸 盐 含 量 / ( m g / k g )
发酵时间/d
二、拓展应用 练习与应用(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。
(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
可能是食盐浓度不合适，发酵温度过低 等原因导致泡菜未能正常发酵。
亚 硝 酸 盐 含 量 / ( m g / k g )
发酵时间/d
练习与应用(p8)
二、拓展应用
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。
(3)加入“陈泡菜水”的目的是什么
“陈泡菜水”含有纯度较高的乳酸菌， 加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。
亚 硝 酸 盐 含 量 / ( m g / k g )
发酵时间/d
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。
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
练习与应用(p8)
二 、拓展应用
排气口
练习与应用(p8)
二 、拓展应用
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
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。
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
二 王 二