1.1 传统发酵技术的应用 课件(共70张PPT)
文档属性
| 名称 | 1.1 传统发酵技术的应用 课件(共70张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 304.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-02-26 10:48:31 | ||
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文档简介
(共70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
舌尖上的微生物
第一章 发酵工程
第1章
发酵与发酵技术
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、产物的分离和提纯等方面；
发酵工程
究竟什么是发酵呢？
我国古代酿酒作坊的绘画作品
汉代砖刻上的酿酒图
我国战国时期盛酒的铜器和其中的酒
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。后来,人们通过自然发酵和曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等发酵食品。
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,逐步了解发酵的本质。
微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向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。实现青霉素生产产业化。
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。
从传统发酵技术到发酵工程
科技探索之路
固体发酵→半固体发酵、液体发酵
厌氧发酵→深层通气液体发酵
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
1.传统发酵技
术
的
应
用
学习目标
1.阐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。
二、重难点
1.微生物发酵的基本原理。
2.制作泡菜、果酒和果醋。
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。
科学探究、科学思维
掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作时应注意的问题，体验制作泡菜、果酒和果醋的过程;说出传统发酵技术的优点与不足。
生命观念
掌握传统发酵技术的概念和特点，说出常见的传统发酵食品。
社会责任
关注食品安全和健康的生活方式。
目标要求
发酵与发酵技术
《事物纪原》称:"不知杜康何世人，而古今多言其始造酒也。"
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《凉州曲》
花间一壶酒，独酌无相亲。
举杯邀明月，对影成三人。
唐-李白《月下独酌》
问题探讨
“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。
发酵与发酵技术
资料1：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2：1857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3：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。
酒曲是什么
酿酒加酒曲的目的是什么？
酒中除了酒精外还有其他物质吗？
酒曲中带有多种微生物。微生物所分泌的酶可以将谷物中的淀粉，蛋白质等转变成糖、氨基酸等，有利于酵母菌进行酒精发酵。
白酒
米酒
啤酒
烧酒
人参酒
各式葡萄酒
你知道的发酵食品还有哪些？
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
一、发酵
一、发酵与发酵技术
发酵
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：
类型：
需氧发酵
厌氧发酵
如：醋酸发酵（醋）、谷氨酸发酵
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。
如：酒精发酵、乳酸发酵（泡菜、酸奶）
不同的微生物代谢途径有差异；
同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异。
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
二、传统发酵技术
（一）腐乳的发酵
据史料记载，早在公元5世纪魏代古籍中，就有腐乳生产工艺的记载，“干豆腐加盐成熟后为腐乳”。到了明代我国就大量加工腐乳，而今腐乳已成长为具现代化工艺的发酵食品。 又称东方乳酪。
阅读教材P5，思考:
制作腐乳的原料是什么？
腐乳在制作的过程中蛋白质发生什么变化，进而使豆腐变得味道鲜美而利于消化？
有哪些微生物参与豆腐发酵？哪种微生物起主要作用？
发酵—腐乳制作
原理
酵母、曲霉和毛霉等多种微生物(毛霉起主要作用)
蛋白质
小分子肽 + 氨基酸
蛋白酶
脂肪 甘油 + 脂肪酸
脂肪酶
优点
味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。
发酵实例—腐乳制作
毛霉：真核生物，分布广泛
代谢类型：异养好氧型
生殖类型：孢子生殖
适宜温度：15~18℃
微生物类型
豆腐发酵中的毛霉
电子显微镜下的毛霉
发酵实例—腐乳制作
发酵实例—腐乳制作
发酵实例—腐乳制作
豆腐长出毛霉
加盐腌制
加卤汤装瓶
密封腌制
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）
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点
酒（12%）：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。
酒（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
发酵实例—腐乳制作
A.腌制时注意控制盐的用量
盐的浓度过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；浓度过高会影响腐乳的口味。
酒精含量过高将会延长腐乳成熟的时间；含量过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
防止杂菌污染
用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
装瓶时，操作要迅速小心。
封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
B.卤汤中酒的含量应控制在12%左右
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
参与发酵的微生物如何获得？
生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
发酵实例—腐乳制作
传统发酵技术
直接利用原材料中天然存在微生物，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。
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。
利用传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。
概念
类型
发酵产品
缺点
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。
2.直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术吗？
属于，若直接接种毛霉，则不属于。
3.豆瓣酱的制作过程，回答以下问题：
煮黄豆 → 冷却后在黄豆表面抹上一层面粉 → 发酵 → 加盐、加水 →在烈日下暴晒、搅动，进一步发酵。
(1)参与豆瓣酱发酵的微生物来自 。
(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？
空气
发酵的生产条件不易控制，且容易受杂菌污染。
思考：
豆瓣酱的制作——李子柒
生物新陈代谢类型
同化作用
（异己→自己）
自养型
异养型
无机物→有机物
有机物→有机物
光能自养型
化能自养型
CO2 C6H12O6
植物叶肉细胞、蓝细菌
硝化细菌、硫细菌、铁细菌
异化作用
（自己→异己）
需氧型
厌氧型
兼性厌氧型
醋酸菌、毛霉
乳酸菌
酵母菌
（光能合成作用）
（化能合成作用）
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
2HNO2+O2 2HNO3+能量
回忆选择性必修二讲解知识点：
生物的新陈代谢类型。
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
二、传统发酵技术
（二）泡菜的发酵
韩国泡菜相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。
尝试制作传统发酵食品
(二）制作泡菜
传统发酵—泡菜制作
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。
阅读教材P5-6，思考:
在泡菜制作过程中主要涉及到哪些材料、主要微生物？
在泡菜制作过程中盐水煮沸的目的是什么？冷却目的？
为什么泡菜坛只能装八成满？用水密封泡菜坛目的是什么？
发酵初期有气泡冒出，但气泡产生逐渐停止，试分析原因？
泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化。
传统发酵—泡菜制作
分类地位、代谢类型：
种类：
分布：
应用：
乳酸菌
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道
常见乳酸链球菌、乳酸杆菌（做酸奶）
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
原核生物、异养厌氧型
原理
乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
应用的微生物
乳酸杆菌（杆状）
乳酸链球菌（球状）
传统发酵—泡菜制作
乳酸菌
传统发酵—泡菜制作
新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子
发酵条件
材料用具
适宜的温度（18~20℃） ；
根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件。
传统发酵—泡菜制作
步骤
①盐的作用：
②盐水浓度要适宜的目的：
③盐水煮沸，并冷却的目的：
调味；抑制其他微生物生长
过高：口味不佳，乳酸菌发酵受到抑制；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
煮沸：杀灭其中杂菌，去除水中的氧气；冷却：为了不影响乳酸菌的生命活动
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
传统发酵—泡菜制作
步骤
原料处理、蔬菜装坛
④为什么只能装八成满？
a.防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外；
b.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。
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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
配制盐水
传统发酵—泡菜制作
步骤
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖
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；
给坛内创造无氧环境
⑤用水密封泡菜坛的目的：
无氧条件
以上说明泡菜制作需要什么条件？
原料处理、蔬菜装坛
配制盐水
加盐水
封坛发酵
传统发酵—泡菜制作
如何判断腌制的泡菜是否成功？
1.泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；
2.显微镜下观察乳酸菌的形态；
4.根据亚硝酸盐的含量来评定。
3.根据不同时期坛中乳酸菌数量评定。
尝试制作传统发酵食品
泡菜的制作
补充
为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？
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。
白膜
注意1：制作泡菜的注意事项
腌制过程中，要注意控制腌制的
时间、温度和食盐的用量。
温度过高、食盐用量不足10％、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。
注意2：泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
传统发酵—泡菜制作
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少 （有氧气，乳酸菌活动受抑制） 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
进一步探究——测定亚硝酸盐
泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生，如果人体摄入过量亚硝酸盐，会发生中毒，甚至死亡。
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会引起死亡。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，只有在特定的条件下(适宜的pH、温度和一定的微生物作用)才会转变成致癌物——亚硝胺，亚硝胺对动物还具有致畸和致突变作用。
在什么情况下，亚硝酸盐会转化为亚硝胺？
适宜的pH、温度和一定的微生物作用。
氧化
维生素C、E和酚类物质
亚硝胺
硝酸盐
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(硝酸盐还原菌产生硝酸还原酶)
亚硝胺生成
进一步探究——测定亚硝酸盐
进一步探究——测定亚硝酸盐
在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。
实验原理
亚硝酸钠标准显色液
比色法
设计实验跟踪检测泡菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化。
实验目的
进一步探究——测定亚硝酸盐
实验原理
酸化：对氨基苯磺酸溶于盐酸中
重氮化：亚硝酸盐+对氨基苯磺酸 重氮盐
酸
比色：样品和标准比色液对比，估算亚硝酸盐含量
显色：重氮盐+ N-1－萘基乙二胺盐酸盐
玫瑰红色
泡菜样品
比色法
与生活的联系
1.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。
2.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 的发酵作用，
乳酸菌
而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
二、传统发酵技术
（三）果酒果醋的发酵
2021年新的《中华人民共和国进出口税则》中，白酒对应的英文变成Chinese Baijiu。此次更改对于准确描述中国白酒这一民族产品，规范白酒出口名称，扩大国际影响力都具有积极的作用。中国酒业协会未来仍将继续与相关部门合作，共同推动中国白酒文化的国际化工作。
阅读教材P6-7，思考:
探究实践“制作果酒和果醋”。明确制作的原理、应用的微生物和制作步骤。
传统发酵—果酒、果醋
酵母菌
传统发酵—果酒、果醋
分类地位、代谢类型：
最适温度：
分布：
应用：
酵母菌
原理
应用的微生物
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量
C6H12O6 → 2C2H5OH+2 CO2+能量
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵
酶
酶
真核生物、异养兼性厌氧型
含糖量较高的蔬菜、水果表面
酿酒、制作馒头和面包
28℃；前期有氧后期无氧，发酵控制温度 18～30℃
植物体表面天然的酵母菌
传统发酵—果酒、果醋
醋酸菌
传统发酵—果酒、果醋
分类地位、代谢类型：
应用：
醋酸杆菌
原理
应用的微生物
当氧气、糖源充足时：将糖分解成乙酸
当氧气充足，缺少糖源时：将乙醇转变成乙醛，再变为乙酸
C6H12O6＋2O2 → 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
→ CH3COOH （乙酸）＋ H2O
原核细胞、异养需氧型
30~35℃，充足的氧气 条件下
各种风味的醋
空气中的醋酸杆菌或人工接种的醋酸菌
适宜温度：
传统发酵—果酒、果醋
b.洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
a.新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
材料用具
传统发酵—果酒、果醋
制作过程
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;
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。
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;
去除表面灰尘、污物
先冲后去梗：避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会
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；
防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
防止酵母菌数量减少，影响发酵
排出酒精发酵产生的CO2
①防止杂菌污染；②防止氧气进入，保持无氧
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果醋发酵
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。
①氧气进入②空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
适合多种酵母菌生长的温度范围
减少空气中尘土等污染
果酒变醋要改变条件①氧气②菌种：醋酸菌③温度④时间
传统发酵—果酒、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
思考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
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
思考1：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？
发酵后期在缺氧和偏酸性（CO2溶于发酵液）条件下，酵母菌可以生长繁殖，二绝大多数其他微生物的生命活动受到抑制。
1.如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？
A.闻味、品尝、
B.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色→灰绿色）
2.如何检测果醋的发酵情况？
A.闻味、品尝、
B.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；
结果分析与评价
传统发酵—果酒、果醋
传统发酵—果酒、果醋
⑤实验分析与思考
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？
a.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了CO2；
b.开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显；
c.发酵过程产热，会使发酵液温度上升，应注意控温；
d.发酵过程中，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色；
e.果醋发酵完成后，发酵液的液面上会出现一层菌膜，即醋酸菌膜；
（1）还有一些乳酸菌和醋酸菌；
（2）乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质，而在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。
（3）可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量；
3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？采用什么措施可以加快果醋的制作？
（1）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，不会继续发酵。
（2）在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌；
或者买一瓶醋，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（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可；
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？
传统发酵—果酒、果醋
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
4.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？
传统发酵—果酒、果醋
下图为果酒、果醋的简易发酵装置，在果酒和果醋的发酵过程中，充气口、排气孔各有什么作用？应该如何控制？出料口的作用又是什么？排气口为什么做成长而弯曲的形状？如何对该装置做进一步改进？
排出CO2
防止空气中微生物的污染
便于取样检测
改进：可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
充气口
排气口
出料口
长而弯曲的胶管
制作果醋时连接充气泵，通入无菌空气（氧气）；
制作果酒时关闭充气口
设计果酒果醋发酵装置
传统发酵—果酒、果醋
发酵瓶
小结1：果酒和果醋实验设计流程图
无氧
有氧
挑选葡萄
冲洗
榨汁
醋酸发酵
酒精发酵
果酒
果醋
传统发酵—果酒、果醋
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 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：
发酵 条件 温度
时间
氧气
酵母菌
小结2：果酒制作与果醋制作的比较
醋酸菌
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
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
28℃
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
需要氧气
传统发酵—果酒、果醋
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物
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等
15～18℃接种，酒精含量控制在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
小结3：
小结4：
传统发酵—果酒、果醋
传统发酵—果酒、果醋
【典例】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
醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与
酸奶的制作
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
舌尖上的微生物
第一章 发酵工程
第1章
发酵与发酵技术
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、产物的分离和提纯等方面；
发酵工程
究竟什么是发酵呢？
我国古代酿酒作坊的绘画作品
汉代砖刻上的酿酒图
我国战国时期盛酒的铜器和其中的酒
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。后来,人们通过自然发酵和曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等发酵食品。
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,逐步了解发酵的本质。
微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向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。实现青霉素生产产业化。
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。
从传统发酵技术到发酵工程
科技探索之路
固体发酵→半固体发酵、液体发酵
厌氧发酵→深层通气液体发酵
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
1.传统发酵技
术
的
应
用
学习目标
1.阐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。
二、重难点
1.微生物发酵的基本原理。
2.制作泡菜、果酒和果醋。
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。
科学探究、科学思维
掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作时应注意的问题，体验制作泡菜、果酒和果醋的过程;说出传统发酵技术的优点与不足。
生命观念
掌握传统发酵技术的概念和特点，说出常见的传统发酵食品。
社会责任
关注食品安全和健康的生活方式。
目标要求
发酵与发酵技术
《事物纪原》称:"不知杜康何世人，而古今多言其始造酒也。"
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《凉州曲》
花间一壶酒，独酌无相亲。
举杯邀明月，对影成三人。
唐-李白《月下独酌》
问题探讨
“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。
发酵与发酵技术
资料1：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2：1857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3：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。
酒曲是什么
酿酒加酒曲的目的是什么？
酒中除了酒精外还有其他物质吗？
酒曲中带有多种微生物。微生物所分泌的酶可以将谷物中的淀粉，蛋白质等转变成糖、氨基酸等，有利于酵母菌进行酒精发酵。
白酒
米酒
啤酒
烧酒
人参酒
各式葡萄酒
你知道的发酵食品还有哪些？
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
一、发酵
一、发酵与发酵技术
发酵
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：
类型：
需氧发酵
厌氧发酵
如：醋酸发酵（醋）、谷氨酸发酵
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。
如：酒精发酵、乳酸发酵（泡菜、酸奶）
不同的微生物代谢途径有差异；
同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异。
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
二、传统发酵技术
（一）腐乳的发酵
据史料记载，早在公元5世纪魏代古籍中，就有腐乳生产工艺的记载，“干豆腐加盐成熟后为腐乳”。到了明代我国就大量加工腐乳，而今腐乳已成长为具现代化工艺的发酵食品。 又称东方乳酪。
阅读教材P5，思考:
制作腐乳的原料是什么？
腐乳在制作的过程中蛋白质发生什么变化，进而使豆腐变得味道鲜美而利于消化？
有哪些微生物参与豆腐发酵？哪种微生物起主要作用？
发酵—腐乳制作
原理
酵母、曲霉和毛霉等多种微生物(毛霉起主要作用)
蛋白质
小分子肽 + 氨基酸
蛋白酶
脂肪 甘油 + 脂肪酸
脂肪酶
优点
味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。
发酵实例—腐乳制作
毛霉：真核生物，分布广泛
代谢类型：异养好氧型
生殖类型：孢子生殖
适宜温度：15~18℃
微生物类型
豆腐发酵中的毛霉
电子显微镜下的毛霉
发酵实例—腐乳制作
发酵实例—腐乳制作
发酵实例—腐乳制作
豆腐长出毛霉
加盐腌制
加卤汤装瓶
密封腌制
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）
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点
酒（12%）：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。
酒（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
发酵实例—腐乳制作
A.腌制时注意控制盐的用量
盐的浓度过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；浓度过高会影响腐乳的口味。
酒精含量过高将会延长腐乳成熟的时间；含量过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
防止杂菌污染
用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
装瓶时，操作要迅速小心。
封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
B.卤汤中酒的含量应控制在12%左右
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
参与发酵的微生物如何获得？
生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
发酵实例—腐乳制作
传统发酵技术
直接利用原材料中天然存在微生物，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。
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。
利用传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。
概念
类型
发酵产品
缺点
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。
2.直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术吗？
属于，若直接接种毛霉，则不属于。
3.豆瓣酱的制作过程，回答以下问题：
煮黄豆 → 冷却后在黄豆表面抹上一层面粉 → 发酵 → 加盐、加水 →在烈日下暴晒、搅动，进一步发酵。
(1)参与豆瓣酱发酵的微生物来自 。
(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？
空气
发酵的生产条件不易控制，且容易受杂菌污染。
思考：
豆瓣酱的制作——李子柒
生物新陈代谢类型
同化作用
（异己→自己）
自养型
异养型
无机物→有机物
有机物→有机物
光能自养型
化能自养型
CO2 C6H12O6
植物叶肉细胞、蓝细菌
硝化细菌、硫细菌、铁细菌
异化作用
（自己→异己）
需氧型
厌氧型
兼性厌氧型
醋酸菌、毛霉
乳酸菌
酵母菌
（光能合成作用）
（化能合成作用）
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
2HNO2+O2 2HNO3+能量
回忆选择性必修二讲解知识点：
生物的新陈代谢类型。
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
二、传统发酵技术
（二）泡菜的发酵
韩国泡菜相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。
尝试制作传统发酵食品
(二）制作泡菜
传统发酵—泡菜制作
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。
阅读教材P5-6，思考:
在泡菜制作过程中主要涉及到哪些材料、主要微生物？
在泡菜制作过程中盐水煮沸的目的是什么？冷却目的？
为什么泡菜坛只能装八成满？用水密封泡菜坛目的是什么？
发酵初期有气泡冒出，但气泡产生逐渐停止，试分析原因？
泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化。
传统发酵—泡菜制作
分类地位、代谢类型：
种类：
分布：
应用：
乳酸菌
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道
常见乳酸链球菌、乳酸杆菌（做酸奶）
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
原核生物、异养厌氧型
原理
乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
应用的微生物
乳酸杆菌（杆状）
乳酸链球菌（球状）
传统发酵—泡菜制作
乳酸菌
传统发酵—泡菜制作
新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子
发酵条件
材料用具
适宜的温度（18~20℃） ；
根据室内温度控制发酵时间，严格控制厌氧条件。
传统发酵—泡菜制作
步骤
①盐的作用：
②盐水浓度要适宜的目的：
③盐水煮沸，并冷却的目的：
调味；抑制其他微生物生长
过高：口味不佳，乳酸菌发酵受到抑制；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
煮沸：杀灭其中杂菌，去除水中的氧气；冷却：为了不影响乳酸菌的生命活动
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
传统发酵—泡菜制作
步骤
原料处理、蔬菜装坛
④为什么只能装八成满？
a.防止发酵初期酵母菌等产生CO2造成发酵液溢出坛外；
b.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。
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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
配制盐水
传统发酵—泡菜制作
步骤
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖
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；
给坛内创造无氧环境
⑤用水密封泡菜坛的目的：
无氧条件
以上说明泡菜制作需要什么条件？
原料处理、蔬菜装坛
配制盐水
加盐水
封坛发酵
传统发酵—泡菜制作
如何判断腌制的泡菜是否成功？
1.泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；
2.显微镜下观察乳酸菌的形态；
4.根据亚硝酸盐的含量来评定。
3.根据不同时期坛中乳酸菌数量评定。
尝试制作传统发酵食品
泡菜的制作
补充
为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？
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。
白膜
注意1：制作泡菜的注意事项
腌制过程中，要注意控制腌制的
时间、温度和食盐的用量。
温度过高、食盐用量不足10％、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。
注意2：泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
传统发酵—泡菜制作
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少 （有氧气，乳酸菌活动受抑制） 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
进一步探究——测定亚硝酸盐
泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生，如果人体摄入过量亚硝酸盐，会发生中毒，甚至死亡。
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会引起死亡。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，只有在特定的条件下(适宜的pH、温度和一定的微生物作用)才会转变成致癌物——亚硝胺，亚硝胺对动物还具有致畸和致突变作用。
在什么情况下，亚硝酸盐会转化为亚硝胺？
适宜的pH、温度和一定的微生物作用。
氧化
维生素C、E和酚类物质
亚硝胺
硝酸盐
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(硝酸盐还原菌产生硝酸还原酶)
亚硝胺生成
进一步探究——测定亚硝酸盐
进一步探究——测定亚硝酸盐
在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。
实验原理
亚硝酸钠标准显色液
比色法
设计实验跟踪检测泡菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化。
实验目的
进一步探究——测定亚硝酸盐
实验原理
酸化：对氨基苯磺酸溶于盐酸中
重氮化：亚硝酸盐+对氨基苯磺酸 重氮盐
酸
比色：样品和标准比色液对比，估算亚硝酸盐含量
显色：重氮盐+ N-1－萘基乙二胺盐酸盐
玫瑰红色
泡菜样品
比色法
与生活的联系
1.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。
2.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 的发酵作用，
乳酸菌
而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。
第1章 发酵工程
人教版高中生物 选择性必修3
二、传统发酵技术
（三）果酒果醋的发酵
2021年新的《中华人民共和国进出口税则》中，白酒对应的英文变成Chinese Baijiu。此次更改对于准确描述中国白酒这一民族产品，规范白酒出口名称，扩大国际影响力都具有积极的作用。中国酒业协会未来仍将继续与相关部门合作，共同推动中国白酒文化的国际化工作。
阅读教材P6-7，思考:
探究实践“制作果酒和果醋”。明确制作的原理、应用的微生物和制作步骤。
传统发酵—果酒、果醋
酵母菌
传统发酵—果酒、果醋
分类地位、代谢类型：
最适温度：
分布：
应用：
酵母菌
原理
应用的微生物
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量
C6H12O6 → 2C2H5OH+2 CO2+能量
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵
酶
酶
真核生物、异养兼性厌氧型
含糖量较高的蔬菜、水果表面
酿酒、制作馒头和面包
28℃；前期有氧后期无氧，发酵控制温度 18～30℃
植物体表面天然的酵母菌
传统发酵—果酒、果醋
醋酸菌
传统发酵—果酒、果醋
分类地位、代谢类型：
应用：
醋酸杆菌
原理
应用的微生物
当氧气、糖源充足时：将糖分解成乙酸
当氧气充足，缺少糖源时：将乙醇转变成乙醛，再变为乙酸
C6H12O6＋2O2 → 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
→ CH3COOH （乙酸）＋ H2O
原核细胞、异养需氧型
30~35℃，充足的氧气 条件下
各种风味的醋
空气中的醋酸杆菌或人工接种的醋酸菌
适宜温度：
传统发酵—果酒、果醋
b.洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
a.新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
材料用具
传统发酵—果酒、果醋
制作过程
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;
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。
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;
去除表面灰尘、污物
先冲后去梗：避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会
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；
防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
防止酵母菌数量减少，影响发酵
排出酒精发酵产生的CO2
①防止杂菌污染；②防止氧气进入，保持无氧
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果醋发酵
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。
①氧气进入②空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
适合多种酵母菌生长的温度范围
减少空气中尘土等污染
果酒变醋要改变条件①氧气②菌种：醋酸菌③温度④时间
传统发酵—果酒、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
思考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
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
思考1：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？
发酵后期在缺氧和偏酸性（CO2溶于发酵液）条件下，酵母菌可以生长繁殖，二绝大多数其他微生物的生命活动受到抑制。
1.如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？
A.闻味、品尝、
B.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色→灰绿色）
2.如何检测果醋的发酵情况？
A.闻味、品尝、
B.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；
结果分析与评价
传统发酵—果酒、果醋
传统发酵—果酒、果醋
⑤实验分析与思考
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？
a.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了CO2；
b.开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显；
c.发酵过程产热，会使发酵液温度上升，应注意控温；
d.发酵过程中，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色；
e.果醋发酵完成后，发酵液的液面上会出现一层菌膜，即醋酸菌膜；
（1）还有一些乳酸菌和醋酸菌；
（2）乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质，而在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。
（3）可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量；
3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？采用什么措施可以加快果醋的制作？
（1）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，不会继续发酵。
（2）在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌；
或者买一瓶醋，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（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可；
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？
传统发酵—果酒、果醋
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
4.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？
传统发酵—果酒、果醋
下图为果酒、果醋的简易发酵装置，在果酒和果醋的发酵过程中，充气口、排气孔各有什么作用？应该如何控制？出料口的作用又是什么？排气口为什么做成长而弯曲的形状？如何对该装置做进一步改进？
排出CO2
防止空气中微生物的污染
便于取样检测
改进：可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
充气口
排气口
出料口
长而弯曲的胶管
制作果醋时连接充气泵，通入无菌空气（氧气）；
制作果酒时关闭充气口
设计果酒果醋发酵装置
传统发酵—果酒、果醋
发酵瓶
小结1：果酒和果醋实验设计流程图
无氧
有氧
挑选葡萄
冲洗
榨汁
醋酸发酵
酒精发酵
果酒
果醋
传统发酵—果酒、果醋
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 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：
发酵 条件 温度
时间
氧气
酵母菌
小结2：果酒制作与果醋制作的比较
醋酸菌
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
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
28℃
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
需要氧气
传统发酵—果酒、果醋
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物
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等
15～18℃接种，酒精含量控制在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
小结3：
小结4：
传统发酵—果酒、果醋
传统发酵—果酒、果醋
【典例】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
醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与
酸奶的制作