1.1 传统发酵技术的应用(课件)高中生物人教版(2019)选择性必修3(共36张PPT)

文档属性

名称 1.1 传统发酵技术的应用(课件)高中生物人教版(2019)选择性必修3(共36张PPT)
格式 pptx
文件大小 2.6MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-04-24 09:21:25

图片预览

文档简介

(共36张PPT)
第1章 发酵工程
第 1 节 传统发酵技术的应用
【本节聚焦】
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
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。
为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒, 一个是酸味柔和、口感绵长的醋呢
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。
葡萄酒和葡萄醋的制作方法有什么不同
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。
一、发酵与传统发酵技术
一、发酵与传统发酵技术
阅读P4-5, 思考
1.发酵的概念、原理和类型有哪些
2.什么是传统发酵技术
3.传统发酵技术的产品有哪些
一、发酵与传统发酵技术
1 . 发酵:
(1)概念: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。
(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
(3)类型:
醋酸发酵、谷氨酸发酵
酒精发酵、乳酸发酵
好氧发酵
(需氧发酵)
厌氧发酵
一 、发酵与传统发酵技术
2.传统的发酵技术:
(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)类型:
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。
一、发酵与传统发酵技术
2.传统的发酵技术:
(3)缺点
①生产条件不易控制
②容易受杂菌污染
③生产效率较低
④产物不单一等
腐乳的制作
多种微生物参与豆腐的发酵,如酵母
菌、曲霉、毛霉(起主要作用)
毛霉,丝状真菌,异氧需氧型,适宜生长温度 15-18℃,能产生蛋白酶和脂肪酶
蛋白酶
[蛋白质 小分子的肽+氨基酸
[脂肪 脂肪酶 甘油+脂肪酸
正在进行发酵的豆腐坯
辣椒面霉豆腐
(长出白毛)
红油腐乳
让豆腐长 出毛霉
让豆腐长 出毛霉
加盐腌制
加卤汤瓶
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)
方法:随豆腐层数加高 增加盐用量,接近瓶口 表面,铺厚一点
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
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,抑制微生物生 长、防止腐败变质
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
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
卤汤包括酒 和香辛料
制作腐乳过程
二、制作传统发酵食品
1.制作泡菜
(1)菌种: 乳酸菌
①分布: 空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内
②代谢类型:异养厌氧型 乳酸杆菌(杆状)
③种类: 乳酸链球菌、乳酸杆菌
(2)制作原理:
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
酶 乳酸链球菌(球状)
C H O 2C H O ( 乳 酸 ) + 能 量
(3)材料用具: 亚硝酸盐的含量低
食盐、清水、 新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
用清水和食盐配制质量分数为5%-20% 的盐水,并煮沸,冷 却待 用;
将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干;
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;
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;
①调味;②抑制微生物生长: 不影响乳酸
过高:乳酸发酵受抑制,泡菜风味差; 杀 菌 、 菌等微生物
过低:杂菌易繁殖,导致泡菜变质。 除氧 的生命活动
配制盐水
蔬菜处理 装坛
加盐水
封坛 发酵
(4)方法步骤:
泡菜坛只能装八成满的原因
a.初期,由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃,它们可进行发 酵,产物中有较多的CO , 如果泡菜坛装得太满,发酵液可能会溢出坛外。
b.泡菜坛装得太满,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。
c.泡菜坛留有一定的空间,也更方便拿取泡菜。
(4)结果分析与评价
>如何判断你腌制的泡菜是否成功 色泽如何 口味如何
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可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态;
③根据亚硝酸盐的含量来评定;
④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
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。
P8【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,你认为该泡 发酵时间/d 菜在什么时间食用比较合适 为什么
10天后食用比较好,因为此时的亚硝酸盐含量低。
(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。
亚 硝 酸 盐 含 量 / ( m g / k g )
发酵时期 乳酸菌 乳酸
亚硝酸盐
发酵初期 少(有0 ,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(乳酸积累,抑 杂菌活动) 增多
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(乳酸继续积累, pH继续下降,抑制乳酸 菌活动) 继续增多, pH继续下降 直至稳定
下降至保持相对稳定
(硝酸盐还原菌被完全抑制)
曲线模型 乳酸菌数量 0 发酵时间 个乳酸含量 0 发酵时间
亚硝酸盐含量
0 发酵时间
拓展: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
二、制作传统发酵食品
2.制作果酒和果醋
阅读P5-7 相关内容,思考:
1.果酒、果醋的制作过程中涉及的发酵原理、主要微生物(代谢类型、菌 种来源、最适生长温度等)、发酵时间、发酵产物检测、注意事项等。
2.在果酒发酵过程中,为什么每隔12h左右要将瓶盖拧松一次
3.参考教材第8页"拓展应用"第3题中的信息,你会选用什么样的 装置制作果醋 为什么要选择这样的装置
二 、制作传统发酵食品
2 .制作果酒和果醋
(1)果酒菌种:酵母菌
①分布: 含糖量较高的水果、蔬菜表面,附着不同种类的野生型酵母菌
②代谢类型:异养兼性厌氧型
③种类:
酿酒酵母(最适温度28℃):酿酒、制作馒头和面包等
(2)发酵原理:
在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖
C H O +6O +6H O— 6CO +12H O+能量
在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵
西酶
C H O → 2C H OH+2 CO +能量

18~30℃,制作果酒的酵母菌来源于果皮上附着的不同种类野生 型酵母菌 ,18~30℃适宜多种酵母菌生长的温度范围
前期需氧,后期无氧
10-12d
通过酸性重铬酸钾检验酒精
橙色 灰绿色
二、制作传统发酵食品
2.制作果酒和果醋
(3)发酵条件:
① 发酵温度
② 气体
③ 时间
④ 产物检测
嗅味、品尝
③种类: 多数醋酸菌的最适生长温度为30-35℃
(2)发酵原理:
O 、 糖源都充足
C H O +20 酶 →2CH COOH ( 乙 酸 ) + 2H O+2CO + 能量
O 充足,缺少糖源
C H OH+O 酶 → CH COOH ( 乙 酸 ) +H O+能量
二、制作传统发酵食品
2.制作果酒和果醋
(1)果醋菌种: 醋酸菌
①分 布 : 空气中的野生型醋酸菌
②代谢类型: 异养需氧型
变酸的酒表面有白 膜出现,是醋酸菌 繁殖形成的
二、制作传统发酵食品
2.制作果酒和果醋
(3)发酵条件:
① 发酵温度 30~35℃
② 气体 需要充足的氧气
③ 时间 7-8d
④ 产物检测
嗅味、品尝;
通过酸碱指示剂(pH 试纸)检测发酵前后发酵液的pH 变化
二、制作传统发酵食品
2.制作果酒和果醋
(4)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。
步骤 操作
注意事项或操作目的
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。
减少杂菌污染
原料 处理 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。
①不要反复冲洗,防止洗去野生酵母菌;
②先冲洗再去枝梗,避免除去枝梗时引 起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会
榨汁 装瓶 用榨汁机榨取葡萄汁,将葡萄汁装入 发酵瓶中(要留有大约1/3的空间), 盖好瓶盖。
让酵母菌先进行有氧呼吸耗尽O (酵母 菌大量繁殖),再进行酒精发酵,同时防 止发酵过程中产生的CO 使发酵液溢出
酒精 发酵 18~30℃发酵10~12d,每隔12h左右 拧松瓶盖一次,再拧紧。可通过从发 酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。
及时排出发酵过程中产生的CO ,
防止发酵瓶爆裂
醋酸 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, 30一35℃发酵7一8 d
创造有氧环境
(5)方法步骤
①嗅味、品尝
②用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
果 醋 : 橙色 灰绿色
①嗅味、品尝
②使用pH 试纸检测检测和比较发酵前后的p H 值
③观察醋酸菌膜是否形成
如何检测果酒和果醋的制作是否成功
果 酒 :
2.制作果酒和果醋
(6)结果分析与评价---P7
问题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
①果酒:发酵液(会或不会) 会 出 现 气 泡 ;
紫色葡萄皮的_花青素_进入发酵液,使葡萄酒呈 深红 色。
②果醋:一般(会或不会)不 会出现气泡,
发酵完成时,在发酵液的液面会出现一层菌膜,是 醋酸菌 菌膜。
最明显的变化发生在发酵后 10 天
2.制作果酒和果醋
(6)结果分析与评价---P7
问题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
还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
①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。
②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 把糖分解成乙酸;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,再将乙醛变为乙酸。
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O 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。
2.制作果酒和果醋
(6)结果分析与评价---P7
问题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
①随着乙酸发酵的进行,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。
②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。
微生物 新陈代谢 异化类型 反应简式
发酵产品
乳酸菌 异养厌氧型 细菌 酶 C H O 量— 2C H O (乳酸)+能
乳制品的发酵、
泡菜的制作
酵母菌 异养兼性 厌氧型真菌 C H O 酶 2C H OH+2CO +能量
酿酒、制作馒 头和面包等
醋酸菌 异养好氧型 细菌 C H O +20 C H OH+O 酶2CH COOH+2CO +2H O 酶 — CH COOH+H O
可用于制作各 种风味的醋
二、制作传统发酵食品
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。
出料口
随时取样,及时监测发酵进行的情况
二、制作传统发酵食品
2.制作果酒和果醋
发酵装置的分析
酒精发酵:
前期打开( 通 入O , 促进酵母菌增殖) 后期关闭(隔绝空气,促进酒精发酵) 醋酸发酵:
全程打开( 通 入O2促进醋酸发酵)
排出酒精、醋酸 排气口 发酵产生的CO
长而弯的胶管
防止空气中微生物的污染
充气口
果酒 果 醋 腐乳
泡菜
微生物 酵母菌 醋酸菌 毛霉
乳酸菌
原理 酵母菌的无 氧呼吸产生 酒精 醋酸菌的有 氧呼吸产生 醋酸 毛霉等产生 蛋白酶和脂 肪酶
乳酸菌无氧 呼吸产生
乳酸
发酵条件 18~30℃ 无氧 30~35℃ 通入氧气 15~18℃
常温
无氧条件
检测方法 嗅味、品尝、 酸性重铬酸 钾检测 嗅味、品尝、 pH试纸检测 品尝
pH检测,
检测亚硝酸 盐的含量
三、传统发酵与工业发酵的比较
1.传统发酵:
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。
2.工业发酵:
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,可以缩短发酵时间,确保品质稳定。
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和联系吗
从少量制作转向大规模生产时,会遇到许多新问题。
①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 择、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。 例如,少量制作果醋时,不需要专门的搅拌装置,而大规模生产 果醋时,由于发酵罐容积很大,就需要安装搅拌器,以保障醋酸菌对 O 的需求。
②自己制作的果酒和果醋并非商品意义上的产品。
在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等过程才能获得成品酒或醋。果酒 还需要在一定条件下进行后续发酵,以获得特定的风味和色泽。
发酵
传统发酵技术
发酵原理
泡菜的制作
探究实践
制作果酒和果醋
发酵与传统发酵技术
尝试制作传统发酵食品
传统发酵技术的应用
课堂小结
【知识拓展】
>酒曲是什么
以大麦、小麦、豌豆等为原料,经过粉碎,加水 混捏,让自然界各种微生物在上面生长而制成。
>酿酒加酒曲的目的是什么
酒曲里富含各种微生物和发酵菌 ,酒曲与粮食混 合后,这些微生物会产生淀粉酶、糖化酶、蛋白 酶等,能使粮食里的淀粉、蛋白质转化成糖类、 氨基酸等,在酶类物质的继续作用下,进而分解 成乙醇(酒精)等。
>酒中除了酒精还有其他物质吗
还有乙酸乙酯和其他几百甚至上千种香味物质。
1概 2测) ×(3)√2.D
、拓展应用
1.腐乳、泡菜、酱、豆豉等都是生活中常见的传统发酵食品。
2. (1)在发酵10天后食用比较合适,因为这时亚硝酸盐含量已经降 到较低的水平。
(2)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。
(3)“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。
1

练习与应用
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。 充气口 排气口
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 你还能继续
改进这种装置吗
C 同学的装置更适合制作果醋。 出料口
出料口:用来取样;
充气口: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:用来排出在发酵过程中产生的气体,它连接着一 根长而弯曲的胶管,可以防止空气中微生物的污染。
进一步改进:
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。