1.1 传统发酵技术的应用 课件(共35张PPT)-2025-2026学年高二下学期《生物》(人教版)选必修3

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名称 1.1 传统发酵技术的应用 课件(共35张PPT)-2025-2026学年高二下学期《生物》(人教版)选必修3
格式 pptx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-12-10 00:00:00

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(共35张PPT)
第一章 发酵工程
发酵工程
概念: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。
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。
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,从而将酵母菌与发酵联系起来。
1857年
利用发酵工程大规模生产青霉素,随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产,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,人胰岛素和干扰素大量生产。
20世纪70年代以后
1900
1940
1960
1850
1980
1970
科技探索之路---从传统发酵技术到发酵工程
第1章发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
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
一.发酵与传统发酵技术
(3)类型:
(1)概念:
(2)原理:
1、发酵
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。
需氧发酵( )
厌氧发酵( )
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力,因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。
醋酸发酵、谷氨酸发酵
酒精发酵、乳酸(泡菜、酸奶)发酵
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
一.发酵与传统发酵技术
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
(3)实例——腐乳
①参与的微生物:
酵母,曲霉和毛霉等,主要是毛霉(真核)
空气中的毛霉是一种丝状真菌,其生殖方式为
孢子生殖,代谢类型是异养需氧型
②制作原理:
味道鲜美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存。
原料:豆腐。
氨基酸
脂肪 甘油和脂肪酸
脂肪酶
一.发酵与传统发酵技术
③.方法步骤
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)
目的:让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
加盐腌制
8天左右
目的:析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
加卤汤装瓶
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
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
方法:随豆腐层数加高增加盐用量,接近瓶口表面,铺厚一点
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。
提示 发酵的生产条件不易控制,容易受杂菌污染。
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?
二、尝试制作传统发酵食品
(4)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。
(5)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。
1. 下列关于传统发酵技术的叙述,正确的是
A.植物细胞无氧呼吸产生酒精的过程属于发酵
B.乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的过程属于发酵
C.动物细胞无氧呼吸产生乳酸的过程属于发酵
D.发酵特指微生物细胞进行无氧呼吸的过程

2.下列关于传统发酵技术的叙述,正确的是
A.传统发酵技术所用的菌种一般是接种的纯净的菌种
B.传统发酵技术是各种微生物在有氧条件下将大分子有机物分解成小分子有机物
C.传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
D.果酒、果醋、泡菜等是传统发酵技术的产物

3.下列不属于传统发酵技术的是
A.通过微生物的培养产生胰岛素
B.果酒和果醋的制作
C.利用酵母菌发酵制作泡菜
D.利用微生物发酵制作腐乳

二、尝试制作传统发酵食品
(1)所需菌种:
植物体表面天然的乳酸菌
其代谢类型:异养厌氧型,分布广泛空气、土壤、植物体表面、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布 。种类:乳酸链球菌、乳酸杆菌
(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

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%
乳酸链球菌(球状)
乳酸杆菌(杆状)
1.制作泡菜
二、尝试制作传统发酵食品
(3)方法步骤
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过菜料,盖好坛盖;
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
原料处理、蔬菜装坛
加盐水
封坛发酵测定亚硝酸盐含量
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;
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。
在泡菜发酵初期,酵母菌等较为活跃,发酵产物中有较多的CO2,防止发酵液溢出坛外;
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;
同时留有一定空间,也更方便拿取泡菜。
发酵初期会有气泡冒出,但气泡的产生逐渐停止,试分析原因?
杀菌除氧
创造无氧环境
二、尝试制作传统发酵食品
(4)结果分析与评价
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?
给泡菜坛内创造无氧环境
说明泡菜制作需要在无氧条件下进行
②为什么泡菜坛只能装八成满?
A.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。
B.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。
C.泡菜坛留有一定的空间,也更方便拿取泡菜。
③.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;
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。
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。
还可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态;
二、尝试制作传统发酵食品
(4)结果分析与评价
④从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜逐渐变酸,泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是什么?原因?
乳酸菌数量增多,杂菌数量减少;
因为乳酸菌比其他杂菌更耐酸。
二、尝试制作传统发酵食品
(4)结果分析与评价
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。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,并探索腌制方法、时间长短和温度高低等条件对亚硝酸盐含量的影响,寻求提高泡菜质量的措施。
(5)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)。
①亚硝酸盐
二、尝试制作传统发酵食品
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
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)
亚硝胺
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
二、尝试制作传统发酵食品
③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
例4.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?
10天后食用比较好,因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低水平
盐浓度过高,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,加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌
二、尝试制作传统发酵食品
2.制作果酒
(2). 原理:
兼性厌氧型真菌
在无氧情况下进行酒精发酵
分布于含糖量较高的蔬菜、水果表面
酵母菌(果酒)
(1).所需微生物菌种:
有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:
无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量

C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量

(3)果酒发酵的条件
① 温度:酿酒酵母的最适生长温度为28℃左右,酒精发酵时将温
度严格控制在18℃~30℃。
② 氧气:前期需O2 ,后期无氧。
③ pH:呈酸性。(5.0~6.0)④ 时间: 10~12天
二、尝试制作传统发酵食品
2.制作果酒
3.制作果醋
(1)微生物——醋酸菌
异养好氧细菌
在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸;
当缺少糖源时,将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
(2)原理:
C6H12O6 +2O2 2CH3COOH(乙酸) + 2H2O + 2CO2 + 能量
C2H5OH +O2 CH3COOH(乙酸) + H2O + 能量

二、尝试制作传统发酵食品
3.制作果醋

氧气、糖源充足时
糖源不充足时
(3)发酵的条件:
① 温度:多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃ ,醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。
② 需要充足的氧气 ③ pH:呈酸性。 ④ 时间: 7~8天
二、尝试制作传统发酵食品
(4)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
排出CO2
打开
打开
便于取样监测
关闭
关闭
①为什么排气口胶管长而弯曲?
②该装置还能继续改进吗?
防止空气中微生物的污染
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
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。
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。
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
避免葡萄破损,
减少被杂菌污染的机会
防止野生菌种数量减少,影响发酵
排出气体
防止杂菌污染
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果醋发酵
空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
二、尝试制作传统发酵食品
(5)果酒与果醋的制作过程
二、尝试制作传统发酵食品
(7)结果分析与评价
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?
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;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。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。
二、尝试制作传统发酵食品
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?
果酒中除了酵母菌,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。
(7)结果分析与评价
二、尝试制作传统发酵食品
(7)结果分析与评价
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?
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。
二、尝试制作传统发酵食品
(7)结果分析与评价
怎样判断果酒、果醋的制作是否成功呢?
果酒:a.闻
b.品尝
c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测(橙色→灰绿色)
果醋: a.闻
b.品尝
c.使用pH试纸检测和比较发酵前后的pH值
d.观察醋酸菌膜是否形成
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:
制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点
例5.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______。
(5)写出与(4)题有关的反应式
醋酸发

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
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量

C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量

6.从传统发酵技术到发酵工程,发酵技术的发展为人们提供了丰富多样的食品和药品等。下列相关叙述错误的是
A.醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料合成乙酸
B.无氧条件下利用大肠杆菌发酵大规模生产青霉素
C.腐乳味道鲜美是因为毛霉等产生的蛋白酶讲蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽
D.甜面酱、酱油、豆豉等都是利用传统发酵技术制作的食品

小结:
谢谢观看