1.1 传统发酵技术的应用课件--高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

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1、 诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。人类有意无意地利用微生物酵制作而来的。人类有意无意地利用微生物发酵制作果酒或其他食品，已经有几千年的发酵制作果酒或其他食品，已经有几千年的历史。历史。 葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵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、口感绵长的寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？醋呢？葡萄葡萄美酒夜光杯美酒夜光杯，欲欲饮琵琶马上催饮琵琶马上催。醉醉卧沙场君莫笑卧沙场君莫笑，古来古来征战几人回征战几人回。 唐唐王翰王

2、翰 一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术 约约90009000年前，我们的祖先就会利用年前，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微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。料。 1 1发酵发酵 指人们利用微生物，在适指人们利用微生物，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。化为人类所需要的产物的过程。汉代砖刻上的酿酒图汉代砖刻上的酿酒图 一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术 不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，因此利用它们就可以出产不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，因此利用它们就可以出产出人们所

3、需要的多种产物。出人们所需要的多种产物。 2 2传统发酵技术传统发酵技术 直接利用原材料中直接利用原材料中天然存在天然存在的微生物，或利用前一次发酵的微生物，或利用前一次发酵保存保存下来的下来的面团、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，通常是家庭式可作坊式的。混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式可作坊式的。腐乳制作：正在进行发酵的豆腐坯腐乳制作：正在进行发酵的豆腐坯醋的酿造醋的酿造乳酸杆菌乳酸杆菌乳酸链球菌乳酸链球菌 二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵

4、食品 传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。 1 1乳酸菌乳酸菌 乳酸菌的代谢类型乳酸菌的代谢类型 乳酸菌是乳酸菌是厌氧细菌厌氧细菌。 乳酸菌的分布乳酸菌的分布 乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。表、人或动物的肠道内都有分布。 乳酸菌的种类乳酸菌的种类 常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。 制作传统发酵食品原理制作传统发酵食品原理 乳酸菌在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、乳酸菌在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳

5、酸，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。泡菜的腌制等。C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+ +能量能量酶酶 二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品 2 2酵母菌酵母菌 酵母菌的代谢类型酵母菌的代谢类型 酵母菌是一类单细胞酵母菌是一类单细胞兼性厌氧真菌兼性厌氧真菌。 酵母酵母菌的分布菌的分布 在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。酵母菌的存在。 影响酵母菌生长的重要因素影响酵母菌生长的重要因素 温度温度，酿酒酵母的最适生长温度约为，酿酒酵母的最适生长温度约为2828。 制作传统发酵食品原理制作传统发酵食品原理 酵

6、母菌在无氧条件下能进行酒精发酵，可用酵母菌在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。于酿酒、制作馒头和面包等。C6H12O6 2C2H5OH（酒精）（酒精）+ +2CO2+能量能量酶酶 二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品 3 3醋酸菌醋酸菌 醋酸菌的代谢类型醋酸菌的代谢类型 醋酸菌是醋酸菌是好氧细菌好氧细菌。 醋酸菌的最适生长温度醋酸菌的最适生长温度 多数为多数为30303535。 制作传统发酵食品原理制作传统发酵食品原理 醋酸菌在醋酸菌在O2、糖源都充足、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当当缺少糖源缺少糖源时

7、则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。醋酸菌可用时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。于制作各种风味的醋。C6H12O6 + +2O2 2CH3COOH（乙酸）（乙酸）+ +2H2O+ +2CO2+能量能量酶酶糖源足糖源足C6H12O6 + +O2 2CH3COOH（乙酸）（乙酸）+ +H2O+ +能量能量酶酶缺少糖源缺少糖源探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 一、制作泡菜一、制作泡菜 1 1原理原理 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。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量

8、分数为的。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量分数为0.4%0.8%时，泡时，泡菜的品味、品质最佳。菜的品味、品质最佳。 2 2材料用具材料用具 食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、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。泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。 3 3制作过程制作过程选择选择原料原料洗净，切成块状洗净，切成块状或条状，混合均或条状，混合均匀，晾干装坛匀，晾干装坛装至半坛时，加装至半坛时，加入香辛料，然后入香辛料，然后装至八成满装至八成满称取称取食盐食盐配制配制盐水盐水煮沸煮沸冷却冷却发发酵酵成成品品测定亚硝酸盐含量测定亚硝酸盐含量 某同

9、学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些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“陈陈泡菜水泡菜水”；在用质量分数为；在用质量分数为5%5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了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，结果如下曲线图。请你帮他分析相关问题。泡菜中亚硝酸盐的含量，结果如下曲线图。请你帮他分析相关问题。2420161284035 7 9 11 13发酵时间发酵时间/d/d亚硝酸盐含量亚硝酸盐含量/(/(mg/kg) ) 椐图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认椐图分析，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？为该

10、泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？ 应该在发酵应该在发酵1010天后食用比较合适，因为这时天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。 他第一次制作出的泡菜他第一次制作出的泡菜“咸而不酸咸而不酸”，造，造成这个结果最可能的原因是什么？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。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。 加入加入“陈泡菜水陈泡菜水”的目的是什么？的目的是什么？ 接种乳酸菌。接种乳酸菌。探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 一、制作泡菜一、制作泡菜 4 4

11、注意事项注意事项 泡菜坛的准备泡菜坛的准备 将泡菜坛洗净，晾干后倒入少许白酒；将白酒均匀抹在泡菜坛的内壁将泡菜坛洗净，晾干后倒入少许白酒；将白酒均匀抹在泡菜坛的内壁上，以对其进行消毒处理；倒掉白酒，将泡菜坛倒过来放置备用。上，以对其进行消毒处理；倒掉白酒，将泡菜坛倒过来放置备用。 泡菜盐水的配制和处理泡菜盐水的配制和处理 盐具有杀菌、析出蔬菜中的水分、调味等作用。盐具有杀菌、析出蔬菜中的水分、调味等作用。 盐的用量不能过高，也不能过低。盐的用量过高，乳酸发酵受到抑盐的用量不能过高，也不能过低。盐的用量过高，乳酸发酵受到抑制，导致泡菜的风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。制，导致泡菜的风

12、味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 盐水要煮沸后冷却选用。煮沸的作用有除去水中的盐水要煮沸后冷却选用。煮沸的作用有除去水中的O2；杀灭盐水中；杀灭盐水中的其他杂菌。冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。的其他杂菌。冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 一、制作泡菜一、制作泡菜 4 4注意事项注意事项 原料的选择和处理原料的选择和处理 原料要新鲜，蔬菜洗净后，必须晾干，否则泡菜容易变质。如果蔬原料要新鲜，蔬菜洗净后，必须晾干，否则泡菜容易变质。如果蔬菜本身含有较多的水分，可以先用盐腌渍，便其脱去部分水分，再装入泡菜

13、本身含有较多的水分，可以先用盐腌渍，便其脱去部分水分，再装入泡菜坛中。加入的辣椒最好不要去蒂，以防带入生水。菜坛中。加入的辣椒最好不要去蒂，以防带入生水。 晾干后装入泡菜坛内，防止菜料腐烂。晾干后装入泡菜坛内，防止菜料腐烂。 装坛操作装坛操作 装至半坛时，放入各种调料的目的是防止注入盐水后调料上浮，使装至半坛时，放入各种调料的目的是防止注入盐水后调料上浮，使泡菜风味均匀。最后装至八成满，防止发酵溢出及方便取泡菜。泡菜风味均匀。最后装至八成满，防止发酵溢出及方便取泡菜。 盐水没过菜料的目的是防止菜料变质腐烂，创造无氧环境。盐水没过菜料的目的是防止菜料变质腐烂，创造无氧环境。 制作时也可以在坛内加

14、入少量白酒，防止泡菜变质。制作时也可以在坛内加入少量白酒，防止泡菜变质。探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 一、制作泡菜一、制作泡菜 4 4注意事项注意事项 封口发酵操作封口发酵操作 坛盖边沿的水槽中注满水并经常补充水的目的是保证坛内乳酸菌所需坛盖边沿的水槽中注满水并经常补充水的目的是保证坛内乳酸菌所需的无氧环境。的无氧环境。 泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化 亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的。开始时，坛内环境亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的。开始时，坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。有利于

15、硝酸盐还原菌的繁殖，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑但随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，而且部分亚硝酸盐被分解，造成泡菜中制作用，使其生长繁殖受到影响，而且部分亚硝酸盐被分解，造成泡菜中亚硝酸盐含量又有所下降。亚硝酸盐含量又有所下降。探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 二、制作果酒和果醋二、制作果酒和果醋 1 1原理原理 许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵许多新鲜水果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

16、以发酵成果酒。在有氧的条件下，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。果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。 2 2材料用具材料用具 新鲜的水果、洗洁精、体积分数为新鲜的水果、洗洁精、体积分数为70%70%的酒精、发酵瓶、的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。纱布和榨汁机等。 3 3制作流程制作流程果酒果酒果醋果醋发酵器发酵器具消毒具消毒挑选挑选葡萄葡萄冲冲洗洗榨榨汁汁酒精酒精发酵发酵乙醇乙醇发酵发酵监测与监测与鉴定鉴定无无O2O2果酒果酒制作制作18183030先通气，后密封先通气，后密封101020d20d果醋果醋制作制作30

17、303535全程通气全程通气7 78d8d探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 二、制作果酒和果醋二、制作果酒和果醋 4 4注意事项注意事项 原料的处理方法原料的处理方法 冲洗的目的是洗去浮尘，但不能反复冲洗，因为果皮表面附着大量冲洗的目的是洗去浮尘，但不能反复冲洗，因为果皮表面附着大量的野生菌种，反复冲洗会减少菌种的数量，延长发酵时间。的野生菌种，反复冲洗会减少菌种的数量，延长发酵时间。 应先冲洗，再去除枝梗和腐烂的籽粒，以避免去除枝梗和腐烂的籽应先冲洗，再去除枝梗和腐烂的籽粒，以避免去除枝梗和腐烂的籽粒时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。粒时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会

18、。 榨汁与装瓶操作榨汁与装瓶操作 对于水分较少的水果，榨汁时可以加入一些煮沸后冷却的开水。对于水分较少的水果，榨汁时可以加入一些煮沸后冷却的开水。 发酵瓶要留有大约发酵瓶要留有大约1/31/3的空间的目的是既有利于酵母菌进行有氧呼的空间的目的是既有利于酵母菌进行有氧呼吸，通过出芽生殖大量繁殖后代；又防止发酵旺盛时产生大量的吸，通过出芽生殖大量繁殖后代；又防止发酵旺盛时产生大量的CO2造成造成发酵液溢出。同时要避免果汁粘到瓶口引起污染。发酵液溢出。同时要避免果汁粘到瓶口引起污染。探究探究实践实践制作传统发酵食品制作传统发酵食品 二、制作果酒和果醋二、制作果酒和果醋 4 4注意事项注意事项 培养过

19、程培养过程 将温度控制在将温度控制在1830进行发酵进行发酵 果皮表面附着的野生酵母菌可能有很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。大范围内比较简单易行。 每隔每隔12h左右将瓶盖拧松一次左右将瓶盖拧松一次 排出发酵产生的排出发酵产生的CO2，但不能打开瓶盖，但不能打开瓶盖，以防止空气中的杂菌进入而污染发酵液。以防止空气中的杂菌进入而污染发酵液。 在上述传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，而是利用在上述传统发酵食品的制作过程中，我们没有

20、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，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。物料中进行发酵。 有有3 3位同学分别采用了位同学分别采用了3 3种不同的发酵装置来制作果醋。种不同的发酵装置来制作果醋。A A同学用的是同学用的是带盖的塑料

21、瓶；带盖的塑料瓶；B B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的直由捆绑在瓶口的8 8层纱布覆盖；层纱布覆盖；C同学则设计了如下图所示的发酵装置。同学则设计了如下图所示的发酵装置。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？续改进这种装置吗？ C同学的装置更适合制作果醋。出料口可以用来取样；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。进一步改进：可以在充胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。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。酵液等。