【公开课】传统发酵技术的应用课件高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3.pptx
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1、目录/CONTENTS01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从生物技术入手发展思维科学思维、技术思维、工程思维、伦理思维从传统发酵技术到发酵工程自然发酵或曲种传代的固体发酵法生产其他食品,但不明其原理科技探索之路科技探索之路 战国中山酒1850年约9000年前法国巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的,从而将酵母菌与建发酵联系起来1897年20世纪40年代科学家发现酶在酵母菌发酵中的作用,了解了发酵的本质。发酵向工业化生产方向发展抗生素发酵工业兴起从传统发酵技术到发酵工程科学家用微生物生产谷氨酸,开始人工诱变特定微生物。酶、多糖、维生素工业兴起科技探索之路科技探索之
2、路 20世纪70年代1957年发酵工程进入定向育种的新阶段20世纪80年代对发酵过程进行综合研究,能够自动记录和发酵过程的全部参数重组胰岛素生产选择性必修选择性必修3 3第第1 1章章 发酵工程发酵工程本节聚焦本节聚焦:l什么是传统发酵技术?什么是传统发酵技术?l制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么?制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么?l怎样制作泡菜?怎样制作果酒和果醋?怎样制作泡菜?怎样制作果酒和果醋?第第1 1节节 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用01发酵与发酵技术发酵与发酵技术资料一:资料一:夏禹时期,已有了关于杜康造林酒的传说。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,
3、加酒曲发酵酒曲发酵而成的。资料二:资料二:1857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酒精发酵是由活的酵母菌引起的。资料三:资料三: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、根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物醋酸菌等几十种微生物。讨论讨论11酒曲是什么酒曲是什么?讨论讨论22酿酒加酒曲的目的是什么酿酒加酒曲的目的是什么?酒酒曲曲是是用用来来酿酿酒酒的的一一种种原原料料,又又称称块块曲曲或或砖砖曲曲,以以大大麦麦、小小麦麦、豌豌豆豆等等为为原原料料,经经过过粉粉碎碎,加加水水混混捏捏,压压成成曲曲醅醅,形形似似砖
4、砖块块,大大小小不不等等,让让自自然然界界各各种种微微生生物物在在上上面面生生长长而而制成。制成。酒酒曲曲里里富富含含各各种种微微生生物物和和发发酵酵菌菌,酒酒曲曲与与粮粮食食混混合合后后,这这些些微微生生物物会会产产生生淀淀粉粉酶酶、糖糖化化酶酶、蛋蛋白白酶酶等等,能能使使粮粮食食里里的的淀淀粉粉、蛋蛋白白质质转转化化成成糖糖类类、氨氨基基酸酸等等,在在酶酶类类物物质质的的继继续续作作用用下下,进进而而分分解解成成乙醇乙醇(酒精酒精)等。等。资料分析01发酵与发酵技术发酵与发酵技术发酵指人们利用 ,在适宜条件下,将原料通过 转化为人类所需要的 的过程。(1)概念:微生物微生物的代谢产物(2)
5、原理:_,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:不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力好氧发酵厌氧发酵醋酸发酵酒精发酵、乳酸发酵氧气需求01发酵与发酵技术发酵与发酵技术传统发酵技术(1)概念:(2)类型:固体发酵()半固体发酵()泡菜、粮食、白酒、腐乳等豆豉、酱、酱油等 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。01发酵与发酵技术发酵与发酵技术实例:腐乳制作 活动活动 阅读教材第阅读教材第5 5页,回答下列问题:页,回答下列问题:1.1.腐乳的制作原理是什么?腐乳的制作原理是什么?蛋白质小分子肽+氨基酸蛋
6、白酶2.2.制作腐乳利用了哪些微生物?这些微生物来自哪里?制作腐乳利用了哪些微生物?这些微生物来自哪里?直接利用原材料中天然存在的微生物。多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。味道鲜美,易于消化吸收,又便于保存。3.3.腐乳有什么特点?腐乳有什么特点?脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶01发酵与发酵技术发酵与发酵技术实例:腐乳制作特点:特点:代谢类型:代谢类型:生殖类型:生殖类型:适宜温度:适宜温度:豆腐上的白毛豆腐上的白毛毛霉毛霉匍匐菌丝直立菌丝分布广泛,具有发达的菌丝分布广泛,具有发达的菌丝异养好氧型异养好氧型孢子生殖孢子生殖15-1815-1801发酵与发酵技术发
7、酵与发酵技术实例:腐乳制作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:让毛霉等产生目的:让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶蛋白酶和脂肪酶加盐腌制目的:析出豆腐中的目的:析出豆腐中的水分、水分、抑制不需要的抑制不需要的微生物生长微生物生长加卤汤装瓶卤汤包括酒和香辛料酒(酒(12%12%):):抑制微生物生长抑制微生物生长,并使腐乳具有独特香味;并使腐乳具有独特香味;香辛料:调味,防腐杀菌。香辛料:调味,防腐杀菌。密封腌制*卤汤中卤汤中酒的含量在酒的含量在12%12%左右左右的原因:过高会延长腐乳成熟的原因: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
8、致豆腐腐败。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,铺厚一点传统发酵技术 思考思考 每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳口感都不完全每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳口感都不完全相同,有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗?相同,有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗?优点优点:操作简单,适用于家庭式或作坊式生产,它是文化的传承。操作简单,适用于家庭式或作坊式生产,它是文化的传承。缺点缺点:生产条件不易控制,产品容易受杂菌污染,生产效率较低。生产条件不易控制,产品容易受杂菌污染,生产效率较低。01发酵与发酵技术发酵与发酵技
9、术舌尖上的中国四川泡菜实例:泡菜的制作亚硝酸盐的含量低亚硝酸盐的含量低1.1.材料用具:材料用具:食盐、清水、食盐、清水、新鲜新鲜蔬菜、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。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。02尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品实例:泡菜的制作2.2.菌种:菌种:乳酸菌菌种来源:植物体表面天然的乳酸菌代谢类型:异养厌氧型种类:乳酸链球菌、乳酸杆菌(原核生物)3.3.发酵原理: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)+能量酶发酵期间,乳酸会_,当它的质量百分比为_时,泡菜的口味、品质最
10、佳不断积累不断积累0.4%-0.8%0.4%-0.8%乳酸链球菌(球状)乳酸链球菌(球状)乳酸杆菌(杆状)乳酸杆菌(杆状)02尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品实例:泡菜的制作 活动活动 阅读教材第阅读教材第6 6页,回答下列问题:页,回答下列问题:1.1.制作泡菜的方法步骤?制作泡菜的方法步骤?2.2.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?3.3.为什么泡菜坛只能装八成满?为什么泡菜坛只能装八成满?02尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品实例:泡菜的制作用清水和食盐配制质量百分比为用清水和食盐配制质量百分比为5
11、%5%-20%20%的盐水,并将的盐水,并将盐水煮沸盐水煮沸,冷却冷却待用;待用;将将冷却冷却好的好的盐水盐水缓缓倒入坛中,使缓缓倒入坛中,使盐水没过菜料盐水没过菜料,盖好坛盖;,盖好坛盖;配制盐水原料处理、蔬菜装坛加盐水封坛发酵向坛盖边缘的向坛盖边缘的水槽中注满水水槽中注满水,并在发酵过程中注意,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水经常向水槽中补充水;根据室内根据室内温度温度控制发酵控制发酵时间时间;将新鲜蔬菜将新鲜蔬菜洗净洗净,切切成块状或条状,成块状或条状,混合均匀,混合均匀,晾干晾干后装入泡菜坛内;后装入泡菜坛内;装至半坛装至半坛时,时,加入加入蒜瓣、生姜及其蒜瓣、生姜及其他他香辛料香
12、辛料,继续,继续装至八成满装至八成满;过高:乳酸发酵受抑制,泡菜风味差;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。过低:杂菌易繁殖,导致泡菜变质。杀菌除氧杀菌除氧创造无氧环境创造无氧环境在泡菜发酵初期,酵母菌等较为活跃,在泡菜发酵初期,酵母菌等较为活跃,发酵产物中有较多的发酵产物中有较多的CO2,防止发酵液,防止发酵液溢出坛外;溢出坛外;防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而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;导致菜料变质腐烂;留有一定空间,方便拿取泡菜。留有一定空间,方便拿取泡菜。02尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品实例:泡菜的制作 亚硝酸盐为强氧
13、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。在泡菜的腌制过程中会有亚硝酸盐产生。一般不会危害人体健康。但是,总量达到0.30.5g时会引起中毒;达到3g时会死亡。亚硝酸盐 在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下,亚硝酸盐会转化为亚硝胺。亚硝胺具有致癌作用,对动物具有致畸和致突变作用。亚硝胺氧化维生素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(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)(强致癌物强致癌物)02尝试制作传统发酵食品尝试制作传统发酵食品 某同学在制作泡菜时某同学在制作泡菜时加入加入“陈泡菜水陈泡菜水”,并在不同时间测定了泡菜中亚硝酸,并在不同时间测定了泡菜中
14、亚硝酸盐的含量,结果如图。请你帮他分析相关问题。盐的含量,结果如图。请你帮他分析相关问题。(1 1)据图分析,)据图分析,发酵初期亚硝酸盐含量如何变化?为什么?发酵初期亚硝酸盐含量如何变化?为什么?发酵初期,泡菜中微生物生长很快,将蔬菜中硝酸发酵初期,泡菜中微生物生长很快,将蔬菜中硝酸盐还原成亚硝酸盐,蔬菜中酚类物质和维生素盐还原成亚硝酸盐,蔬菜中酚类物质和维生素C C等将等将亚硝酸盐氧化。总体来说,生成的亚硝酸盐大于被亚硝酸盐氧化。总体来说,生成的亚硝酸盐大于被氧化的,亚硝酸盐的含量逐步上升。氧化的,亚硝酸盐的含量逐步上升。(2 2)发酵后期亚硝酸盐含量如何变化?试分析原因。发酵后期亚硝酸盐
15、含量如何变化?试分析原因。微生物代谢活动将氧气消耗殆尽,泡菜坛中的环境不利于乳酸菌以外的其他微微生物代谢活动将氧气消耗殆尽,泡菜坛中的环境不利于乳酸菌以外的其他微生物生长,生成的亚硝酸盐减少。同时,蔬菜中亚硝酸盐含量由于被氧化而减生物生长,生成的亚硝酸盐减少。同时,蔬菜中亚硝酸盐含量由于被氧化而减少。因此,亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。少。因此,亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。P8 拓展应用第拓展应用第2题题 某同学在制作泡菜时某同学在制作泡菜时加入加入“陈泡菜水陈泡菜水”,并在不同时间测定了泡菜中亚硝酸,并在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果如图。
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