高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用课文课件ppt

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1.阐明传统发酵技术。2.说明制作泡菜、果酒、果醋的原理。3.通过探究、实践认识泡菜、果酒、果醋的制作方法。
1.尝试运用传统发酵技术制作泡菜、果酒、果醋等发酵食品。2.认同我国有历史悠久的传统发酵技术。3.认同传统发酵技术促进了我国丰富多彩的饮食文化的形成。
一、从传统发酵技术到发酵工程约9 000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料。后来,人们通过自然发酵或曲种传代的固体发酵方法生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等。↓3 000多年前古埃及人利用葡萄酿酒。↓1857年,巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。↓1897年,科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐渐了解了发酵的本质。↓
↓20世纪40年代,利用发酵工程大规模生产青霉素成为研究的主攻方向。↓1957年,用微生物生产谷氨酸获得成功。↓20世纪70年代以后,基因工程、细胞工程等的发展,使发酵工程进入了定向育种的新阶段。↓20世纪80年代,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。
二、发酵与传统发酵技术1.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。2.传统发酵技术(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、卤汁等发酵产物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。(2)主要类型:以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
三、尝试制作传统发酵食品1.泡菜、果酒、果醋的制作原理(1)制作泡菜的原理①菌种
②原理:乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸。反应简式:C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量。
(3)制作果醋的原理①菌种:醋酸菌,是一种好氧细菌。最适生长温度为30~35 ℃。　 ②原理:当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。反应式分别为C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2 +能量和C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量。 
2.制作传统发酵食品(1)制作泡菜①材料用具: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。②方法步骤
(2)制作果酒和果醋①材料用具:新鲜的水果(如葡萄、苹果、山楂和龙眼等)、洗洁精、体积分数为70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。②方法步骤
【预习检测】 1.判断正误。(1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生乙酸。(　　)(2)酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精。(　　)(3)条件适宜时,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乙酸。(　　)(4)酒精发酵需要无氧条件,而果醋的整个制作过程必须在有氧条件下进行。 (　　)(5)用带盖的瓶子制作果酒时,要适时将瓶盖拧松进行排气。 (　　)(6)制备泡菜时,食盐水煮沸后可以立即使用。(　　)(7)泡菜的制作用到的主要微生物是醋酸菌,应严格保持无氧条件。(　　)
2.下列关于果酒制作过程的叙述,正确的是(　　)A.应先去除葡萄枝梗,然后反复冲洗B.将葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间C.酵母菌在自然界中分布广泛,生命力强,因此在制作果酒时不需要对所用器具进行灭菌D.对发酵产物的检测可以在碱性条件下进行答案:B
3.下列关于果醋制作的说法,正确的是(　　)A.醋酸菌是好氧菌,在制作过程中要打开发酵瓶,盖上一层纱布B.在制作葡萄醋的过程中,温度应严格控制在18~30 ℃C.当糖源不足时,醋酸菌可将酒精直接转变为乙酸D.制作果醋时,需要接种醋酸菌答案:A4.在果醋制作过程中,下列哪项操作会引起发酵液受污染?(　　)A.对榨汁机进行清洗、消毒并晾干B.清洗发酵瓶,再用体积分数为70%的酒精擦拭并晾干C.葡萄先去除枝梗,再冲洗多次D.每次排气时,只需拧松瓶盖,不能将盖揭开答案:C
5.下列与制作泡菜有关的叙述,错误的是(　　)A.配制的食盐水需煮沸,冷却B.制作泡菜时,原料要接种乳酸菌C.泡菜只能装至八成满D.要在坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内的无氧环境答案:B解析:制作泡菜用的是天然存在的菌种,不需要接种。
6.下图是泡菜的制作流程图,请据图回答问题。
(1)制作泡菜时,起作用的菌种是　　　　　。 (2)为了保证无杂菌且所需菌种能正常发挥作用,应如何处理所用食盐水?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)泡菜制作过程中,经常向坛口边缘的水槽中补充水分的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)写出乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸的反应简式:　　　　　　　　　。 
答案:(1)乳酸菌(2)先将食盐水煮沸,然后冷却至室温再用(3)保证发酵过程所需的无氧环境(4)C6H12O6 2C3H6O3+能量
1.简述泡菜制作的原理。提示:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应简式为C6H12O6 2C3H6O3+能量。2.泡菜制作过程中加入食盐的作用是什么?提示:一是防腐,二是使蔬菜组织中的水分析出,使成品质地柔韧。3.什么样的泡菜口味、品质最佳?提示:当乳酸的质量分数为0.4%~0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。
1.乳酸菌是异养厌氧菌,常见类型有乳酸链球菌和乳酸杆菌。在无氧条件下,乳酸菌可将葡萄糖分解成乳酸,反应简式为C6H12O6 2C3H6O3+能量。在发酵过程中,通过检测乳酸的含量可以判断泡菜的制作是否成功。2.泡菜制作成功的关键点(1)材料的选择及用量①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐,泡菜中的亚硝酸盐含量会增加,对人体有害。②食盐水的质量分数为5%~20%,食盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭食盐水中的微生物。(2)防止杂菌污染:每次取样的用具要洗净,要迅速封口。
(3)创造无氧环境①盐水要没过全部材料。②泡菜坛坛盖边沿的水槽内要注满水,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。(4)温度:发酵温度控制在室温即可,最好在26~36 ℃。温度过高,则易滋生杂菌;温度过低,则发酵时间延长。(5)装坛方法:装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满。防止发酵过程中发酵液溢出。
3.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸的变化情况分析
家庭式泡菜的制作方法:将新鲜的蔬菜整理、洗净后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中。泡菜坛一般是两头小、中间大的陶器,坛口有坛沿,凡有裂缝的菜坛都不能用。然后加入食盐水、香料及一些“陈泡菜水”,密封后置于阴凉处,最适环境温度为28 ℃左右。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”。试据此分析回答下列问题。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是　　　　。 (2)泡菜坛密封的原因是　　　　　　　　。若菜坛有裂缝,可能会出现的结果是　  　。 (3)加入一些“陈泡菜水”的作用是 　 。 (4)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因可能是　　　　　　　　。(5)在制作泡菜的过程中,有机物的干重如何变化?菜坛内有机物的种类如何变化? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)消毒、杀菌(2)乳酸菌是厌氧细菌　抑制乳酸菌发酵,导致好氧微生物大量繁殖,使发酵失败(3)提供乳酸菌菌种,使其在短时间内形成菌种优势(4)食盐水的浓度过高,使乳酸菌失水死亡,没有产生乳酸,或产生乳酸过少(5)有机物的干重减少,坛内有机物的种类增多
解析:(1)用白酒擦拭泡菜坛可以起到消毒、杀菌的作用。(2)乳酸菌是厌氧细菌,密封的泡菜坛可以形成无氧环境,利于乳酸菌大量繁殖,产生乳酸。(3)陈泡菜水中含有大量乳酸菌,因此可以提供发酵所需的菌种。(4)泡菜“咸而不酸”说明食盐水的浓度过高,使乳酸菌失水死亡,没有产生乳酸, 或产生乳酸过少。(5)在制作泡菜的过程中,乳酸菌的分解作用使有机物的含量减少,种类增多。
【变式训练】 1.某人利用乳酸菌制作泡菜时因操作不当导致泡菜腐烂。造成泡菜腐烂的原因可能是(　　)①罐口密闭缺氧,抑制了乳酸菌的生长繁殖②罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖③罐口封闭不严,氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖④罐口封闭不严,氧气促进了需氧腐生菌的生长和繁殖A.①③　　　B.②④　　　C.②③　　　D.①④答案:B
2.下列关于泡菜制作的叙述,错误的是(　　)A.食盐水中食盐的质量分数为5%~20%B.发酵时间长短受室内温度影响C.泡菜坛应选择密封性好的D.发酵过程无须向水槽中补充水答案:D
知识点二　果酒和果醋的制作
1.请从菌种、制作原理、发酵条件等方面,列表比较果酒和果醋的制作。提示:
2.发酵瓶为什么要留1/3的空间?提示:在果酒制作过程中,发酵瓶留有大约1/3的空间,可以给酵母菌提供氧气,酵母菌进行有氧呼吸(产生CO2),大量繁殖。后期缺氧,酵母菌进行酒精发酵,产生大量的CO2,发酵瓶中的空间可暂时储存CO2,起到缓冲作用,防止瓶内气压过大,引起发酵装置爆裂。
制作果酒和果醋的注意事项(1)材料的选择与处理:选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,再除去枝梗,以防葡萄破损增加被污染的机会。冲洗以洗去灰尘为目的,不要反复冲洗,以防洗去野生酵母菌。(2)防止发酵液被污染①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。②装入葡萄汁后要封闭发酵瓶。
(3)控制好发酵的条件①葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间。②严格控制温度:18~30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵; 30~35 ℃利于醋酸菌的繁殖和乙酸发酵。③控制氧气:酒精发酵为无氧发酵,发酵过程需密封;乙酸发酵为有氧发酵,需适时通气。
图甲表示以苹果为原料生产果酒、果醋的工艺流程,图乙中曲线表示酒精的体积分数对乙酸发酵的影响。请据此回答下列问题。
(1)酒精发酵时一般将温度控制在　　　　,温度过高时,酵母菌代谢减慢甚至死亡,原因是　　　　　　　　　　　　。 (2)醋酸发酵的适宜温度为　　　　,由图乙可知,乙酸发酵时适宜的酒精体积分数范围为　　　　。酒精的体积分数较高时通常不适宜进行乙酸发酵,原因是　  　　　　　　　　　　　。 (3)酒精发酵后转入乙酸发酵前,除改变温度外,还需要调整的发酵条件是　 。 答案:(1)18~30 ℃　温度过高,影响酶的活性(2)30~35 ℃　6.0%~6.5%　较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢,使产酸量下降(3)通入无菌空气
解析:(1)酒精发酵时适宜的温度范围是18~30 ℃,如果温度过高,会影响酶的活性,从而影响酒精发酵的过程。(2)乙酸发酵需要的温度较高,一般为30~35 ℃。由图乙可知,当酒精的体积分数为6.0%~6.5%时,乙酸的体积分数最高,说明此范围最适合乙酸发酵。如果酒精的体积分数较高,则会抑制醋酸菌的生长和代谢,不利于乙酸发酵。(3)醋酸菌是好氧型细菌,因此发酵时要通入无菌空气。
【变式训练】 制果醋时,要适时进行通气是因为(　　)A.醋酸菌是好氧菌,将酒精变成乙酸时需要氧气的参与B.酵母菌进行酒精发酵时需要氧气C.通气可防止发酵液霉变　D.防止发酵时产生的二氧化碳气体过多而引起发酵瓶爆裂答案:A
1.传统发酵技术是指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、卤汁等发酵产物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。一般不需要专门接种微生物。2.严格控制发酵条件发酵过程没有经过严格的灭菌,主要通过控制发酵条件及添加的物质来抑制其他微生物的繁殖,因此发酵过程需要严格控制发酵条件。包括发酵温度、pH、氧气供给等。果酒和泡菜的制作需要无氧环境,而果醋的制作则必须提供氧气。醋酸菌是严格的好氧细菌,即使短暂的缺氧,也会引起醋酸菌的死亡。
3.防止杂菌污染(1)所用的器具要清洗干净、晾干并用体积分数为70%的酒精消毒。(2)添加的酒、食盐等的量要适宜,起到抑制其他微生物生长的作用。(3)果酒、泡菜的发酵要封闭发酵瓶,取样检测时要迅速等。4.注意材料的选择和处理,要用新鲜的材料,冲洗次数要合适。5.若制作果酒和果醋的装置过于简易,不方便放气和充气,不方便取样检测等,可以进行改进。
某校学生学习果酒和果醋的制作之后,部分同学根据掌握的知识进行操作体验。下面是甲、乙、丙三名同学的改进装置。甲、乙、丙三名同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下进行发酵,如下图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。
(1)据图分析,甲同学和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,导致发酵中出现的主要异常现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)丙同学的错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　,导致发酵中出现的主要异常现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是　　　　、　　　　、　　　　。 (3)在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该操作的错误是　 。 
答案:(1)未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出,发酵液变酸(2)瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口　排气时发酵液从排气管流出　葡萄醋(或果醋)　葡萄酒(或果酒)　葡萄酒(或果酒)(3)未及时排气