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公开课课件ppt

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第一章 发酵工程第1节传统发酵技术的应用学习目标说出发酵与传统发酵技术。（生命观念）说明泡菜、果酒和果醋制作的原理。（生命观念）尝试完成泡菜、果酒和果醋的制作。（科学思维、科学探究）关注食品安全，倡导健康的生活方式。（社会责任）201X1850201X1900201X1940201X1960201X201X¦ 科技探索之路 ¦19701940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，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？从社会中来 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，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品。①发酵菌种不同。葡萄酒是利用酵母菌发酵产生酒精制作而成的。葡萄醋是利用醋酸菌发酵产生乙酸制作而成的。②制作方法不同：在发酵条件上：葡萄酒是在无氧条件下发酵的。葡萄醋是在有氧条件下发酵的。在发酵温度上：葡萄酒的发酵温度控制在18~25℃葡萄醋的发酵温度控制在30~35℃从社会中来发酵工程（1）概念：发酵工程是指利用 的特定功能，通过 ，规模化生产 。它涉及菌种的 和 、产物的 和 等方面。微生物现代工程技术对人类有用的产品选育培养分离提纯（2）应用：新课讲授1一、发酵与传统发酵技术发酵（1）发酵:（2）原理：是指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_________ __ 转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢 _____________________________________________， 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：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、乳酸发酵氧气需求回顾旧知必修一《分子与细胞》P94当中对发酵的解释。指的是狭义的“发酵”对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行。例如：在本课开始了解的葡萄酒（无氧）及葡萄醋（有氧）。传统发酵技术（1）概念：直接利用原材料中 ，或利用 发酵保留下来的 、 等 进行发酵，制作食品的技术。天然存在的微生物前一次面团卤汁发酵物中微生物固体发酵（粮食白酒、泡菜、腐乳等）半固体发酵（豆豉、酱、酱油等）（3）实例: ①原料：豆腐。 ②参与发酵的微生物：______、______和______等，其中起主要作用的是________。 ③发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成_________________ _。酵母曲霉毛霉毛霉小分子的肽和氨基酸此外，微生物还可以产生脂肪酶，将脂肪分解为脂肪酸和甘油④制作流程让豆腐长出毛霉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，可能导致豆腐腐败基础检测使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？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。传统的腐乳制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子；现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。在选择优良菌种时，应注意所选菌种应具备以下特点：①不生产毒素；②生长繁殖快、且抗杂菌力强;③生长的温度范围大，不受季节的限制；④有蛋白酶、脂肪酶和肽酶等酶系；⑤产品气味正常良好。尝试制作传统发酵食品（1）菌种：乳酸菌①菌种分布：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③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%舌尖上的中国——四川泡菜（3）方法步骤：配制盐水（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？②为什么泡菜坛只能装八成满？用水密封泡菜坛的目的是不让空气进入；创造一个无氧的环境；说明泡菜制作需要无氧条件。盐水没过菜料，防止菜料变质腐烂如果菜料装的太满，盐水就会较少，盐水浓度不够，不利于发酵催熟，还容易起白花等③制作过程中的注意事项：①盐的作用：调味，抑制其他微生物生长②盐水浓度要适宜的目的：过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质③盐水煮沸的目的：杀菌，去除水中的溶解氧④盐水冷却后使用的目的：为了不影响乳酸菌的生命活动⑤泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的：给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件（5）进一步探究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。在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深，将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，进而估算出亚硝酸盐的含量，控制腌制方法、腌制的时间和温度为自变量，分别提取不同腌制方法、腌制时间、腌制温度的样品提取液与已知浓度的标准显色液进行目测比较，确定最佳腌制措施。 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）。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（1）泡菜坛的选择：泡菜制作的注意事项坛沿深、盖子吻合好检查方法：可将坛口向上压入水中，看看坛内有无渗水现象。（2）腌制的条件：泡菜制作的注意事项要注意控制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。菌种的来源（1）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①代谢特点：酵母菌是单细胞真菌，能以多种糖类作为营养物质和能量的来源，是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵。②生殖方式：酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖（出芽生殖、分裂生殖、孢子生殖），但多以出芽方式进行。③酵母菌的生产应用：酿酒、制作馒头和面包等。制作果酒和果醋（2）空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌①代谢特点：好氧细菌，属于异样需氧型②生殖方式：醋酸菌的增殖方式为二分裂③醋酸菌的生产应用：用于制作各种风味的醋。（3）原理：氧气、糖源充足时糖源不充足时（4）发酵条件：1.果酒① 温度：② 氧气：③ pH：④ 时间： 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℃。前期需O2 ，后期无氧。呈酸性。（5.0～6.0）10～12天2.果醋① 温度：② 氧气：③ pH：④ 时间： 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。需要充足的氧气呈酸性。7～8天（5）发酵装置：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方法步骤器具消毒（6）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？发酵液发生的变化及引起变化的原因有如下几点：①放出气体：由于发酵作用，葡萄汁中的糖分大部分转变为CO2、C2H5OH及少量的发酵副产品。发酵旺盛期CO2的生产速率很快，因此需要及时排期，防止发酵瓶爆裂。②放热：发酵过程产热，会使发酵液温度上升，应采取措施使酒精发酵的温度严格控制在18~30℃。③颜色变化：在发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。④菌体数量变化：果酒制作初期，发酵液中酵母菌数目增多；在果醋制作时，只要条件适宜，发酵液中醋酸菌数目就会增多。最明显的变化一般发生在发酵后10d左右。（6）结果分析与评价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？制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如：榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。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？由于参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，最适生长温度为30~35℃，参与果酒制作的酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵最适温度为18~30℃，所以制作果醋的过程中，酵母菌不会继续发酵。醋酸菌来自空气，为了加快果醋的制作，可以直接在果酒中加入醋酸菌（6）结果分析与评价④你制作的果酒和果醋的口味如何？如果你对结果不满意，应如何改进？制作成功的葡萄酒爽口、柔和，有浓郁的果香味；制作成功的果醋有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。如果对制作结果不满意，应从制作过程全面考虑进行改进措施，如严格控制发酵条件，发酵所用装置要进行清洗、晒干、消毒等。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。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的和联系吗？大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源于选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外无论葡萄酒或葡萄醋，实验时所建设的发酵液，都不是商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。制作果酒和果醋的比较思维导图基础检测1.下列关于制作泡菜的叙述，不正确的是（ ）A.添加陈泡菜水可明显缩短泡菜的制作时间B.泡菜盐水浓度过高会导致泡菜咸而不酸C.制作泡菜的过程中有机物的种类将减少D.传统泡菜制作利用的是天然乳酸菌发酵C