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(共17张PPT)
第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用（第三课时）
本节聚焦
选择性必修3
什么是传统发酵技术？
制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？
怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？
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？
葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。
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？
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尝试制作传统发酵食品
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二.制作果酒和果醋
2.制作果酒和果醋
（一）制作原理
（二）材料用具
葡萄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。
新鲜的葡萄、洗洁精、70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等。
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尝试制作传统发酵食品
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;
除灰去污
避免葡萄破损，减少杂菌污染
①先让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；耗尽O2后，再进行酒精发酵；
②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
避免冲洗掉葡萄皮上的酵母菌
排出CO2 ，防止爆裂
防止杂菌污染
器具消毒
材料处理
榨汁装瓶
果酒发酵
（三）果酒制作步骤：
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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;
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果醋发酵
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。
空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
（四）果醋制作步骤：
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4.果酒果醋检测
（1）A.如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？
①闻
（2）如何检测果醋的发酵情况？
①闻
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(五)结果分析和评价
③在酸性条件下，使橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色）
②品尝
②品尝
④观察醋酸菌膜是否形成
③使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值
(1)在葡萄酒的制作过程中，发酵液(会或不会) 产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生 ;如果是用紫葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由葡萄皮
的 会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成 。
(2)果醋发酵过程中一般 (会或不会) 出现气泡 ，发酵完成时，在发酵液的液面会出现一层菌膜，是 菌膜。
(3)最明显的变化：发酵后10天后
会
花青素
深红色
不会
醋酸菌
(五)结果分析和评价
发酵 酒精发酵 醋酸发酵
气味和味道
气泡和泡沫
发酵液颜色
酒味
有气泡和泡沫
加深变成深红色
酸味
无气泡和泡沫
浑浊，表面形成
白色菌膜
CO2
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？
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(五)结果分析和评价
2.(1)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？
(2)它们会对果酒发酵产生影响吗？
(3)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。
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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。
3.(1)在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
(2)醋酸菌从何而来？
在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。
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(五)结果分析和评价
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。
(3)采用什么措施可以加快果醋的制作？
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。
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种
菌种来源
菌种代谢 类型
菌种细胞 类型
发酵原理 有氧条件下： 在无氧条件下： 氧气、糖源都充足时：
缺少糖源时：
发酵 条件 温度
时间
氧气
酵母菌
醋酸菌
主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
异养兼性厌氧型
异养需氧型
真核细胞
原核细胞
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
酶
空气中的野生型醋酸菌
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
18-30℃（28℃）
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
需要氧气
果酒和果醋比较
尝试制作传统发酵食品
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。
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到社会中去
查阅关于果酒和果酷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:
(1)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
(2)你能从中体会到技术与工程的区别和联系吗
从少量制作转向大规模生产时,会遇到许多新问题。
例如,少量制作果醋时,不需要专门的搅拌装置,而大规模生产果醋时,由于发酵罐容积很大,就需要安装搅拌器,以保障醋酸菌对02的需求。
可见在大规模生产发酵产品时,需要进行更为全面周详的考虑,如考虑原料的来源与选择、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。
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果酒和果醋改进装置及其分析
充气口
出料口
在醋酸发酵时连接充气泵进行充气
用来取样
排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效地阻止空气中的微生物的进入，避免感染
排气口
装置使用：
①酒精发酵时，充气口关闭；排气口排除二氧化碳。
②醋酸发酵时，充气口连接气泵，输入氧气。
P8 练习与应用3
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
改装：
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
与排气管相连的长而弯曲的胶管：
可有效地阻止空气中的微生物的进入
随堂练习
1.(2022·河南许昌高二期中)图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是（ ）
A.用甲装置制作果酒时，加入酵母
菌后，一直关紧阀a，适时打开
阀b几秒钟
B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开
C.图乙中过程②只能发生在缺氧条件下
D.过程③和④都需要氧气的参与
制作果醋所需的微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，所以阀a要始终打开
B
练习与应用
一、概念检测
1.油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。
（1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（ ）
（2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ）
（3）微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（ ）
×
×
√
2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（ ）
A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
D
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