资源简介

(共28张PPT)
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。
1897年
用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。
1957年
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。
20世纪80年代以后
巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的，从而将酵母菌与发酵联系起来。
1857年
利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。
20世纪40年代
基因工程、细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。
20世纪70年代以后
1900
1940
1960
1850
1980
1970
约9000年前
我们祖先就会利用微生物
将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。
科技探索之路：从传统发酵技术到发酵工程
战国
中山酒
夏禹时期，已有了关于杜康造秫（shú）酒的传说。
汉代砖刻上的酿酒图
黑塔往酒糟（米麦高粱等酿酒剩余的残渣）里加水，经21天后变成了醋
酒糟是怎样产生醋的呢？
第1章 发酵工程
2019人教版 选择性必修三《生物技术与工程》
第1节 传统发酵技术的应用
教学目标/teaching objectives说出发酵与传统发酵技术，泡菜、果酒和果醋制作的原理。（生命观念）0102尝试完成泡菜、果酒和果醋的制作。（科学思维、科学探究）03关注食品安全，倡导健康的生活方式。（社会责任）发酵工程目录/CONTENTS02尝试制作传统发酵食品01发酵与传统发酵技术发酵工程目录/CONTENTS02尝试制作传统发酵食品01发酵与传统发酵技术发酵工程发酵与传统发酵技术01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，加酒曲发酵而成的。酒曲含有酵母菌、乳酸菌、醋酸菌、毛霉、根霉、曲霉等几十种微生物。谷物为什么要加微生物？发酵？发酵与传统发酵技术01指人们利用微生物，在适宜条件下，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）类型：（1）概念：需氧发酵（）厌氧发酵（）醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精、乳酸发酵不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，利用它们可以生产出人们所需要的多种产物。A.发酵发酵与传统发酵技术01观看视频，结合p5中间有关于腐乳的制作过程，回答以下问题。问1.制作原理是什么？蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶问2.制作腐乳利用了哪些微生物？这些微生物来自哪里？毛霉（起主要作用）、酵母和曲霉等原材料中的天然存在的微生物发酵与传统发酵技术01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。（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B.传统发酵技术基础检测【思考辨析】2.传统发酵食品是以单一菌种的固体发酵和半固体发酵为主吗？发酵工程1.使用买的袋装酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？不属于；使用前一次发酵保存下来的面团进行的算。混合菌种目录/CONTENTS02尝试制作传统发酵食品01发酵与传统发酵技术发酵工程尝试制作传统发酵食品02A.泡菜乳酸链球菌（球状）乳酸杆菌（杆状）1.微生物——分布：广泛分布于空气、土壤、植物体表面、人或动物的肠道内；应用：2.发酵原理：无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。代谢类型：乳酸菌厌氧型乳制品的发酵、泡菜的腌制等。C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶尝试制作传统发酵食品02A.泡菜3.方法步骤选择原料洗涤，切分成条状或块状晾晒配制盐水泡菜盐水装坛水封发酵八成满称取食盐尝试制作传统发酵食品02A.泡菜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？给泡菜坛内创造无氧环境；说明泡菜制作需要无氧条件。泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。(2)为什么泡菜坛只能装八成满？材料一：泡菜的乳酸发酵一般可分为微酸、酸化和过酸三个阶段。泡制初期，乳酸菌与其它附生微生物共生，但在厌氧环境中乳酸菌占优势。—李幼筠(成都市调味品研究所.成都610017)尝试制作传统发酵食品02A.泡菜材料二：泡菜在制作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。如图是某同学测定的泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量。(3)从亚硝酸盐含量来看你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？11天后。亚硝酸盐的含量已经降到最低水平。4.结果分析与评价拓展补充：蔬菜要新鲜，放置时间长了亚硝酸盐的含量会上升。发酵液PH在3.5到3.8时，一般认为泡菜已经完全成熟尝试制作传统发酵食品02B.制作果酒酵母菌（酿酒酵母）1.微生物——2.发酵原理：酵母菌在无氧条件下将糖分解成酒精。（有氧呼吸，大量繁殖；无氧条件下，进行酒精发酵）分布：代谢类型：最适生长温度：酵母菌一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。兼性厌氧型18~30℃（酿酒酵母约28℃）C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶尝试制作传统发酵食品02B.制作果酒3.方法步骤:发酵设备消毒冲洗葡萄沥干榨汁酒精发酵挑选葡萄果酒闻气味，品尝。酸性条件下重铬酸钾由橙色变为灰绿色。酒精检测：尝试制作传统发酵食品02C.制作果醋醋酸菌1.微生物——2.发酵原理：菌种来源：代谢类型：醋酸菌在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸最适生长温度：醋酸菌空气中需氧型30~35℃C6H12O6+2O22CH3COOH+ 2CO2+2H2O+能量酶C2H5OH+O2CH3COOH（乙酸）+H2O+能量酶尝试制作传统发酵食品02B.制作果酒和果醋3.方法步骤:发酵设备消毒冲洗葡萄沥干榨汁酒精发酵挑选葡萄果酒醋酸发酵果醋醋酸检测：闻气味，品尝酸碱指示剂（ph试纸）打开瓶盖()，调整发酵温度()O230~35℃尝试制作传统发酵食品024.结果分析与评价①在制作果酒的过程中，发酵液有哪些变化？引起变化的原因是什么？在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2。B.制作果酒和果醋随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。尝试制作传统发酵食品024.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？B.制作果酒和果醋果酒中除了酵母菌，还有醋酸菌、乳酸菌等微生物。醋酸菌能把果汁中的糖分解成醋酸。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油等，使果酒变质。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，通过调节发酵温度、果酒的pH控制乳酸菌、醋酸菌的含量。名称酵母菌醋酸菌乳酸菌菌种来源代谢类型最适生长温度水果蔬菜表面空气中空气、土壤、植物体表面兼性厌氧型需氧型厌氧型18~30℃30~35℃O2温度、pH尝试制作传统发酵食品024.结果分析与评价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？B.制作果酒和果醋随着醋酸发酵的进行，发酵液的发酵温度、pH等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。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。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。果酒制作与果醋制作的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种 酵母菌 醋酸菌
菌种来源
发酵原理
发酵条件 温度
氧气
主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
空气中的野生型醋酸菌
酶
在无氧条件下
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
酶
① 氧气、糖源都充足时：
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量
② 缺少糖源时
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
一般控制在18～30℃
30～35℃
初期需氧，后期不需氧
始终需要氧
尝试制作传统发酵食品021.某同学设计如下果酒、果醋制作的发酵装置,请分析图中各结构的作用及使用方法。(1)该装置的使用方法使用该装置制作果酒时,应该__________;制作果醋时,应将充气口连接气泵,输入__________________。 (2)各部位的作用①充气口:连接充气泵充入__________________。 ②排气口:排出微生物代谢产生的CO2。排气管下端离发酵液有一段距离,外部要弯曲,并尽量保证管口向下,可以____________________________。③出料口:便于取样检测,及时监测发酵进行的情况。氧气(无菌空气)防止空气中微生物的进入　关闭充气口氧气(无菌空气)夏禹时期，已有了关于杜康造秫（shú）酒的传说。汉代砖刻上的酿酒图黑塔往酒糟（米麦高粱等酿酒剩余的残渣）里加水，经21天后变成了醋酒糟是怎样产生醋的呢？小结发酵工程

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