资源简介

(共30张PPT)
1.1传统发酵技术的应用
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目录
发酵与传统发酵技术
1
尝试制作传统发酵产品
2
科技探索之路——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
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
科技探索之路——从传统发酵技术到发酵工程
20世纪70年代
1957年
20世纪80年代
重组胰岛素生产
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
发酵工程进入定向育种的新阶段
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
我们身边有哪些发酵产品呢？
发酵
发酵工程
发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需的产物的过程。
指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。
发酵与传统发酵技术
汉代砖刻上的酿酒图
我国古代酿酒作坊的绘画作品
约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。酿酒技术给古代人民的生活也增添了丰富色彩。
酒仙---李白
发酵与传统发酵技术
酵母菌
巴斯德
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。
腐乳的制作
让豆腐上长出毛霉
加盐
腌制
加卤汤
装瓶
密封
腌制
环境中
蛋白质
脂肪
小肽
氨基酸
甘油
脂肪酸
+
+
酵母、曲霉和毛霉等多种微生物(毛霉起主要作用)
创造毛霉生长环境
防止杂菌污染，避免豆腐的腐败
由酒及各种香辛料置成，抑制微生物的生长同时增加风味和口感
制作腐乳利用了那些微生物？这些微生物来自哪里？
传统发酵技术
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、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵，制作食品的技术。
形式：家庭式或作坊式。
传统发酵技术
类型：传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。
泡菜
白酒
腐乳
豆豉
酱
酱油
①固体发酵：泡菜、腐乳等
②半固体发酵：豆豉、酱、酱油等
尝试制作传统发酵产品
制作果酒
制作果醋
酵母菌-真菌
醋酸菌-细菌
制作泡菜
乳酸菌-细菌
尝试制作传统发酵产品
乳酸发酵
乳酸菌
异养厌氧型
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）
酶
+能量
在无氧情况下，能将葡萄糖分解成乳酸
原理：
乳酸链球菌（球状）
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内
（原核生物）
乳制品的发酵、泡菜的制作等
① 代谢类型：
②菌种分布：
③ 应用：
乳酸杆菌（杆状）
探究·实践--制作泡菜
原理
乳酸菌在无氧条件下将糖分解成乳酸
C6H12O6 →2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
利用植物体表面天然的乳酸菌进行发酵
材料
食盐
清水
新鲜蔬菜(萝卜、黄瓜、白菜、豇豆等)
蒜瓣
生姜
其他香辛料(花椒等)
白酒
泡菜坛
辣椒
探究·实践--制作泡菜
步骤
称取食盐
清洗蔬菜
配置盐水
清洗、修整、切条、晾干
泡菜盐水
香辛料
发酵
成品
盐的作用
盐浓度过低
盐浓度过高
煮沸目的
冷却的目的
调味，抑制微生物生长
杂菌大量繁殖
口味不佳
防止影响乳酸菌的生命活动
Tips1
向坛盖边沿的水槽中注满水，发酵过程中经常补充！
Tips2
装坛后可以加一些原来已经腌制好的泡菜汁更好----相当于接种发酵微生物，可缩短腌制时间。
Tips3
5%-20%
杀灭微生物；去除水中的溶解氧
探究·实践--制作泡菜
步骤
称取食盐
清洗蔬菜
配置盐水
清洗、修整、切条、晾干
泡菜盐水
香辛料
发酵
成品
在泡菜发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
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；
同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。
讨论1：为什么泡菜坛只能装八分满？
探究·实践--制作泡菜
讨论3：为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？
形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。
水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。
讨论2：用水封闭泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需什么条件？
探究·实践--制作泡菜
检测原理——颜色反应
原理：比色法
酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。
称量
榨汁
亚硝酸盐速测盒
试剂、比色卡
探究·实践--制作泡菜
发酵过程分析
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
曲线模型
少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制）
最多（（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动）
少
积累增多，pH下降
继续增多，最后保持稳定，pH继续下降。
增加（硝酸盐还原菌的作用）
达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
探究·实践--制作果酒和果醋
“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫目笑，古来征战几人回。”（王翰）
诗中提及的葡萄酒是古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？
探究·实践--制作果酒和果醋
酵母菌
异养兼性厌氧型
酿酒、制作馒头和面包
原理：
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
酶
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
酶
（单细胞真菌）
分布在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。
① 代谢类型：
③ 应用：
②最适生长温度：
18～30℃。
探究·实践--制作果酒和果醋
材料
洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
探究·实践--制作果酒和果醋
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
探究·实践--制作果酒和果醋
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？
①果酒：发酵液（会或不会） 出现气泡 ；
紫色葡萄皮的 进入发酵液,使葡萄酒呈 色。
会
花青素
深红
②果醋：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。
不会
醋酸菌
最明显的变化：发酵后第10天。
探究·实践--制作果酒和果醋
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？
还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。
可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。
探究·实践--制作果酒和果醋
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？
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，不会继续发酵。
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。
在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。或者买一瓶醋，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（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种亦可。
探究·实践--制作果酒和果醋
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
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
装置改进
传统发酵食品制作过程中存在的问题和解决方法
1. 存在的问题：传统发酵食品的制作过程中，利用的是天然存在的菌种。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。
2. 解决方法：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。
课堂小结
随堂检测
1.下列有关果醋制作原理的说法，正确的是( )A.制作果醋使用的微生物是醋酸菌，其属于真核生物B.当糖源不足时，果醋制作的原理是醋酸菌将乙醇转变成CO2和乙酸C.当氧气和糖源充足时，果醋制作的原理是醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成乙酸D.在果醋制作过程中，温度、氧气等都会影响果醋的质量，而pH不会，故不需要严格控制pH
答案：C解析：醋酸菌是细菌，属于原核生物，A错误；当糖源不足时，果醋制作的原理是醋酸菌先将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，B错误；当氧气和糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成乙酸，C正确；果醋制作过程中，温度、氧气、pH等都会影响果醋的质量，都需要严格控制，D错误。
随堂检测
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
答案：D
解析：A、在无氧条件下，乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸，腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵，A正确； B、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶、脂肪酶，B正确； C、酵母菌在无氧条件下，可通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精，C正确； D、制作果醋利用了醋酸菌在有氧条件下产生醋酸，D错误 。

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