1.1传统发酵技术的应用(共40张PPT1个视频)-高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3

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1.1传统发酵技术的应用(共40张PPT1个视频)-高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3

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(共40张PPT)
第一章 第1节
传统发酵技术的应用
科技探索之路
阅读教材本章“科技探索之路”中的从传统发酵技术到发酵工程”,了解发酵技术的发展历程:
究竟什么是发酵呢
过渡
我国战国时期盛酒的铜器和其中的酒
巴斯德正在做实验
第一批青霉素发酵罐
利用微生物发酵生产干扰素的车间
目 录
传统发酵技术的应用
1
发酵与传统发酵技术
2
尝试制作传统发酵食品

发酵与传统发酵技术
资料1:
1.发酵
1.发酵
夏禹时期,已有了关于杜康造秫酒的传说。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。
资料2:
1.发酵
1.发酵
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。
资料3:
1.发酵
1.发酵
研究人员用显微镜观察酒曲,发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。
酒曲是什么
以大麦、小麦、豌豆等为原料,经过粉碎,加水混捏, 让自然界各种微生物在上面生长而制成。
酒曲是什么
酿酒加酒曲的目的是什么
酒中除了酒精还有其他物质吗
酿酒加酒曲的目的是什么
酒曲里富含各种微生物和发酵菌,酒曲与粮食混合后,这些微生物会产生淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等,能使粮食里的淀粉、蛋白质转化成糖类、氨基酸等,在酶类物质的继续作用下,进而分解成乙醇(酒精)等。
资料3:
1.发酵
1.发酵
研究人员用显微镜观察酒曲,发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。
酒中除了酒精还有其他物质吗
根据资料,阅读教材第4页二、三段,试总结出发酵的概念、原理及类型。
任务一
还有乙酸乙酯和其他几百甚至上千种香味物质。
1.发酵
1.发酵
(1)概念:
(2)原理:
(3)类型:
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。
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力
需氧发酵
厌氧发酵
如:醋酸发酵、谷氨酸发酵
如:酒精发酵、乳酸发酵
因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物,如腐乳的制作
过渡
腐乳是我国古代劳动人民创造的一种大豆发酵食品,早在公元5世纪就有关于腐乳生产工艺的记载。其口感细腻、味道鲜美、易于消化吸收、耐保存的特性一直受到我们的喜爱。
制作腐乳
联系生活
制作腐乳方法步骤
制作腐乳
联系生活
利用干棕叶(或稻草)上的毛霉孢子,在15-18℃条件下,让豆腐上长出毛霉
加盐可以析出豆腐中的水,使豆腐变硬,盐也能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。
含水量70%左右为宜,含水量过高不易成形,过低不利于毛霉生长
卤汤是由酒(12%)及各种香辛料配置而成,抑制微生物的生长同时使腐乳有独特的香味。
制作腐乳利用了哪些微生物 这些微生物来自哪里 有何作用?
每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳的口感都不完全相同,有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗?
让豆腐长出毛霉
加盐腌制
加卤汤装瓶
密封腌制
制腐乳坯
任务二
资料1:
(1)菌种:
酵母,曲霉和毛霉等,主要是毛霉(真核)
①菌种来源:
空气中的毛霉
②代谢类型:
异养需氧型
③生殖方式:
孢子生殖
④分适宜温度:
15-18℃
(2)原理:
蛋白质 小分子的肽+氨基酸
蛋白酶
脂肪 甘油+脂肪酸
脂肪酶
制作腐乳
联系生活
酵母菌
曲霉
毛霉
1.发酵
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、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
(2)类型:
传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。(操作简单)
生产条件不易控制,容易受杂菌污染,生产效率较低,产物不单一等。
(4)主要食品:
酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉
(3)缺点:

尝试制作传统发酵食品
微生物 新陈代谢 异化类型 反应简式 发酵产品
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
异养厌氧型细菌
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量

乳制品的发酵、
泡菜的制作
异养兼性厌氧型真菌
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量

酿酒、制作馒头和面包等
异养好氧型细菌
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O


C2H5OH + O2
CH3COOH + H2O
可用于制作各种风味的醋
常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌
二、尝试制作传统发酵食品
二、尝试制作传统发酵食品
任务三
阅读教材第5~7页,完成以下表格:发酵使用的微生物及其常见的发酵产品
阅读P5-P7相关内容,思考泡菜的制作过程中涉及的主要微生物、生物种类、形态结构、代谢类型、菌种来源、繁殖方式、最适生长温度、发酵原理、注意事项等。
乳酸杆菌 酵母菌 醋酸菌
泡菜的制作
制作传统发酵食品
任务四
1. 菌种:
2. 发酵原理:
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量

泡菜的制作
制作传统发酵食品
植物体表面天然的乳酸菌
广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内
发酵期间,乳酸会不断积累,当它的质量百分比为0.4%-0.8%时,泡菜的口味、品质最佳;
适宜的温度;根据室内温度控制发酵时间,严格控制厌氧条件。18~20℃
泡菜制作过程中,还有一些酵母菌和大肠杆菌前期主要是有氧发酵消耗氧气,形成无氧环境,后期主要是乳酸发酵。
乳酸菌
视频:泡菜的制作
制作传统发酵食品
将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干后装入泡菜坛内;装至半坛时,加入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满;
泡菜的制作
制作传统发酵食品
杀菌、除氧
过高:乳酸发酵受抑制,泡菜风味差;
过低:杂菌易繁殖,导致泡菜变质。
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用;
3.制作泡菜的方法步骤
配制
盐水
蔬菜处理装坛
泡菜的制作
制作传统发酵食品

盐水
封坛
发酵
创造无氧环境
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过菜料,盖好坛盖;
向坛盖边缘的水槽中注满水,在发酵过程中注意向水槽中补充水;根据室内温度控制发酵时间;
3.制作泡菜的方法步骤
4.结果分析与评价
给泡菜坛内创造无氧环境
无氧条件
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?
为什么泡菜坛只能装八成满?
泡菜的制作
制作传统发酵食品
泡菜发酵初期,大肠杆菌、酵母菌等较为活跃,产生较多的CO2,防止发酵液溢出坛外;
防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂;
留有一定空间,方便拿取泡菜。
泡菜的制作
制作传统发酵食品
如何判断你腌制的泡菜是否成功?色泽如何?口味如何?
①泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定;
③根据亚硝酸盐的含量来评定;
④根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定。
②可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态;
一般来说,腌制成功的泡菜汤清亮,无浮膜,菜质脆嫩度适口,酸甜咸味适宜,具有一定的香气,咀嚼后无渣等。
4.结果分析与评价
泡菜的制作
制作传统发酵食品
5.进一步探究
为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不吃存放时间过长、变质的蔬菜?
①当这些蔬菜放置过久时发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。
②膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但当摄入的总量达到0.3~0.5g时,会引起中毒,当摄入总量达到3g时,会引起死亡。
(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。)
③亚硝酸盐本身并不致癌,亚硝酸盐会转化为亚硝胺
(致癌、致畸和致突变)作用。
结合教材第8页“拓展应用”第2题中的信息,分析泡菜在什么时间食用比较合适?
过度
2、某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”;
在用5%的食盐水制作泡菜时,他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果见右栏曲线图,请你帮他分析问题。
(1)据图分析,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?
(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”,造成这个结果最可能的原因是什么?
(3)加入“陈泡菜水”的目的是什么?
10天后食用比较好,因为此时的亚硝酸盐含量低。
可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌,可快速发酵产生乳酸。
教材课后习题·拓展应用
泡菜发酵过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵前期
发酵中期
发酵后期
变化曲线
少(O2抑制乳酸菌活动)

增加(硝酸盐还原菌的作用)
最多(乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累,抑制其他菌活动)
增多
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)
减少(乳酸积累,pH下降,抑制乳酸菌活动)
继续增多,
最后保持稳定
下降至保持相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
任务五
阅读P5-P7相关内容,思考果酒、果醋的制作过程中涉及的主要微生物、生物种类、形态结构、代谢类型、菌种来源、繁殖方式、最适生长温度、发酵原理、注意事项等。
在果酒发酵过程中,为什么每隔12h左右要将瓶盖拧松一次
参考教材第8页“拓展应用"第3题中的信息,你会选用什么样的装置制作果醋 为什么要选择这样的装置
1.果酒的制作
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
(1)菌种来源:
(2)原理:
水果表面的野生酵母菌
最适温度:酿酒酵母:28℃;野生酵母:18~30℃
在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖
在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵
C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量

C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+能量

(3)发酵条件:
温度:制作果酒时将温度控制在18~30℃进行发酵。
氧气:制作果酒时,酵母菌先在的情况下有氧条件大量繁殖;后在无氧条件下,进行酒精发酵。
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
醋酸菌
①菌种来源:
空气中的醋酸菌
②代谢类型:
异养需氧型
☆醋酸菌为原核生物。
(变酸的酒的表面形成的菌膜)
(3)发酵条件:
温度:将温度控制在30~35℃进行发酵。
氧气:需要在充足的氧气条件下
(2)原理:
①当氧气、糖源充足时:
②当缺少糖源时:
“糖制醋”
“酒变醋”

C2H5OH + O2
CH3COOH + H2O
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O

2.果醋的制作
(1)菌种:
带盖的瓶子
通用发酵装置
充气口
排气口
出料口
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
3.发酵装置
排气口连接胶管长而弯曲的作用是什么?
阻挡空气中杂菌进入,防止空气中杂菌污染。
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
4. 制作过程
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;
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;
②避免葡萄破损,减少被杂菌污染的机会
①酵母菌先有氧呼吸快速繁殖,再酒精发酵;
②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
①去除表面灰尘、污物防止野生菌种数量减少,影响发酵
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
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。
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
①排出气体
②防止杂菌污染
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。
①空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
果酒发酵
果醋发酵
4. 制作过程
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。
最明显的变化:发酵后10天后
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。

花青素
深红色
不会
醋酸菌
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
5.结果分析与评价:
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。
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。
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。
乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等,从而使果酒变质。
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
5.结果分析与评价:
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。
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。
制作果酒和果醋
制作传统发酵食品
5.结果分析与评价:
果酒制作与果醋制作的比较
酵母菌—醋酸菌—毛霉—乳酸菌
本节小结
尝试制作传统发酵食品:
发酵与传统发酵技术:
泡菜的制作
发酵
传统发酵技术的应用
传统发酵技术
发酵原理
探究实践
制作果酒和果醋
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( )
教材课后习题·概念检测
教材课后习题·概念检测
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
3、有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。A同学用的是带盖的塑料瓶;B同学用的是没有盖的塑料瓶,在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖;C同学则设计了如右图所示的发酵装置。结合果醋的制作原理,你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋?你还能继续改进这种装置吗?
C同学的装置更适合制作果醋。
防止空气中微生物的污染
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
便于取样检测
关闭
关闭
填充棉花或者安装其他过滤装置
教材课后习题·拓展应用

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