资源简介

(共54张PPT)
目录 /CONTENTS
01
发酵工程
02
细胞工程
03
基因工程
04
生物技术的安全性与伦理问题
舌尖上的微生物
我国古代酿酒作坊的绘画作品
汉代砖刻上的酿酒图
我国战国时期盛酒的铜器和其中的酒
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。后来,人们通过自然发酵和曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等发酵食品。
约9000年前
20世纪70年代以后
1857年
1897年
20世纪80年代
1957年
20世纪
40年代
巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐步了解发酵的本质。
微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向工业化生产方向发展。
在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。实现青霉素生产产业化。
通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。
基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。
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，以更加合理地控制发酵过程。
从传统发酵技术到发酵工程
科技探索之路
固体发酵→半固体发酵、液体发酵
厌氧发酵→深层通气液体发酵
目录：
发酵与传统发酵技术
1
尝试制作传统发酵食品
2
一、制作泡菜
二、制作果酒和果醋
第1节 传统发酵技术的应用
【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？
葡萄酒和葡萄醋都是有葡萄发酵而来的，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了乙酸，因此两者口感不同。
资料一：夏禹时期,已有了关于杜康造林酒的传说。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。
资料二：1857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。
资料三：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。
1.酒曲是什么
2.酿酒加酒曲的目的是什么
资料分析
提示　酒曲是用来酿酒的一种原料，又称块曲或砖曲，以大麦、小麦、豌豆等为原料，经过粉碎，加水混捏，压成曲醅，形似砖块，大小不等，让自然界各种微生物在上面生长而制成。
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。
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，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
需氧发酵
厌氧发酵
如：醋酸发酵、谷氨酸发酵等
如：酒精发酵、乳酸发酵等
不同的微生物代谢途径有差异；
同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异。
一、发酵与传统发酵技术
（4）应用：
酿酒、酒精制造、发馒头、面包制作、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。
千百年来，腐乳因味道鲜美，易于消化吸收，一直受到人们的喜爱。
我国各地气候不同，人民生活习惯不同，生产配料不同及制成的形状不一，腐乳品种多样。如红豆腐乳、糟腐乳、醉方、玫瑰红腐乳、辣腐乳、臭腐乳、麻辣腐乳等。品种虽多，但酿造原理相同。
红方
青方
白方
2.腐乳的制作
优点
味道鲜美，易于消化吸收，便于保存
①原料：豆腐。
②参与的微生物
多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
③腐乳制作的原理
腐乳味道鲜美，易于消化的原因是：毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
蛋白质
小分子肽+氨基酸
蛋白酶
脂肪 甘油 + 脂肪酸
脂肪酶
腐乳酿造微生物——毛霉（真菌）
结构：
代谢类型：
生殖方式：
丝状真菌，无隔菌丝
无性生殖(孢囊孢子)；
有性生殖(接合孢子)
异养需氧型
适宜生存温度：
15-18℃
主要分布：
土壤，水果，蔬菜，谷物等
孢子生殖
匍匐菌丝
直立菌丝
豆腐上的白毛
让豆腐上长出毛霉
加盐腌制
加卤汤装瓶
密封腌制
制腐乳坯
④腐乳制作的流程
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。
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
方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点。
目的：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。
过高：影响风味
过低：易腐败
卤汤是由酒（12%）及各种香辛料配置而成。
酒：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；
香辛料：调味，防腐杀菌；
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
3.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
优点：操作简单、便于家庭式或作坊式生产,传承饮食文化。
缺点：生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低，产物不单一等。
(3)发酵产品：
利用传统发酵技术制作的食品还有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
(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。
1.使用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才算。
2.直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术吗？
属于，若直接接种毛霉，则不属于。
3.豆瓣酱的制作过程，回答以下问题：
煮黄豆 → 冷却后在黄豆表面抹上一层面粉 → 发酵 → 加盐、加水 →在烈日下暴晒、搅动，进一步发酵。
(1)参与豆瓣酱发酵的微生物来自 。
(2)每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱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？
空气
发酵的生产条件不易控制，且容易受杂菌污染。
思考：
阅读P5-P7相关内容，思考泡菜、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。
乳酸杆菌 酵母菌 醋酸菌
二、尝试制作传统发酵食品
（一）制作泡菜
1.制作泡菜的微生物
原核生物
（2） 生产运用：
用于乳制品的发酵、泡菜的腌制。
(3)分布:
（4）常见类型：
广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内
乳酸链球菌
和乳酸杆菌
乳酸链球菌
乳酸杆菌
——乳酸菌
二、
尝试制作传统发酵食品
生物类型：
(1)乳酸菌
异养厌氧型
代谢类型：
二分裂
生殖方式：
二、尝试制作传统发酵食品
（5） 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
酶
（6）发酵条件：
适宜的 ；根据室内温度控制发酵时间，
严格控制 条件。
温度
厌氧
（一）制作泡菜
1.制作泡菜的微生物
——乳酸菌
二、
二、尝试制作传统发酵食品
①、实验原理
制作传统泡菜是利用植物体表天然的乳酸菌来进行发酵的。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。
②、材料用具
食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密闭性良好的罐子等。
泡菜坛的选择：
1. 以火候老、釉质好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的为佳。
2. 将坛口向上压入水中，无渗水现象的为佳。
3. 用手击坛，听其声，钢音的质量则好，空响、砂响、音破的质次。
2、制作泡菜
配制盐水
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；
原料处理、蔬菜装坛
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；
加盐水
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖
封坛发酵
向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；
③、制作流程
成品
④.实验分析与思考
①盐的作用：
②盐水浓度要适宜的目的：
③盐水煮沸的目的：
④盐水冷却后使用的目的：
⑤泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的：
⑥用水密封泡菜坛的目的：
⑦以上说明泡菜制作需要什么条件？
调味，抑制其他微生物生长
过高，乳酸发酵将受抑制；
过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀菌，去除水中的溶解氧
为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动
给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件
给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件
说明泡菜制作需要在无氧条件下进行（即厌氧条件）
⑧泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？
⑨为什么泡菜坛只能装八分满？
不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌
①在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外；
②泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂；
③同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。
（防止由于产生CO2而导致发酵液溢出坛外；
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）
如何判断你腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？
泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定；
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无梅花浮膜，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。
根据亚硝酸盐的含量来评定；
根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定。
可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态；
⑤、结果分析和评价
1.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？
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。
泡菜的白膜——酵母菌
2.某同学将泡菜坛洗净，晾干后倒入少许白酒，并将白酒均匀涂抹在泡菜坛的内壁上，白酒有什么作用？
白酒可抑制杂菌的生长，防止泡菜变质；它也是一种调味剂，可增加醇香感。
“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，这相当于接种乳酸菌，可减少腌制时间。
3.某同学在制作泡菜时，向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”的目的是什么？
4.某同学在用质量百分比为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，结果如图所示。据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适，为什么？
发酵10天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。
0
4
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13
发酵时间/d
亚硝酸盐含量/(mg/kg)
温度过高、食盐用量不足、腌制时间过短，容易造成杂菌污染而变质，亚硝酸盐含量增加。
腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
5.某同学腌制的泡菜“咸而不酸”，请分析产生上述结果最可能的原因？
盐水浓度太高会抑制微生物的代谢。
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？
有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。
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。
亚硝酸盐(包括亚硝酸钾和亚硝酸钠)为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂。
自然界中，亚硝酸盐分布广泛。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康。但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒，达3g时会引起死亡。
我国食品卫生标准规定的亚硝酸盐含量标准：亚硝酸盐的残留量在肉制品中不得超过30mg/kg，酱腌菜中不得超过20mg/kg ，婴儿奶粉中不得超过2mg/kg。
进一步探究
资料：
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
注意 少(有O2，乳酸菌活动受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
最多(乳酸抑制其他菌活动)
积累、增多、pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
减少(乳酸继续积累，pH继续下降，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)
⑥、进一步探究
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，不是硝化细菌氧化铵形成的
发酵温度高；食盐用量过低；发酵时间短等，容易导致硝酸还原菌大量增殖，产生较多的亚硝酸盐。
【制作泡菜的注意事项】
(1)制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。
(2)用清水和食盐配制质量分数为5%～20%的盐水。食盐的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
(3)控制严格的厌氧条件的措施
①选择合适的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧发酵容器。
②盐水煮沸后冷却待用。
③装坛时压实，使盐水没过全部菜料。
④泡菜坛用水封口，发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。
(4)控制适宜的发酵温度：温度过高易导致杂菌滋生；温度过低不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长。
(5)控制发酵时间：一般在腌制10天后，亚硝酸盐含量明显下降。但泡菜发酵时间并不是越长越好，一方面发酵时间过长，可能会产生其他有害物质；另一方面，发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳。
舌尖上的中国——四川泡菜
(二）制作果酒和果醋
1.制作果酒的微生物
单细胞真菌
——酵母菌
真核生物
生物类型：
①酵母菌
异养兼性厌氧型
代谢类型：
适宜条件下出芽生殖
生殖方式：
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
酶
酶
C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量
C6H12O6 → 2C2H5OH+2 CO2+能量
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵
②发酵原理：
二、尝试制作传统发酵食品
⑤生产应用：
④发酵条件：
制作果酒时将温度控制在 进行发酵。
温度：
氧气：
制作果酒时，酵母菌先在 的情况下大量繁殖；
后在 下，进行酒精发酵。
氧气充足
无氧条件
18～30℃
最适生长温度约为28℃
可用于酿酒、制作馒头和面包等
酶
C6H12O6 → 2 C2H5OH+2 CO2+能量
1.制作果酒的微生物
——酵母菌
③菌种来源：
自然发酵的菌种主要是附着在新鲜水果（如葡萄）的果皮表面的野生酵母菌；工业发酵的菌种是人工接种的酵母菌。
二、尝试制作传统发酵食品
2.制作果醋的微生物
——醋酸菌
①醋酸菌
③发酵条件：
温度：
氧气：
将温度控制在 进行发酵。
30～35℃
需要在充足的氧气条件下
醋酸菌对 氧气 的含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间 中断通入氧气 ，也会引起醋酸菌的 死亡 。
原核生物
生物类型：
异养需氧型
代谢类型：
二分裂
生殖方式：
②菌种来源：
空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌
二、尝试制作传统发酵食品
④发酵原理：
a. 当氧气、糖源充足时：
b. 当氧气充足，缺少糖源时：
C6H12O6＋2O2 → 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O
酶
“糖制醋”
将乙醇转变成乙醛，再将乙醛变为乙酸
酶
C2H5OH ＋ O2
→ CH3COOH ＋ H2O
“酒变醋”
⑤生产应用：
可用于制作各种风味的醋
2.制作果醋的微生物
——醋酸菌
二、尝试制作传统发酵食品
果酒和果醋制作过程中的微生物特性
酵母菌(果酒) 醋酸菌(果醋)
生物类型
需氧情况
适宜温度
生殖类型
单细胞真菌
兼性厌氧型
18~30℃
出芽生殖
细菌(原核生物)
需氧型
30~35 ℃
分裂生殖
①制作原理
a.许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。
b.酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；
酵母菌在无氧条件下能进行酒精发酵。
酶
反应式：
C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量
C6H12O6 →2C2H5OH（酒精）+2 CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 →CH3COOH（醋酸）+H2O+能量
酶
c.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，再将乙醛变为醋酸。
C6H12O6 +2O2→2CH3COOH+ 2CO2+2H2O+能量
酶
“糖制醋”
“酒变醋”
3.制作果酒和果醋
b.洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
a.新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
②材料用具
③制作流程
器具消毒
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
冲洗葡萄
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
榨汁装瓶
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
酒精发酵
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.
①70%的酒精的作用：
②冲洗的目的：
③冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，
为什么？
④为什么先冲洗，再去梗？
⑤葡萄汁装入发酵瓶时，
为何要留有1/3的空间？
⑥每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：
⑦拧松但不打开的目的：
消毒
去除表面灰尘、污物
防止洗去葡萄皮表面的野生型酵母菌。
避免去梗时葡萄破损，增加被杂菌污染的机会
a.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出
b.酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；
不能，
排出CO2，防止发酵瓶暴裂
防止杂菌和O2进入发酵瓶
打开瓶盖，盖上纱布
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。
果醋检测
果酒检测
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
思考2：在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
不会。发酵温度、pH不利于酵母菌生长
注意：果醋发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
思考1：果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？
发酵后期在缺氧和偏酸性（CO2溶于发酵液）条件下，酵母菌可以生长繁殖，二绝大多数其他微生物的生命活动受到抑制。
1.如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？
A.闻味、品尝、
B.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测（橙色→灰绿色）
2.如何检测果醋的发酵情况？
A.闻味、品尝、
B.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；
④结果分析与评价
⑤实验分析与思考
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？
a.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了CO2；
b.开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显；
c.发酵过程产热，会使发酵液温度上升，应注意控温；
d.发酵过程中，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；
e.果醋发酵完成后，发酵液的液面上会出现一层菌膜，即醋酸菌膜；
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？
还有一些乳酸菌和醋酸菌；
乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质，而在有氧的情况下，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。
可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量；
3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？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；
a.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；
b.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；
c.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖
4.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？
下图为果酒、果醋的简易发酵装置，在果酒和果醋的发酵过程中，充气口、排气孔各有什么作用？应该如何控制？出料口的作用又是什么？排气口为什么做成长而弯曲的形状？如何对该装置做进一步改进？
排出CO2
防止空气中微生物的污染
便于取样检测
改进：可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
充气口
排气口
出料口
长而弯曲的胶管
制作果醋时连接充气泵，通入无菌空气（氧气）；
制作果酒时关闭充气口
4. 设计果酒果醋发酵装置
发酵瓶
小结1：果酒和果醋实验设计流程图
无氧
有氧
挑选葡萄
冲洗
榨汁
醋酸发酵
酒精发酵
果酒
果醋
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 在有氧条件下： 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
小结2：果酒制作与果醋制作的比较
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
28℃
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
需要氧气
果酒 果醋 腐乳 泡菜
微生物
原理
反应条件
检测方法
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
酵母菌的无氧呼吸产生酒精
18~30 ℃，无氧
重铬酸钾与其反应呈灰绿色
醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸
30~35℃，通入氧气
品尝、pH试纸检测
毛霉产生蛋白酶和脂肪酶等
15～18℃接种，酒精含量控制在12％左右
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
常温，无氧条件
pH检测，亚硝酸盐的检测方法
小结3：
小结4：
(1)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精
( )
(2)各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒 ( )
(3)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气( )
(4)只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵 ( )
(5)果酒发酵的温度一般控制在30～35 ℃，果醋发酵的温度一般控制在18～30 ℃( )
(6)在利用葡萄发酵生产果酒的后期，加入醋酸菌即可产生乙酸 ( )
【基础过关】
√
×
√
×
×
×
【典例】果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养和保健作用，受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:
（1）图中A过程指 ,B过程是指 ,去除葡萄的枝梗应在A过程 (填“之前”或“之后”)。
（2）图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是
。
（3）从装置图可以看出，加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/3，目的是
。
（4）制果醋时，要适时通过[ ] 进行充气，原因是
。
冲洗沥干
酒精发酵
之后
是否有以核膜为界的细胞核
让酵母菌在有氧条件下大量繁殖
①
充气口
醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与
设计果酒发酵与果醋发酵装置
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
便于取样检查和放出发酵液
关闭
关闭
思考：
1.为什么排气口胶管长而弯曲？
2.该装置还能继续改进吗？
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。
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和联系吗？
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样、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。
工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。
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。( )
√
×
×
练习与应用
一、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
D
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，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。
练习与应用
练习与应用
二、拓展应用
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？
练习与应用
练习与应用
C同学的装置更适合制作果醋。
装置图 结构 作用 酒精发酵 醋酸发酵
充气口
排气口
出料口
长而弯曲的胶管 关闭
定时打开，
并接入气泵
打开
打开
关闭
关闭
①制果酒时关闭充气口
②醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；
用来排出CO2气体 ;
防止空气中微生物的污染
便于取料，及时监测发酵进行的情况
巴斯德的鹅颈瓶实验

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