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(共33张PPT)
1.1 传统发酵技术的应用
从社会中来
（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，它们的制作方法有什么不同？
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。
葡萄酒经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，葡萄醋经醋酸菌有氧呼吸产生了乙酸（醋酸），因此口感不同。
究竟什么是发酵呢？
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵
①概念：
②原理： ，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
③类型：
不同的微生物具有产生不同代谢物的能力
需氧发酵
厌氧发酵
醋酸发酵（醋）
酒精发酵、乳酸发酵（泡菜、酸奶）
对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行。
必修1P94中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”，是狭义的发酵概念。
氧气需求
人们利用微生物，在适宜的条件下，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。
发酵的实质就是微生物在有氧或无氧条件下的细胞呼吸，是一个物质氧化分解的过程。
一、发酵与传统发酵技术
④实例：腐乳
a.参与的微生物：
b.发酵的原理：
1.发酵
酵母、曲霉、毛霉等，
空气中的毛霉是一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型
豆腐发酵中的毛霉
电子显微镜下的毛霉
味道鲜美，易于消化吸收，又便于保存。
蛋白质 小分子的肽+氨基酸
蛋白酶
其中起主要作用的是毛霉
腐乳中的毛霉来自哪里？
一、发酵与传统发酵技术
2.传统发酵技术
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：
③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
泡菜
白酒
腐乳
豆豉
酱
酱油
②特点：
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。
思考：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。
例如：直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术，
若直接接种毛霉，则不属于。
思考：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？
3.传统发酵技术的优点：
4.传统发酵技术的缺点：
生产条件不易控制，产品易受杂菌污染，生产效率较低等。
制作简单且成本低
天然菌种品质各异，而且纯度不高
（一）制作泡菜
韩国泡菜相传是从我国传入的，堪称韩国“第一菜”。
二、尝试制作传统发酵食品
1、菌种：
①代谢类型：
②菌种分布：
③应用：
④种类：
2、发酵原理：
乳酸菌
利用植物体表面天然的乳酸菌
异养厌氧型
（原核生物）
乳酸链球菌（球状）
乳酸杆菌（杆状）
乳酸链球菌、乳酸杆菌
二分裂
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
发酵期间，乳酸会 ，当它的质量百分比为 时，泡菜的口味、品质最佳。
不断积累
0.4%-0.8%
（一）制作泡菜
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内
乳制品的发酵、泡菜的制作等
a.各种蔬菜（选新鲜蔬菜或其他原料，因为亚硝酸盐的含量低）均可，一般用白菜、洋白菜、黄瓜、胡萝卜、白萝卜等。
b.调味品：如花椒、八角、生姜、蒜瓣及其他香辛料，白酒、白砂糖和盐。
c.泡菜坛或其他密封性良好的罐子。
（一）制作泡菜
3、材料用具：
向坛盖边缘的水槽中注满水，并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。
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，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。
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。
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
配制
盐水
蔬菜处理装坛
加盐水
封坛
发酵
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。
杀菌、除氧
创造无氧环境
①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；
②防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；
③留有一定空间，方便拿取泡菜。
4、方法步骤
温度：
时间：
氧气：
18～20℃
10~15天
无氧条件
泡菜好吃，但不宜多吃，为什么？
装
压
封
4、方法步骤
标准显色液
检测原理——比色法
亚硝酸盐为白色粉末，有咸味，可作食品添加剂。
在泡菜的腌制过程中会有亚硝酸盐的产生。亚硝酸盐含量较低时，不会危害健康。当人体食入0.3-0.5克的亚硝酸盐即可引起中毒，3克导致死亡。
在酸性条件下，亚硝酸盐与特定化学物质反应，出现玫红色。待检液进行反应后与标准显色液进行比较，可估算其含量。
亚硝酸盐 亚硝胺（强致癌物）
腌制方法、时间长短、温度高低、食盐用量等都会影响亚硝酸盐的含量。
5、亚硝酸盐含量的测定
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。
膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。
适宜的pH、温度和一定的微生物作用
氧化
维生素C、E和酚类物质
硝酸盐
亚硝酸盐
还原
细菌等微生物
(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)
亚硝胺
5、亚硝酸盐含量的测定
2.某同学在制作泡菜前，査阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；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，结果见右栏曲线图。请你帮他分析相关问题。
（1）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？
（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？
应在发酵13天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。
可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致杀死了乳酸菌等微生物，泡菜未能正常发酵。
“陈泡菜水”中含有乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。可快速发酵产生乳酸。
练习与应用 P8
二、拓展应用
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制） 少 增加（硝酸盐还原菌的作用）
发酵中期 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）
发酵后期 减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动） 继续增多， pH继续下降 下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
曲线模型
泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析
你腌制的泡菜成功吗？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；
通过在显微镜下观察乳酸菌的形态和数目；
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
一般来说，腌制成功的泡菜汤清亮，无浮沫，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。
失败
成功
（一）制作泡菜
1.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。
2.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？
牛奶发酵为酸奶主要依靠 的发酵作用，
乳酸菌
而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。
到生活中去
从社会中来
（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？
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。
葡萄酒经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，葡萄醋经醋酸菌有氧呼吸产生了乙酸（醋酸），因此口感不同。
1. 制作果酒应用的微生物：
酵母菌（单细胞真核）
（1）生殖方式： 无性生殖(出芽生殖、分离生殖、孢子生殖)，但多以出芽方式进行。
（2）分布： 含糖量较高的水果，蔬菜表面。
（4）代谢类型：异养兼性厌氧型
（二）制作果酒和果醋
2.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
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
在无氧条件下
酶
酵母菌能进行酒精发酵
酶
（3）酿酒酵母的最适生长温度约为28°C。
2. 制作果醋应用的微生物：
醋酸菌（细菌）
（1）代谢类型：异养需氧型
（2）多数醋酸菌最适生长温度：30～35℃
（3）原理：
①当氧气、糖源充足时，能将糖分解成乙酸
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O + 能量
酶
②当缺少糖源时，能直接将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
酶
C2H5OH ＋O2
CH3COOH （乙酸）＋ H2O + 能量
（二）制作果酒和果醋
糖制醋
酒变醋
2. 制作果醋应用的微生物：
醋酸菌（细菌）
（二）制作果酒和果醋
（4）应用：醋酸菌可用于制作各种风味的醋。
（二）制作果酒和果醋
3. 制作原理
（1）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。
（2）酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，能进行酒精发酵。
（3）在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用可以进一步发酵为果醋。
4. 材料用具：
新鲜水果，洗洁精，体积分数为70%的酒精，发酵瓶，纱布和榨汁机等。
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监测。
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖。
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。
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。
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
先清洗，再去梗：
避免葡萄破损，减少杂菌污染
①有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；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。
无需多次。防止菌种减少，影响发酵
排出气体
防止杂菌污染
空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖
5.方法步骤
器具消毒
冲洗葡萄
榨汁装瓶
果酒发酵
果醋发酵
（二）制作果酒和果醋
怎样判断果酒、果醋的制作是否成功呢？
果酒：
果醋：
a.闻一闻，尝一尝是否有酒味
b.品尝
c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测
（橙色→灰绿色）
a.闻一闻，尝一尝有没有醋味
b.使用pH试纸检测和比较发酵前后的pH值
c.观察醋酸菌膜是否形成
(1)在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有那些变化？
发酵 酒精发酵 醋酸发酵
气味和味道 酒味 酸味（嗅味和品尝）
气泡和泡沫 有气泡和泡沫 无气泡和泡沫
发酵液颜色 颜色加深变成深红色（紫色葡萄皮的花青素 进入发酵液） 混浊，液面形成白色菌膜
6.结果分析与评价（p7）
（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。
结果分析与评价（p7）
（4）在制作果醋的过程中，醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快
果醋的制作？
打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌种因不适应环境条件而不能繁殖。
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，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
（3）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
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，很难继续发酵。
6.结果分析与评价（p7）
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，
防止空气中微生物的污染
打开
打开
便于取样检查和放出发酵液
关闭
关闭
7.拓展：果酒和果醋发酵的装置
二、尝试制作传统发酵食品
防止空气中杂菌污染。
排气口胶管长而弯曲的作用？
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同学用了没有盖的塑料瓶，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？
A同学装置不能透气；B同学装置透气性差。
C同学装置更适合。
练习与应用 P8
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。
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。
（三）传统发酵食品制作过程中存在的问题和解决方法
泡菜、果酒制作与果醋制作的比较
项目 泡菜 果酒制作 果醋制作
发酵菌种 乳酸菌 酵母菌 醋酸菌
菌种来源 植物体表面天然的乳酸菌 传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种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或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌
发酵原理 ① 在有氧条件下： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量 ② 在无氧条件下 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 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
发酵条件 温度 18～20℃ 一般控制在18～30℃ 30～35℃
时间 10d左右 10～12d 7～8d
氧气 不需要氧气 初期需氧，后期不需氧 始终需要氧
酶
酶
酶
酶
在无氧的情况下酸
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
课堂小结
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乙酸
D
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