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(共27张PPT)
第1节 传统发酵技术的应用
本节聚焦:
什么是传统发酵技术？
制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？
怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？
第一章 发酵工程
离不开微生物发酵
你知道的发酵食品有哪些？
你会制作吗？
科技探索之路P2
从传统发酵技术到发酵工程
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。
人类能自动记录和控制发酵过程的全部参数，大批量合理生产发酵产物。
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
第一章 发酵工程
一任务一：什么是发酵？资料1：夏禹时期，已有了关于杜康造酒的传说。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2：1857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：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。讨论：1.酒曲是什么？2.酿酒加酒曲的目的是什么？发酵：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。
二
任务二：什么是传统发酵技术？
腐 乳
阅读P5，快速查找答案。
1.制作腐乳的原理？
2.制作腐乳利用了哪些微生物？
腐乳至今已有一千多年的历史，为我国特有的发酵制品之一。早在公元五世纪，北魏时期的古书上就有“干豆腐加盐成熟后为腐乳”之说。
制作腐乳的过程:
让豆腐上长出毛霉
加盐腌制
加卤汤 装瓶
密封腌制
二
1. 原理:
2. 微生物:
蛋白质
小分子肽 + 氨基酸
蛋白酶
主要是毛霉
豆腐发酵中的毛霉
电子显微镜下的毛霉
生物类型：
代谢类型：
腐 乳
任务二：什么是传统发酵技术？
真菌（真核生物）
异养需氧型
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。
①混合菌种（易污染）。
②固体发酵、半固体发酵。
③家庭式、作坊式制作。
【思考】
1.参与腐乳发酵的微生物来自哪里？
2.每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？
二
任务二：什么是传统发酵技术？
三
制作传统发酵食品——泡菜
阅读P5-6，快速查找答案。
1.制作泡菜的原理？
2.涉及的微生物？
三
1. 原理:
2. 微生物:
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
乳酸菌（常见乳酸杆菌、乳酸链球菌）
生物类型：
代谢类型：
电镜下的乳酸链球菌（球状）
电镜下的乳酸杆菌（杆状）
当质量分数为0.4%~0.8%时，
泡菜的口味、品质最佳。
细菌（原核生物）
制作传统发酵食品——泡菜
异养厌氧型
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；
5%-20%的盐水；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
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；
思考：1.盐浓度过高或过低会如何？2.盐水煮沸的目的？
3.冷却的目的？
思考：4.用水密封泡菜坛的目的是什么？
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。
泡菜制作过程
拓展应用,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，
因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。
盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物。
“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。
练习与应用 P8
四
制作传统发酵食品——果酒
文献记载，葡萄酒在东汉时期已有，而唐代诗人王翰在《凉州词》中写有“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”的诗句，更成了人们赞美果酒的千古绝唱。还有枣酒、桑葚酒、柑橘酒、梅子酒、石榴酒、桃酒及梨酒等果酒，以甜、酸、清、香的风味特色而为历代帝王将相、才子佳人及各兄弟民族所喜爱。
阅读P6-7，快速查找答案:
1.制作果酒的原理
2.涉及的微生物？
四
1. 原理：
2. 微生物：
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 能量
酶
酵母菌
生物类型：
代谢类型：
最适温度：
分布：
应用：
电子显微镜下的酵母菌
含糖高的水果和蔬菜
酿酒、制作馒头、面包等
单细胞真菌（真核生物）
异养兼性厌氧型
28℃
制作传统发酵食品——果酒
五
制作传统发酵食品——果醋
阅读P7，快速查找答案:
1.制作果醋的原理？
2.涉及的微生物？
果醋最早出 现在西方名 著《圣经》之《旧药金书》。三千年前的古罗马、古埃及已懂得制作果醋，作为美容秘方之一。在1000多年前传入中国。
①糖源、O2充足：
②缺少糖源：
1. 原理:
2. 微生物:
C6H12O6 + 2O2
2CH3COOH + 2CO2 + 2H2O + 能量
酶
醋酸菌
生物类型：
代谢类型：
最适温度：
将糖分解成乙酸
直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸
C2H5OH + O2
CH3COOH + H2O + 能量
酶
五
制作传统发酵食品——果醋
细菌（原核生物）
异养厌氧型
30-35℃
腐乳 泡菜 果酒 果醋
微生物
分类
代谢类型
反应原理
反应条件
酵母菌
醋酸菌
主要是毛霉
乳酸菌
酵母菌无氧呼吸产生酒精
醋酸菌有氧呼吸产生醋酸
毛霉产生蛋白酶和脂肪酶
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
真菌
真菌
细菌
细菌
异养
兼性厌氧型
异养
需氧型
异养
需氧型
异养
厌氧型
18～30 ℃，无氧
30～35℃，通入氧气
常温，
无氧条件
小结：
体积分数为70%的酒精消毒
要留有大约1/3的空间
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。
用清水冲洗1-2次，再去除枝梗
先清洗，再去梗：
避免葡萄破损，减少杂菌污染
①发酵初期提供有氧条件，利于酵母菌快速繁殖；
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
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
果酒果醋制作
探究·实践
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。
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。
会
花青素
深红色
不会
醋酸菌
10天左右
·
果酒果醋制作
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？
①制酒过程中，还会存有 等微生物 ；
乳酸菌、醋酸菌
②控制乳酸菌数量 ：
控制醋酸菌数量 ：
减少O2含量、调节发酵温度、pH
调节发酵的温度、pH等；
探究·实践
结果分析与评价
果酒果醋制作
3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？
4.醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
不会。发酵温度、pH不利于酵母菌生长
直接打开瓶盖，让空气中的醋酸菌在发酵液中大量繁殖。
探究·实践
结果分析与评价
果酒果醋制作
在工业上 , 人工接种醋酸菌。
如何评价果酒的制作是否成功？
闻一闻，尝一尝有没有酒味
用重铬酸钾检测是否含有酒精
如何评价果醋的制作是否成功？
灰绿色
橙色
灰绿色
看一看有无菌膜的形成
闻一闻，尝一尝有没有醋味
检测比较醋酸发酵前后的pH值
探究·实践
结果分析与评价
果酒果醋制作
【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
C同学的
果酒果醋装置
长而弯曲：防止空气中杂菌污染
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
定时打开并接入气泵
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，防止充入的气体携带外来杂菌污染
在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缺乏标准等，往往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。P8传统发酵食品的制作的局限性？如何解决？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的和联系吗？
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。
【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。（ ）
√
×
×
练习与应用 P8
2. 传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列叙述错误的是(　　)
腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
D
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