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(共29张PPT)
人教版（2019）选择性必修三
传统发酵技术的应用
第1章 发酵工程
　　
科技探索之路：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、水果等发酵为含酒精的饮料和其他食品。但人们并不明白其中的原理。
巴斯德将酵母菌与发酵联系起来
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演变
利用发酵工程大规模生产青霉素成为研究的主攻方向。抗生素发酵工业兴起
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1857年
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1897年
201X
20世纪40年代
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约9000年前
科技探索之路：从传统发酵技术到发酵工程
用微生物生产谷氨酸获得成功。酶制剂、多糖、维生素等发酵工业相继兴起
201X
1957年
201X
201X
基因工程、细胞工程等的发展，使发酵工程进入了定向育种的新阶段。运用基因工程获得具有特殊生产能力的微生物
1970年
20世纪80年代
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
1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品
2.概述腐乳、泡菜、酸奶、果酒果醋发酵的原理
3.尝试制作酸奶、泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足
学习目标
　　
问题探讨
“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？
目录
01
发酵与传统发酵技术
02
尝试制作传统发酵食品
泡菜的制作
果酒、果醋的制作
　　
发酵与传统发酵技术
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，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。
“何以解忧，唯有杜康”
汉代砖刻上的酿酒图
我国古代酿酒作坊的绘画作品
　　
发酵与传统发酵技术
1857 年，法国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。
巴斯德
酵母菌
发酵与传统发酵技术
1.发酵
（1）概念
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
（2）原理
不同的微生物具有产生不同代谢物的能力
发酵与传统发酵技术
（3）类型
（4）实质
酵母菌
醋酸杆菌
需氧发酵
厌氧发酵
：醋酸发酵、谷氨酸发酵
：酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵
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
发酵与传统发酵技术
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
固体发酵
半固体发酵
：泡菜、腐乳等
：豆豉、酱、酱油等
发酵与传统发酵技术
（3）传统发酵技术的优缺点
优点：制作简单且成本低
缺点：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
发酵与传统发酵技术
【实例】腐乳的制作
（1）菌种：酵母、曲霉、毛霉（主要）等
菌种来源：空气中的毛霉（真核生物）
代谢类型：异养需氧型
生殖方式：孢子生殖
适宜温度：15~18℃
（2）原理
毛霉
蛋白质 小分子的肽和氨基酸
蛋白酶
脂 肪 甘油和脂肪酸
脂肪酶
发酵与传统发酵技术
（3）腐乳制作的流程
利用干粽叶（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
② 让豆腐长出毛霉
③ 加盐腌制
① 制腐乳坯
发酵与传统发酵技术
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
③ 加盐腌制
卤汤是由酒（12%）及各种香辛料配制而成，抑制微生物的生长同时使腐乳有独特的香味
④ 加卤汤装瓶
⑤ 密封腌制
发酵与传统发酵技术
【讨论】
1.接种毛霉制作腐乳属于传统发酵技术吗
接种毛霉不属于，直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术。
例如：使用酵母菌制作馒头不属于传统发酵，使用前一次发酵保存下来的面团制作馒头的才算。
2.吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢 它对人体有害吗 它的作用是什么
“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的白色菌丝（直立菌丝和匍匐菌丝），它能使腐乳成形，对人体无害。
CO2 C6H12O6
（光能合成作用）
细胞的代谢类型
同化作用
（异己→自己）
自养型
异养型
无机物→有机物
有机物→有机物
光能自养型
化能自养型
植物叶肉细胞、蓝藻
硝化细菌、硫细菌、铁细菌
异化作用
（自己→异己）
主要指呼吸作用
需氧型
厌氧型
兼性厌氧型
醋酸菌、毛霉
乳酸菌
酵母菌
（化能合成作用）
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
如：“毛霉的代谢类型为异养需氧型”就是在描述其同化作用和异化作用
2HNO2+O2 2HNO3+能量
尝试制作传统发酵食品
1.制作泡菜
（1）菌种：乳酸菌
菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌
代谢类型：异养厌氧型
种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌
（2）发酵原理：在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸
（3）发酵条件：无氧、18～20℃
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
乳酸菌
尝试制作传统发酵食品
（4）制作过程
① 配制盐水
用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用
将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆等）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，放入蒜继续装至八成满
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
② 蔬菜处理装坛
尝试制作传统发酵食品
③ 加盐水
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖
向坛盖边沿的水槽中注满水，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
④ 封坛发酵
创造无氧环境
尝试制作传统发酵食品
（5）结果分析与评价
① 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？
使坛内与坛外空气隔绝，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。
② 为什么泡菜坛只能装八成满？
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
尝试制作传统发酵食品
亚硝酸盐的检测
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。
检测过程
（1）称量
（2）榨汁
尝试制作传统发酵食品
（3）亚硝酸盐速测盒
（4）试剂、比色卡
泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
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（乳酸菌比其他杂菌更耐酸，乳酸积累，抑制其他菌活动） 积累增多，pH下降 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）
发酵后期 减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动） 减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动） 下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
曲线模型
课堂小结
腐乳 泡菜
微生物 主要是毛霉 乳酸菌
分类 真菌 细菌
代谢类型 异养需氧型 异养厌氧型
反应原理 毛霉产生蛋白酶和脂肪酶 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
反应条件 15～18 ℃、有氧条件 常温、无氧条件
随堂练习
1.不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，利用它们可以生产出人们所需要的多种产物。下列有关传统发酵技术的描述，错误的是( )
A.传统发酵技术利用了微生物在有氧或无氧条件下的物质分解
B.传统发酵技术中利用的毛霉和酵母菌都是真核生物
C.传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
D.果酒、果醋、泡菜、酱油等都是传统发酵技术的产物
解析：发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。传统发酵的本质是微生物在有氧或无氧条件下将大分子有机物分解为小分子物质的过程，A正确;毛霉和酵母菌都是真核生物，B正确;传统发酵技术的目的是获得人们所需的发酵产品，而不是获得更多的微生物，C错误；果酒果醋、泡菜、酱油等都是传统发酵技术的产物，D正确。
C
随堂练习
2.豆豉是一种古老的传统发酵豆制品，制作流程图如下。下列相关叙述正确的是( )
注：后期发酵在室外日晒，每天搅拌两次。
A.传统方法制作豆豉，以混合菌种的液体发酵为主
B.前期发酵利用的是自然界的微生物，此时微生物会大量繁殖
C.调味过程中加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料只是调节口味
D.装坛后日晒可为微生物提供能量，搅拌可为微生物提供氧气
解析：A、传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，A错误；B、发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程；前期发酵利用的是自然界的微生物，此时微生物会大量繁殖，B正确；C、调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长，C错误；D、该发酵过程中的微生物不能利用光能，D错误。
B
随堂练习
3.关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是( )
A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D.控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
解析：A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水，A错误；B、制作酸奶时，将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中，倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3，再将牛奶加热至90℃，保温5min，或将牛奶置于80℃恒温水浴箱中15min。如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用，不需要灭菌，B错误；C、发酵时菜料装至八成满，然后加盐水，以利于乳酸菌的无氧呼吸，C错误；D、制作酸奶或泡菜时，控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。
D
感谢各位的聆听
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