资源简介

实验01 制作传统发酵食品
2022年新课标 课标解读
一、生命观念
通过制作传统发酵食品，理解微生物代谢与食品发酵的关联，建立“生物代谢活动受环境因素调控”的观念，认同微生物与人类生活的密切关系。
二、科学思维
运用对比、归纳、推理等科学方法，分析不同发酵食品的微生物种类、代谢产物及环境条件差异，形成基于证据的逻辑分析能力。
三、科学探究
通过设计和实施传统发酵食品制作实验，掌握微生物发酵实验的操作流程，提升实验设计、变量控制与结果评价能力，理解实验中的无菌操作原则。
四、社会责任
结合实验原理，关注传统发酵技术的传承与创新，认识发酵食品的营养价值与安全隐患，形成合理饮食、科学利用微生物的责任意识。 1. 知识目标（课标依据：高中生物学课程标准“生物技术与工程”主题）
基础概念：掌握传统发酵食品的微生物类型（酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌等）、代谢产物及发酵条件（温度、氧气、pH等）。关键原理：理解酵母菌无氧呼吸产酒精、醋酸菌有氧呼吸产醋酸、乳酸菌无氧呼吸产乳酸、毛霉分泌酶分解有机物的核心发酵机制。
2. 能力目标（课标依据：科学探究能力水平3级）
操作技能：规范完成果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作流程，能控制发酵环境条件，掌握无菌操作、装坛密封等关键技能。
结果分析：能通过感官观察（气味、色泽、口感）和简单检测（酒精含量、pH）评价发酵效果，分析发酵失败的原因。
3. 价值目标（课标依据：社会责任与科学探究素养）
技术认知：认同传统发酵技术的科学内涵，理解生物技术在食品加工中的应用价值。
跨学科融合：关联化学（细胞呼吸、酶的作用）、生活常识（食品储存），实现知识的综合应用。
重点先知：
1.核心是“微生物与环境匹配”：不同发酵食品的关键微生物代谢类型不同，需精准控制氧气、温度等环境条件，如酵母菌发酵需无氧、18-25℃，醋酸菌发酵需有氧、30-35℃。
2.关键是“无菌与调控”：发酵前原料处理、器具消毒可减少杂菌污染；发酵过程中动态调控环境条件，是保证发酵成功、避免食品腐败的核心。
教材内容
一、核心概念与原理链接
1.三大传统发酵食品的核心机制
泡菜制作：乳酸菌（厌氧细菌）在无氧条件下进行乳酸发酵，将蔬菜中的糖类转化为乳酸（C H O →2C H O +能量），乳酸积累使泡菜具酸味，同时抑制杂菌生长。
果酒制作：酵母菌（兼性厌氧微生物）在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精（C H O →2C H OH+2CO +能量），有氧条件下仅进行有氧呼吸产CO 和水，不产酒精。
果醋制作：醋酸菌（好氧细菌）在有氧、充足糖源条件下，将葡萄糖直接转化为醋酸（C H O +2O →2CH COOH+2H O+能量）；无糖源时，将酒精转化为乙醛，再转化为醋酸（C H OH+O →CH COOH+H O+能量）。
2.发酵条件的调控逻辑
氧气：酵母菌（无氧）、乳酸菌（无氧）需密封发酵；醋酸菌（有氧）。
温度：微生物的酶活性受温度影响，需匹配最适温度，避免温度过高导致微生物死亡，过低导致发酵缓慢。
pH：乳酸菌发酵使泡菜pH下降，醋酸菌发酵使果醋pH下降，适宜的pH范围可促进目标微生物生长，抑制杂菌。
二、实验方法与教材技能链接
1.无菌处理方法
原料处理：水果（果酒/果醋）冲洗去污物，避免去皮（保留果皮上的野生酵母菌）；豆腐（腐乳）高温灭菌后冷却，杀死杂菌；蔬菜（泡菜）洗净沥干，减少表面杂菌。
器具消毒：发酵瓶、坛用洗洁精清洗后，沸水煮沸10-15分钟，或用75%酒精擦拭，晾干后使用，避免杂菌污染导致发酵失败（如果酒变酸、腐乳长霉）。
2.实验设计的基本原则
单一变量原则：探究发酵温度对果酒制作的影响时，需保证原料用量、发酵时间、氧气条件等无关变量一致，仅改变温度。
对照原则：可设置空白对照（如未接种酵母菌的果汁），或相互对照（不同温度组、不同菌种组），对比分析发酵效果。
平行重复原则：每组设置2-3个重复样本，减少偶然误差，提高实验结果的可靠性。
三、知识拓展与实际应用
1. 发酵食品的安全问题：泡菜发酵初期杂菌可能产生亚硝酸盐，发酵后期亚硝酸盐含量下降，需控制发酵时间（一般7-10天），避免食用亚硝酸盐超标的泡菜；腐乳制作中需控制盐、酒用量，盐可抑制杂菌，酒可防腐并提升风味，用量过高会抑制毛霉生长。
2. 传统技术与现代生物技术的融合：传统发酵依赖自然菌种，现代发酵可人工接种纯种微生物，提高发酵效率和食品安全性；果酒制作中可添加活性干酵母，替代野生酵母菌，缩短发酵周期。
【实验目的】 1. 掌握果酒、果醋、泡菜的传统制作流程，理解不同发酵食品的核心微生物及代谢原理。 2. 学会控制发酵过程中的温度、氧气、pH等环境条件，掌握无菌操作、密封培养等关键技能。 3. 能通过感官观察和简单检测评价发酵效果，分析发酵失败的原因（如杂菌污染、温度不适）。
4. 认识传统发酵技术的应用价值，关注发酵食品的营养价值与安全，培养科学利用微生物的意识。
【材料用具】 （一）原料 泡菜：新鲜白菜（或萝卜、黄瓜）500g、食盐、白糖、香辛料（辣椒、大蒜、生姜）。
果酒/果醋：新鲜葡萄（或苹果）500g、蔗糖（补充糖分）、活性干酵母（可选）； （二）器具 发酵瓶（带玻璃导管）、泡菜坛（密封性好）、纱布、小刀、烧杯、玻璃棒、天平、温度计、pH试纸、酒精检测仪（可选）。 （三）消毒用品 75%酒精、沸水、洗洁精。
【方法步骤】
一、泡菜制作（7-10天） 1.原料处理：白菜洗净，切成小块，放入沸水中焯烫30秒（杀灭表面杂菌，软化蔬菜），捞出后用冷水冷却，沥干水分。
2.盐水配制：按水:食盐=10:1的比例配制盐水，煮沸灭菌后冷却至室温，加入少量白糖（促进乳酸菌发酵）和香辛料。 3.装坛发酵：将白菜块装入泡菜坛，压实，倒入冷却的盐水，盐水需没过白菜（避免蔬菜暴露在空气中滋生杂菌），密封坛口（坛口加水形成水封，隔绝空气），置于20-25℃环境中发酵7-10天，期间定期观察，若坛口有气泡冒出，说明发酵正常，直至泡菜具酸味即可。
二、果酒制作（4-7天） 1.原料处理：新鲜葡萄用清水冲洗2-3次，去除污物和腐烂部分，沥干水分（避免残留水分稀释糖分），去除果梗（减少苦涩味）。 2.破碎与装瓶：将葡萄放入烧杯，用玻璃棒轻轻捣碎（保留果皮果肉，利于酵母菌附着），装入发酵瓶，体积不超过瓶容积的2/3（预留CO 释放空间，防止瓶内压力过大）。 3.接种与发酵：若用野生酵母菌，直接密封发酵瓶；若人工接种，加入少量温水活化的干酵母，轻轻摇匀。置于18-25℃环境中，密封培养，每天定时打开导管释放CO （避免密封过紧导致瓶子炸裂），发酵4-7天，直至葡萄皮浮起、汁液无甜味，闻有酒味。 三、果醋制作（2-3天，可承接果酒发酵） 1.菌种准备：取适量醋酸菌，用无菌水稀释后备用；或直接利用果酒发酵后期的菌种（果酒变酸过程中自然滋生醋酸菌）。 2.发酵条件调整：将果酒倒入发酵瓶，加入少量水稀释酒精浓度（酒精浓度过高抑制醋酸菌生长），打开发酵瓶导管，保持通气（可通入无菌空气，或每天开盖搅拌2次），控制温度30-35℃。 3.发酵观察：培养2-3天，直至汁液具酸味，用pH试纸检测pH降至3-4，发酵完成。
【实验结果】
1.泡菜：蔬菜色泽鲜亮，口感酸爽，无腐败味，pH约3.5-4.5，亚硝酸盐含量低于国家标准（≤20mg/kg）。 2.果酒：发酵液呈深红色（葡萄果皮色素溶解），气味清香，具明显酒味，酒精检测仪检测酒精含量约10%-12%，pH约4-5。 3.果醋：发酵液呈淡红色，气味酸香，无酒味，pH约3-4，口感酸爽。 4.异常结果：果酒出现酸味（杂菌污染，醋酸菌大量繁殖）；腐乳表面长绿色霉菌（杂菌污染，未做好无菌处理）；泡菜出现腐败味（密封不严，杂菌滋生）。
【实验结论】 1.不同传统发酵食品依赖特定微生物的代谢活动：酵母菌无氧呼吸可制作果酒，醋酸菌有氧呼吸可将果酒转化为果醋，乳酸菌无氧呼吸可制作泡菜。 2.环境条件调控是发酵成功的关键：温度、氧气、pH等条件需匹配目标微生物的代谢需求，同时无菌处理可减少杂菌污染，保障发酵效果。 3.传统发酵食品的风味形成与微生物代谢产物密切相关，如酒精、醋酸、乳酸及蛋白酶分解产物，共同构成食品的独特风味。
【注意事项】 1.泡菜制作： 泡菜坛需密封性好，坛口水封需保持有水，避免空气进入；发酵期间不可频繁开盖，防止杂菌污染；发酵时间不宜过短，确保亚硝酸盐含量降至安全水平。 2.果酒/果醋制作： 发酵瓶装液量不超过2/3，避免CO 导致瓶子炸裂；果酒发酵后期若需制作果醋，需及时通气并提高温度，否则醋酸菌无法生长。 3.通用注意事项： 所有器具需彻底消毒，原料处理需干净，避免杂菌污染；发酵过程中需定期观察，记录温度、气味、色泽变化，及时处理异常情况。
【实验讨论】 1.发酵条件的影响分析： 若果酒发酵温度过高（超过30℃），会导致酵母菌死亡，发酵失败，如何改进？（提示：置于恒温培养箱中，或用冷水浴调控温度）； 泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量先升高后降低，原因是什么？（提示：初期杂菌繁殖产生亚硝酸盐，后期乳酸菌发酵产生的乳酸抑制杂菌，亚硝酸盐被分解）。 2.杂菌污染的防控： 果酒变酸除了醋酸菌污染，还可能是其他杂菌（如乳酸菌）导致，如何通过检测区分？（提示：检测发酵液pH，醋酸菌发酵pH下降更明显，且无乳酸味）。 3.技术创新与应用： 传统发酵依赖自然菌种，人工接种纯种微生物有哪些优势？（提示：发酵效率高、风味稳定、减少杂菌污染）； 如何在家庭制作中延长发酵食品的保质期？（提示：密封保存、冷藏储存、控制盐的用量）。
1.核心发酵参数汇总：
乳酸菌（泡菜）：厌氧、20-25℃、产乳酸；
酵母菌（果酒）：兼性厌氧、18-25℃、产酒精和CO ；
醋酸菌（果醋）：需氧、30-35℃、产醋酸。
【典例01】下列关于传统发酵食品制作的叙述，错误的是（　　）
A．果酒制作中，发酵瓶装液量不超过2/3以预留CO 空间
B．果醋制作中，需保持通气并控制温度在30-35℃
C．泡菜制作中，盐水煮沸可灭菌并去除水中氧气
D．泡菜制作中，发酵初期亚硝酸盐含量持续下降
【答案】D
【详解】A、果酒发酵产生CO ，装液量不超过2/3可避免瓶内压力过大，A正确；B、醋酸菌需氧且最适温度30-35℃，需保持通气，B正确；C、盐水煮沸可杀死杂菌，同时去除水中氧气，为乳酸菌发酵创造条件，C正确；D、泡菜发酵初期亚硝酸盐含量升高，后期下降，D错误。故选D。
2.发酵失败原因与改进：
杂菌污染：器具未消毒、原料处理不洁→改进：沸水消毒器具，彻底清洗原料；
发酵缓慢：温度过低、糖分不足→改进：调控至最适温度，补充适量蔗糖；
果酒变酸：密封不严、醋酸菌污染→改进：加强密封，发酵后期及时转入果醋制作或冷藏。
【典例02】家庭制作果酒时，若发酵后期出现明显酸味，最可能的原因是（　　）
酵母菌数量不足 B．发酵温度过低
C．密封不严导致醋酸菌污染 D．糖分消耗完毕
【答案】C
【详解】A、酵母菌数量不足会导致发酵缓慢，不会产生酸味，A错误；B、温度过低会使发酵速率下降，无酸味产生，B错误；C、密封不严时，醋酸菌进入发酵瓶，将酒精转化为醋酸，产生酸味，C正确；D、糖分消耗完毕，发酵停止，不会出现酸味，D错误。故选C。
模拟题感知练
1.下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是（　　）
A．果酒制作中，野生酵母菌仅存在于葡萄果皮表面
B．果酒发酵后期，需通入无菌空气以促进酒精产生
C．果醋制作中，醋酸菌可将酒精直接转化为醋酸
D．果醋发酵时，温度越高发酵速率越快
【答案】C
【详解】A、野生酵母菌不仅存在于葡萄果皮表面，土壤、空气中也有分布，A错误；B、果酒发酵需无氧环境，通入空气会抑制酒精产生，B错误；C、醋酸菌在无糖源、有氧条件下，可将酒精转化为醋酸，C正确；D、温度超过醋酸菌的最适温度（30-35℃）会导致菌种死亡，发酵速率下降，D错误。故选C。
2.关于泡菜制作的叙述，错误的是（　　）
A．盐水煮沸的目的是灭菌和去除水中的氧气
B．泡菜坛口水封的作用是隔绝空气，创造厌氧环境
C．发酵过程中，泡菜的pH逐渐升高
D．发酵后期，亚硝酸盐含量降至较低水平，可安全食用
【答案】C
【详解】A、盐水煮沸可杀死杂菌，同时去除水中氧气，为乳酸菌发酵创造条件，A正确；B、坛口水封能隔绝空气，避免乳酸菌接触氧气，维持厌氧环境，B正确；C、乳酸菌发酵产生乳酸，使泡菜pH逐渐下降，C错误；D、发酵后期，杂菌被抑制，亚硝酸盐被分解，含量降至安全水平，D正确。故选C。
3.下列关于传统发酵食品制作的无菌操作，错误的是（　　）
A．果酒制作中，葡萄冲洗后需沥干水分，避免残留水分稀释糖分
B．泡菜制作中，蔬菜焯烫后需冷却再装坛，避免高温杀死乳酸菌
C．所有发酵器具均需用沸水煮沸消毒，或用75%酒精擦拭
D．泡菜制作中，盐水需煮沸冷却后使用，防止杂菌污染
【答案】A
【详解】A、葡萄冲洗后沥干水分，目的是减少表面残留水分，避免杂菌滋生，而非稀释糖分，A错误；B、蔬菜焯烫后冷却，避免高温破坏乳酸菌，保证发酵正常进行，B正确；C、发酵器具消毒可减少杂菌污染，沸水煮沸或75%酒精擦拭均为有效方法，C正确；D、盐水煮沸可灭菌，冷却后使用避免杀死乳酸菌，D正确。故选A。
4.果酒发酵过程中，每天定时释放CO 的目的是（　　）
A．为酵母菌提供氧气，促进有氧呼吸
B．排出CO ，避免瓶内压力过大导致瓶子炸裂
C．降低发酵瓶内温度，避免酵母菌死亡
D．排出酒精，防止酒精浓度过高抑制酵母菌
【答案】B
【详解】A、果酒发酵需无氧环境，释放CO 时需避免通入空气，A错误；B、酵母菌无氧呼吸产生大量CO ，若不及时释放，瓶内压力过大可能导致瓶子炸裂，B正确；C、释放CO 无法降低发酵瓶内温度，调控温度需借助外部环境，C错误；D、释放CO 不会排出酒精，酒精浓度通过发酵时间控制，D错误。故选B。
5.下列关于醋酸菌的叙述，错误的是（　　）
A．醋酸菌是好氧细菌，需在有氧条件下才能生长繁殖
B．醋酸菌可利用葡萄糖、酒精等物质作为碳源
C．醋酸菌的最适发酵温度为18-25℃
D．醋酸菌发酵产生的醋酸可抑制杂菌生长
【答案】C
【详解】A、醋酸菌为好氧细菌，无氧条件下无法生长繁殖，A正确；B、醋酸菌在有糖源时利用葡萄糖产醋酸，无糖源时利用酒精产醋酸，B正确；C、醋酸菌的最适发酵温度为30-35℃，18-25℃是酵母菌的最适温度，C错误；D、醋酸呈酸性，可抑制不耐酸杂菌的生长，D正确。故选C。
6. 家庭制作泡菜时，若发酵坛密封性不好，最可能出现的结果是（　　）
A．泡菜发酵缓慢，酸味不足 B．泡菜出现腐败味，无法食用
C．亚硝酸盐含量过高 D．泡菜色泽发黑，口感变差
【答案】B
【详解】A、密封性不好，氧气进入，乳酸菌发酵受抑制，发酵缓慢且酸味不足，但不是最可能的结果，A错误；B、氧气进入后，杂菌（如腐败细菌、霉菌）大量滋生，导致泡菜出现腐败味，无法食用，B正确；C、杂菌繁殖可能使亚硝酸盐含量波动，但不一定过高，C错误；D、色泽发黑多由杂菌霉变导致，密封性不好可能出现，但腐败味是更直接、更可能的结果，D错误。故选B。
7. 下列关于酵母菌在果酒制作中作用的叙述，正确的是（　　）
A．酵母菌有氧呼吸产生的能量全部用于酒精合成
B．酵母菌无氧呼吸的产物只有酒精和CO
C．酵母菌的数量越多，果酒发酵速率越快
D．酵母菌可利用葡萄中的糖分作为碳源和能源
【答案】D
【详解】A、酵母菌有氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失，少部分用于自身生长繁殖，无氧呼吸产生的能量用于酒精合成等生命活动，A错误；B、酵母菌无氧呼吸的产物主要是酒精和CO ，还会产生少量中间产物，B错误；C、酵母菌数量过多会导致营养物质不足、代谢废物积累，反而抑制发酵速率，C错误；D、酵母菌可分解葡萄中的葡萄糖等糖分，作为自身的碳源和能源，D正确。故选D。
8.下列实验操作中，能提高传统发酵食品成功率的是（　　）
A．果酒发酵时，频繁开盖观察发酵情况
B．泡菜制作时，盐水浓度控制在10%左右
C．果醋发酵时，关闭通气口，密封培养
D．泡菜制作时，发酵坛内蔬菜装至半坛即可
【答案】B
【详解】A、果酒发酵需无氧环境，频繁开盖会通入空气，导致醋酸菌污染，使果酒变酸，A错误；B、泡菜制作时，10%左右的盐水浓度可抑制杂菌，同时促进乳酸菌发酵，B正确；C、醋酸菌需氧，密封培养会导致醋酸菌死亡，发酵失败，D错误；D、泡菜制作时蔬菜需装满压实，减少坛内空气，利于乳酸菌发酵，D错误。故选B。
9. 关于传统发酵食品的风味形成，说法错误的是（　　）
A．果酒的酒香来自酵母菌无氧呼吸产生的酒精
B．果醋的酸味来自醋酸菌产生的醋酸
C．泡菜的酸味来自乳酸菌产生的乳酸
D．泡菜的辣味仅来自添加的辣椒等香辛料
【答案】D
【详解】A、酵母菌无氧呼吸产生酒精，赋予果酒酒香，A正确；B、醋酸菌产生的醋酸是果醋酸味的主要来源，B正确；C、乳酸菌产生的乳酸是泡菜酸味的主要来源，C正确；D、泡菜的辣味不仅来自香辛料，还来自发酵过程中产生的少量代谢产物，D错误。故选D。
10.下列关于杂菌污染对传统发酵食品影响的叙述，错误的是（　　）
A．杂菌污染可能导致果酒变酸、泡菜腐败
B．杂菌可能与目标微生物竞争营养物质，抑制发酵
C．杂菌产生的毒素可能导致发酵食品存在安全隐患
D．杂菌污染对泡菜制作无影响，因为乳酸菌可抑制所有杂菌
【答案】D
【详解】A、杂菌中的醋酸菌可使果酒变酸，腐败菌可使泡菜腐败，A正确；B、杂菌会与目标微生物（如酵母菌、乳酸菌）竞争原料和营养，抑制发酵过程，B正确；C、部分杂菌（如霉菌）会产生毒素，导致食品不安全，C正确；D、乳酸菌仅能抑制不耐酸的杂菌，若密封不严，耐酸杂菌仍可滋生，影响泡菜品质，D错误。故选D。
11.下列关于传统发酵技术与现代生物技术的对比，正确的是（　　）
A．传统发酵依赖自然菌种，现代发酵多人工接种纯种微生物
B．传统发酵周期短，现代发酵周期长
C．传统发酵食品风味不稳定，现代发酵食品风味单一
D．传统发酵无需无菌操作，现代发酵需严格无菌操作
【答案】A
【详解】A、传统发酵利用自然环境中的菌种，现代发酵为提高效率和稳定性，多人工接种纯种微生物，A正确；B、传统发酵依赖自然菌种，繁殖速度慢，周期长，现代发酵接种纯种菌种，周期短，B错误；C、传统发酵风味受自然菌种影响，不稳定，现代发酵可精准调控，风味稳定且多样，C错误；D、传统发酵也需简单无菌操作（如器具清洗、原料处理），只是要求低于现代发酵，D错误。故选A。
12.下列关于泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化的叙述，正确的是（　　）
A．发酵全程亚硝酸盐含量持续上升
B．发酵初期亚硝酸盐含量升高，后期逐渐下降
C．亚硝酸盐含量变化与乳酸菌发酵无关
D．发酵时间越长，亚硝酸盐含量越低
【答案】B
【详解】A、泡菜发酵后期亚硝酸盐含量会下降，并非持续上升，A错误；B、初期杂菌繁殖产生亚硝酸盐，后期乳酸菌发酵产生的乳酸抑制杂菌，亚硝酸盐被分解，含量下降，B正确；C、乳酸菌发酵产生的乳酸抑制杂菌，间接影响亚硝酸盐含量变化，C错误；D、发酵时间过长，泡菜可能腐败，亚硝酸盐含量可能上升，D错误。故选B。
13.下列关于酵母菌和乳酸菌的对比，错误的是（　　）
A．二者均为异养微生物，需利用现成有机物作为营养
B．酵母菌为兼性厌氧型，乳酸菌为厌氧型
C．二者发酵产物均能抑制杂菌生长
D．二者最适发酵温度完全相同
【答案】D
【详解】A、酵母菌和乳酸菌均不能合成有机物，需利用现成有机物，为异养微生物，A正确；B、酵母菌可有氧呼吸也可无氧呼吸，为兼性厌氧型，乳酸菌只能无氧呼吸，为厌氧型，B正确；C、酵母菌发酵产物酒精、乳酸菌发酵产物乳酸，均能抑制杂菌生长，C正确；D、酵母菌最适发酵温度18-25℃，乳酸菌为20-25℃，并非完全相同，D错误。故选D。
2 / 2实验01 制作传统发酵食品
2022年新课标 课标解读
一、生命观念
通过制作传统发酵食品，理解微生物代谢与食品发酵的关联，建立“生物代谢活动受环境因素调控”的观念，认同微生物与人类生活的密切关系。
二、科学思维
运用对比、归纳、推理等科学方法，分析不同发酵食品的微生物种类、代谢产物及环境条件差异，形成基于证据的逻辑分析能力。
三、科学探究
通过设计和实施传统发酵食品制作实验，掌握微生物发酵实验的操作流程，提升实验设计、变量控制与结果评价能力，理解实验中的无菌操作原则。
四、社会责任
结合实验原理，关注传统发酵技术的传承与创新，认识发酵食品的营养价值与安全隐患，形成合理饮食、科学利用微生物的责任意识。 1. 知识目标（课标依据：高中生物学课程标准“生物技术与工程”主题）
基础概念：掌握传统发酵食品的微生物类型（酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌等）、代谢产物及发酵条件（温度、氧气、pH等）。关键原理：理解酵母菌无氧呼吸产酒精、醋酸菌有氧呼吸产醋酸、乳酸菌无氧呼吸产乳酸、毛霉分泌酶分解有机物的核心发酵机制。
2. 能力目标（课标依据：科学探究能力水平3级）
操作技能：规范完成果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作流程，能控制发酵环境条件，掌握无菌操作、装坛密封等关键技能。
结果分析：能通过感官观察（气味、色泽、口感）和简单检测（酒精含量、pH）评价发酵效果，分析发酵失败的原因。
3. 价值目标（课标依据：社会责任与科学探究素养）
技术认知：认同传统发酵技术的科学内涵，理解生物技术在食品加工中的应用价值。
跨学科融合：关联化学（细胞呼吸、酶的作用）、生活常识（食品储存），实现知识的综合应用。
重点先知：
1.核心是“微生物与环境匹配”：不同发酵食品的关键微生物代谢类型不同，需精准控制氧气、温度等环境条件，如酵母菌发酵需无氧、18-25℃，醋酸菌发酵需有氧、30-35℃。
2.关键是“无菌与调控”：发酵前原料处理、器具消毒可减少杂菌污染；发酵过程中动态调控环境条件，是保证发酵成功、避免食品腐败的核心。
教材内容
一、核心概念与原理链接
1.三大传统发酵食品的核心机制
泡菜制作：乳酸菌（厌氧细菌）在无氧条件下进行乳酸发酵，将蔬菜中的糖类转化为乳酸（C H O →2C H O +能量），乳酸积累使泡菜具酸味，同时抑制杂菌生长。
果酒制作：酵母菌（兼性厌氧微生物）在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精（C H O →2C H OH+2CO +能量），有氧条件下仅进行有氧呼吸产CO 和水，不产酒精。
果醋制作：醋酸菌（好氧细菌）在有氧、充足糖源条件下，将葡萄糖直接转化为醋酸（C H O +2O →2CH COOH+2H O+能量）；无糖源时，将酒精转化为乙醛，再转化为醋酸（C H OH+O →CH COOH+H O+能量）。
2.发酵条件的调控逻辑
氧气：酵母菌（无氧）、乳酸菌（无氧）需密封发酵；醋酸菌（有氧）。
温度：微生物的酶活性受温度影响，需匹配最适温度，避免温度过高导致微生物死亡，过低导致发酵缓慢。
pH：乳酸菌发酵使泡菜pH下降，醋酸菌发酵使果醋pH下降，适宜的pH范围可促进目标微生物生长，抑制杂菌。
二、实验方法与教材技能链接
1.无菌处理方法
原料处理：水果（果酒/果醋）冲洗去污物，避免去皮（保留果皮上的野生酵母菌）；豆腐（腐乳）高温灭菌后冷却，杀死杂菌；蔬菜（泡菜）洗净沥干，减少表面杂菌。
器具消毒：发酵瓶、坛用洗洁精清洗后，沸水煮沸10-15分钟，或用75%酒精擦拭，晾干后使用，避免杂菌污染导致发酵失败（如果酒变酸、腐乳长霉）。
2.实验设计的基本原则
单一变量原则：探究发酵温度对果酒制作的影响时，需保证原料用量、发酵时间、氧气条件等无关变量一致，仅改变温度。
对照原则：可设置空白对照（如未接种酵母菌的果汁），或相互对照（不同温度组、不同菌种组），对比分析发酵效果。
平行重复原则：每组设置2-3个重复样本，减少偶然误差，提高实验结果的可靠性。
三、知识拓展与实际应用
1. 发酵食品的安全问题：泡菜发酵初期杂菌可能产生亚硝酸盐，发酵后期亚硝酸盐含量下降，需控制发酵时间（一般7-10天），避免食用亚硝酸盐超标的泡菜；腐乳制作中需控制盐、酒用量，盐可抑制杂菌，酒可防腐并提升风味，用量过高会抑制毛霉生长。
2. 传统技术与现代生物技术的融合：传统发酵依赖自然菌种，现代发酵可人工接种纯种微生物，提高发酵效率和食品安全性；果酒制作中可添加活性干酵母，替代野生酵母菌，缩短发酵周期。
【实验目的】 1. 掌握果酒、果醋、泡菜的传统制作流程，理解不同发酵食品的核心微生物及代谢原理。 2. 学会控制发酵过程中的温度、氧气、pH等环境条件，掌握无菌操作、密封培养等关键技能。 3. 能通过感官观察和简单检测评价发酵效果，分析发酵失败的原因（如杂菌污染、温度不适）。
4. 认识传统发酵技术的应用价值，关注发酵食品的营养价值与安全，培养科学利用微生物的意识。
【材料用具】 （一）原料 泡菜：新鲜白菜（或萝卜、黄瓜）500g、食盐、白糖、香辛料（辣椒、大蒜、生姜）。
果酒/果醋：新鲜葡萄（或苹果）500g、蔗糖（补充糖分）、活性干酵母（可选）； （二）器具 发酵瓶（带玻璃导管）、泡菜坛（密封性好）、纱布、小刀、烧杯、玻璃棒、天平、温度计、pH试纸、酒精检测仪（可选）。 （三）消毒用品 75%酒精、沸水、洗洁精。
【方法步骤】
一、泡菜制作（7-10天） 1.原料处理：白菜洗净，切成小块，放入沸水中焯烫30秒（杀灭表面杂菌，软化蔬菜），捞出后用冷水冷却，沥干水分。
2.盐水配制：按水:食盐=10:1的比例配制盐水，煮沸灭菌后冷却至室温，加入少量白糖（促进乳酸菌发酵）和香辛料。 3.装坛发酵：将白菜块装入泡菜坛，压实，倒入冷却的盐水，盐水需没过白菜（避免蔬菜暴露在空气中滋生杂菌），密封坛口（坛口加水形成水封，隔绝空气），置于20-25℃环境中发酵7-10天，期间定期观察，若坛口有气泡冒出，说明发酵正常，直至泡菜具酸味即可。
二、果酒制作（4-7天） 1.原料处理：新鲜葡萄用清水冲洗2-3次，去除污物和腐烂部分，沥干水分（避免残留水分稀释糖分），去除果梗（减少苦涩味）。 2.破碎与装瓶：将葡萄放入烧杯，用玻璃棒轻轻捣碎（保留果皮果肉，利于酵母菌附着），装入发酵瓶，体积不超过瓶容积的2/3（预留CO 释放空间，防止瓶内压力过大）。 3.接种与发酵：若用野生酵母菌，直接密封发酵瓶；若人工接种，加入少量温水活化的干酵母，轻轻摇匀。置于18-25℃环境中，密封培养，每天定时打开导管释放CO （避免密封过紧导致瓶子炸裂），发酵4-7天，直至葡萄皮浮起、汁液无甜味，闻有酒味。 三、果醋制作（2-3天，可承接果酒发酵） 1.菌种准备：取适量醋酸菌，用无菌水稀释后备用；或直接利用果酒发酵后期的菌种（果酒变酸过程中自然滋生醋酸菌）。 2.发酵条件调整：将果酒倒入发酵瓶，加入少量水稀释酒精浓度（酒精浓度过高抑制醋酸菌生长），打开发酵瓶导管，保持通气（可通入无菌空气，或每天开盖搅拌2次），控制温度30-35℃。 3.发酵观察：培养2-3天，直至汁液具酸味，用pH试纸检测pH降至3-4，发酵完成。
【实验结果】
1.泡菜：蔬菜色泽鲜亮，口感酸爽，无腐败味，pH约3.5-4.5，亚硝酸盐含量低于国家标准（≤20mg/kg）。 2.果酒：发酵液呈深红色（葡萄果皮色素溶解），气味清香，具明显酒味，酒精检测仪检测酒精含量约10%-12%，pH约4-5。 3.果醋：发酵液呈淡红色，气味酸香，无酒味，pH约3-4，口感酸爽。 4.异常结果：果酒出现酸味（杂菌污染，醋酸菌大量繁殖）；腐乳表面长绿色霉菌（杂菌污染，未做好无菌处理）；泡菜出现腐败味（密封不严，杂菌滋生）。
【实验结论】 1.不同传统发酵食品依赖特定微生物的代谢活动：酵母菌无氧呼吸可制作果酒，醋酸菌有氧呼吸可将果酒转化为果醋，乳酸菌无氧呼吸可制作泡菜。 2.环境条件调控是发酵成功的关键：温度、氧气、pH等条件需匹配目标微生物的代谢需求，同时无菌处理可减少杂菌污染，保障发酵效果。 3.传统发酵食品的风味形成与微生物代谢产物密切相关，如酒精、醋酸、乳酸及蛋白酶分解产物，共同构成食品的独特风味。
【注意事项】 1.泡菜制作： 泡菜坛需密封性好，坛口水封需保持有水，避免空气进入；发酵期间不可频繁开盖，防止杂菌污染；发酵时间不宜过短，确保亚硝酸盐含量降至安全水平。 2.果酒/果醋制作： 发酵瓶装液量不超过2/3，避免CO 导致瓶子炸裂；果酒发酵后期若需制作果醋，需及时通气并提高温度，否则醋酸菌无法生长。 3.通用注意事项： 所有器具需彻底消毒，原料处理需干净，避免杂菌污染；发酵过程中需定期观察，记录温度、气味、色泽变化，及时处理异常情况。
【实验讨论】 1.发酵条件的影响分析： 若果酒发酵温度过高（超过30℃），会导致酵母菌死亡，发酵失败，如何改进？（提示：置于恒温培养箱中，或用冷水浴调控温度）； 泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量先升高后降低，原因是什么？（提示：初期杂菌繁殖产生亚硝酸盐，后期乳酸菌发酵产生的乳酸抑制杂菌，亚硝酸盐被分解）。 2.杂菌污染的防控： 果酒变酸除了醋酸菌污染，还可能是其他杂菌（如乳酸菌）导致，如何通过检测区分？（提示：检测发酵液pH，醋酸菌发酵pH下降更明显，且无乳酸味）。 3.技术创新与应用： 传统发酵依赖自然菌种，人工接种纯种微生物有哪些优势？（提示：发酵效率高、风味稳定、减少杂菌污染）； 如何在家庭制作中延长发酵食品的保质期？（提示：密封保存、冷藏储存、控制盐的用量）。
1.核心发酵参数汇总：
乳酸菌（泡菜）：厌氧、20-25℃、产乳酸；
酵母菌（果酒）：兼性厌氧、18-25℃、产酒精和CO ；
醋酸菌（果醋）：需氧、30-35℃、产醋酸。
【典例01】下列关于传统发酵食品制作的叙述，错误的是（　　）
A．果酒制作中，发酵瓶装液量不超过2/3以预留CO 空间
B．果醋制作中，需保持通气并控制温度在30-35℃
C．泡菜制作中，盐水煮沸可灭菌并去除水中氧气
D．泡菜制作中，发酵初期亚硝酸盐含量持续下降
2.发酵失败原因与改进：
杂菌污染：器具未消毒、原料处理不洁→改进：沸水消毒器具，彻底清洗原料；
发酵缓慢：温度过低、糖分不足→改进：调控至最适温度，补充适量蔗糖；
果酒变酸：密封不严、醋酸菌污染→改进：加强密封，发酵后期及时转入果醋制作或冷藏。
【典例02】家庭制作果酒时，若发酵后期出现明显酸味，最可能的原因是（　　）
酵母菌数量不足 B．发酵温度过低
C．密封不严导致醋酸菌污染 D．糖分消耗完毕
模拟题感知练
1.下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是（　　）
A．果酒制作中，野生酵母菌仅存在于葡萄果皮表面
B．果酒发酵后期，需通入无菌空气以促进酒精产生
C．果醋制作中，醋酸菌可将酒精直接转化为醋酸
D．果醋发酵时，温度越高发酵速率越快
2.关于泡菜制作的叙述，错误的是（　　）
A．盐水煮沸的目的是灭菌和去除水中的氧气
B．泡菜坛口水封的作用是隔绝空气，创造厌氧环境
C．发酵过程中，泡菜的pH逐渐升高
D．发酵后期，亚硝酸盐含量降至较低水平，可安全食用
3.下列关于传统发酵食品制作的无菌操作，错误的是（　　）
A．果酒制作中，葡萄冲洗后需沥干水分，避免残留水分稀释糖分
B．泡菜制作中，蔬菜焯烫后需冷却再装坛，避免高温杀死乳酸菌
C．所有发酵器具均需用沸水煮沸消毒，或用75%酒精擦拭
D．泡菜制作中，盐水需煮沸冷却后使用，防止杂菌污染
4.果酒发酵过程中，每天定时释放CO 的目的是（　　）
A．为酵母菌提供氧气，促进有氧呼吸
B．排出CO ，避免瓶内压力过大导致瓶子炸裂
C．降低发酵瓶内温度，避免酵母菌死亡
D．排出酒精，防止酒精浓度过高抑制酵母菌
5.下列关于醋酸菌的叙述，错误的是（　　）
A．醋酸菌是好氧细菌，需在有氧条件下才能生长繁殖
B．醋酸菌可利用葡萄糖、酒精等物质作为碳源
C．醋酸菌的最适发酵温度为18-25℃
D．醋酸菌发酵产生的醋酸可抑制杂菌生长
6. 家庭制作泡菜时，若发酵坛密封性不好，最可能出现的结果是（　　）
A．泡菜发酵缓慢，酸味不足 B．泡菜出现腐败味，无法食用
C．亚硝酸盐含量过高 D．泡菜色泽发黑，口感变差
7. 下列关于酵母菌在果酒制作中作用的叙述，正确的是（　　）
A．酵母菌有氧呼吸产生的能量全部用于酒精合成
B．酵母菌无氧呼吸的产物只有酒精和CO
C．酵母菌的数量越多，果酒发酵速率越快
D．酵母菌可利用葡萄中的糖分作为碳源和能源
8.下列实验操作中，能提高传统发酵食品成功率的是（　　）
A．果酒发酵时，频繁开盖观察发酵情况
B．泡菜制作时，盐水浓度控制在10%左右
C．果醋发酵时，关闭通气口，密封培养
D．泡菜制作时，发酵坛内蔬菜装至半坛即可
9. 关于传统发酵食品的风味形成，说法错误的是（　　）
A．果酒的酒香来自酵母菌无氧呼吸产生的酒精
B．果醋的酸味来自醋酸菌产生的醋酸
C．泡菜的酸味来自乳酸菌产生的乳酸
D．泡菜的辣味仅来自添加的辣椒等香辛料
10.下列关于杂菌污染对传统发酵食品影响的叙述，错误的是（　　）
A．杂菌污染可能导致果酒变酸、泡菜腐败
B．杂菌可能与目标微生物竞争营养物质，抑制发酵
C．杂菌产生的毒素可能导致发酵食品存在安全隐患
D．杂菌污染对泡菜制作无影响，因为乳酸菌可抑制所有杂菌
11.下列关于传统发酵技术与现代生物技术的对比，正确的是（　　）
A．传统发酵依赖自然菌种，现代发酵多人工接种纯种微生物
B．传统发酵周期短，现代发酵周期长
C．传统发酵食品风味不稳定，现代发酵食品风味单一
D．传统发酵无需无菌操作，现代发酵需严格无菌操作
12.下列关于泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化的叙述，正确的是（　　）
A．发酵全程亚硝酸盐含量持续上升
B．发酵初期亚硝酸盐含量升高，后期逐渐下降
C．亚硝酸盐含量变化与乳酸菌发酵无关
D．发酵时间越长，亚硝酸盐含量越低
13.下列关于酵母菌和乳酸菌的对比，错误的是（　　）
A．二者均为异养微生物，需利用现成有机物作为营养
B．酵母菌为兼性厌氧型，乳酸菌为厌氧型
C．二者发酵产物均能抑制杂菌生长
D．二者最适发酵温度完全相同
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