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(共34张PPT)
素养目标
第38讲　传统发酵技术的应用与发酵工程
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夯实基础 精研教材
1.发酵与传统发酵技术
(1)发酵
微生物
微生物的代谢
不同代谢物
考点一 传统发酵技术的应用
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(2)传统发酵技术
固体
半固体　
有氧或无氧　
(3)实例——腐乳的制作
小分子的肽和氨基酸
真菌　
孢子
生殖
异养需氧
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2.制作传统发酵食品
(1)泡菜的制作
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乳酸杆菌（杆状）
乳酸链球菌（球状）
5%~20%
半坛
八
向水槽中补充水
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①盐的作用：
调味，抑制微生物生长
杀菌及除去水中氧气
②盐水煮沸的目的：
③盐水冷却的目的：
为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动
1.泡菜发酵初期，蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等发酵产有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装的太满，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。2.留有一定的空间，更方便拿取泡菜。
(2)果酒和果醋的制作
①制作原理与发酵条件
附着在葡萄皮
C6H12O6+
6O2+6H2O 6CO2+
12H2O+能量
充足
缺少
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②比较果酒与果醋制作的过程
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p327
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填充棉花或者安装其他过滤装置
教材深挖
1.(选择性必修3 P6探究·实践)制作传统泡菜时无须严格灭菌,但随着发酵的进行,乳酸菌逐渐成为优势菌种,其原因是什么
2.(选择性必修3 P7探究·实践)制作葡萄酒的过程中,每隔12 h左右拧松瓶盖一次,目的是什么 能否打开瓶盖 为什么
泡菜坛内形成了缺氧、酸性的环境,不利于大多数微生物生长
拧松瓶盖的目的是放出CO2,防止发酵瓶内因气压过大而爆裂。不能打开瓶盖,因为要避免杂菌污染发酵液
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3.(选择性必修3 P7探究·实践)乙酸发酵时,无论是利用糖源还是酒精,都需要打开通气阀,请说明其原因。
醋酸菌是一种好氧细菌,在发酵过程中始终需要氧气,如果氧气中断则会引起乙酸发酵停止
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易错排查
1.“杏花村酒”的酿制过程中,酵母菌只进行无氧呼吸。(2022·湖南卷)(　　)
2.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋。(2022·江苏卷)(　　)
3.果醋发酵时,乙醇既是乙酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖。(　　)
4.果醋发酵时,用重铬酸钾测定乙酸含量变化时,溶液灰绿色逐日加深。( 　)
5.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料。(2022·江苏卷)(　　)
×
×
√
×
√
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考法练透 素养提升
考法一　泡菜的制作
1.(2025·辽宁开学模拟)早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄,亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品,也就是腌制的酸菜、泡菜。下列有关叙述错误的是(　　)
A.制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的
B.制作泡菜过程中,食盐用量过低容易造成亚硝酸盐含量增加
C.常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,它们都是好氧细菌
D.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境
C
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解析 制作传统泡菜是利用植物体表面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,A项正确;泡菜腌制时间过长,食盐用量过低,温度过高,都容易造成细菌大量滋生,亚硝酸盐含量增加,B项正确;常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,它们都是厌氧细菌,C项错误;乳酸菌需要在无氧环境下将葡萄糖分解为乳酸,故腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境,D项正确。
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考法二　果酒果醋的制作
2.(2025·黑龙江实验中学月考)黄酒起源于中国,与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。在《说文解字》中,关于酒的描绘为“曲,酒母也;蘖,芽米也”。黄酒的制作流程主要为制曲→浸米→煮酒(浸好的小米加入开水中煮熟)→拌曲→入缸发酵→压榨→装瓶。下列叙述正确的是(　　)
A.与发酵工程制酒相比,传统发酵涉及的菌种通常较多
B.一般选择温度较低的天气制曲,避免其腐坏变质
C.浸米有利于淀粉水解产生酒精从而提高酒的产量
D.浸好的小米煮熟后为避免杂菌污染需要立刻拌曲
A
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解析 传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主,与发酵工程制酒相比,传统发酵涉及的菌种通常较多,A项正确;制曲主要是为了获得足够多的酵母菌,温度在18~30 ℃更有利于酵母菌的生长和繁殖,B项错误;浸米有利于淀粉水解产生葡萄糖,酵母菌经无氧呼吸将葡萄糖分解生成酒精,C项错误;浸好的小米煮熟后温度较高,立刻拌曲会杀死酒曲中的酵母菌,不利于后续发酵,D项错误。
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考法三　其他传统发酵产品的制作
3.(2025·河北承德开学模拟)河北保定面酱传统制作历史悠久,如今已在传统酿造工艺的基础上,采用现代生物技术人工培养米曲霉制曲,利用太阳能低温低盐发酵酿造。如图为批式蒸面机生产甜面酱工艺流程。下列叙述错误的是(　　)
A.面酱制作利用的米曲霉是自养生物
B.面粉蒸熟利于米曲酶将淀粉分解进行糖化
C.熟料温度降至40 ℃才能制曲以防高温杀死菌种
D.面酱产品经高压蒸汽灭菌后可延长产品的保存期
A
p328
解析 面酱制作利用的米曲霉是异养生物,A项错误;蒸熟操作一方面可以使米曲酶将淀粉分解进行糖化,另一方面还可以起到灭菌作用,以免影响所需菌种的生长,B项正确;熟料温度降至40 ℃才能制曲,是为了防止高温杀死菌种,C项正确;高压蒸汽灭菌可以杀死微生物,起到延长产品保存期的作用,D项正确。
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夯实基础 精研教材
1.发酵工程:利用微生物的　　　　　,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。
特定功能
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考点二 发酵工程及其应用
2.发酵工程基本环节分析
营养协调
pH适宜
碳源
氮源
防止杂菌污染
环境条件稳定、温和　
基因工程
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培养物或营养
物质的加入口
观察孔
取样管
温度传感器及控制装置
冷却水进入口
阀门
空气入口
放料管
生物传感器
装置
搅拌叶轮
发酵液
冷却夹层
冷却水排出口
pH计
排气管
电动机
抽取样本进行检测
调节罐温
调节罐压
控制溶解氧含量
不断搅拌的目的：
①使菌种与发酵液混合均匀，提高原料利用率；
②加快O2的溶解以及散热。
发酵条件及相应的调节和控制方法：
▲发酵罐示意图
大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。
3.啤酒的工业化生产
流程及发酵过程
(1)啤酒发酵的
工业化生产流程
及操作目的
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(2)啤酒发酵的过程及内容
p329
p329
4.发酵工程的特点
温和
丰富
低廉
专一
污染小
容易处理
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5.发酵工程的应用
食品添加剂
酶制剂
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教材深挖
1.(选择性必修3 P22~23图1-9)某生产谷氨酸的发酵装置,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,但在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,由此可知
2.(选择性必修3 P23思考·讨论)选择发酵工程用的菌种时,需要考虑的因素有
环境条件不仅影响微生物的生长繁殖,而且也会影响微生物代谢物的形成
在低成本的培养基上能迅速生长繁殖;产量高;
发酵条件易控制;菌种不易变异、退化等
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教材深挖
3.(选择性必修3 P23思考·讨论)怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要
发酵条件会直接影响微生物的生长和发酵产品的质量,发酵条件包括温度、pH、溶解氧、通气量等。温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控;pH条件的调控可在培养基中加入缓冲液,在发酵过程中加入酸或碱;需根据微生物的代谢类型来调控溶解氧的含量,若微生物是需氧型的,可通过空气入口通入空气,并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧。若微生物是厌氧型的,需封闭空气入口,建立无氧环境等
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4.(选择性必修3 P27异想天开)单细胞蛋白是________________________
　。其不仅含有丰富的　　　　　,还含有糖类、脂质和　　　　　等物质。
以淀粉或纤维素的水解液、
制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得的大量的微生物菌体
蛋白质
维生素
易错排查
1.与家庭传统发酵一样,发酵工程所用的菌种绝大多数是混合菌种。(　　)
2.在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉。(　　)
3.单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白。(　　)
4.发酵工程一般用半固体培养基。(　　)
×
√
×
×
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使用经过人工筛选、纯培养的单一菌种
液体
考法练透 素养提升
(2024·山东卷)在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是(　　)
A.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D.发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
D
p330
解析 相同菌体密度下,菌球体越大,其中的菌体得到的氧气越少,柠檬酸的产生速率越慢,A项正确;发酵中期添加一定量的硫酸铵,使菌体内铵离子浓度升高,进而解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制,有利于提高柠檬酸的产量,B项正确;发酵过程中pH下降使不耐酸的细菌(适合中性或弱碱性)难以生存,可抑制大部分细菌的生长,C项正确;柠檬酸属于代谢物,应在过滤后的滤液中进行提纯获取,D项错误。
p330
1.(原因分析类)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是
　　　　　　　 　　　　　。
2.(原因分析类)分离纯化乳酸菌时,首先需要用　　　　对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是
　　　　　　 　　　　　　 　。
3.(识记表达类)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是　　　　　　。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的作用是　　　　　　　　　　　　。
酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软
无菌水
泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落
杀灭杂菌
增加乳酸菌数量
4.(原因分析类)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸。这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是
　　　　　　　　　　　　　　　,原因是　 　。
乳酸菌数量增多,杂菌数量减少
乳酸菌比杂菌更耐酸
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聚焦表达 回扣落实

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