1、第三节 传统发酵技术和产品第一章 发酵工程新课引入 使用一定浓度的食盐溶液腌渍各种鲜嫩的蔬菜，再经自然发酵而成的腌制品就是我们熟知的泡菜。泡菜的制作真这么简单吗？大家想通过自己制作泡菜来认识传统发酵技术和产品吗？ 阅读教材27页积极思维，结合生活经验思考： 1可使用哪些食材制作泡菜？ 2制作泡菜主要包括哪些步骤？ 3制作泡菜需要额外加入微生物吗？为什么？新课引入学生活动洗净的萝卜、大白菜、甘蓝、豇豆、莴苣、芹菜、辣椒等。 将加工好的蔬菜装入瓶中，注入制备好的泡菜液至刚好浸没原料，密封容器，置于阴凉处自然发酵710天。若要形成独特的风味可适当添加调料。不需要。蔬菜上一般会带有乳酸菌、酵母菌等微生
2、物。 阅读教材27页积极思维，结合生活经验思考： 4泡菜为何带有特殊的酸味和香气？ 5为什么说泡菜是通过传统发酵技术生产的？ 6除泡菜外，你们还接触过哪些发酵产品？ 新课引入学生活动 蔬菜上的乳酸菌等微生物会分解有机物，产生乳酸等物质，使泡菜带有特殊的酸味和香气。 利用天然微生物的代谢活动制造的。 果酒、果醋、酸奶和腐乳等。一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵 绝大多数情况下，微生物是各种个体微小、肉眼不易看见、结构相对简单的生物的总称。1微生物是微小生物的总称 思考：许多人认为，所有的微生物都是肉眼看不见的生物。你能通过实例质疑这样的观点吗？一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵新型冠
3、状病毒（SARS-CoV-2）3D示意图幽门螺杆菌一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵酵母菌霉菌蘑菇一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵1微生物是微小生物的总称微生物细胞型微生物非细胞型微生物：原核微生物（细菌 、放线菌 、蓝细菌 、衣原体、支原体等）真核微生物（酵母菌、霉菌、大型真菌等）病毒（DNA 病毒、RNA 病毒等）一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵2我国传统发酵技术源远流长p 几千年前，古人就已经发明了制曲酿酒的技术。p 我们的祖先很早就已经掌握了制醋和制酱的方法。p 在农业上， 我们的祖先也掌握了制作堆肥和厩肥的技术。 由于古人没有认识到微生物与发酵的确切关系，所以传
4、统发酵技术基本都是发酵经验的总结。二、传统发酵技术生产的食品传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。 二、传统发酵技术生产的食品1果酒的制作 酿葡萄酒p 果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵而制成的含有酒精的饮料，包括葡萄酒、苹果酒和梨酒等。p 葡萄酒是以葡萄为原料酿造而成的，其酒精含量约为 10%12%。 p 由于酿造工艺的不同，葡萄酒又可分为红葡萄酒（葡萄汁和葡萄皮渣混合酿造）和白葡萄酒（仅用葡萄汁酿造）。二、传统发酵技术生产的食品1果酒的制作 酶酶二、传统发酵技术生产的食品1果酒的制作 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O66O26H2O 6CO26
5、H2O+能量酶 无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精： C6H12O6 2C2H5OH2CO2+能量 酶二、传统发酵技术生产的食品 1果酒的制作 在葡萄酒等果酒的生产中，还广泛使用果胶酶（用以破坏细胞壁）等酶制剂。果胶酶的应用有利于葡萄汁的榨取，还能使酒变得清澈透明。 思考：根据植物细胞壁的结构和组成成分的知识，你能分析使用果胶酶可以使酒变清澈的原因吗？二、传统发酵技术生产的食品1果醋的制作 果醋的酿制是利用醋酸菌的发酵进行的。 醋酸菌是好氧细菌，因此可以取适量葡萄酒并加入新鲜葡萄汁在氧气充足的条件下制作果醋。 醋酸菌是生产果醋的主要发酵菌。在果酒基础上的果醋发酵，是一个有氧发酵的过程，在充
6、分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精氧化为醋酸。 C2H5OHO2 CH3COOH+H2O+能量 酶二、传统发酵技术生产的食品水果的发酵加工制作果酒和果醋（一）制作葡萄酒 阅读教材30页果酒制作内容，思考： （1）在酵母菌的自然发酵过程中，起发酵作用的酵母菌的来源？ （2）为什么发酵液总量不要超过广口瓶体积的2/3？葡萄皮表面的野生型酵母菌。 先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。二、传统发酵技术生产的食品水果的发酵加工制作果酒和果醋（一）制作葡萄酒 阅读教材30页果酒制作内容，思考： （3）在酿制葡萄酒的过程中，为什么每隔一段时间就
7、要旋松瓶盖放气呢？ （4）如何鉴定是否有酒精产生？放出酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳。使用酸性重铬酸钾检测，观察是否变为灰绿色。二、传统发酵技术生产的食品 阅读教材30页果醋制作内容，思考：（1）制作葡萄醋时加入适量新鲜葡萄汁的原因是什么？（2）如何鉴定是否有醋酸产生？ （3）葡萄酒和葡萄醋的制作原理有哪些异同点？水果的发酵加工制作果酒和果醋（一）制作葡萄醋新鲜葡萄汁含有醋酸菌。闻味、显微镜下观察醋酸菌等。果酒和果醋制作过程比较比较项目制作果酒制作果醋菌种酵母菌醋酸菌发酵原理操作选择新鲜材料清洗，制成果汁，装瓶发酵，发酵液总量不超过广口瓶体积的2/3。先制作果酒，再用果酒制作果醋。条件温度一般是
8、18 25 ；前期有氧，后期无氧；时间约1012 d。温度为30 35 ；始终有充足的氧气；时间约78 d。二、传统发酵技术生产的食品 图中为 ：用来充入氧气(无菌空气)。为排气口：在酒精发酵时排出的是酒精发酵产生的 ，在醋酸发酵时排出的是_；长而弯曲的胶管的作用是_。为出料口：便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。充气口CO2剩余的空气和醋酸菌代谢产生的CO2防止空气中微生物的进入思考：某同学设计了一种简易的发酵装置，如下图所示。二、传统发酵技术生产的食品果酒和果醋制作成功的关键点项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。防止发酵液被污染
9、榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管。归纳总结二、传统发酵技术生产的食品项目说明发酵条件的控制葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出；严格控制温度：1825 利于酒精发酵；3035 利于醋酸发酵；充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气。二、传统发酵技术生产的食品3酸奶的制作 发酵过程中产生乳酸的细菌称为乳酸菌。 酸奶一般是以牛奶为原料、 乳酸菌参与发酵制作而成的奶制品。思考：你
10、知道酸奶和乳酸菌饮料的区别吗？ 酸奶既保留了牛奶的主要营养成分，又因为含有大量的乳酸菌而有新的生理作用。每天摄入适量的酸奶，可以抑制有害菌在肠道中的生长繁殖，从而改善肠道环境，维持肠道微生物的相对平衡。二、传统发酵技术生产的食品（三）制作酸奶 阅读教材31页酸奶制作内容，思考：（1）酸奶的制作原理？ 以牛奶为主要原料，接入一定量的菌种或市售酸奶（其中含有乳酸菌）。随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖，牛奶中的乳糖变为乳酸，乳液的pH随之下降，乳酪蛋白发生凝集，牛奶成为酸奶。二、传统发酵技术生产的食品（三）制作酸奶 阅读教材31页酸奶制作内容，思考： （2）酸奶制作时，涉及哪些无菌技术？ （3）为什么分装
11、后，牛奶要基本装满容器，使容器上部留出的空隙尽可能小？奶瓶等容器的灭菌，牛奶的消毒。乳酸菌是厌氧菌。二、传统发酵技术生产的食品传统发酵技术中三种常用菌种的比较项目酵母菌醋酸菌乳酸菌生物学分类真核生物原核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养厌氧型发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧无氧生长适宜温度1825 3035 室温生产应用酿酒、发面酿醋制作酸奶、泡菜课堂小结 传统发酵技术的产品利用了微生物的天然发酵能力。 传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。 在有氧条件下，酵母菌能进行有氧呼吸并大量繁殖新个体；在无氧条件下，酵母菌则进行酒精发酵。 果醋的酿制是利用醋酸菌
12、的发酵进行的。 酸奶一般是以牛奶为原料、乳酸菌参与发酵制作而成的奶制品。 核心问题：传统发酵技术的实质是什么？如何利用传统发酵技术生产果酒、果醋、酸奶等食品？ 1某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是（） A选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁 B将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁 C酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气 D酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵课堂检测B 课堂检测 2（多选）如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是（ ） A改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响 B果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从
13、有氧呼吸转变为无氧呼吸 C果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关 D气体入口与气体出口可以交换使用ABC课堂检测BD 3（多选）下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是（ ）A利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵B家庭制作果酒、果醋通常都不是纯种发酵C果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反D醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸课堂检测4下列关于果酒和果醋制作过程的叙述，错误的是（ ）A在变酸果酒表面所观察到的菌膜可能是醋酸菌B制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒C果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同D果酒和果醋的制作
14、可用同一装置，但需控制不同发酵条件C 课堂检测5许多食品的生产需要借助微生物发酵过程，下列叙述正确的是（ ）A利用乳酸菌可将含较多抗生素的牛奶制作成含有抗生素的酸奶B在糖源充足时，醋酸菌可以利用乙醇在厌氧条件下生产醋酸C酸奶制作时要保证有氧条件D控制好温度、pH既有利于目的菌繁殖也可抑制杂菌生长D 课堂检测 6下面是古代家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至30时，加少许水和一定量的酒酿（做实验时用酵母菌菌种），与米饭混匀后置于一瓷坛内，并在米饭中间挖一个洞，加盖后置于适当的地方保温（28），一段时间后即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程做一个简单的分析。 （1）先将米煮熟的目的是_，
15、在米饭中间挖一个洞的目的是增加_的含量，保证酵母菌在一开始时就进行_，从而有利于酵母菌数量的增加。杀灭其他杂菌氧气有氧呼吸课堂检测 （2）在家庭酿酒过程中有酒精产生，可用_来检验，在酸性条件下，其与酒精反应呈现_色。 （3）写出酵母菌无氧呼吸的反应式： _。 （4）在具体操作过程中，要根据米的多少加适量的酒酿，如把握不住，宁多而不能少，如果加少了将产生什么后果？为什么？重铬酸钾灰绿不能得到酒精。菌种太少，难以造成无氧环境，其他微生物会大量繁殖，造成米饭腐败 C6H12O6 2C2H5OH2CO2+能量 酶_。课外拓展 酒精蒸馏的原理 酒精的沸点为78，低于水的沸点，因此可以通过加热的方式使其气化，从而与原发酵液分离。取干燥、洁净的100 mL容量瓶，量取发酵液上清液（液温控制在20）100 mL于500 mL蒸馏瓶中，加数颗玻璃珠，连接蛇形冷却管，以取样用的原容量瓶作接收器，开启冷却水，缓慢加热蒸馏，收集馏出液。 酒精度测量的原理 酒度比重计法根据密度计的原理，乙醇的密度小于水，酒精度越大，酒的密度越小，浮力也越小。酒精计利用此原理是测量酒精的度数。用酒精计测量馏出液，经过查表换算，发现酿制的果酒度数在10度左右。敬请各位老师提出宝贵意见！
