人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用教案及反思

这是一份人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用教案及反思，共11页。教案主要包含了发酵与传统发酵技术，尝试制作传统发酵食品等内容，欢迎下载使用。
第1节　传统发酵技术的应用课标内容要求核心素养对接举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。1.生命观念：认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构和代谢类型。2．科学探究：掌握泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。3．社会责任：讨论泡菜的食品安全问题。一、发酵与传统发酵技术1．发酵(1)发酵的历史：约9 000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。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。(2)发酵的概念：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．传统发酵技术(1)腐乳的发酵①参与发酵的微生物：多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。②发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。(2)传统发酵技术的概念：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发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。(3)传统发酵技术的特点及主要食品①以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。②主要食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。二、尝试制作传统发酵食品1．传统发酵食品制作所利用的微生物(1)乳酸菌①代谢特点：厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，反应简式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。②生产应用：用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。(2)酵母菌①代谢特点：单细胞真菌，兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，反应简式为C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量。最适生长温度约为28_℃。②生产应用：用于酿酒、制作馒头和面包等。(3)醋酸菌①代谢特点：好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸，反应简式为C6H12O6＋2O22CH3COOH(醋酸)＋2H2O＋2CO2＋能量；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为C2H5OH＋O2CH3COOH(醋酸)＋H2O＋能量。最适生长温度为30～35_℃。②生产应用：用于制作各种风味的醋。2．制作泡菜(1)菌种的来源利用植物体表面天然的乳酸菌。(2)方法步骤3．制作果酒和果醋(1)菌种来源新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。(2)方法步骤判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．多种微生物参与了腐乳的发酵。 (√)2．醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌和酵母菌是厌氧细菌。 (×)提示：酵母菌是兼性厌氧真菌。3．制作葡萄酒的过程中，要定时打开瓶盖放出CO2。 (×)提示：应拧松瓶盖，不应打开瓶盖。4．制作泡菜的过程中只有乳酸菌起作用。 (×)提示：不只是乳酸菌起作用，酵母菌、大肠杆菌等也起作用。5．传统发酵食品的制作过程中，不同的食品接种不同的菌种。  (×)提示：传统发酵技术没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。　泡菜制作过程中相关物质变化及注意事项1．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化项目乳酸菌乳酸亚硝酸盐初期少(有氧气，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)中期最多(乳酸抑制其他菌活动)增多，pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制自身活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)变化曲线2.泡菜制作的注意事项(1)泡菜坛的选择：应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。检查时，可将坛口向上压入水中，看坛内有无渗水现象。(2)腌制的条件：要注意控制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(3)腌制方法：配制质量百分比为5%～20%的盐水，盐水要煮沸冷却后备用。蔬菜和配料装至八成满时，加盐水没过全部菜料，盖好坛盖后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内形成无氧环境，以便乳酸菌发酵。合作探究：(1)在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？提示：为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。(2)为什么泡菜坛只能装八成满？提示：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，这些微生物是需氧型的，要消耗氧气，因此坛内要留有一定量的氧气。1．在制作泡菜的过程中，下列叙述不正确的是(　　)A．按照清水与盐的质量比为1∶2的比例配制盐水B．配制好的盐水需煮沸冷却C．腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量D．在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境A　[在制作泡菜的过程中，用清水和食盐配制质量百分比为5%～20%盐水，A错误；盐水入坛前要煮沸冷却，煮沸是为了去除氧气并杀灭微生物，冷却是为了避免杀死蔬菜上微生物，保证乳酸菌正常的生命活动，B正确；腌制过程中，要注意控制时间、温度和食盐的用量，以防止杂菌的大量繁殖和亚硝酸盐含量过高，C正确；乳酸菌是异养厌氧型生物，在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境，D正确。]2．回答下列有关泡菜制作的问题：(1)制作泡菜时，所用盐水要煮沸，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，加入陈泡菜液的目的是________________。(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即乳酸菌进行__________的过程。该过程发生在乳酸菌的________中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、________和________等。(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，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_____________。[解析]　(1)制作泡菜时需要先形成无菌环境，所用盐水需煮沸，以杀灭盐水中的微生物并除去水中氧气。想要缩短制作时间，应该缩短菌株的生长时间，陈泡菜液中含有一定量的乳酸菌，加入陈泡菜液可以使菌体数量扩增速度加快。(2)乳酸菌为厌氧菌，进行无氧呼吸产生乳酸，该过程只能在细胞质基质中进行。(3)温度过高、腌制时间过短、食盐用量不足等，容易造成杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，氧气浓度逐渐降低，泡菜液逐渐变酸，不适宜杂菌生长，而适宜乳酸菌生长，因此乳酸菌数量增加，其他杂菌数量减少。[答案]　(1)杀灭盐水中的微生物并除去水中氧气　增加乳酸菌的数量　(2)无氧呼吸　细胞质基质　(3)温度　腌制时间　食盐用量　(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少　乳酸菌比杂菌更耐酸发酵过程中控制杂菌的方法(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。(4)调味料也具有抑菌的作用。(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。　果酒、果醋的制作比较果酒与果醋制作的比较 果酒制作果醋制作发酵菌种来源附着在葡萄皮上的野生型酵母菌空气中的醋酸菌分类地位单细胞真核生物单细胞原核生物繁殖方式出芽生殖、孢子生殖二分裂生殖代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型发酵条件温度18～30 ℃30～35 ℃时间10～12 d7～8 d氧气前期需氧，后期无氧一直需要充足氧气pH酸性酸性结果检测酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色反应液pH下降联系醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料合作探究：1.在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？提示：(1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗。(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。(3)发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。2．果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？提示：发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。1．下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是(　　)A．为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶B．醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染C．制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖D．果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋D　[葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，这样既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出。醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染。制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染。醋酸菌发酵的适宜温度比酵母菌高。]2．葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。回答下列问题：(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是_______________(答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是________________(答出两点即可)。(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①②③依次表示________、________、________含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)生物。[解析]　(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定；与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)分析题意可知，图中曲线①、②、③依次表示乙A中的氧气、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于兼性厌氧生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于异养生物。[答案]　(1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染　(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出　(3)乙A中的氧气　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厌氧　异养[课堂小结]知 识 网 络 构 建核 心 语 句 背 诵1.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。2.乳酸菌是厌氧细菌。醋酸菌是好氧细菌。酵母菌是兼性厌氧型真菌。3.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微生物进行发酵，制作食品的技术称为传统发酵技术。4.传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。1．制作泡菜时，所用的菜坛子必须密封，其原因是(　　)A．防止水分的蒸发B．防止菜叶萎蔫C．乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制D．防止产生的乳酸挥发C　[泡菜制作是利用乳酸菌的发酵作用进行的，而乳酸菌是厌氧菌，所以要密封菜坛子，以避免氧对其发酵作用的抑制。]2．在果酒制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受污染(　　)A．榨汁机用沸水进行清洗并晾干B．发酵瓶用温水清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干C．葡萄先去除枝梗，再冲洗多次D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开C　[葡萄应先冲洗，除去污物，再去除枝梗。若先去除枝梗，会使大量杂菌侵入葡萄内部，给消毒带来困难。]3．下列有关毛霉在腐乳制作中的作用的叙述，正确的是(　　)①将多糖分解成葡萄糖　②将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸　③将脂肪水解成甘油和脂肪酸　④将核酸分解成核苷酸A．①②　　　　　　　 B．②③C．③④   D．①④B　[豆腐中的主要成分是蛋白质和脂肪，因此需要毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶发挥作用。]4．在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒，下列说法正确的是(　　)A．葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解B．制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖C．制作过程中酵母菌始终处于碱性环境D．酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动B　[葡萄糖在细胞质基质中被分解，线粒体不能分解葡萄糖，A错误；有氧条件下，酵母菌可快速繁殖，故酿酒时需先在有氧条件下让酵母菌繁殖，增加酵母菌数量，然后再进行无氧发酵产生酒精，B正确；发酵后期由于二氧化碳和其他代谢废物溶解于发酵液中，发酵液将处于酸性环境，C错误；发酵产物(如酒精)会抑制酵母菌的生长，D错误。]5．下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：图1　　　　　　　　图2(1)图1中方框内的实验流程是______________________________________。(2)冲洗的主要目的是__________________________________，冲洗时应特别注意不能______________，以防菌种的流失。(3)图2所示装置中的充气口在________时关闭，在________时连接充气泵，并连续不断地向内________。(4)排气口在果酒制作时排出的气体是由________(填生物名称)产生的________。[解析]　本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理，同时还考查了两种微生物的代谢类型和生存环境。酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行酒精发酵，反应式分别为C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量，C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。因此制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧细菌，在氧气、糖源都充足时，其可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；在糖源不足时，其可将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，酒精发酵时的缺氧环境会抑制醋酸菌的生长。在果酒制作过程中排气口排出的气体是由酵母菌产生的CO2。[答案]　(1)醋酸发酵　(2)除去污物　反复冲洗  (3)酒精发酵　醋酸发酵　泵入空气(或氧气)　(4)酵母菌　CO2