高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用课文课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用课文课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇自主预习，课堂篇探究学习，素养目标，泡菜的制作过程，提示乙酸发酵等内容，欢迎下载使用。

一、发酵与传统发酵技术1.发酵的概念和原理(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,因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。(3)实例:腐乳的发酵①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发酵微生物: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.传统发酵技术(1)历史
(2)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、制作食品的技术称为传统发酵技术。(3)特点:以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。(4)产品:腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。
自我检测1.利用传统发酵技术制作的食品是我国传统饮食文化的重要组成部分,判断下列有关传统发酵的表述是否正确。(1)约9 000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料。( √ )(2)发酵是指人们利用微生物,在缺氧的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。( × )(3)在腐乳的制作过程中,发挥主要作用的生物属于真核生物。( √ )(4)传统发酵技术是指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。( × )
2.下列关于腐乳发酵原理的叙述,错误的是(　　)A.多种微生物参与了腐乳发酵B.起主要作用的酶是蛋白酶、脂肪酶C.发酵过程中蛋白质分解为多肽和氨基酸D.发酵过程中毛霉和根霉为互利共生关系
答案 D解析 多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,A项正确;腐乳制作时起作用的主要是毛霉中的蛋白酶和脂肪酶等,B项正确;毛霉、酵母菌等多种微生物分泌的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸,C项正确;参与腐乳发酵过程的多种微生物之间是竞争关系,D项错误。
二、尝试制作传统发酵食品——泡菜1.与泡菜制作相关的菌类——乳酸菌
自我检测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,判断下列有关制作泡菜的表述是否正确。(1)乳酸菌是厌氧细菌,无氧呼吸产物是乳酸与CO2。( × )(2)乳酸菌与酵母菌在结构上的主要差异是前者没有由核膜包被的细胞核。( √ )(3)腌制泡菜时的温度、食盐用量和发酵时间均会影响泡菜的品质。( √ )(4)乳酸菌是一类细菌的统称,主要包括乳酸链球菌和乳酸杆菌,在无氧条件下,可以将葡萄糖分解成乳酸,常用于乳制品的发酵、泡菜的制作等。( √ )
三、尝试制作传统发酵食品——果酒和果醋1.制作果酒的菌种——酵母菌
2.制作果醋的菌种——醋酸菌
3.果酒、果醋的制作过程
自我检测1.在酵母菌的作用下,水果可以发酵成果酒,在有氧条件下,果酒还可以发酵成果醋,判断下列有关制作果酒和果醋的表述是否正确。(1)葡萄酒的深红色来自红葡萄皮中的色素。( √ )(2)在葡萄酒的制作过程中,采摘的葡萄应反复冲洗,且要先除枝梗再冲洗。( × )(3)醋酸菌在有氧时能将葡萄糖分解成乙酸,在无氧时能将酒精直接转变成乙酸。( × )(4)酵母菌生长的最适温度是30~35 ℃,多数醋酸菌的最适生长温度约为28 ℃左右。( × )
2.(2021辽宁锦州一中高二期末)下列有关果酒和果醋制作的叙述,正确的是(　　)A.葡萄汁要装满发酵瓶,以形成无氧环境,利于发酵B.在葡萄酒发酵过程中,每隔12 h左右打开瓶盖一次,放出CO2C.果酒发酵过程中温度控制在30 ℃,果醋发酵过程中温度控制在20 ℃D.在果醋发酵过程中,适时通过充气口充入氧气,有利于醋酸菌的代谢
答案 D解析 果酒发酵主要是利用酵母菌的无氧呼吸,但发酵的初期酵母菌要进行有氧呼吸大量繁殖,故发酵瓶要留出1/3的空间,A项错误;在制作果酒的过程中,注意排气的方法是拧松瓶盖而不是打开瓶盖,B项错误;果酒发酵过程中温度要控制在18~30 ℃,果醋发酵过程中温度要控制在30~35 ℃,C项错误;果醋制作是利用醋酸菌的有氧呼吸,因此在整个过程中要通入氧气,D项正确。
[流程分析]下图为制作泡菜的过程,请据图思考回答问题。
1.制作泡菜时,盐水为什么要煮沸后冷却?提示 煮沸有两大作用,一是除去盐水中的氧气,二是杀灭盐水中的杂菌。冷却是为了防止盐水温度过高杀死坛内的乳酸菌。
2.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎么形成的?提示 白膜是产膜酵母繁殖而形成的。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,在发酵初期,发酵液表面氧气含量较高,适合酵母菌繁殖。3.(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,主要原因是什么?(2)泡菜香辣风味形成的关键在于　的加入。 (3)泡菜坛为什么要密封?制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是什么?提示 (1)新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低,营养物质丰富。(2)调味料(香辛料)(3)因为泡菜的制作离不开乳酸菌,乳酸菌为厌氧微生物。食盐过多,抑制了乳酸菌的发酵。
[归纳提升]1.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
2.制作泡菜的注意事项(1)用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水。食盐的用量过高,乳酸菌的发酵会受抑制,泡菜风味变差;食盐的用量过低,杂菌易繁殖,导致泡菜变质。(2)控制严格的无氧条件①选择合适的发酵容器,如泡菜坛,这是一种既科学又简单的无氧容器。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实,盐水没过全部菜料。④泡菜坛用水封口,并注意在发酵过程中经常补水,不让空气进入,创造一个封闭无氧的环境,故发酵期间不宜开盖。
特别提醒 (1)乳酸菌是能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。(2)乳酸菌是厌氧微生物,在有氧气存在时,无氧呼吸受抑制。
[探究应用]1.泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危险。某兴趣小组进行了泡菜制作,并对发酵过程中乳酸菌数量、泡菜中亚硝酸盐含量以及溶液pH等进行了测量记录,绘制出如下所示曲线图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用B.腌制过程中亚硝酸盐含量上升都是因为乳酸菌繁殖所导致C.溶液pH呈下降趋势的主要原因是乳酸菌产生了乳酸D.制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,主要目的是创造无氧环境答案 B解析 由题图可知,与第3天相比,第8天亚硝酸盐含量明显降低,因此第8天后的泡菜更适于食用,A项正确;在泡菜腌制过程中,由于微生物在发酵过程中产生亚硝酸盐,且产生速率大于被分解速率,所以亚硝酸盐含量上升,并非只是乳酸菌繁殖所致,B项错误;泡菜制作过程中pH呈下降趋势,主要原因是乳酸菌产生了乳酸,乳酸积累所致,C项正确;制作泡菜的主要菌种是乳酸菌,其是厌氧型微生物,用水密封,可以创造无氧环境,利于乳酸菌发酵,D项正确。
2.在泡菜腌制过程中泡菜坛、蔬菜等均未进行严格灭菌,而在发酵过程中一般也不会出现其他杂菌大量繁殖,其原因是(　　)A.发酵的原料中缺乏杂菌生长需要的各种营养物质B.发酵过程的温度不适合杂菌的生长C.乳酸菌产生较多乳酸,许多杂菌被杀死D.在自然界中乳酸菌占优势答案 C解析 泡菜的制作离不开乳酸菌,乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸,酸性及无氧环境不利于其他杂菌的生长,所以发酵过程中一般不用严格灭菌,C项符合题意。
易错提醒 泡菜制作的注意事项(1)材料的选择及用量①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。②用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的杂菌。(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,取样完成后迅速封口。
(3)氧气需求①泡菜坛要选择密封性好的容器,以创造无氧环境,这样有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。(4)控制适宜的温度:以18~20 ℃为宜,温度偏高有害菌活动能力强,温度偏低不利于乳酸发酵。
1.完善果酒和果醋制作的实验流程。
2.在果酒和果醋制作过程中,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去除枝梗;(2)榨汁机要冲洗干净并晾干;(3)发酵瓶要清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒;(4)排气时只需拧松瓶盖,不要完全打开瓶盖,防止杂菌污染。3.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,从而成为优势菌种。
[归纳提升]1.果酒和果醋的制作流程(1)实验用具消毒:发酵瓶、榨汁机等器具清洗干净,用体积分数为70% 的酒精消毒,晾干备用。
2.果酒和果醋的发酵装置
(1)在进行果酒发酵时,要关闭充气口;在进行果醋发酵时,充气口要适时充入无菌空(氧)气。(2)酒精发酵为无氧发酵,但并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期酵母菌主要进行有氧呼吸,并通过出芽生殖的方式大量繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的氧气,形成无氧环境后开始进行酒精发酵。
(3)在制作果醋时,若糖源不足,可以用果酒制作果醋。这种情况下,需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。
特别提醒 (1)在制作果酒时,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌进行发酵。(2)果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液而使发酵液pH下降。
[探究应用]1.醋是中国传统的调味品。谷物发酵醋起源于我国,据现有文献记载,我国利用谷物酿醋历史至少在三千年以上,民间传统的酿醋技术流程如下图所示。淀粉加水分解成甜味产物的过程称为淀粉糖化,在食品发酵过程中,常会对淀粉进行糖化处理,糖化的方法基本上分为三类:酸法、酶法、酸酶结合法。原料配比→粉碎蒸熟→酒精发酵→乙酸发酵→压滤调兑　根据以上信息,结合所学知识对下列选项进行判断,错误的是(　　)A.进行酒精发酵和乙酸发酵的主要微生物分别是酵母菌和醋酸菌B.粉碎能使原料与微生物充分接触,加速淀粉分解,有效缩短酿醋时间C.当粉碎蒸熟的原料温度降低至一定温度时,可以迅速均匀拌入α-淀粉酶,使谷物中的淀粉糖化D.与乙酸发酵相比,酒精发酵需要在较高温度条件下进行
答案 D解析 酒精发酵利用的主要微生物是酵母菌,乙酸发酵利用的主要微生物是醋酸菌,A项正确;粉碎使原料颗粒变小,表面积增大,能使原料与微生物充分接触,加速淀粉分解,从而有效缩短酿醋时间,B项正确;α-淀粉酶可催化淀粉水解,降温可以防止高温使酶发生变性,C项正确;酿酒酵母生长繁殖的最适温度为28 ℃左右,醋酸菌生长繁殖的最适温度是30~35 ℃,因此与乙酸发酵相比,酒精发酵需要在较低温度条件下进行,D项错误。
2.(多选)人们利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史悠久。下列关于果酒、果醋制作的描述,正确的是(　　)A.果酒制作中,先将葡萄去掉枝梗,再对葡萄进行冲洗以防止杂菌污染B.果酒制成后,加入醋曲适当提高温度,并不断通入无菌空气即可生产果醋C.发酵条件不当果酒可能变酸,变酸的酒的表面形成菌膜是醋酸菌大量繁殖而形成的D.果汁中加入人工培养的酵母菌可以提高果酒的品质并更好地抑制其他微生物的生长
答案 BCD解析 果酒制作中,葡萄应该先冲洗再去掉枝梗,目的是避免去除枝梗时葡萄破损而增加被杂菌污染的机会,A项错误;果酒发酵的适宜温度是18~30 ℃,果醋发酵的适宜温度是30~35 ℃,且醋酸菌为好氧菌,故果酒制成后,加入醋曲适当提高温度,并不断通入无菌空气即可生产果醋,B项正确;发酵条件不当果酒可能变酸,变酸的酒表面常有一层由醋酸菌大量繁殖而形成的菌膜,C项正确;为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,可以在用于制作果酒的果汁中加入人工培养的优良酵母菌,D项正确。
3.(2021江苏徐州中学高二期中)右图为果酒与果醋发酵装置示意图,请据图回答下列问题。(1)用　　　　　　　　　　　　　　　对上述装置进行消毒,晾干后,再装入葡萄汁,将发酵装置放在18~30 ℃的环境中,每天拧开气阀b 1~2次,排出发酵过程中产生的大量　　　　。装置中d处设计成弯曲形状的目的是　　　　　　　　。 
(2)10天之后,利用酸性条件下的　　　　　　　　溶液对出料口c取样的物质进行检验,若出现　　　　　　　现象,说明产生了酒精。 (3)产生酒精后,若在发酵液中加入醋酸菌,然后将装置放在　　　　　　　　环境中,适时打开　　　　　　向发酵液中充气。两次发酵过程中先不充气,一段时间后再充气的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)体积分数为70%的酒精　CO2　防止排气时空气中微生物的污染(防止杂菌污染)　(2)重铬酸钾　灰绿色　(3)30~35 ℃　气阀a　酵母菌在酒精发酵过程中不需要氧气,醋酸菌是好氧细菌,乙醇转变为乙酸需要氧气才能进行