人教版 (2019)选择性必修3传统发酵技术的应用教课内容ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修3传统发酵技术的应用教课内容ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了问题探讨，葡萄及葡萄酒，汉代砖刻上的酿酒图，3类型，根据氧气需求情况，需氧发酵，厌氧发酵，根据生成产物种类，醋酸发酵，酒精发酵等内容，欢迎下载使用。
“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”（唐·王翰）诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？
葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。
一、发酵与传统发酵技术
约9000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证明了酒精发酵是由活的酵母菌引起的。此后，人们才开始了解发酵的本质。
展示我国古代酿酒作坊的绘画作品
（1）概念：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）原理：不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
（1）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面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
（2）特点：传统发酵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。
（3）常见产品：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜、豆豉。
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。
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。
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代谢特点：厌氧细菌，代谢类型为异养厌氧型；在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。②发酵原理（反应简式） ③生产应用：可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。④分布：广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内。⑤常见类型：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
2C3H6O3（乳酸）+能量
①代谢特点：单细胞真菌，代谢类型为异养兼性厌氧型；在无氧的情况下能进行酒精发酵。②发酵原理（反应简式） ③生产应用：可用于酿酒、制作馒头和面包等。④影响因素：温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。⑤分布：在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
①代谢特点：好氧细菌，代谢类型为异养需氧型；当O2、糖源都充足时，能将糖分解成醋酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。②发酵原理（反应简式）③生产应用：可用于制作各种风味的醋。
C6H12O6+2O2
2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量
CH3COOH（醋酸）+H2O+能量
探究·实践·制作传统发酵食品
1.发酵原理（1）利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的；（2）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。（3）相关反应式
2.发酵条件 适宜的温度；严格控制厌氧条件。
用清水和食盐配制质量百分比为5%～20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。
向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间。
（1）盐的作用？（2）盐水浓度要适宜的目的？（3）盐水煮沸的目的？（4）盐水冷却后使用的目的？（5）泡菜坛子使用之前要检查密封性的目的？
调味，抑制其他微生物生长。
过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀菌，去除水中的溶解氧。
不影响乳酸菌的生命活动。
给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件。
（6）用水密封泡菜坛的目的？这说明泡菜制作需要什么条件？（7）泡菜制作过程中，是否只有乳酸菌起作用？（8）为什么泡菜坛只能装八分满？
给泡菜坛内创造无氧环境，这说明泡菜制作需要在无氧条件下进行。
不是，还有一些酵母菌和大肠杆菌。
在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，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。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒甚至死亡。亚硝酸盐为强氧化剂， 能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状；膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。
6.腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
少（O2抑制乳酸菌活动）
增加（硝酸盐还原菌的作用）
最多（乳酸积累，抑制其他菌活动）
达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）
继续增多，最后保持稳定
下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
1.发酵原理：（1）许多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）在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒（通过有氧呼吸大量繁殖，通过无氧呼吸产酒精）；（3）在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。（4）相关反应式
（1）温度 ①酿酒酵母的最适生长温度约为28℃，制作果酒时将温度控制在18～30℃进行发酵； ②多数醋酸菌的最适生长温度约为30～35℃，制作果醋时将温度控制在30～35℃进行发酵。（2）氧气 ①制作果酒时，酵母菌在氧气充足的情况下大量繁殖；在无氧条件下，进行酒精发酵； ②在有氧的条件下，果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成果醋。
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用
取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖
将温度控制在18～30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12d。
可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测
当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30～35℃，时间为7～8d。
4.果酒发酵与果醋发酵的装置
5.果酒发酵与果醋发酵的比较
附着在新鲜水果果皮表面的野生酵母菌
空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌
（1）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？
在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显。如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
（2）在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
（3）在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋， 将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
少量制作转向大规模生产时，会遇到许多新问题。例如，少量制作果时，不需要专门的搅拌装置。而大规模生产果醋时， 由于发酵罐容积很大，就需要安装搅拌器，以保障醋酸菌对O2的需求。可见在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意义上的产品。在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等过程才能获得成品酒或醋。果酒还需要在一定条件下进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。通过深入思考，可以感悟到，工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。
1.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.②③ C.③④ D.①④2.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3.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
4.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：（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____。