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多媒体教学课件ppt

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1.结合酿酒的实例,分析归纳发酵的概念和内涵。运用结构与功能观,阐明发酵菌种的结构特点和代谢特点。2.运用发酵原理,设计并完成利用天然菌种制作泡菜、果酒和果醋的实验探究,并能对实验结果进行分析与评价。3.了解我国运用传统发酵技术制作的食品,认同我国的传统饮食文化。
一、发酵与传统发酵技术1.发酵: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: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。以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。
3.实例:传统发酵食品——腐乳。(1)原料:豆腐。(2)参与发酵的微生物:酵母、曲霉和毛霉等,起主要作用的是毛霉。(3)物质变化:蛋白质→小分子的肽和氨基酸。微思考1毛霉是怎样将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的?提示:毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。
微判断11.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。(　　)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的过程。(　　)
2.制作泡菜。(1)菌种来源:植物体表面天然的乳酸菌。(2)方法步骤:
3.制作果酒和果醋(以葡萄酒和葡萄醋为例)(1)菌种来源:制作果酒的菌种主要是附着在新鲜水果的果皮表面的不同种类的野生酵母菌;制作果醋的菌种是醋酸菌,实验条件下来自空气,工业上,后期发酵需要人工接种菌种。
微思考2制作葡萄酒时,为什么要将温度控制在18~30 ℃?制作葡萄醋时,为什么要将温度控制在30~35 ℃?提示:温度是影响酵母菌和醋酸菌生长的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃,因此,制作葡萄酒时需要将温度控制在18~30 ℃。而多数醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃,因此,制作葡萄醋时要将温度控制在30~35 ℃。
微判断21.泡菜制作的前期通氧,后期应严格保持无氧条件。(　　)2.葡萄酒的深红色来自红葡萄皮中的色素。(　　)3.在葡萄酒的制作过程中,采摘的葡萄应反复冲洗,且要先去除枝梗再冲洗。(　　)4.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。(　　)
微训练1.在制作泡菜的过程中,下列叙述错误的是(　　)A.按照清水与食盐的质量比为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答案:A
解析:在制作泡菜的过程中,用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水,A项错误。盐水入坛前要煮沸冷却,煮沸是为了去除O2并杀灭微生物,冷却是为了避免杀死蔬菜上的微生物,保证乳酸菌正常的生命活动,B项正确。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项正确。乳酸菌是厌氧细菌,在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境,D项正确。
2.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程。下列叙述正确的是(　　)A.过程①和②都只能发生在无氧条件下B.过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中C.过程③和④都需要O2的参与D.过程①~④所需的最适温度基本相同答案:C
解析:由题图可知,过程①表示细胞呼吸的第一阶段,其在有氧或无氧的条件下都可以进行,且是在细胞质基质中进行的,而非线粒体中,A、B两项错误。过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段,过程④表示乙醇氧化为乙酸的过程,过程③和④都必须在有氧的条件下才可以进行,C项正确。过程①②③是果酒制作过程中的化学反应,其中起主要作用的酵母菌的最适生长温度约为28 ℃,过程④是果醋制作过程中的化学反应,其中起主要作用的醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃,D项错误。
一泡菜的制作重难归纳1.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐含量的变化。
2.泡菜制作过程中材料的选择。(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,泡菜中的亚硝酸盐含量会增加,对人体有害。(2)泡菜坛要选择密封性好的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。
3.泡菜制作过程中四个注意问题。(1)盐水的比例和使用方法。①盐水比例适中:食盐用量过高,乳酸菌发酵受抑制,泡菜风味差;食盐用量过低,会导致杂菌大量繁殖,泡菜腐败。②盐水要煮沸后冷却使用:盐水煮沸有两大作用,一是除去水中的O2,二是杀灭盐水中的微生物;冷却后使用是防止入坛蔬菜表面带入的微生物被高温杀死。
(2)蔬菜装至八成满,不能装满泡菜坛:蔬菜刚入坛时,其表面带入的微生物,进行发酵产生较多的CO2,蔬菜装至八成满,可以防止发酵液溢出。(3)坛盖边沿的水槽中要注满水,并经常补充,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。
(4)发酵温度和时间的控制。若温度过高,则易滋生杂菌;若温度过低,则发酵时间延长。若泡菜的发酵时间过短,会造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加;若时间过长,则亚硝酸盐含量低,但乳酸含量过高,口味不佳。
我国制作泡菜的历史悠久。北魏贾思勰《齐民要术》中记载:“作盐水,令极咸,于盐水中洗菜,即内瓮中。”就餐时,一碟酸甜香脆的泡菜,可增强食欲。尽管泡菜的味道不错,但为健康着想,还是应该多吃新鲜蔬菜,少吃腌制食品。因为泡菜中的亚硝酸盐含量过高时,会危害人体健康。
(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O2,二是杀灭盐水中的微生物。冷却是为了防止盐水温度过高杀死坛内的微生物。(2)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?这层白膜是怎样形成的?提示:形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。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O2含量较高,适合酵母菌繁殖。
(3)自制泡菜时,如何避免杂菌污染?提示:①泡菜坛的密闭性要好,各种用具尽量灭菌处理;②蔬菜的清洗可以除去一些杂菌;③食盐的用量适宜可以控制杂菌的繁殖;④香辛料也具有抑菌的作用;⑤盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件,同时又能抑制好氧细菌的繁殖。
典例剖析某人利用乳酸菌制作泡菜时,因操作不当,泡菜腐烂。下列相关叙述错误的是(　　)A.罐口密闭缺氧,有利于乳酸菌的生长繁殖B.罐口封闭不严,O2抑制了乳酸菌的生长繁殖C.罐口封闭不严,O2抑制了其他腐生细菌的生长繁殖D.罐口封闭不严,促进了好氧腐生细菌的生长繁殖答案:C
解析:乳酸菌是厌氧细菌,发酵过程中,罐口封闭不严,O2进入,会使乳酸菌的生长繁殖受到抑制;同时,由于O2的进入,其他好氧细菌大量繁殖,导致泡菜腐烂。
学以致用制作泡菜的过程实际上是利用了乳酸菌的细胞呼吸原理。将原料放入泡菜坛后,按照下列哪项处理能得到可口的泡菜?(　　)A.马上密闭,保持温度在26~36 ℃B.一直通风,不密闭,保持温度在26~36 ℃C.先通风后密闭,保持温度在26~36 ℃D.马上密闭,保持温度在60 ℃以上答案:A
解析:乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,因此在制作泡菜的过程中要隔绝空气,并保持适宜温度。
二果酒和果醋的制作重难归纳1.果酒和果醋的发酵装置的设计。
制作果酒和果醋的发酵装置示意图
(1)设计思路。①因酵母菌的大量繁殖需要空气,醋酸菌是好氧细菌,所以果酒制作的前期和果醋制作的整个过程都需要O2;因酵母菌是在无氧条件下产生酒精的,所以果酒制作的后期应防止O2进入发酵瓶,故应设置可开闭的充气口。
②制作果酒和果醋的发酵过程中都产生CO2,因此需要设置排气口;为防止空气中微生物的污染,排气口应连接一个长而弯曲的胶管。③因要对发酵的情况进行及时监测,应设置出料口,以便于取料。
(2)该装置的使用方法:制作果酒时,应该关闭充气口;制作果醋时,应将充气口连接充气泵,通入无菌空气(O2)。(3)在制作果醋时,若糖源不足,可以用果酒来制果醋。这种情况下,需要在果酒中加入醋酸菌。特别提醒 酒精发酵为无氧发酵,并非开始就是严格的无氧环境。在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”:“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖;“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
2.比较果酒和果醋的制作。
特别提醒 发酵过程中关注“两个变化”(1)果酒发酵过程中酵母菌数量和酒精含量的变化。①酵母菌数量的变化:发酵初期,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;发酵中期形成无氧环境,酵母菌数量增加缓慢,最后达到稳定;发酵后期酒精含量较高,可能会导致酵母菌大量死亡。②酒精含量的变化:发酵初期,酵母菌进行有氧呼吸,酒精含量很低;发酵中期,酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精,酒精含量增加;发酵后期,由于酒精含量升高,大量酵母菌死亡,酒精含量不再增加。
(2)果酒、果醋制作过程中pH的变化。①果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液,使发酵液pH下降,最后趋于稳定。②果醋发酵时产生的乙酸溶于发酵液,使发酵液pH下降,最后趋于稳定。
3.实验结果分析。(1)若酵母菌数量少,产生的酒精少,原因可能是发酵前期酵母菌没有充分地进行有氧呼吸,酵母菌的繁殖受到抑制。(2)若酵母菌数量充足,但是产生的酒精较少或不能产生酒精,原因可能是发酵后期密封不严,酵母菌进行了有氧呼吸。(3)若产生的乙酸少,则很可能是O2不足所致。
葡萄酒醇厚、浓郁,耐人寻味;苹果酒清香、明快,风味清爽。如果将果酒进一步发酵,还能获得果醋。某同学在家中进行了果酒和果醋的制作。请思考并回答下列问题。(1)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和腐烂的籽粒。②发酵瓶、榨汁机要清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用。
(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从而成为优势菌种。
典例剖析某同学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,去除枝梗后榨汁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排气D.酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行乙酸发酵答案:B
解析:选择新鲜的葡萄清洗1~2次,去除枝梗后榨汁,A项正确。葡萄汁不能装满,需装至玻璃瓶的2/3左右,B项错误。酒精发酵期间会产生CO2,故需适时拧松瓶盖排气,防止发酵瓶爆裂,C项正确。醋酸菌是好氧细菌,故乙酸发酵时应去除瓶盖,盖一层纱布,D项正确。
学以致用下列关于果酒和果醋制作的叙述,错误的是(　　)A.参与发酵的微生物都含有线粒体B.发酵过程中培养液的pH都会下降C.制作果酒时瓶口先通气后密闭,而制作果醋时需要一直通入O2D.果酒制成后可将装置移至温度略高的环境中制作果醋答案:A
1.下列关于果酒制作过程的叙述,正确的是(　　)A.应先去除葡萄的枝梗,再进行冲洗B.使发酵装置的温度维持在28 ℃左右最好C.在发酵过程中,需从充气口不断通入空气D.由于酵母菌的繁殖能力很强,不需要对所用装置进行消毒处理答案:B
解析:应该先冲洗葡萄,再去除枝梗,以避免去除枝梗时葡萄破损,增加被杂菌污染的机会,A项错误。酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃,B项正确。在发酵过程中,应先通气,后密封发酵,C项错误。虽然酵母菌的繁殖能力很强,但仍要对所用装置进行消毒处理,因为其可能含有其他微生物,会影响酒的品质,D项错误。
2.利用果酒制作果醋的原理是(　　)A.醋酸菌将乙醇还原为乙酸B.醋酸菌将乙醇氧化为乙酸C.醋酸菌将乙醇分解为CO2、水和乙酸D.醋酸菌直接将乙醇氧化为乙酸,不需要其他中间转化过程答案:B解析:在缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。
3.下列操作不能防止发酵液被污染的是(　　)A.榨汁机清洗干净并晾干B.发酵瓶清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒C.装入葡萄汁后,封闭充气口D.发酵装置的排气口直接与瓶身连接答案:D解析:发酵装置的排气口应通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染。
4.制作泡菜时,所用的泡菜坛必须密封,原因是(　　)A.防止水分蒸发B.防止坛内蔬菜萎蔫C.防止O2进入坛内抑制发酵D.防止产生的乳酸挥发答案:C解析:制作泡菜要用乳酸菌,乳酸菌是厌氧细菌,因此泡菜坛要加盖封口并向坛盖边沿的水槽中注满水,以避免外界空气的进入。如果有空气进入,就会抑制乳酸菌的活动,从而影响泡菜的品质。
5.下列有关泡菜发酵过程的叙述,正确的是(　　)A.发酵时间越长,亚硝酸盐的含量越高B.发酵过程中只有乳酸菌发挥发酵作用C.发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶D.发酵过程中要经常补充水槽中的水答案:D
解析:泡菜发酵过程中,随着发酵时间的延长,亚硝酸盐的含量先升高后下降。发酵过程中主要为乳酸菌的作用,也有酵母菌等微生物的作用。发酵中的乳酸菌不分解果胶,从而使蔬菜保持脆嫩而不软化腐败。发酵过程中要经常补充水槽中的水,以保持坛内的无氧环境。
6.果酒、果醋等发酵食品越来越受到人们的青睐。请回答下列问题。(1)在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的酵母菌的来源是　 。 (2)苹果醋的生产过程利用了　　　　　　的发酵作用,该过程需将温度控制在　　　　　　 ℃。若要提高果醋的产量,发酵过程中还必须提供　　　　　环境、适宜的　　　　等条件。 
(3)喝剩的葡萄酒放置一段时间后会变酸的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)在果酒酿制过程中,如果灭菌不严格,含有醋酸菌,则在酒精发酵旺盛时,醋酸菌　　　　(填“能”或“不能”)将果汁中的糖发酵为乙酸,理由是　　　　　　　　　　　　　　　。