专题1-传统发酵技术的应用

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,生物选修一,生物技术实践,专题1 传统发酵技术的应用,课题1 果酒和果醋的制作,什么叫发酵？,发酵,是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括,有氧发酵,（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）,和,无氧发酵,（如酒精发酵,）。,所以：,发酵,无氧呼吸,。,应用：,酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。,酵母菌,（一）、果酒制作,1,、发酵菌种：,酵母菌,（,1,）分类地位：,单细胞真核生物 （真菌）,（,2,）代谢类型：,异养兼性厌氧型,（,3,）发酵条件：,温度：是酵母菌,和,的重要条件。酵母菌生长繁殖的最适温度为,左右，酒精发酵时将温度严格控制在,。,氧气：前期需,O,2,，后期,。（理由是,）,PH,：呈,。（,5.0,6.0,）,生长 发酵,20,18,25,不需,O,2,先有氧呼吸大量繁殖，后无氧条件酒精发酵,酸性,在,、,的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。故在利用酵母菌自制葡萄酒的过程中，不需要进行灭菌。,2,、制作原理：（用反应式表示）,（,1,）,；,（,2,）,.,缺氧 呈酸性,C,6,H,12,O,6,6O,2,6CO,2,6H,2,O,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH,2CO,2,你知道吗？,1,、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？,（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。）,2,、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？,（,1,、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。,白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；,红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；,桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。,（,2,、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。,干葡萄酒：含糖量低于,4,克,/,升；,半干葡萄酒：含糖量介于,4,克,-12,克,/,升之间；,半甜葡萄酒：含糖量介于,12,克,-50,克,/,升之间；,甜葡萄酒：含糖量高于,50,克,/,升。）,（二）、果醋制作,1,、菌种：醋酸菌,（,1,）分类地位：,单细胞原核生物,（,2,）代谢类型：,异养需氧型,（,3,）发酵条件：,温度：醋酸菌的最适生长温度为,，,醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。,30,35,氧气：醋酸菌是好氧细菌，要供应充足，要不断通入氧气。,PH,：呈,。,酸性,2,、原理：（用反应式表示）,（,1,）氧气、糖源都,：醋酸菌将葡萄汁中的,分解成,。 （糖制醋）,充足,糖,醋酸,乙醇,醋酸,C,6,H,12,O,6,3CH,3,COOH,酶,（,2,）氧气充足、糖源不足：醋酸菌将,乙醛,。 （酒变醋）,2,C,2,H,5,OH+O,2,2CH,3,CHO+2H,2,O,酶,2CH,3,CHO+O,2,2CH,3,COOH,酶,三、果酒和果醋实验流程示意图。,挑选葡萄,冲洗,榨汁,酒精发酵,醋酸发酵,果酒,果醋,果酒和果醋的发酵装置示意图,出料口,充气口,排气口,排气口要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，其作用类似巴斯,德的鹅颈瓶。,果酒和果醋的发酵装置示意图,出料口,充气口,排气口,排气口是在酒精发酵时用来排出,CO,2,的。,出料口是用来取样的。,充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的,。,简述果酒、果醋制作的基本过程。,对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒。,取葡萄,500g,，,用清水冲洗葡萄,1,2,次除去污物。,（注意冲洗次数不宜太多）,去除枝梗和腐烂的叶子。,榨汁后装入发酵瓶。,将发酵瓶置于适宜的温度（,18,25,）下发酵。,10,天后,，取样检验。,（酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色）,取果酒的上清液，加入醋酸菌，然后移至,30,35,条件下发酵，适时充气以制备葡萄醋。,简易装置,2,4,天排气一次。（,拧松瓶盖,）,课题2 腐乳的制作,早在公元,5,世纪的北魏古籍中，就有关于腐乳生产工艺的记载“于豆腐加盐成熟后为腐乳”。,明李晔的,蓬栊夜话,亦云：“黟,(,移,),县人喜于夏秋间醢腐，令变色生毛随拭之，俟稍干,”,腐乳酿造微生物,千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。我国各地气候不同，人民生活习惯不同，生产配料不同及制成的形状不一，腐乳品种多样。如红豆腐乳、糟腐乳、醉方、玫瑰红腐乳、辣腐乳、臭腐乳、麻辣腐乳等。,品种虽多，但酿造原理相同。,腐乳酿造微生物,毛霉,结构：,生殖方式：,代谢类型：,丝状真菌，有直立菌丝和匍匐菌丝,孢子生殖,异养需氧型,毛,霉等微生物产生,的蛋白酶,能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸,，,与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香等豆腐乳特色。,适宜生存温度：,制作腐乳的原理：,15-18,主要分布：,土壤，水果，蔬菜，谷物等,1.,你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？,答：,豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。,2.,王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？,答：,盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。,思考：,二 实验设计：,让豆腐长出毛霉,加盐腌制,加卤汤装瓶,密封腌制,注意：温度控制1518；豆腐的水分控制在70左右,析出豆腐中水分，并抑制微生物生长避免豆腐腐败变质,抑制微生物的生长并使腐乳有香味(,酒、香辛料,）,封瓶时瓶口通过酒精灯火焰防止瓶口污染,1.,我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？水分过多会如何？,答：,含水量为,70%,左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。,2.,为什么发酵的温度为,15,18 ,？,思考：,此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。,5.,吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢？它对人体有害吗？它的作用是什么？,答：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害。,3.,在接近瓶口处多加盐的原因是什么？,答：接近瓶口处更容易被杂菌污染。,4.,卤汤中的哪些成分具有防腐杀菌作用？,答：酒精和香辛料,红方,白方,青方,配方不同，口味不同,结果分析与评价,：,1,用盐量对腐乳制作有哪些影响？,_,、,_,、,_,等。,2,发酵温度对腐乳制作有什么影响？,_,3,发酵时间对腐乳制作有什么影响？,时间过短，,_,；时间过长，,_,杀菌 脱水 调节口味,影响毛霉的生长和酶的作用，影响发酵进程和品质,发酵不充分,不易成形，影响口味,思考讨论,你喜爱吃泡菜食品吗？你吃过哪些？,泡菜中的亚硝酸盐对身体有何影响？,课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量,泡菜是一种以发酵加工制成的浸制品，为泡酸菜类的一种。泡菜制作容易，成本低廉，营养卫生，风味可口，利于贮存。在我国四川、东北、湖南、湖北、河南、广东、广西等地民间均有自制泡菜的习惯。目前较受欢迎的是川味和韩味泡菜，在许多风味餐馆里，都有其踪影，它鲜嫩清脆，可以增进食欲，帮助消化与吸收。如果自己在家也做一些这样的泡菜，做为每天饭前小菜，或以它配菜，烹成各种菜肴，不失为一件美事。但是,泡菜含亚硝酸盐具致癌作用危害身体健康，所以不宜多吃,乳酸链球菌,1,、泡菜制作,（,1,）乳酸菌,乳酸杆菌,种类：,常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,（原核生物）,分布：空气、土壤、植物体表、人或动物肠道,代谢类型及产物（发酵原理）：,C,6,H,12,O,6,C,H,O,酶,+,能量,制作泡菜,制作酸奶,代谢类型：异养厌氧型细菌,（,2,）亚硝酸盐蔬菜,性质： 在食品生产中的作用：,分布在蔬菜、咸菜和豆粉中的含量如何？,我国食品卫生标准规定的亚硝酸盐含量标准：,亚硝酸盐,(,包括亚硝酸钾和亚硝酸钠,),为白色粉末，易溶于水。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到,0.3,0.5g,时，会引起中毒，达,3g,时会引起死亡。,豆粉中的平均含量可以达到,10,毫克,/,千克，而咸菜中的平均含量也在,7,毫克,/,千克以上。蔬菜中平均含量为,4,毫克,/,千克,泡菜优点,制作容易,成本低廉,营养卫生,利于贮存,风味可口,鲜嫩清脆,增进食欲,容易消化,膳食中的绝大多数亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，只有,在特定的条件下（适宜的,PH,、,温度和一定的微生物作用），,才会转变成致癌物,亚硝胺。大量动物实验表明，亚硝胺具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用。研究表明，人类的某些癌症可能与亚硝胺有关。,请阅读课本,P10,讨论下列问题：,制作泡菜的流程？需要的原料？,泡菜坛应具备的条件？如何检测泡菜坛是否合格？使用不合格泡菜坛有什么后果？,盐水应该按什么比例配制才较好？为什么要将盐水煮沸后又冷却？加盐有何作用？,哪些因素会导致泡菜腌制过程中的亚硝酸盐含量？测定原理及其步骤？,（,2,） 添加的调味品，如花椒、八角等。,（,3,） 白酒。,（,4,） 食盐和糖。,（,1,）各种蔬菜均可，一般用白菜、洋白菜、黄瓜、柿子椒、胡萝卜、白萝卜等。,原料, 观型体,:,以火候老、釉质好、无裂纹、无砂眼、形体美观的为佳。, 看内壁,:,将坛压在水内，看内壁，以无砂眼、无裂纹、无渗水现象的为佳。,听声音,:,用手击坛，,听其声，钢音的质量则好，空响、砂响、音破的质次。,腌制条件,腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。,温度过高、食盐用量不足,10,、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制,10,天后，亚硝酸盐的含量开始下降。,结球甘蓝（简称甘蓝），别名洋白菜、圆白菜、包心菜、莲花白菜等，在上海地区又叫卷心菜。,步骤,（,1,）各种菜洗净并切成,3,4cm,长的小块。,（,2,）将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次。,（,3,）将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛，混合均匀。如果希望发酵快些，可将蔬菜在开水中浸,1,分钟后入坛，再加上一些白酒。,（,4,）将坛口用水封好，防止外界空气进入。,（,5,）泡菜发酵,准备白菜、萝卜、葱、辣椒、蒜等材料。,切好萝卜、葱、蒜泥、辣椒末等，准备往白菜芯里放。,白菜切成两半后，放在盐里,(,水盐比：,）一夜，第二天，用流动的水清洗，再甩干水分。,用外层的白菜叶子包好里面的，放上一周。,往盐腌过的白菜里添加第,2,项的材料，要均匀涂抹。,原料加工,修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状,加调味料装坛,加盐,盐水冷却,泡菜盐水,发酵,成品,测亚硝酸盐含量,制作泡菜,实验操作过程,如果加入一些已经腌制过的,泡菜汁,更好，这相当于接种已经扩增的发酵菌，可减少腌制时间。,1,、加入白酒有什么作用？,白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。,思考：,2,、用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么结果？,水,封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，空气中,21,是氧气，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。,3,、为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？,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，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。,4,、为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？,有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。,果酒,果醋,腐乳,泡菜,微生物,类型,原理,反应条件,检测方法,酵母菌，真菌，兼性厌氧,醋酸菌，细菌，好氧菌,毛霉，真菌，,兼性厌氧,乳酸菌，细菌，厌氧菌,酵母菌的无氧呼吸产生酒精,20,无氧,重铬酸钾与其反应呈灰绿色,醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸,3035,通入氧气,品尝、,pH,试纸检测,毛霉产生蛋白酶和脂肪酶,15,18,接种，酒精含量控制在,12,左右,乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,常温，无氧条件,课题延伸：,如何证明果汁发酵后有酒精产生？,1、关于酵母菌的叙述，正确的是（ ）,A、,酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧,B、,酵母菌主要的繁殖方式为孢子生殖,C、,酵母菌只在酒精发酵中发挥作用,D、,酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存,A,课堂练习,2、食醋生产不具有协同作用的菌是（ ）,A,、曲霉,B,、细菌,C,、酵母菌,D,、醋酸菌,3、下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是（ ）,A,、含糖量高的培养基,B,、温度20 左右,C,、,pH=2.5,D,、,pH=6,B,C,