1、第三节传统发酵技术和产品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。生命观念：认识酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的结构和代谢类型。科学探究：尝试设计发酵装置，完成果酒和果醋的制作，并探究制作过程中发酵条件的控制。社会责任：掌握传统发酵技术的原理及过程，能够运用发酵原理解释日常生活中的发酵现象。一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵1微生物的概念：绝大多数情况下，微生物是各种个体微小、肉眼不易看见、结构相对简单的生物的总称。2微生物的种类3我国传统发酵技术源远流长(1)微生物的利用历史早在几千年前，古人就已经发明了制曲酿酒的技术。我们的祖先很早就已经掌握了制醋和制酱的
2、方法。在农业上，我们的祖先掌握了制作堆肥和厩肥的技术。(2)局限性古人没有认识到微生物与发酵的确切关系，传统发酵技术基本都是发酵经验的总结。二、传统发酵技术生产的食品传统发酵：利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。1果酒的制作(1)发酵菌种菌种来源：主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。代谢类型：异养兼性厌氧型。在有氧条件下，酵母菌繁殖的最适温度为20 左右，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵的适宜温度一般是1825 。(2)制作原理条件反应简式目的有氧C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量有氧呼吸大量繁殖新个体无氧C6H12O62C2H5OH2CO2能量无氧呼吸产生酒精2
3、果醋的制作(1)发酵菌种菌种：醋酸菌。代谢类型：异养需氧型。(2)制作原理在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精氧化为醋酸。反应式：C2H5OHO2CH3COOHH2O能量(3)发酵条件保持氧气充足。温度为3035 。3制作果酒和果醋4酸奶的制作(1)酸奶(2)制作酸奶实验原理以牛奶为主要原料，接入一定量的菌种或市售酸奶(含乳酸菌)，随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖，将牛奶中的乳糖变为乳酸，乳液的pH随之下降，乳酪蛋白发生凝集，牛奶成为酸奶。实验步骤灭菌(奶瓶等器皿沸水煮15_min) 消毒(奶液量不超过奶瓶容积的2/3，加热至90 ，保温5 min，或置于80 恒温水浴箱中15 min) 接种(温度下
4、降后，向原料奶中加入一定量市售酸奶，用玻璃棒搅拌均匀) 分装(将牛奶分装至容积适当的容器中) 发酵(4043 恒温箱中发酵34 h，或30 培养1820 h) 冷却(发酵完成，迅速冷却到10 以下，使酸奶中的乳酸菌停止代谢，防止酸度过高而影响口感)判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1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。2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。3制作泡菜的过程中只有乳酸菌起作用。()提示：制作泡菜的过程中不只是乳酸菌起作用，酵母菌、大肠杆菌等也起作用。4传统发酵食品的制作过程中，不同的食品接种
5、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。5制作果醋的温度比制作果酒的温度高。()答案6酸奶既含有牛奶的主要成分，又含有大量乳酸菌，可改善肠道环境，维持肠道微生物的相对平衡。()答案果酒、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1825 3035 时间1012 d78 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
6、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：冲洗葡萄时应先冲洗再除去果柄。榨汁机要冲洗干净并晾干。发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。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
7、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，
8、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
9、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
10、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
11、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沸水冷却后加入适量盐即可制成泡菜液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
12、在制作泡菜的过程中，用清水、食盐和糖配制泡菜液，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的微生物，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
13、)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
14、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。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 背 诵1.传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。2
15、.在有氧条件下，酵母菌能进行有氧呼吸并大量繁殖新个体；在无氧条件下，酵母菌则进行酒精发酵。3.果胶酶可以破坏细胞壁，有利于葡萄汁的榨取，还能使酒变得清澈透明。4.果醋发酵是一个有氧发酵的过程，在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精氧化为醋酸。5.酵母菌繁殖的最适温度为20 左右，酒精发酵的适宜温度一般是1825 。醋酸发酵的适宜温度为3035 。6.酸奶一般是以牛奶为原料、乳酸菌参与发酵制作而成的奶制品，既保留了牛奶的主要营养成分，又含有大量的乳酸菌。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
16、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葡萄先去除果柄，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，再去除果柄。若先去除果柄，会使大量杂菌侵入葡萄内部，给消毒带来困难。3如图所示为制作果酒和果醋的流程，下列相关叙述中错误的是()A为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次数过多B为果酒，酒精发酵过程中要严格控制氧气和温度C为果醋，醋酸发酵过程中要间断通气D的制作过程中既涉及有氧呼吸又
17、涉及无氧呼吸C为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次数过多，否则会冲洗掉葡萄皮表面的野生型酵母菌，A正确；酒精发酵的产物是果酒，氧气和温度是影响果酒制作的两个重要因素，需要在发酵过程中严格控制，B正确；为果醋，果醋制作所用微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中如果中断氧气供应会抑制醋酸菌的代谢，甚至引起醋酸菌的死亡，所以应持续通入无菌空气，C错误；果酒制作前期需要酵母菌的有氧呼吸以大量繁殖，后期需要通过无氧呼吸产生酒精，D正确。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
18、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
19、_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C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量，C6H12O62C2H5OH2CO2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