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1、第第32讲传统发酵技酵技术的的应用用课程内容课程内容核心素养核心素养提考能提考能1.探讨微生物的利用探讨微生物的利用2.掌握运用发酵技术制作食品掌握运用发酵技术制作食品的基本方法的基本方法3.利用酵母菌、醋酸菌分别制利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋作果酒和果醋4.利用乳酸菌发酵制作酸奶或利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜泡菜生命观念生命观念发酵菌种的结构与功能的关系发酵菌种的结构与功能的关系科学思维科学思维比较传统发酵中菌种的异同比较传统发酵中菌种的异同科学探究科学探究设计实验探究理想的发酵条件设计实验探究理想的发酵条件社会责任社会责任关注食品安全，倡导健康的生活方式关注食品安全，倡导健康的生活
2、方式1.制作原理与发酵条件制作原理与发酵条件考点一果酒和果醋的制作考点一果酒和果醋的制作附着在葡萄皮附着在葡萄皮果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作菌种菌种酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌菌种来源菌种来源_上的野生型酵母菌上的野生型酵母菌变酸酒表面的菌膜变酸酒表面的菌膜发酵过程发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧条件下，酵母菌通过_大大量繁殖：量繁殖：C6H12O66O2_；无氧条件下，酵母菌通过；无氧条件下，酵母菌通过_产生酒精：产生酒精：C6H12O6_氧气、糖源氧气、糖源_时：时：C2H12O62O22CH3COOH2CO22H2O；_糖源、氧气充足时：糖源、氧气充足时：C2H5OHO2_温度温度一般
3、酒精发酵为一般酒精发酵为_，繁殖最适，繁殖最适为为_左右左右最适为最适为_气体气体前期：前期：_，后期：，后期：_需要需要_时间时间_d_d有氧呼吸有氧呼吸6CO26H2O无氧呼吸无氧呼吸2C2H5OH2CO2充足充足缺少缺少CH3COOHH2O1825203035需氧需氧无氧无氧充足的氧气充足的氧气1012782.制作流程制作流程冲洗冲洗3.发酵装置的设计发酵装置的设计(1)各部位的名称及作用。各部位的名称及作用。为为_：用来充入氧气：用来充入氧气(无菌空气无菌空气)。为为排排气气口口：在在酒酒精精发发酵酵时时排排出出的的是是酒酒精精发发酵酵产产生生的的_。在在醋醋酸酸发发酵酵时时排排出出的
4、的是是_。长而弯曲的胶管的作用是。长而弯曲的胶管的作用是_。为出料口：便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。为出料口：便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。充气口充气口CO2剩余的空气和醋酸菌代谢产生的剩余的空气和醋酸菌代谢产生的CO2防止空气中微生防止空气中微生物的进入物的进入(2)该装置的使用方法。该装置的使用方法。使用该装置制作果酒时，应该使用该装置制作果酒时，应该_。制作果醋时，应将充气口连接充气泵，适时输入无菌空气。制作果醋时，应将充气口连接充气泵，适时输入无菌空气。封闭充气口封闭充气口4.实验结果分析实验结果分析(1)若酵母菌数量少，产生的酒精少：原因是发酵若酵母菌数量少，产生的酒
5、精少：原因是发酵_期，酵母菌期，酵母菌_不足。不足。(2)若若酵酵母母菌菌数数量量充充足足，但但是是产产生生的的酒酒精精较较少少或或不不能能产产生生酒酒精精：原原因因是是发发酵酵_期期_。前前有氧呼吸有氧呼吸后后密封不严密封不严1.果酒和果醋的制作成功的关键点果酒和果醋的制作成功的关键点项目项目说明说明材料的选材料的选择与处理择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗，以防选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防止洗去野生型酵母菌防止洗去野生型酵母菌
6、防止发酵防止发酵液被污染液被污染榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒清洗葡萄时要先清洗后除枝梗清洗葡萄时要先清洗后除枝梗发酵瓶排气管用曲颈管不用直管发酵瓶排气管用曲颈管不用直管2.有关果酒、果醋制作的有关果酒、果醋制作的5个易错点个易错点(1)冲冲洗洗葡葡萄萄时时不不能能反反复复冲冲洗洗：防防止止洗洗去去野野生生酵酵母母菌菌，导导致致菌菌种种流流失失，不不能能正正常常发酵。发酵。(2)葡葡萄萄汁汁装装入入发发酵酵瓶瓶时时，要要留留有有大大约约1/3的的空空间间：目目的的是是先先让让酵酵母母菌菌进进行行有有氧氧呼呼吸吸快快速速繁繁殖殖，
7、耗耗尽尽瓶瓶内内O2后后再再进进行行酒酒精精发发酵酵，防防止止发发酵酵过过程程中中产产生生的的CO2造造成成发发酵液溢出。酵液溢出。(3)果果酒酒发发酵酵时时要要适适时时排排气气：防防止止发发酵酵装装置置爆爆裂裂。排排气气管管应应用用曲曲颈颈管管而而不不能能用用直直管。管。(4)缺氧、酸性的发酵液中酵母菌能正常生长，而其他杂菌生长受抑制。缺氧、酸性的发酵液中酵母菌能正常生长，而其他杂菌生长受抑制。(5)发发酵酵产产物物并并非非都都是是微微生生物物细细胞胞呼呼吸吸的的产产物物。酒酒精精是是酵酵母母菌菌无无氧氧呼呼吸吸的的产产物物；醋醋酸酸不不是是醋醋酸酸菌菌细细胞胞呼呼吸吸的的产产物物，而而是是
8、醋醋酸酸菌菌特特有有的的代代谢谢过过程程产产生生的的代代谢谢产产物物，醋醋酸酸菌菌细细胞胞呼吸的产物是呼吸的产物是CO2和和H2O。1.(2018海南卷，海南卷，30)选修选修1：生物技术实践：生物技术实践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。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：回答下列问题：(1)试试管管中中的的X溶溶液液有有助助于于维维持持甲甲装装置置的的瓶瓶中中气气压压相相对对稳稳定定，与与乙乙装装置置相相比比，用用甲甲装装置置酿制葡萄酒的优点是酿制葡萄酒的优点是_(答出两点即可答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲
9、装置时，要留有约葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是的空间，这种做法的目的是_(答答出出两两点点即即可可)。(3)某某同同学学若若用用乙乙装装置置进进行行发发酵酵，并并设设置置两两个个不不同同处处理理组组(乙乙A和和乙乙B)，乙乙A装装置置中中保保留留一一定定量量的的氧氧气气，乙乙B装装置置中中没没有有氧氧气气。在在其其他他条条件件相相同同且且适适宜宜的的情情况况 下下，测测得得一一段段时时间间内内乙乙A和和乙乙B中中酒酒精精含含量量的的变变化化趋趋势势及及乙乙A中中氧氧气气含含量量的的变变化化趋趋势势如如曲曲线线图图所所示示。图图中曲线中曲线依次表示依次表示_、_、_含
10、量的变化趋势。含量的变化趋势。(4)从从细细胞胞呼呼吸吸类类型型看看，酵酵母母菌菌属属于于_生生物物；从从同同化化作作用用的的类类型型看看，酵酵母母菌菌属属于于_(填填“自养自养”或或“异养异养”)生物。生物。解解析析(1)酿制制葡葡萄萄酒酒的的原原理理是是利利用用了了酵酵母母菌菌的的无无氧氧呼呼吸吸，而而酵酵母母菌菌无无氧氧呼呼吸吸的的产物物除除了了酒酒精精还有有二二氧氧化化碳碳，所所以以酿酒酒装装置置要要及及时排排出出二二氧氧化化碳碳，图乙乙装装置置排排出出二二氧氧化化碳碳需需要要拧松松瓶瓶盖盖才才能能排排出出，在在拧松松瓶瓶盖盖时会会给杂菌菌污染染培培养养液液带来来机机会会，但但装装置置
11、甲甲不不会会出出现这些些问题。(2)葡葡萄萄汁汁装装入入发酵酵瓶瓶时，发酵酵瓶瓶要要留留有有大大约1/3的的空空间，这样既既可可以以为酵酵母母菌菌大大量量繁繁殖殖提供适量的氧气，又可以防止提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛酵旺盛时汁液溢出。汁液溢出。(3)因因乙乙A装装置置中中保保留留一一定定量量的的氧氧气气，所所以以在在此此装装置置中中酵酵母母菌菌先先进行行有有氧氧呼呼吸吸消消耗耗氧氧气气，然然后后才才进行行无无氧氧呼呼吸吸产生生酒酒精精和和二二氧氧化化碳碳，所所以以曲曲线为乙乙A中中的的氧氧气气，曲曲线为乙乙A中中的的酒酒精精；乙乙B装装置置中中没没有有氧氧气气，所所以以在在此此装装置置中
12、中的的酵酵母母菌菌从从开开始始就就进行行无无氧氧呼吸呼吸产生酒精和二氧化碳，所以曲生酒精和二氧化碳，所以曲线为乙乙B中的酒精。中的酒精。(4)酵母菌的新酵母菌的新陈代代谢类型是异养兼性型是异养兼性厌氧型。氧型。答答案案(1)不不需需要要开开盖盖放放气气；避避免免了了因因开开盖盖引引起起的的杂杂菌菌污污染染(2)为为酵酵母母菌菌大大量量繁繁殖殖提提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出(3)乙乙A中的氧气乙中的氧气乙B中的酒精中的酒精乙乙A中的酒精中的酒精(4)兼性厌氧异养兼性厌氧异养2.(2018河河北北衡衡水水期期中中)如如图图为为某某同同学学设设计计的的酿
13、酿制制苹苹果果醋醋的的基基本本流流程程和和发发酵酵装装置置示示意意图图。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)过过程程需需要要先先清清洗洗后后切切块块，以以减减少少_，过过程程发发酵酵所所需需的的微微生生物物是是_，产生的酒精可以与，产生的酒精可以与_(试剂试剂)发生显色反应。发生显色反应。(2)过过程程为为醋醋酸酸发发酵酵，在在变变酸酸的的酒酒表表面面观观察察到到的的菌菌膜膜是是_在在液液面面大大量量繁繁殖殖而而形形成成的的。若若要要对对该该菌菌进进行行初初步步分分离离纯纯化化，比比较较便便捷捷的的操操作作是是采采用用_(填填“平平板板划划线线”或或“稀稀释释涂涂布布平平板板”)法法把把它它
14、们们接接种种到到_(填填“固固体体”或或“液液体体”)培培养养基上，经培养得到肉眼可见的菌落。基上，经培养得到肉眼可见的菌落。(3)在在发发酵酵装装置置示示意意图图中中，进进行行过过程程需需要要将将装装置置中中的的充充气气口口开开关关_。果果醋醋的的制制作作是是否否成成功功，除除了了通通过过观观察察菌菌膜膜的的形形成成、嗅嗅味味和和品品尝尝进进行行初初步步鉴鉴定定外外，还还可可以以通通过过检检测和比较测和比较_进一步鉴定。进一步鉴定。解解析析(1)过程程中中应先先清清洗洗后后切切块，如如果果先先切切块，则内内部部组织容容易易被被杂菌菌污染染。过程程为苹苹果果汁汁发酵酵产生生苹苹果果酒酒的的过程
15、程，需需要要酵酵母母菌菌的的参参与与。酒酒精精可可以以与与酸酸性性重重铬酸酸钾反反应变成成灰灰绿色色。(2)过程程是是醋醋酸酸发酵酵，醋醋酸酸菌菌是是好好氧氧菌菌，因因此此在在变酸酸的的酒酒表表面面观察察到到的的菌菌膜膜是是醋醋酸酸菌菌繁繁殖殖形形成成的的。分分离离纯化化醋醋酸酸菌菌，较简单的的方方法法是是利利用用平平板板划划线法法将将菌菌种种接接种种到到固固体体培培养养基基上上，观察察菌菌落落的的特特征征。(3)醋醋酸酸菌菌是是好好氧氧菌菌，醋醋酸酸发酵酵时，需需要要将将发酵酵装装置置中中的的充充气气口口开开关关打打开开。醋醋酸酸发酵酵产生生了了大大量量的的醋醋酸酸，可可以以通通过检测和和比
16、比较醋醋酸酸发酵前后的酵前后的pH进一步一步鉴定果醋的制作成功与否。定果醋的制作成功与否。答案答案(1)杂菌的污染酵母菌酸性重铬酸钾杂菌的污染酵母菌酸性重铬酸钾(2)醋酸菌平板划线固体醋酸菌平板划线固体(3)打开醋酸发酵前后的打开醋酸发酵前后的pH泡菜的制作泡菜的制作(1)菌种来源：附着在蔬菜上的菌种来源：附着在蔬菜上的_。考点二泡菜的制作考点二泡菜的制作乳酸菌乳酸菌无氧无氧乳酸乳酸(2)制作流程制作流程无裂纹无裂纹新鲜新鲜煮沸冷却煮沸冷却有氧有氧泡菜制作过程中条件的控制泡菜制作过程中条件的控制(1)材料的选择及用量材料的选择及用量蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
17、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。清清水水和和盐盐的的质质量量比比为为41，盐盐水水要要煮煮沸沸后后冷冷却却待待用用。盐盐水水煮煮沸沸有有两两大大作作用用，一一是是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。(2)防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，取样后要迅速封口。防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，取样后要迅速封口。(3)氧气需求氧气需求泡泡菜菜坛坛要要选选择择透透气气性性差差的的容容器器，以以创创造造无无氧氧环环境境，有有利利于于乳乳酸酸菌菌发发酵酵，防防止止蔬蔬菜菜腐烂。腐烂。坛坛盖盖边边沿沿的的水水槽槽中中要要注注满满水
18、水，以以保保证证乳乳酸酸菌菌发发酵酵所所需需要要的的无无氧氧环环境境，并并注注意意在在发发酵过程中要经常补充坛盖边沿水槽中的水。酵过程中要经常补充坛盖边沿水槽中的水。(4)温温度度：发发酵酵过过程程控控制制在在室室温温即即可可，最最好好在在2636。温温度度过过高高，则则易易滋滋生生杂杂菌菌；温度过低，则发酵时间延长。温度过低，则发酵时间延长。(人教版人教版选修一修一P10“内文内文”)分析泡菜在腌制过程中亚硝酸盐的含量变化的原因。分析泡菜在腌制过程中亚硝酸盐的含量变化的原因。提提示示发酵酵初初期期，乳乳酸酸菌菌和和乳乳酸酸的的量量都都比比较少少，而而由由于于硝硝酸酸盐还原原菌菌的的活活动，亚
19、硝硝酸酸盐含含量量逐逐渐增增加加；后后期期由由于于硝硝酸酸盐还原原菌菌受受抑抑制制，同同时形形成成的的亚硝硝酸酸盐又又被被分解，因而分解，因而亚硝酸硝酸盐含量下降。含量下降。(2016全全国国卷卷，39)某某同同学学用用新新鲜鲜的的泡泡菜菜滤滤液液为为实实验验材材料料分分离离纯纯化化乳乳酸酸菌菌。分分离离纯纯化化所所用用固固体体培培养养基基中中因因含含有有碳碳酸酸钙钙而而不不透透明明，乳乳酸酸菌菌产产生生的的乳乳酸酸能能溶溶解解培培养养基基中中的的碳酸钙。回答下列问题：碳酸钙。回答下列问题：(1)分分离离纯纯化化乳乳酸酸菌菌时时，首首先先需需要要用用_对对泡泡菜菜滤滤液液进进行行梯梯度度稀稀释
20、释，进进行行梯梯度度稀稀释释的的理理由由是是_。(2)推推测测在在分分离离纯纯化化所所用用的的培培养养基基中中加加入入碳碳酸酸钙钙的的作作用用有有_和和_。分分离离纯化时应挑选出纯化时应挑选出_的菌落作为候选菌。的菌落作为候选菌。(3)乳乳酸酸菌菌在在20长长期期保保存存时时，菌菌液液中中常常需需要要加加入入一一定定量量的的_(填填“蒸蒸馏馏水水”、“甘油甘油”或或“碳酸钙碳酸钙”)。解解析析(1)分分离离纯化化乳乳酸酸菌菌时，首首先先需需要要用用无无菌菌水水对泡泡菜菜滤液液进行行梯梯度度稀稀释；进行行梯梯度度稀稀释的的理理由由是是在在稀稀释度度足足够高高的的菌菌液液里里，聚聚集集在在一一起起
21、的的乳乳酸酸菌菌将将被被分分散散成成单个个细胞胞，从从而而能能在在培培养养基基表表面面形形成成单个个的的菌菌落落。(2)在在分分离离纯化化所所用用的的培培养养基基中中加加入入碳碳酸酸钙的的作作用用有有中中和和乳乳酸酸菌菌代代谢过程程中中产生生的的乳乳酸酸和和利利于于乳乳酸酸菌菌的的识别和和分分离离；分分离离纯化化时应挑挑选出出在在平平板板上上有有透透明明圈圈的的菌菌落落作作为候候选菌菌。(3)乳乳酸酸菌菌在在20长期期保保存存时应使使用用甘甘油油管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。答案答案(1)无菌水泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落无
22、菌水泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落(2)鉴别乳酸菌中和产生的乳酸鉴别乳酸菌中和产生的乳酸(或酸或酸)具有透明圈具有透明圈(3)甘油甘油澄清易错易混澄清易错易混强化科学思维强化科学思维易错易混易错易混易易错错点点1果果酒酒制制作作中中，对对葡葡萄萄“先先冲冲洗洗再再去去枝枝梗梗”与与“不不可可反反复复冲冲洗洗”的的目目的的分分辨辨不不清清点点拨拨(1)制制作作果果酒酒使使用用的的葡葡萄萄应先先冲冲洗洗，再再除除去去枝枝梗梗，不不能能反反过来来，以以免免除除去去枝枝梗梗时引起葡萄破引起葡萄破损，增加被，增加被杂菌菌污染的机会。染的机会。(2)对于于果果酒酒的的自自然然发酵酵，冲冲
23、洗洗不不要要反反复复进行行，以以免免使使酵酵母母菌菌数数量量减减少少，发酵酵周周期期加加长，产生的果酒中酒精含量下降。生的果酒中酒精含量下降。易错点易错点2醋酸菌在缺乏醋酸菌在缺乏O2时并非将酒精转化为醋酸时并非将酒精转化为醋酸点点拨拨醋醋酸酸菌菌是是严格格的的好好氧氧型型微微生生物物，它它对O2的的含含量量特特别敏敏感感，当当进行行深深层发酵酵时，即即使使短短时间中中断断通通入入O2，也也会会引引起起醋醋酸酸菌菌死死亡亡，其其将将乙乙醇醇变为乙乙醛进而而变为醋醋酸酸的条件是的条件是“糖源不足糖源不足”而不是而不是“O2不足不足”。易错点易错点3泡菜发酵时间并不是越长越好泡菜发酵时间并不是越长
24、越好点点拨拨泡泡菜菜的的发酵酵时间长，亚硝硝酸酸盐含含量量低低，但但是是发酵酵时间过长会会产生生其其他他有有害害物物质。泡菜泡菜发酵酵时间过长，乳酸含量，乳酸含量过高，口味不佳。高，口味不佳。易错点易错点4不明确泡菜制作中盐水不明确泡菜制作中盐水(清水清水盐盐41)煮沸的两层面意义煮沸的两层面意义点拨点拨清水和清水和盐的的质量比量比为41，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是中氧气，二是杀灭盐水中的其他水中的其他细菌。菌。利用发酵技术生产食品在我国有着悠久的历史，请回答以下问题：利用发酵技术生产食品在我国有着悠久的历史，请回答以下问
25、题：(1)酿酿造造葡葡萄萄酒酒的的过过程程中中接接种种的的酵酵母母菌菌中中含含有有醋醋酸酸菌菌，在在酒酒精精发发酵酵旺旺盛盛时时，醋醋酸酸菌菌_(能能/不能不能)将果汁中的糖发酵为醋酸。理由是将果汁中的糖发酵为醋酸。理由是_。(2)制制作作泡泡菜菜时时，所所用用盐盐水水需需煮煮沸沸，其其目目的的是是_。泡泡菜菜制制作作过过程程中中，乳乳酸酸发发酵酵的的过过程程即即为为乳乳酸酸菌菌进进行行_的的过过程程。该该过过程程发发生生在在乳乳酸酸菌菌细细胞胞的的_中。中。深度纠错深度纠错(3)下下图图是是该该生生物物活活动动小小组组记记录录的的3种种食食盐盐浓浓度度下下泡泡菜菜中中的的亚亚硝硝酸酸盐盐含含
26、量量与与发发酵酵天天数数的的关系图。关系图。据图分析选择据图分析选择_浓度的食盐制作，且在浓度的食盐制作，且在_天以后食用较为适宜。天以后食用较为适宜。解解析析(1)酒酒精精发酵酵时需需要要无无氧氧环境境，而而醋醋酸酸菌菌为好好氧氧菌菌；(2)制制作作泡泡菜菜时，通通过煮煮沸沸盐水水，可可以以杀灭杂菌菌并并除除去去氧氧气气；乳乳酸酸发酵酵是是在在乳乳酸酸菌菌细胞胞的的细胞胞质中中进行行无无氧氧呼呼吸吸的的过程；程；(3)依据依据亚硝酸硝酸盐含量最低含量最低时选择食食盐浓度及度及发酵天数。酵天数。答答案案(1)不不能能醋醋酸酸菌菌是是好好氧氧细细菌菌，而而果果酒酒发发酵酵需需要要无无氧氧环环境境(或或醋醋酸酸菌菌需需要要在在有有氧氧且且温温度度是是3035条条件件下下，才才能能将将糖糖转转化化为为醋醋酸酸.而而此此时时发发酵酵罐罐中中的的条条件件是是无无氧氧且且温温度度是是1825)(2)杀灭杂菌、除去溶氧无氧呼吸细胞质杀灭杂菌、除去溶氧无氧呼吸细胞质(3)5%11