1、学年高中生物第2章发酵技术实践第1节运用发酵技术加工食品学案苏教版选修1资料第一节运用发酵技术加工食品1学习酵母菌、醋酸菌、乳酸菌、毛霉等微生物的生物学特性。(重点)2掌握发酵技术与食品加工的基本技能。(重难点)果 酒 和 果 醋 的 制 作 原 理 及 流 程一、果酒和果醋的制作原理1发酵和发酵技术(1)发酵：人们把利用微生物的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。(2)发酵技术：利用微生物的发酵作用，大规模生产发酵产品的技术。(3)发酵技术的应用：在生产单细胞蛋白、含醇饮料、发酵乳制品、调味品和发酵食品；甜味剂、食品添加剂等方面具有广泛的应用。2果酒的制作原理(1)菌种是酵
2、母菌，其代谢类型为兼性厌氧型。(2)反应式：有氧条件下：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。无氧条件下：C6H12O62C2H5OH2CO2能量。(3)菌种来源：自然发酵过程中，来源于附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌。(4)条件：氧气：酵母菌先在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖，然后在无氧条件下进行酒精发酵产生酒精。温度：一般是1825_。(5)酶制剂在果酒生产中的作用：果胶酶：有利于葡萄的榨汁等。蛋白酶：主要是促进蛋白质的水解，使酒体清澈透明。3果醋的制作原理(1)原理：在果酒制作基础上的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 。(2)反应式：
3、C2H5OHO2CH3COOHH2O能量。(3)条件：环境条件：氧气充足。温度：严格控制在3035_。二、果酒和果醋的制作流程1实验流程挑选葡萄清洗榨汁酒精发酵醋酸发酵 果酒果醋【巧学妙记】果酒果醋的实验流程可简记为：“选、洗、榨、发”。即选材、冲洗、榨汁、发酵。2注意事项(1)清洗：要连果柄一起在清水中轻轻漂洗，避免损伤葡萄。(2)装瓶：发酵液不能超过广口瓶体积的2/3。(3)酒精发酵：发酵过程中每隔一段时间要轻轻旋松瓶盖进行放气。发酵时间为1012_d。(4)醋酸发酵：应用纱布罩在大广口瓶上并把瓶口扎紧。发酵时间为78_d。(5)整个过程注意无菌操作。3酒精的检测(1)检测试剂：重铬酸钾。
4、(2)现象：在酸性条件下，反应呈现灰绿色。合作探讨探讨1：在果酒的生产中为什么还广泛使用果胶酶和蛋白酶？提示：果胶酶水解果胶，有利于提高果汁产量，蛋白酶促进蛋白质的水解，提高酒体清澈度。探讨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。探讨3：将葡萄汁装入发酵瓶时为什么不能超过发酵瓶体积的2/3?提示：目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，消耗氧气后再进行酒精发酵；其次是防止发酵过程中因为产生CO2造成发酵液溢出。探讨4：发酵过程中，为什么每隔一段时间要旋松瓶盖放气？
5、提示：排出发酵过程中产生的CO2，防止瓶内气压过高引起爆裂。思维升华1果酒和果醋的制作原理及条件项目果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌菌种特点单细胞、真核生物，多以出芽方式进行无性生殖单细胞、原核生物，二分裂生殖代谢类型异养兼性厌氧型异养好氧型菌种来源传统发酵过程中，主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌醋酸菌的菌种可以到菌种保藏中心购买制作原理在有氧条件下：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量在无氧条件下：C6H12O62C2H5OH2CO2能量当氧气、糖源都充足时：C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O能量当缺少糖源时：C2H5OHO2CH3COOHH2O能量2.果酒
6、和果醋的实验流程1在适宜的温度条件下，下面装置中都加入干酵母(内有活酵母菌)，其中能产生酒精的装置是()ABCD【解析】解答本题首先要弄清楚酒精发酵的条件：要有葡萄糖、水和酵母菌；必须在密封的条件下，这两个条件缺一不可。如果有氧存在，酵母菌能进行有氧呼吸，产生CO2和H2O，不产生酒精。本题易错选D，因为与A条件相同并搅拌混合均匀，看起来似乎更有利于反应的进行，但是D没有密封，暴露在有氧的环境中，酵母菌不进行无氧呼吸。【答案】A2请回答制作果酒和果醋的有关问题。 【导学号：67850022】(1)果酒和果醋的制作依次利用了_和_两种微生物，两者在结构上最主要区别是_；从代谢类型上看，两者的相同
7、之处是_装置时，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，其原因是_。(3)果酒发酵时间一般为1012 d，但也可能因为_等外界条件而发生改变，可定期取发酵液与_试剂反应检测发酵情况，如发酵液中含有酒精则溶液呈现_现象。(4)果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是_。(5)在变酸的酒的表面可以观察到菌膜，其形成原因是_。【解析】(1)制作果酒和果醋分别用到酵母菌和醋酸菌，前者是真核生物，后者是原核生物，它们的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。但二者都不能利用无机物制造有机物，所以都属于异养生物。(2)装置中的排气孔弯曲可以避免外界空气中的杂菌进入装置。(3)发酵温度适宜可以尽快完成发酵过程
8、，但如果温度不适宜会延长发酵时间。可以根据发酵液中酒精的产生量来确定发酵情况(用重铬酸钾进行检测)，因为酒精是酵母菌无氧呼吸的第二阶段产物，也是果酒制作中所要获得物质。(4)在缺乏糖源而氧气充足的前提下，醋酸菌可以利用乙醇产生醋酸。(5)醋酸菌利用乙醇产生果醋后，自身也增殖，在液面形成菌膜。【答案】(1)酵母菌醋酸菌后者无核膜都是异养生物(2)防止空气中杂菌进入(3)温度重铬酸钾灰绿色(4)在氧气充足时，醋酸菌将乙醇氧化为醋酸(5)醋酸菌在液面大量繁殖制 作 腐 乳1发酵微生物有多种微生物参与，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉2发酵原理毛霉能产生淀粉酶、蛋白酶、谷氨酰胺
9、酶和脂肪酶等，使豆腐中的蛋白质、脂肪等缓慢水解，生成多种氨基酸和各种有机酸等。3工业生产腐乳的过程接种孢子培养与晾花压坯与装坛。4制作腐乳的实验流程制作腐乳坯：用刀将豆腐切成4 cm4 cm1.5 cm的小块，微微晾干。在此过程中，空气中的毛霉孢子会落到腐乳坯上长出毛霉：将腐乳坯竖立放置在清洁的容器内，培养时间为1015d，温度为1518左右。加盐腌制：从容器内取出腐乳坯，用食盐水清洗，然后用食盐腌制10d左右配制调料：调料一般主要包括水、料酒和香辛料等密封腌制：将腐乳坯装入瓶内，浸没在配制好的调料中数月合作探讨探讨1：腐乳外部一层致密的“皮”是怎样形成的？提示：“皮”是前期发酵时，由豆腐表面
10、上生长的菌丝形成的。探讨2：腐乳味道鲜美，试说明“鲜”、“香”的原因。提示：毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中蛋白质分解成小分子的多肽和氨基酸，其中的氨基酸与钠盐作用形成氨基酸钠，故味道鲜美；脂肪酶将豆腐中脂肪水解成的甘油和脂肪酸，又使其带有脂香气。探讨3：腌制腐乳时，在接近瓶口的表面要将盐铺厚一些，为什么？提示：越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此在接近瓶口的表面，盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染。思维升华1腐乳的发酵机理以豆腐为原料制作腐乳的过程主要是豆腐所含的蛋白质发生生物化学反应的过程。制作腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。(1)前期发酵：主要变化：毛霉在豆腐(白坯)上
11、的生长。条件：发酵温度为16 左右。作用：一是使豆腐表面有一层菌膜包住，形成腐乳的“体”；二是毛霉分泌以蛋白酶为主的各种酶，有利于将豆腐所含有的蛋白质、脂肪等水解为各种氨基酸和小分子的肽及甘油和脂肪酸等。(2)后期发酵：实质：酶参与生化反应的过程。结果：通过腌制并加入各种辅料(红曲、酒糟等)，使蛋白酶作用缓慢，促进其他生化反应，生成腐乳的香气。2用盐腌制的目的(1)调味：适宜的食盐能给腐乳以必要的口味。(2)防腐：防止杂菌污染，避免豆腐腐败。 (3)能够浸提毛霉菌丝上的蛋白酶，使毛霉不能生长，而其产生的蛋白酶却仍不断发挥作用。(4)降低豆腐的含水量，使豆腐块变硬，在后期发酵过程中不会过早酥烂。
12、3影响腐乳品质的因素(1)菌种：菌种是生产发酵的关键。如果菌种退化则表现出生化功能的变化，如水解速率、代谢产物等都会发生变化，从而影响品质，因而要选择优良的菌种。(2)杂菌：如有杂菌污染则直接影响产品的色、香、味。因而要关注培养温度的控制，盐、酒、香辛料的用量，以及用具的消毒和密封等方面。(3)水的含量：含水量70%为宜。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形，含水量过少则不利于毛霉的生长。(4)盐的用量：盐浓度过高，会影响腐乳的口味，浓度过低，腐乳易腐败变质。(5)酒的用量：卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越
13、大，腐乳成熟的时间将延长。酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。(6)香辛料：具有调味和杀菌的作用，会影响腐乳的风味或质量。(7)温度：严格控制在1518 。温度过高或过低会影响毛霉菌丝的生长，从而影响发酵的进程和发酵质量。如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度过高，菌丝易老化和死亡，影响品质。(8)发酵时间：时间过短，发酵不充分，如蛋白质未完全水解，这样在加盐后豆腐脱水，蛋白质变性，就会变硬；时间过长，豆腐会软化不易成形，从而影响腐乳的口味。1如图为腐乳制作过程的流程图，下列说法不正确的是()豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制
14、A毛霉为好氧型真菌，为避免其无氧呼吸，码放豆腐时要留出一定缝隙B加盐腌制的目的是析出豆腐中的水分使之变硬，同时能抑制微生物的生长C加卤汤、密封腌制中，毛霉不断增殖，并产生大量的酶，分解蛋白质D密封瓶口时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，以防止瓶口污染【解析】从图示可以看出，毛霉在加盐腌制前就已长成，加卤汤、密封腌制中，毛霉不再增殖，C项错误。【答案】C2腐乳，又称乳腐或豆腐乳，是我国著名的民族特产发酵食品之一。其滋味鲜美，酱香宜人，制作历史悠久，品种多样，主要有红方腐乳、酱腐乳和白腐乳等，而红曲酱腐乳既具有红方腐乳适宜的天然红曲色泽，又具有酱腐乳特有的浓郁的酱醋香味，深受人们的喜爱，具有广阔的市场
15、前景。某兴趣小组按照以下工艺流程制作红曲酱腐乳，请据图回答： 【导学号：67850023】 毛霉孢子悬浮液红曲酱卤 豆腐干切块接菌搓毛腌坯装坛兑汤发酵成品(1)现代科学研究表明，许多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种_状真菌。(2)在腐乳制作的过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成_和_，_将脂肪水解为甘油和脂肪酸。(3)传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自_。而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以_。(4)搓毛是将长满菌丝的白坯用手抚抹，让菌丝裹住坯体，其目的是_。(5)在逐层加盐腌坯的过程中，随层数的加高而
16、_盐量，接近瓶口要_铺一些。(6)红曲酱卤是由红曲、面酱、黄酒按一定的比例配制而成的，加入黄酒的作用是_。【解析】(1)豆腐发酵有多种微生物参与，其中毛霉起主要作用，毛霉是一种丝状真菌。(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶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。在多种微生物的协同作用下，豆腐转变成腐乳。(3)传统制作中，豆腐上的毛霉来自空气中的毛霉孢子。现代腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，避免了其他菌种污染，保证产品质量。(4)搓毛促进毛霉覆盖整块腐乳，以防止其他微生物的污染而导致腐乳烂块。(5)加盐的作用是析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，在后期
17、制作中不会过早酥烂。同时盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。(6)加酒可以抑制微生物的生长，同时使腐乳具有独特的香味。【答案】(1)丝(2)小分子的肽氨基酸脂肪酶(3)空气中的毛霉孢子避免其他菌种污染，保证产品的质量(4)防止腐乳烂块(5)增加多(6)抑制微生物的生长，使腐乳具有独特的香味制 作 泡 菜1泡菜制作的菌种乳酸菌(1)分布：空气、土壤、植物体表等。(2)应用：制造酸奶、青贮饲料、制作泡菜等。(3)发酵条件：厌氧条件。2准备容器并配制泡菜液(1)制作泡菜液的关键：配制调料。(2)调料的分类：辅料和香辛料。(3)辅料包括：白酒、料酒和辣椒等。3泡菜制作的实验流程(1)准备容器并配
18、制泡菜液(2)加工蔬菜(3)制作泡菜合作探讨探讨1：乳酸菌和醋酸菌代谢类型相同吗？【提示】不完全相同，二者的同化作用的代谢类型相同，均为异养型；异化作用不同，乳酸菌为厌氧型，醋酸菌为需氧型。探讨2：酸牛奶是经过加工变质的牛奶，与鲜牛奶相比二者谁的营养价值高？为什么？【提示】酸牛奶。因为牛奶经发酵后把大分子物质转变成小分子物质，易被人体吸收。探讨3：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。思维升华1泡菜制作的流程2泡菜发酵过程分为三个阶段(1)发酵初期：不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵，发酵
19、产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。此时泡菜液的含酸量约为0.3%0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味。(2)发酵中期：乳酸不断积累，pH下降，乳酸菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵。大肠杆菌、腐生菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制。这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。(3)发酵后期：乳酸含量继续增加，当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌的活性受到抑制，发酵逐渐停止。此阶段泡菜酸度过高、风味不协调。3泡菜制作的注意事项(1)泡菜坛的选择：应选择无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。(2)盐水按水盐质量比41配制，煮沸冷却后待用。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐
20、水中的细菌。(3)材料装至八成满时，再加入盐水至没过全部菜料，盖好坛盖。(4)封坛时，坛盖边沿的水槽中要注满水，严格密封，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。(5)注意控制温度、食盐水浓度和腌制时间。温度过高，食盐用量过低，腌制时间过短，会造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，亚硝酸盐含量一般在腌制10 d后开始下降。食盐水浓度过高，则会使泡菜口味不佳，甚至影响乳酸菌的发酵。1某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当导致泡菜腐烂。下列原因中正确的是() 【导学号：67850024】罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制
21、了其他腐生菌的生长和繁殖罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长和繁殖A BC D【解析】制作泡菜要注意坛口的密封，如果封闭不严，氧气进入会抑制乳酸菌的生长繁殖，也会导致需氧腐生菌的生长，使泡菜腐烂。【答案】B2某同学以甘蓝为原料制作泡菜，将甘蓝分组并置于不同温度下3天，检测生成乳酸的含量，结果如下表：温度()1626313543乳酸含量(%)0.811.041.201.120.95(1)根据以上数据可以得出什么结论？_。(2)盐水需要先煮沸，再冷却后才可以使用，是因为_。(3)泡菜风味的形成关键在于_的加入。泡菜制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，其可能的原因有_等。【解析】(1)由
22、表格可以看出：在泡菜制作过程中，不同温度下乳酸含量不同，说明温度可以影响乳酸菌发酵产生乳酸，并且31左右乳酸的产生效率最高。(2)加热是为了杀死杂菌，冷却后再使用是为了不影响乳酸菌的生命活动。(3)泡菜风味形成的关键在于加入的调味料。在制作过程中泡菜坛密封不严、工具灭菌不彻底、盐的比例过小很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味。 【答案】(1)温度会影响乳酸菌发酵产生乳酸；31左右乳酸菌发酵产生乳酸的效率最高(2)加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响(3)调味料泡菜坛密封不严、工具灭菌不彻底、盐的比例过小1在果酒的制作过程中，操作有误的是()A将消毒过的葡萄
23、汁装满发酵装置B将温度严格控制在1825 C榨汁机要清洗干净并晾干 D将冲洗完并除去枝梗的葡萄放入清洗晾干的榨汁机内进行榨汁【解析】制作果酒时，葡萄汁装瓶量应大约占容器的2/3，留出一定的空气空间，使酵母菌在初始阶段进行有氧呼吸，以快速进行出芽生殖，增加酵母菌数量，为后期的无氧发酵产生酒精做好准备。而在整个发酵过程中都要严格控制温度在1825 ，并且操作过程中的各种用具都要清洗干净。【答案】A2在酿造果醋的过程中，下列说法正确的是()A果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后密封B在发酵过程中，温度控制在1825 ，发酵效果最好C当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中
24、的糖分解成醋酸而酿造成果醋D以上说法都正确【解析】醋酸菌是好氧细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入O2。醋酸菌的最适生长温度为3035 。在糖源、O2充足时，醋酸菌能将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，可将乙醇氧化成乙醛，再将乙醛转变为醋酸。【答案】C3(2016江苏高考)下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是()A加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长B加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质C发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌D实验室制作的腐乳不宜直接食用【解析】加盐主要是为了抑制杂菌的生长，同时也可析出水分，有利于腐乳成形，而不是调节水分，利于毛霉生长，A选项错误；加料酒可以抑制微生物的
25、生长，同时能使腐乳具有独特的风味，但不能灭菌，B选项错误；在腐乳制作的发酵过程中起主要作用的是毛霉，C选项错误；实验室制作的腐乳因未经质量鉴定，不宜直接食用，D选项正确。【答案】D4在泡菜的制作过程中，不正确的是()A制作前应清洗容器并晾干B发酵时应置于日光充足处C盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染D在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境【解析】泡菜的制作依靠的是乳酸菌的无氧呼吸，制作时要防止污染，以防泡菜腐败变质，加盐能达到此目的，防止其他杂菌的繁殖，同时还要保证坛内无氧环境，利于乳酸菌发酵，但无需日晒，否则温度过高，泡菜易腐败变质。【答案】B5下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，正确
26、的是()A家庭制作果酒需将葡萄汁煮沸30分钟B果醋的制作需要缺氧、酸性环境C腐乳制作时添加香辛料只是为了调制风味D果醋、果酒和腐乳的制作都需要对容器进行消毒【解析】制作果酒时不需把葡萄汁煮沸，这样会杀死酵母菌，A错误；醋酸菌是好氧型细菌，B错误；香辛料除了调制风味之外，还有杀菌、防腐的作用，C错误；果醋、果酒和腐乳的制作都需要对容器进行消毒，D正确。【答案】D课堂小结：网络构建核心回扣1.用于果酒和果醋制作的菌种分别是酵母菌和醋酸菌。2.酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖，在无氧条件下进行酒精发酵产生酒精。3.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
27、酒精氧化为醋酸。4.果酒制作中应先通气再密闭，温度控制在1825 ；而果醋的制作应始终在有氧条件下进行，温度控制在3035 。5.制作果酒和果醋的实验流程：挑选葡萄清洗榨汁酒精发酵醋酸发酵 果酒 果醋6.腐乳制作的主要菌种是毛霉。毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶将蛋白质和脂肪分解成小分子肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。7.工业生产腐乳的过程：接种孢子培养与晾花压坯与装坛。8.腐乳制作的实验流程：制作腐乳坯长出毛霉加盐腌制配制腐乳浸液密封腌制。9.制作泡菜的主要菌种是乳酸菌，为厌氧菌，在无氧条件下可将葡萄糖分解为乳酸。10.制作泡菜的实验流程：准备容器并配制泡菜液加工蔬菜制作泡菜。学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)学业达标1制作葡萄醋时，必须控制的发酵条件是()A温度1825 ，适时通气B温度1825 ，隔绝空气C温度3035 ，隔绝空气D温度3035 ，适时通气【解析】醋酸菌的最适生长温度是3035 ，并且是需氧型细菌，所以要不断适时地进行通气。【答案】D2酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。如果向培养酵母菌的葡萄糖悬浊液中通入空气，在短时间内发生的变化是()乙醇的产量增加乙醇的产量降低葡萄糖消耗下降葡萄糖消耗明显增加A BC D
