第1章發(fā)酵工程第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用第1課時學習目標學習目標1.通過進行泡菜制作實踐和分析提高泡菜質(zhì)量的措施，明確泡菜制作的原理、過程和注意事項。（生命觀念、科學思維）2.通過構建泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸、亞硝酸鹽含量變化的數(shù)學模型，訓練歸納、建模、評價等科學思維，培養(yǎng)合作交流精神。（科學思維、科學探究）3.分析評價社會熱點新聞，關注食品安全，倡導健康的生活方式。（科學思維、社會責任）自主預習自主預習一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術1.什么是發(fā)酵？2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(1)概念:直接利用原材料中微生物,或利用發(fā)酵保存下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術。

(2)特點:傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的發(fā)酵及發(fā)酵為主,通常是家庭式或作坊式的。

(3)常見產(chǎn)品:腐乳、醬、醬油、醋、泡菜、豆豉。腐乳制作中參與發(fā)酵的微生物:多種微生物,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是。腐乳發(fā)酵的原理:經(jīng)過微生物的發(fā)酵,豆腐中的被分解成小分子的和。

二、傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作——泡菜1.制作泡菜需要利用的微生物是____________，該微生物存在于：___________________，其代謝類型是____________，根據(jù)其代謝類型推知制作泡菜需要的環(huán)境是__________(密封/開放)。2.總結泡菜制作流程。(每步操作用一個詞概括，寫在方框中，最終形成一個操作流程圖)【預習自測】判斷正誤。1.傳統(tǒng)發(fā)酵技術主要是利用原材料中的純凈菌種進行發(fā)酵。（）2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術中，所有食品的制作都需要嚴格的無菌條件。（）【我的疑問】課堂探究課堂探究任務一、制作美味的泡菜情境：你剛剛繼承了家族傳統(tǒng)的手藝——制作泡菜。現(xiàn)在，你決定開設一家“家庭發(fā)酵小作坊”，將這份傳統(tǒng)技藝發(fā)揚光大，并滿足社區(qū)居民對健康、美味發(fā)酵食品的需求。實驗活動：根據(jù)家傳的泡菜制作手藝，利用所給實驗材料動手制作泡菜，小組長填寫實驗操作評價量表。（小組長填寫：合格打√，不合格打×）步驟正確操作完成情況1將質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽水煮沸、冷卻待用2將適量洗凈的胡蘿卜條、蘿卜條、黃瓜條混合均勻加入泡菜壇內(nèi)，后放入生姜、蒜瓣、辣椒等香辛料至八成滿3將冷卻的鹽水倒入壇中，鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋4向壇蓋邊沿的水槽注滿水實驗結果分析與評價：（1）概述泡菜制作的原理并寫出反應簡式。（2）發(fā)酵過程中,鹽的作用是什么?鹽水濃度要適宜的原因是什么?鹽水煮沸的目的是什么?鹽水冷卻后再倒入發(fā)酵壇的目的是什么?(3)向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水的目的是什么?(4)為什么泡菜壇只能裝至八成滿?任務二、評定泡菜制作質(zhì)量資料1.一般來說，當乳酸的質(zhì)量分數(shù)為0.4%~0.8%時，泡菜的口味、品質(zhì)最佳，泡菜湯清亮，無浮膜，菜質(zhì)脆嫩度適口，具有一定的香氣，咀嚼后無渣等。資料2.泡菜在腌制過程中會有亞硝酸鹽產(chǎn)生。膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，但如果攝入過量，會發(fā)生中毒，甚至致人死亡。資料3.泡菜發(fā)酵初期，主要是大腸桿菌和酵母菌等進行發(fā)酵，此時泡菜液的含酸量為0.3%~0.4%，菜質(zhì)咸而不酸。此階段硝酸鹽還原菌將蔬菜中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，雖然蔬菜中的酚類物質(zhì)和維生素C等可將亞硝酸鹽氧化，但總體上亞硝酸鹽含量逐步上升。發(fā)酵中期，乳酸不斷積累、pH下降，乳酸菌開始活躍，硝酸鹽還原菌受抑制且部分亞硝酸鹽被分解，亞硝酸鹽含量減少。發(fā)酵后期，乳酸含量繼續(xù)增加。當乳酸含量超過1.2%時，乳酸菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變慢，甚至停止發(fā)酵。此階段硝酸鹽還原菌被完全抑制，亞硝酸鹽含量下降至一定程度后，保持相對穩(wěn)定。根據(jù)以上資料，小組討論并思考回答下列問題。（1）根據(jù)資料1、2歸納，可以利用什么指標評價泡菜腌制的質(zhì)量？（2）根據(jù)資料3構建泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌濃度、乳酸濃度、亞硝酸鹽濃度隨發(fā)酵時間變化的數(shù)學模型。任務三、尋求提升泡菜質(zhì)量措施資料4.蔬菜放置時間過長，亞硝酸鹽含量會上升，一定的微生物在適宜的溫度、pH下，可將亞硝酸鹽轉化成亞硝胺，亞硝胺有致癌、致畸和致突變作用。資料5.泡菜制作過程中頻繁打開壇蓋會使泡菜發(fā)酵不充分，口感不佳，泡菜水渾濁，泡菜質(zhì)地變軟或有異味。根據(jù)以上資料，思考并回答下列問題。分別從選材、條件控制、規(guī)范操作三個方面寫出提高泡菜質(zhì)量的具體措施（至少1條）。1.下列關于泡菜食品制作過程的敘述，不正確的是()A.加“陳泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌種B.多種微生物參與了泡菜制作，如乳酸菌、酵母菌C.制作泡菜時，壇蓋邊緣的水槽中需注滿水，有利于泡菜的厭氧發(fā)酵D.制作泡菜的鹽水煮沸后直接加入泡菜壇2.下列關于乳酸菌的敘述，不正確的是()A.乳酸菌的種類很多，常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌B.在自然界廣泛分布，空氣、土壤、植物體表、人和動物的腸道內(nèi)均有乳酸菌C.乳酸菌是厭氧細菌，無氧時能將葡萄糖分解成乳酸和CO2D.乳酸菌可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等3.(不定項)泡菜是一種傳統(tǒng)美食，世界各地都有泡菜的影子，涪陵榨菜、法國酸黃瓜、德國甜酸甘藍，并稱為世界三大泡菜。下圖為制作泡菜及測定泡菜中亞硝酸鹽含量的流程示意圖，下列分析正確的是()A.選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量B.配制鹽水的濃度不宜過高，防止乳酸發(fā)酵受到抑制C.為降低亞硝酸鹽含量，泡菜發(fā)酵的時間越長越好D.泡菜發(fā)酵溫度過高會造成雜菌滋生，口感下降......年3·15晚會上，插旗菜業(yè)制作“老壇酸菜”的亂象被徹底曝光：土坑腌制、穿拖鞋踩、光腳踩、扔煙頭、枯萎發(fā)黃的葉子、防腐劑超標......酸菜制作過程簡直讓人觸目驚心。實地探訪得知，“土坑酸菜”即每年初春，芥菜成熟后直接倒入挖好的土坑，加水、鹽等，用薄膜包上，蓋上土直接腌制。僅三個月，這些酸菜就腌制好了，但收購的企業(yè)并不對衛(wèi)生指標進行檢測。請同學們嘗試分析這種“土坑酸菜”有哪些危害。[課堂小結]以知識框架的形式概括本節(jié)主要內(nèi)容。參考答案參考答案自主預習一、1.發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。2.(1)天然存在的前一次(2)固體半固體(3)毛霉蛋白質(zhì)肽氨基酸二、1.乳酸菌空氣、土壤、植物體表、人或動物的腸道內(nèi)異養(yǎng)厭氧型密封2.制備鹽水菜料裝壇加入鹽水液封發(fā)酵【預習自測】1.錯2.錯課堂探究任務一（1）原理：利用植物體表面天然的乳酸菌進行發(fā)酵，發(fā)酵期間，乳酸會不斷積累，當它的質(zhì)量分數(shù)為0.4%~0.8%時，可形成口味、品質(zhì)佳的泡菜。反應簡式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。（2）鹽的作用是調(diào)味,抑制其他微生物生長。鹽水濃度過高,乳酸發(fā)酵將受抑制;鹽水濃度過低,雜菌易繁殖,導致泡菜變質(zhì)。鹽水煮沸的目的是殺菌，去除水中的溶解氧。鹽水冷卻是為了保證乳酸菌等微生物能進行正常的生命活動。（3）給泡菜壇內(nèi)提供無氧環(huán)境,嚴格控制無氧條件。（4）防止鹽水溢出：在泡菜發(fā)酵初期，酵母菌等微生物代謝產(chǎn)生二氧化碳等物質(zhì)，導致泡菜壇內(nèi)體積增加。如果泡菜壇裝得太滿，泡菜液可能會因為氣體產(chǎn)生而溢出。避免雜菌污染：如果泡菜壇裝得太滿，一旦泡菜液溢出，可能會引入外界的雜菌，導致泡菜變質(zhì)。便于維護：裝八成滿的泡菜壇在維護時更加方便。例如，需要添加新鮮蔬菜或調(diào)整鹽水濃度時，有足夠的空間進行操作，而不會導致泡菜液溢出或壇內(nèi)過于擁擠。任務二（1）①根據(jù)泡菜的色澤和風味進行初步的評定；②根據(jù)不同時期泡菜壇中乳酸菌的數(shù)量來評定；③根據(jù)乳酸的含量來評定；④根據(jù)亞硝酸鹽的含量來評定。（2）任務三選材：新鮮、無蟲蛀、無腐爛的蔬菜等。條件控制：適宜的溫度、pH；泡菜容器應密閉等。規(guī)范操作：蔬菜可以用流動的清水多次沖洗，去除蔬菜表面的污垢和農(nóng)藥殘留的同時還能減少腌制過程中細菌滋生的機會。規(guī)范使用食鹽。物料裝八成滿。泡菜制作和儲存過程中應使用專用的工具和容器，如泡菜壇、筷子等，并保持其清潔、無水無油，避免引入雜菌導致泡菜變質(zhì)。泡菜壇最好選擇土陶罐或玻璃容器，清洗干凈后可用白酒消毒。當堂訓練1.D2.C2.C3.ABD4.環(huán)境污染：土坑腌制的酸菜容易受到土壤中的污染物影響，如重金屬、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴類等，這些污染物可能通過土壤滲入酸菜中，被消費者攝入體內(nèi)。不良操作：工人穿拖鞋踩、光腳踩酸菜，甚至將煙頭扔入酸菜中，這些行為極易導致細菌、病毒等微生物污染酸菜。衛(wèi)生指標不檢測：收購企業(yè)不對衛(wèi)生指標進行檢測，使得含有雜質(zhì)、污染物或有害微生物的酸菜得以流入市場，增加了食品安全風險。腌制時間短：由于土坑酸菜腌制時間短，為了延長保質(zhì)期，廠家往往會超量添加防腐劑，如焦亞硫酸鈉和二氧化硫等。消費者信任受損：“土坑酸菜”事件曝光后，消費者對酸菜及相關產(chǎn)品的信任度大幅下降，可能導致市場銷量下滑。面臨法律制裁：涉事企業(yè)可能因違反法律法規(guī)而面臨罰款、停產(chǎn)停業(yè)、吊銷許可證等法律制裁。第1章發(fā)酵工程第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用第2課時學習目標學習目標1.通過進行果酒和果醋制作實踐及過程比較，歸納果酒和果醋的制作原理及過程。（生命觀念、科學探究）2.通過資料分析，歸納檢測果酒和果醋理化性質(zhì)的指標和所用試劑、方法，從而提高科學分析問題、解決問題的能力。（科學思維、科學探究）3.通過觀看發(fā)酵企業(yè)的視頻，了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術與大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)之間的聯(lián)系和區(qū)別，從而在實踐中領悟技術應用的社會價值和工程實施的復雜性。（社會責任）自主預習自主預習一、果醋和果酒制作所利用的微生物1.酵母菌（1）代謝特點:菌,代謝類型為;在的情況下能進行酒精發(fā)酵。

（2）發(fā)酵原理(反應簡式):

。

（3）生產(chǎn)應用:可用于釀酒、制作饅頭和面包等。（4）影響因素:溫度是影響酵母菌生長的重要因素,釀酒酵母的最適生長溫度約為。

（5）分布:在一些含糖量較高的水果、蔬菜表面。2.醋酸菌（1）代謝特點:菌,代謝類型為;當O2、糖源都充足時,能將糖分解成;當缺少糖源時則直接將乙醇轉化為,再將變?yōu)?。多?shù)醋酸菌的最適生長溫度為℃。

（2）發(fā)酵原理(反應簡式):

。

二、傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作——果酒1.制作果酒需要利用的微生物是____________，根據(jù)其代謝類型推知制作果酒需要的環(huán)境是__________(有氧/無氧)。2.總結果酒制作流程。(每步操作用一個詞概括，寫在方框中，最終形成一個操作流程圖)三、傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作——果醋1.制作果醋需要利用的微生物是____________，根據(jù)其代謝類型推知制作果醋需要的環(huán)境是__________(有氧/無氧)。2.總結利用果酒制作果醋的流程。(每步操作用一個詞概括，寫在方框中，最終形成一個操作流程圖)果酒果酒【預習自測】判斷正誤。1.果醋的制作過程中，醋酸菌需要在無氧條件下進行發(fā)酵。（）2.制作果酒時，酵母菌主要在無氧條件下進行發(fā)酵產(chǎn)生酒精。（）【我的疑問】課堂探究課堂探究任務一、制作美味的果酒和果醋情境：你開設的“家庭發(fā)酵小作坊”在泡菜制作和銷售方面已經(jīng)非常成功，現(xiàn)在準備擴大經(jīng)營，增加果酒和果醋的生產(chǎn)，將傳統(tǒng)技藝繼續(xù)發(fā)揚光大，并滿足社區(qū)居民對健康、美味發(fā)酵食品多樣性的需求。實驗活動：根據(jù)家傳的果酒制作手藝，利用所給實驗材料和創(chuàng)新實驗裝置動手制作果酒，小組長填寫實驗操作評價量表。（小組長填寫：合格打√，不合格打×）步驟正確操作完成情況1將發(fā)酵瓶、榨汁機用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用2取一串新鮮葡萄，帶梗用清水沖洗1~2次，去梗和腐爛籽粒，瀝干3用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中，留1/3空間4連接發(fā)酵瓶水封管，向水封管中注水密封實驗結果分析與評價：（1）概述果酒和果醋制作的原理。（2）果酒發(fā)酵過程中,閥門1應處于_________（開放/關閉）狀態(tài)；果醋發(fā)酵時，閥門1應處于_________（開放/關閉）狀態(tài)，并從2處通入____________。（3）果酒和果醋制作過程中哪些措施防止了雜菌污染？任務二、評定果酒和果醋的制作質(zhì)量資料1.優(yōu)質(zhì)葡萄酒在感官上應是顏色自然悅目、香氣濃郁、余味綿長；理化上應是酒精度合理、糖分含量適度。同時優(yōu)質(zhì)葡萄酒對葡萄的產(chǎn)地和年份也有要求。資料2.優(yōu)質(zhì)醋在感官上顏色透明度高、具有獨特的醋香、酸味適中；理化上應是pH在3左右，以保證醋的酸度和口感。根據(jù)以上資料，小組討論并思考回答下列問題。（1）根據(jù)資料1、2歸納，可以利用哪些理化指標評價果酒和果醋制作的質(zhì)量？如何檢測？評價指標檢測試劑或方法預期結果（2）某同學在制作果醋時，液體表面形成了一層菌膜。該醋還能否食用？請解釋原因。歸納總結：果醋和果酒制作過程比較項目果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵發(fā)酵菌種菌種來源菌種代謝類型菌種生物類型發(fā)酵原理發(fā)酵條件溫度時間氧氣1.利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時,投放的適宜原料和在生產(chǎn)酒精階段要控制的必要條件分別是（）A.玉米粉和有氧B.大豆粉和有氧C.玉米粉和無氧D.大豆粉和無氧2.在制作果酒的過程中，在不同時間內(nèi)取發(fā)酵液樣品，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液的pH一直下降，原因是（）A.酵母菌進行有氧和無氧呼吸時均產(chǎn)生CO2，CO2溶于發(fā)酵液中使pH下降B.酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的酒精呈酸性C.酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸呈酸性D.乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸呈酸性3.（不定項）下列關于果酒和果醋的制作原理、發(fā)酵過程的敘述,錯誤的是()A.果酒和果醋的發(fā)酵菌種不同，但代謝類型相同B.制作果酒和果醋時都應用體積分數(shù)為70%的酒精對發(fā)酵瓶消毒C.變酸果酒的表面觀察到的菌膜可能是酵母菌的菌落D.果酒和果醋的制作可用同一裝置，但需控制不同發(fā)酵條件4.葡萄發(fā)酵可產(chǎn)生葡萄酒，請利用相關知識回答問題(1)利用葡萄制作葡萄酒的過程中，發(fā)揮作用的微生物主要是_______________(2)該微生物通過無氧呼吸可分解____________，產(chǎn)生的終產(chǎn)物是____________和______。(3)甲、乙、丙三位同學將葡萄榨成汁后分別裝入相應的發(fā)酵瓶中，在溫度等適宜的條件下進行發(fā)酵，如圖所示。發(fā)酵過程中，每隔一段時間均需排氣一次。據(jù)圖分析甲和丙同學的操作有誤，其中甲同學的錯誤是_____________________________________；丙同學的錯誤是_______________________________________________，導致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是_________________________________________________________。注:各發(fā)酵瓶的左側管為充氣管，右側管為排氣管。(4)在上述制作葡萄酒的過程中，假設乙同學的某一步驟操作錯誤導致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開，該錯誤操作是_________________________________________________________。[課堂小結]以知識框架的形式概括本節(jié)主要內(nèi)容。參考答案參考答案自主預習一、1.(1)單細胞真異養(yǎng)兼性厭氧型無氧（2）C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量（4）28℃2.（1）好氧細異養(yǎng)需氧型乙酸乙醛乙醛乙酸30~35（2）C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量;C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量二、1.酵母菌無氧2.器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶酒精發(fā)酵三、1.醋酸菌有氧2.開瓶發(fā)酵【預習自測】1.錯2.對課堂探究任務一（1）許多新鮮水果的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌，在這些酵母菌的作用下，水果可以發(fā)酵成果酒。在有氧的條件下，果酒經(jīng)醋酸菌的作