生物技術與工程發酵工程基因工程細胞工程生物技術的安全性與倫理問題重組DNA技術的基本工具基因工程的基本操作程序基因工程的運用蛋白質工程的原理和運用傳統發酵技術的運用微生物的培養技術及運用發酵工程及其運用動物細胞工程植物細胞工程胚胎工程轉基因產品的安全性關注生殖性克隆人、禁止生物武器選擇性必修3--生物技術與工程自然發酵或曲種傳代的固體發酵生產，但不明原理戰國中山酒1850年約9000年前法國巴斯德證明酒精發酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發酵聯系起來1897年20世紀40年代科學家發現酶在酵母菌發酵中的作用，了解了發酵的本質。發酵向工業化生產方向發展抗生素發酵工業興起科技探索之路科學家用微生物生產谷氨酸，開始人工誘變特定微生物。酶、多糖、維生素工業興起20世紀70年代1957年發酵工程進入定向育種的新階段20世紀80年代對發酵過程進行綜合研究，能夠自動記錄和發酵過程的全部參數重組胰島素生產科技探索之路第1節

傳統發酵技術的應用第1章

發酵工程選擇性必修3--生物技術與工程掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作時應注意的問題，體驗制作泡菜、果酒和果醋的過程；說出傳統發酵技術的優點與不足。（科學探究、科學思維）掌握傳統發酵技術的概念和特點，說出常見的傳統發酵食品。（生命觀念）關注食品安全和健康的生活方式。（社會責任）學習目標

教學目標010203問題1：為什么一個是醇厚濃郁、耐人尋味的酒，一個卻是酸味柔和、口感綿長的醋呢？

葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄發酵而來，但是一個經酵母菌無氧呼吸產生了酒精，另一個經醋酸菌有氧呼吸產生了醋酸，因此口感不同。從社會中來問題2：閱讀課本P4-5內容,結合下列資料，思考酒曲是什么？釀酒加酒曲的目的是什么?資料一：我國釀造白酒的工藝在世界上獨樹一幟,白酒一般是以谷物為原料,加酒

曲發酵而成的。資料二：1857年,法國的微生物學家巴斯德通過實驗證明，酒精發酵是由活的酵

母菌引起的。資料三：研究人員用顯微鏡觀察酒曲,發現酒曲內含有根霉、曲霉、毛霉、酵母

菌、乳酸菌、醋酸菌等幾十種微生物。酒曲：釀酒加酒曲的目的：微生物使原料通過微生物的代謝轉化為人類所需的產物一、發酵與傳統發酵技術探究1：閱讀課本P5，小組合作思考討論完成問題1.請列表比較發酵與傳統發酵技術的異同。2.腐乳制作的菌種是什么？原理及過程。3.同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚

至制作不成功，你知道這是為什么嗎？4.使用酵母制作饅頭屬于傳統發酵技術嗎？一、發酵與傳統發酵技術1.1發酵：1.1.1概念：1.1.2原理：不同的微生物具有產生不同代謝產物的能力，因此利用它們就可以生產出人們所需要的多種產物。1.1.3類型：好氧發酵厭氧發酵醋酸發酵、谷氨酸發酵酒精發酵、乳酸發酵氧氣需求指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。一、發酵與傳統發酵技術固體發酵半固體發酵泡菜、糧食白酒、腐乳等豆豉、醬、醬油等混合菌種直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發酵保留下來的面團、鹵汁等發酵物中微生物進行發酵，制作食品的技術。1.2傳統發酵：1.2.1概念：1.2.2類型：1.1.3實例：一、發酵與傳統發酵技術腐乳制作②原理：小肽氨基酸+甘油脂肪酸+酵母、曲霉和毛霉等多種微生物(毛霉起主要作用)蛋白質脂肪脂肪酶蛋白酶①菌種：酵母，曲霉和毛霉等。（真核）a.菌種來源：空氣中的毛霉b.代謝類型：異養需氧型c.生殖方式：孢子生殖d.分適宜溫度：15-18℃1.2傳統發酵：1.1.3實例：一、發酵與傳統發酵技術腐乳制作空氣中的毛霉孢子或直接接種毛霉(15-18℃，一定濕度)目的:讓毛霉等產生蛋白酶和脂肪酶加鹽腌制加鹵湯瓶鹵湯包括酒和香辛料酒:抑制微生物生長，并使腐乳具有獨特香味；香辛料:調味，防腐殺菌密封腌制鹵湯中酒的含量應控制在12%左右，過高會延長腐乳成熟的時間，過低不足以抑制微生物生長，可能導致豆腐腐敗隨豆腐層數加高增加鹽用量，接近瓶口表面厚一點目的:析出豆腐中的水分、抑制其它微生物生長前期發酵后期發酵讓豆腐長出毛霉1.2傳統發酵：1.1.3實例：一、發酵與傳統發酵技術腐乳制作③操作步驟：問題3：每年進行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些

年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？生產條件不易控制，容易受雜菌污染，生產效率較低等。問題4：使用酵母制作饅頭屬于傳統發酵技術嗎？不屬于；使用前一次發酵保存下來的面團進行的才算。一、發酵與傳統發酵技術探究2：閱讀課本P6，小組合作思考討論完成問題1.在泡菜制作過程中鹽水煮沸的目的是什么？冷卻的目的是什么？2.為什么泡菜壇只能裝八成滿？3.用水密封泡菜壇的目的是什么？這說明泡菜制作需要什么條件？4.發酵初期會有氣泡冒出，但氣泡的產生逐漸停止，試分析原因？5.泡菜發酵過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的含量變化。二、嘗試制作傳統發酵食品2.1乳酸發酵：2.1.1菌種：乳酸菌(原核生物)a.分布：b.代謝類型：c.菌種種類：異養厭氧型乳酸鏈球菌、乳酸桿菌乳酸桿菌(桿狀)乳酸鏈球菌(球狀)2.1.2原理：C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶二、嘗試制作傳統發酵食品空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道內在無氧氣的情況下能將葡萄糖分解成乳酸2.1.3實例：泡菜制作(1)材料用具：亞硝酸鹽的含量低2.1乳酸發酵：2.1.3實例：二、嘗試制作傳統發酵食品泡菜制作食鹽、清水、新鮮蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料泡菜壇或其他密封性良好的罐子等配制鹽水蔬菜處理裝壇加鹽水封壇發酵過高：乳酸發酵受抑制，泡菜風味差過低：雜菌易繁殖，導致泡菜變質殺菌、除氧發酵初期，大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，產生較多的CO2，防止發酵液溢出壇外；防止因太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導致菜料變質腐爛；留有一定空間，方便拿取泡菜創造無氧環境將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，在發酵過程中注意向水槽中補充水；根據室內溫度控制發酵時間不影響乳酸菌的生命活動清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用(2)泡菜制作步驟：洗凈→切塊或條，混勻，晾干裝壇；至半時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，直至八成滿2.1乳酸發酵：2.1.3實例：二、嘗試制作傳統發酵食品泡菜制作發酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發酵初期發酵中期發酵后期曲線模型少(O2抑制乳酸菌活動)少增加(硝酸鹽還原菌的作用)最多(乳酸抑制其他菌活動)增多下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)減少(乳酸積累，pH下降，抑制其活動)繼續增多最后保持穩定下降至保持相對穩定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)（3）泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析2.2酒精發酵：2.2.1菌種：酵母菌(單細胞真核)a.代謝類型：b.最適生長溫度：c.運用：兼性厭氧型釀酒、制作饅頭和面包18～30℃有氧條件酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶無氧條件酵母菌能進行酒精發酵C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶二、嘗試制作傳統發酵食品2.2.2原理：a.代謝類型：b.最適生長溫度：c.運用：當氧氣、糖源充足時能將糖分解成乙酸當缺少糖源時能將乙醇轉化成乙醛，再將乙醛變成乙酸異養需氧型可用于制作各種風味的醋30～35℃“糖制醋”“酒制醋”C6H12O6＋2O2

2CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O+能量酶酶C2H5OH＋O2

CH3COOH(乙酸)＋H2O+能量2.3醋酸發酵：2.3.1菌種：醋酸菌(原核生物)二、嘗試制作傳統發酵食品2.3.2原理：1.制作果酒、果醋的方法步驟？2.果酒和果醋的制作沖洗的目的是什么？3.為什么先沖洗葡萄再去除去枝梗？4.為什么果酒發酵瓶要留有大約1/3的空間？5.為什么將溫度控制在18-30℃進行發酵？6.在果酒發酵過程中，為什么每隔12小時左右將瓶蓋擰松一次？7.如何檢測果酒和果醋的制作是否成功？探究1：請同學們觀看以下果酒和果醋制作的視頻，小組合作思考討論完成問題二、嘗試制作傳統發酵食品(1).材料用具：①新鮮的水果（如葡萄、蘋果、山楂和龍眼等）②洗潔精、體積分數70%的酒精、發酵瓶、紗布和榨汁機等二、嘗試制作傳統發酵食品2.4果酒和果醋的制作：(2).方法步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發酵果醋發酵防止野生菌種數量減少，影響發酵將器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數為70%的酒精消毒，晾干備用將葡萄汁裝入發酵瓶(注意:要留有大約1/3的空間)，蓋好瓶蓋去除表面灰塵、污物避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機會①先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發酵②防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發酵果醋發酵二、嘗試制作傳統發酵食品2.4果酒和果醋的制作：(2).方法步驟：取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干溫度控制在18-30℃進行發酵。發酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(注意:不是打開瓶蓋)，再擰緊瓶蓋。發酵時間為10-12d。可通過從發酵瓶口取樣來對發酵的情況進行檢測。排出氣體防止雜菌污染當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發酵。發酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。制造有氧條件，進行醋酸發酵；又減少空氣中的塵土污染防止氧氣進入，利于酒精發酵器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發酵果醋發酵二、嘗試制作傳統發酵食品2.4果酒和果醋的制作：(2).方法步驟：果酒果醋a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測a.聞b.品嘗c.使用pH試紙檢測檢測和比較發酵前后的pH值d.觀察醋酸菌膜是否形成二、嘗試制作傳統發酵食品2.4果酒和果醋的制作：(3).果酒和果醋制作成功與否的檢測：橙色灰綠色問題8：在制作果酒和果醋的過程中，發酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發生在

發酵后多少天？引起變化的原因是什么？①產生氣泡，酵母菌發酵產生CO2②產熱，會使發酵液溫度上升，應注意控溫③隨著發酵時間的延長，由果皮進入發酵液的花青素會越來越多，因而發酵液的

顏色會逐漸加深變成深紅色④果醋發酵完成時，在發酵液的液面上會出現一層菌膜，這是醋酸菌膜二、嘗試制作傳統發酵食品2.4果酒和果醋的制作：問題9：在制作果酒的過程中，除了酵母菌,是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發

酵產生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？還有乳酸菌、醋酸菌等微生物可以通過減少O2含量、調節發酵溫度、pH來控制醋酸菌含量可以通過調節發酵的溫度、pH等來控制乳酸菌含量在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇→乙醛→醋酸乳酸菌能將糖分解為甘油、酒石酸等，從而使果酒變質二、嘗試制作傳統發酵食品2.4果酒和果醋的制作：問題10：在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續發酵？醋酸菌從何而來？采用什么措

施可以加快果醋的制作？①隨著醋酸發酵的進行，發酵液的pH、發酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，

因此酵母菌活性很低，不會繼續發酵。③在工業上，后期醋的發酵需要人工接種醋酸菌，或者買一瓶醋。將其打開暴露

于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜(即醋酸菌膜)，用這層薄膜進

行接種亦可。②在我們的實驗條件下，當打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入發酵液中大量繁

殖，其他的