高中生物 第2章 食品加工与食品安全 第1节 发酵与食品加工学案 中图版选修1-中图版高二选修1生物学案.doc

第一节发酵与食品加工一、酒精酿制原理1．在生产中，利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程，称为发酵。根据发酵过程对氧的需求情况，可分为需氧发酵和厌氧发酵；根据发酵生成的产物，可分为酒精发酵和乳酸发酵等。2．食品工业中，酒精是采用厌氧发酵法生产的，其原理是：先将淀粉水解成葡萄糖；再利用酵母菌分解葡萄糖生成丙酮酸，然后在厌氧和微酸性条件下，转变成酒精。二、酵母菌生物学特征酵母菌属真核生物，代谢类型为兼性厌氧型。三、醋酸菌生物学特征醋酸菌属于原核生物，繁殖方式是分裂生殖，新陈代谢类型是需氧型。四、果醋的制作原理在果醋制作过程中，若氧气和糖类都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当糖类不足时，将酒精转变成乙醛，再转变为醋酸。五、发酵工程1．含义：把微生物发酵与现代工程技术手段相结合，利用微生物的某些特定功能，生产有用的产品或直接把微生物应用于工业生产过程中。2．优点：提高了原料的利用率，缩短了生产周期，便于机械化生产。预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4一、果酒制作的原理1．酵母菌(1)酵母菌是单细胞真菌，其细胞大小为1～5μm×5～30μm，最长可达100μm。呈圆形、椭圆形、卵圆形、柠檬形、香肠形等，某些菌种可形成假菌丝。(2)酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态；温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。(3)酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色；在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。(4)自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。一种酿酒酵母菌2．果酒制作的原理(1)酵母菌的呼吸果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，反应式如下：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，反应式如下：C6H12O62C2H5OH＋2CO2酒厂用含丰富淀粉的农产品做原料发酵酿酒时，向原料中充入足够空气，目的是让酵母菌进行有氧呼吸，产生大量酵母菌种，当耗尽氧气时，酵母菌进行酒精发酵产生酒精。(2)影响酵母菌繁殖的因素酵母菌分布广泛，“喜欢”葡萄汁等含糖量高的果汁。培养酵母菌一般用麦芽汁培养基，麦芽汁组成复杂，能为酵母菌提供足够的营养物质。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃。酵母菌生活在偏酸环境中，最适pH为4.0～5.8。在最低pH＝2.5，最高pH＝8.0的两种环境中，酵母菌尚能生存和生长，但生长非常缓慢而且易死亡。(3)酵母菌发酵过程在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。发酵过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。二、果醋制作的原理1．醋酸菌醋酸菌的形状从椭圆到杆状，有单个的，成对的，也有成链状的。不形成芽孢，幼龄细胞呈革兰氏阴性，老龄菌不稳定。2．果醋制作的原理醋酸菌是一种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。C2H5OH＋O2eq\o(――→,\s\up14(酶))CH3COOH＋H2O三、发酵1．概念：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。2．分类据培养基的物理状态分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固体发酵,液体发酵))据生成产物分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(抗生素发酵,酒精发酵,乳酸发酵))eq\a\vs4\al(据发酵过程,对氧的需求分)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(厌氧发酵\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(酒精发酵,乳酸发酵)),需氧发酵\b\lc\{\