第
第PAGE1页共NUMPAGES51页
人教版（2019）高二下学期生物选择性必修3《生物技术与工程》必背知识点讲义
第1章发酵工程
第1节传统发酵技术的应用
一、发酵与传统发酵技术
1．发酵：指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2．传统发酵技术
⑴定义：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术，一般称为传统发酵技术。
⑵特点：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。?
⑶实例——腐乳
①经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。?
②参与豆腐发酵的微生物有酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的微生物是毛霉。
毛霉的特点：丝状真菌、孢子生殖、代谢类型为异养需氧型、15~18℃。?
⑷①优点：操作简单，传承文化；②缺点：生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低。
二、泡菜的制作
1．菌种：附着在蔬菜上的乳酸菌。?
①菌种类别：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
②代谢类型：异养厌氧型。
2．制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
反应式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量。?
3．制作流程
①配制盐水：用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。
②蔬菜装坛：将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装坛，装至半坛时，放入调味品（如蒜瓣、生姜及其他香辛料），继续装至八成满。
③加盐水：将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料。
④封坛发酵：盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中注满水，发酵过程中注意补充水，根据室内温度控制发酵时间。
食盐的作用：调味、杀菌，析出蔬菜中的水分。过低会杂菌繁殖，过高会口味不佳。
煮沸的原因：除氧杀菌。
冷却的原因：保证乳酸菌等微生物生命活动不受影响。
装至半坛放入香料的原因：防止注入盐水后调料上浮，目的使泡菜风味均匀。
盐水没过全部菜料的原因：防止菜料变质腐烂，创造无氧环境。
泡菜坛内长一层白膜的原因：产膜酵母的繁殖。
水槽中注满水的原因：保证无氧环境。
为什么泡菜坛只能装八成满：太满发酵液会溢出；使盐水不容易完全淹没菜料，导致菜料腐烂；方便取菜。
5．泡菜制作过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化
发酵时期
乳酸菌数量
乳酸含量
亚硝酸盐含量
初期
少（氧气抑制乳酸菌活动）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
中期
最多（乳酸积累，抑制杂菌活动）
增多、pH下降
下降（硝酸盐还原菌被抑制，部分亚硝酸盐被分解）
后期
减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制自身活动）
继续增多，pH继续下降，直至稳定
下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
变化
曲线
三、果酒和果醋的制作
1．菌种、制作原理与发酵条件
⑴菌种的比较
比较项目
菌种
生物类群
代谢类型
菌种来源
果酒制作
酵母菌
真核生物
异养兼性厌氧型
主要是附着在葡萄皮上的酵母菌
果醋制作
醋酸菌
原核生物
异养需氧型
空气中的醋酸菌或人工接种
⑵制作原理与发酵条件的比较
项目
果酒制作
果醋制作
发酵
原理
①有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖：
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O；
②无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH?
+2CO2+能量?
①氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成乙酸：C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量；?
②缺少糖源，氧气充足时，醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸：C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
温度
发酵温度为18~30℃，酿酒酵母最适生长温度约为28℃?，野生酵母18~30℃
最适生长温度为30~35℃?
氧气
需求
前期需要氧气，后期不需要氧气?
需要充足的氧气?
时间
10~12d
7~8d
①酵母菌的繁殖需大量能量，而发酵过程进行无氧呼吸，故果酒制作的前期应通入氧气，而后期应保证严格的厌氧环境。
②果醋制作过程中要求始终通氧，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，另外，醋酸的生成也会受到影响。
2．制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）
⑴对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次，再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。（消毒的目的是为了防止杂菌污染。）
⑵取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的子粒。（应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。）
⑶用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复多