【新课教学PPT课件】1.1 传统发酵技术的应用 | 人教版高中生物学选择性必修3适用(2026版)

一、教学目标（基于生物学核心素养）

1. 生命观念：

阐明发酵的概念，认同不同微生物具有不同的代谢途径，同种微生物在不同条件下代谢产物也不同（物质与能量观）。概述传统发酵技术中利用的微生物（乳酸菌、酵母菌、醋酸菌、毛霉等）的代谢类型及发酵原理。

2.科学思维：

比较传统发酵技术与现代发酵工程的优缺点，理解大规模生产需要解决的工程问题。分析泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐含量的动态变化曲线及原因。

3.科学探究：

能够基于发酵原理，设计制作泡菜、果酒和果醋的实验装置，并能针对发酵过程中的现象（如白膜、气泡）提出探究问题及改进方案。

4.社会责任：

关注食品安全（如泡菜中亚硝酸盐的致癌风险），认同合理膳食的理念。体会我国传统发酵技术的文化传承价值，感悟科学技术向工程应用转化对社会发展的意义。

二、教学重难点

教学重点：发酵的概念；传统发酵技术的概念与特点；制作泡菜、果酒和果醋的原理、条件控制及操作步骤。

教学难点：

（1）制作泡菜、果酒和果醋过程中发酵条件的控制（如氧气、温度、密封与排气）。

（2）泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化规律及其微观机制的理解。

（3）不同发酵装置的设计原理及其优缺点的比较分析。

三、教学方法

讲授法、直观演示法（视频/图片）、小组合作讨论法、问题驱动法。

四、教学过程

五、板书设计

六、教学反思

1. 成功之处：

（1）充分利用了PPT中的图文和视频资料，使抽象的微生物代谢过程直观化，学生兴趣浓厚。

（2）以“问题驱动”贯穿课堂，如“为什么装八成满”“为什么要拧松瓶盖”，有效突破了发酵条件控制的难点。

（3）将亚硝酸盐的曲线分析与食品安全结合，很好地落实了社会责任核心素养。

2.不足与改进：

（1）本节内容容量极大（包含泡菜、果酒、果醋三个实验的原理及步骤），一课时内学生可能难以完全消化。

一、课前组织与情境启动

好，上课！

班长起立！同学们好，请坐。

我看今天同学们眼睛都亮亮的，精神头儿特别足，看来昨晚睡得都不错，老师心里很高兴。咱们这节课要动手、要动脑、还要动鼻子动舌头——因为啊，我们要聊的是“吃”出来的生物学。先别急，把课本翻到选择性必修3第1章第1节，笔和笔记本放右手边，咱们边听边记。

温馨提示一句：整节课大约四十分钟，我会带你们走完“从一杯酒到一块腐乳、从一坛泡菜到一瓶果醋”的全过程。讲到动手环节，我会提醒大家时间，跟着我的节奏走，咱们不掉队、不抢跑。

【核心问题链·总纲】这一节课我们其实只回答一个大问题：人类没有显微镜、不知道微生物长什么样的几千年里，是凭什么把葡萄变成酒、把大豆变成腐乳、把白菜变成泡菜的？把这个大问题拆开，就是一串小问题，咱们一环扣一环地推。

好，先把“悬念”挂在黑板边上——人类早就在“用”微生物，却迟迟“不识”微生物。这中间的误会，一误会就是几千年。

二、新课导入：发酵的“人类使用史”

（一）九千年前：古人“用”而不知

（翻页）先看第一张图。同学们知道吗，考古学家在一处九千年前的遗址陶罐里，发现了残留的、含酒精的东西。也就是说，我们的祖先在还没发明文字之前，就已经会“酿酒”了——虽然他们自己管它叫“老天赏的甜水”。

更厉害的是醋、酱油、豆豉。这些东西，古人靠的是“自然发酵”，或者靠“曲种传代”——今天发一缸，留一点老引子，明天接着发。可是有一个特别扎心的事实：整整几千年，没有人知道这缸里到底发生了什么。

我提个问题——（停顿3—5秒）你猜，古人为什么不明白？他缺了什么？

生1：因为那时候没有显微镜，看不见微生物。

这位同学一针见血，请坐！没错，看不见的东西，就很难被“讲道理”。眼睛到不了的地方，只能靠经验和运气。这就是传统发酵的浪漫，也是它的风险。

（二）从巴斯德到胰岛素：我们终于“识”了它

（翻页）时间快进。三千年前古埃及人的墓壁上，画着采摘葡萄酿酒的热闹场面，可那还是“靠天吃饭”。真正的转折，在十九世纪。

1857年，法国有一位“杠精”科学家叫巴斯德。别人都说酒变酸是“自然变质”，他不服，做了个实验，证明了一件事：酒精发酵，是活的酵母菌在干活。从这一刻起，“酵母菌”三个字和“发酵”第一次被牵到了一起。

又过了四十年，1897年，科学家发现了酶，终于搞明白发酵的“本质”——原来是一步步的化学反应在微生物体内进行。于是发酵开始往工业化跑。

再往后就是一条越来越快的曲线：1940年代，青霉素、链霉素这些抗生素靠发酵量产；1957年，谷氨酸成功发酵，紧接着酶制剂、维生素跟进；到了1970年代以后，发酵工程进入“定向育种”时代，人胰岛素、干扰素都能发酵生产了；再到今天，发酵罐里每一个参数都能被自动记录、自动控制。

大家看这条时间线，从“凭运气”到“凭科学”，人类走了将近九千年，而真正“加速度”的，就是最近这一百多年。

【易错点强调】一定要分清两个说法：古人“使用”微生物发酵，远早于人类“认识”微生物。说“古人因为懂得酵母菌才酿酒”是错的——他们只是掌握了经验，原理是被蒙在鼓里的。

（三）从社会中来：同样的葡萄，为何一个成酒、一个成醋？

（翻页）我们借一首诗开场——“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”王翰笔下的夜光杯里，盛的就是我们人类用微生物发酵酿出来的葡萄酒。

可是问题来了：同样是葡萄，怎么到了夜光杯里就成了醇厚浓郁的美酒，到了醋坛子里就成了酸味柔和的香醋？它们俩用的是同一种“工人”吗？制作方式又有啥不同？

（停顿3—5秒）同桌先小声嘀咕十秒钟，给我一个初步猜测。

生2：我觉得用的微生物不一样，酒可能是酵母，醋可能是别的菌。

生3：我猜酒不用空气，醋可能需要空气，因为酿酒的坛子是密封的。

两个猜测都非常有价值，给自己鼓个掌！一个猜到了“菌种不同”，一个猜到了“需不需要氧气”。这俩恰恰就是这节课的两条主线。老师先把答案挂起来——酒，是酵母菌在“没氧”的时候把糖变成了酒精；醋，是醋酸菌在“有氧”的时候把酒精一路变成了醋酸。工人不同、氧气条件不同，结局自然不同。至于它们各自怎么被“指挥干活”，咱们后面一页一页解锁。

【核心问题链】葡萄酒与葡萄醋：原料相同→①参与的微生物相同吗？→②对氧气的需求相同吗？→③代谢产物为何不同？这条链，就是本节“原理”部分的骨架。

好，带着这两个悬念，我们先去把“发酵”这个概念本身，掰开揉碎讲清楚。

三、发酵与传统发酵技术：先把概念立稳

（一）什么是发酵？广义与狭义

（翻页）我们给“发酵”下个定义：人们利用微生物，在适宜的条件下，把原料通过微生物的代谢，转化成人类所需产物的过程，就叫发酵。英文是 fermentation。

这个定义里有两句话，是理解发酵的关键，我读一遍、你们记一遍：第一，不同微生物，产生不同代谢物的能力不一样；第二，同一种微生物，放在不同环境里，走的代谢路线也会变。

举个例子你们马上就懂：底物都是葡萄糖。无氧条件下，酵母菌搞“酒精发酵”，乳酸菌搞“乳酸发酵”——这是“不同微生物，产物不同”；还是葡萄糖，还是酵母菌，给它氧气它大量繁殖、不给它氧气它酿酒精——这是“同一微生物，环境一变路线就变”。

按“需不需要氧气”这一刀，发酵分成两类：好氧发酵，比如醋酸发酵；厌氧发酵，比如酒精发酵、乳酸发酵。

这里有个坑，我提前给你们填上。

【陷阱提问1】既然“发酵”分有氧和无氧两种，那我反问一句：必修一里说“酵母菌、乳酸菌的无氧呼吸也叫发酵”，那发酵到底是不是就等于无氧呼吸？（停顿3—5秒）

生4：我觉得……发酵应该就包括有氧和无氧吧，不能只算无氧呼吸。

这位同学把“广义”和“狭义”分得很清楚，非常好，请坐！老师把这句话钉在黑板上：对微生物而言，发酵在有氧、无氧条件下都能进行，这是广义的发酵；而必修一说的“无氧呼吸也叫发酵”，那是狭义的。所以“发酵=无氧呼吸”这句话，在狭义语境下才成立，笼统地说就是错的。这个点考试特别爱考，务必记牢。

（二）从一坛腐乳、一勺豆瓣酱说起

（翻页）概念落地，我们看两个“中国味儿”的例子。先看豆瓣酱怎么做：煮黄豆→冷却后在豆子表面抹一层面粉→发酵→加盐加水→在烈日下暴晒、搅动，进一步发酵。再看腐乳，老师给你们放一段制作视频，边看边想问题。

（播放腐乳制作介绍视频）看的时候别光流口水，带着课本第10页这三个问题去看：第一，做腐乳用了哪些微生物、它们从哪儿来？第二，参与豆瓣酱发酵的微生物又来自哪里？第三，每年操作都一样，为什么做出来的口感年年不同，有的年份还会做失败？

（翻页）先回答Q1和Q2。做腐乳，靠的是环境里天然存在的酵母、曲霉、毛霉等多种微生物，其中毛霉是“主力”。豆瓣酱呢，同样是靠环境里、原料上天然带的菌。

为什么是这些菌干活，腐乳就鲜？因为毛霉它们把豆腐里的蛋白质拆成了多肽和氨基酸，把脂肪拆成了甘油和脂肪酸；豆子里的淀粉被拆成低聚糖、单糖。鲜味，本质就是一堆氨基酸和多肽在舌头上开会。

那Q3呢——（停顿3—5秒）同样一双手、同样一步不落地操作，凭什么味道年年不一样，有的年份还翻车？

生5：因为它是天然的菌，不是我们人为控制的纯菌种，菌的种类和数量每年都在变。

说到根子上了！传统做法用的是天然菌种，菌种本身有差异，混进去的杂菌情况说不清，发酵过程又缺乏统一标准去控制，这几条一叠加，品质自然忽高忽低。这句话大家划下来。

【易错点强调】传统发酵食品品质不稳定的根本原因，不是“人手艺不行”，而是“菌种不纯、杂菌不明、过程无标准”这三点。答题时别只答“操作误差”。

（三）传统发酵技术的定义、优点与缺点

（翻页）于是我们给“传统发酵技术”下个定义：像腐乳这样，直接利用原材料中天然存在的微生物，或者利用前一次发酵保留下来的面团、卤汁里的微生物来做发酵、做食品的技术，就叫传统发酵技术。它主要以混合菌种的固体发酵、半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。

注意定义里两个关键词——“天然存在”和“混合菌种”。这两个词，就是它一切优点和缺点的总开关。

优点：操作简单，适合家庭、作坊生产，而且它是一种文化的传承。你奶奶那坛老卤汁传三代，传的不仅是味道，是手艺和文化。

缺点呢，恰恰是优点的“影子”：生产条件不好控制，容易受杂菌污染，生产效率也偏低。

你看，“混合菌种”“天然菌种”，操作上是省事了，可控性上就埋了雷。这也是为什么后面工业上一定要改用纯种发酵——这个伏笔我们马上就会回收。

好，概念立稳了。接下来，是这节课最让人食指大动的部分——撸起袖子，咱们真的动手做！先做谁？先做我们湖南人最离不开的一坛——泡菜。

四、动手实践·之一：制作泡菜

（一）先摸清“工人”的底细——乳酸菌

（翻页）要做泡菜，第一件事，认识你的“打工人”。泡菜的功臣是乳酸菌。请把它几个特征记牢：从细胞结构看，它是原核生物；从代谢类型看，它是异养厌氧型。关键词——原核、厌氧。

它住在哪儿？住在你买菜买回来的蔬菜表面，是天然的乳酸菌。常见种类有乳酸链球菌、乳酸杆菌。

它的活儿怎么干？一句话：在无氧的情况下，把葡萄糖分解成乳酸。发酵期间乳酸不断积累，当乳酸的质量百分比达到0.4%到0.8%的时候，泡菜的口味和品质最好。记住这个区间，它是判断“能不能开坛”的一把尺子。

（二）四步做出泡菜，每一步都藏着“为什么”

（翻页）第一步，配制盐水。用清水和食盐配成质量百分比5%到20%的盐水，并且把盐水煮沸、冷却待用。

两个“为什么”必须问：盐水为什么煮沸？两个作用——一是去除水里溶解的氧气，给厌氧的乳酸菌铺路；二是杀灭盐水里别的杂菌。盐水为什么冷却才用？为了不让开水把后面要干活的乳酸菌等微生物烫死，保证它们生命活动不受影响。

那盐的用量呢？既不能太高也不能太低。太高，会抑制乳酸发酵，泡菜没味儿；太低，杂菌容易繁殖，泡菜会变质。你看，又是“适度”二字。

（翻页）第二步，菜料处理、装坛。新鲜蔬菜洗净切块，混匀晾干装坛，装到半坛时放蒜瓣、生姜、香辛料，继续装到八成满。

（翻页）这里有个高频讨论题，我把它变成一个问题。

【提问】为什么泡菜坛只装八成满，非要留两成空间？（停顿3—5秒）

生6：是不是因为发酵会产气，装太满会溢出来？

答对一大半，再加一半就更完整了！泡菜发酵初期，蔬菜表面带进来的大肠杆菌、酵母菌比较活跃，会产大量二氧化碳，装太满发酵液会溢坛；而且装太满，盐水不容易完全淹没菜料，露在外面的菜就烂了。再补一个生活理由：留点空间，捞泡菜也方便。三层原因合起来，才是满分答案。

（翻页）第三步，加盐水：把冷却的盐水缓缓倒入，一定要没过全部菜料，盖好坛盖。第四步，封坛发酵：往坛盖边沿的水槽注满水，发酵中经常补水，根据室温控制时间。

又一道必问题：用水密封坛子图个啥？

生7：就是为了造成一个没有氧气的环境。

精准！水封，就是给坛内制造无氧环境。这反过来说明一件事——泡菜必须在无氧条件下做。这条，和它“厌氧菌”的身份是呼应的。

（三）谁在坛子里“抢地盘”：乳酸菌与杂菌的此消彼长

（翻页）从开做到品质最佳这段时间，泡菜越泡越酸。坛里乳酸菌和杂菌的数量是怎么“此消彼长”的？为什么？

规律是：乳酸菌越来越多，杂菌越来越少。原因就俩字——耐酸。乳酸菌比其他杂菌更扛酸，酸一上来，杂菌先扛不住倒下，乳酸菌却越干越欢。

（四）藏在泡菜里的“隐形刺客”——亚硝酸盐

（翻页）泡菜好吃，但有位“不速之客”——亚硝酸盐。哪些因素会影响它的含量？腌制方法、时间长短、温度高低、食盐用量，都会影响。

老师科普一张资料卡片，认真听：亚硝酸盐是强氧化剂，能把血液里正常的低铁血红蛋白变成高铁血红蛋白，让人缺氧中毒；膳食里绝大部分亚硝酸盐会随尿排出，但在合适的pH、温度和微生物作用下，它会变成致癌物——亚硝胺。霉变食品里亚硝胺能翻几十到几百倍。

那怎么测亚硝酸盐？原理记一下：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐先和对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再和N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合，溶液变玫红色，然后跟已知浓度的标准显色液比色，就能估算含量。

【陷阱提问2】有同学说：“亚硝酸盐这东西没特殊味道，我用舌头尝一尝，就能判断这坛泡菜能不能吃。”这话对不对？（停顿3—5秒）

生8：不对，前面资料说亚硝酸盐没有特殊味道，尝不出来，得靠比色来测。

这位同学把资料和常识连起来了，非常严谨，请坐！记住这个坑：亚硝酸盐本身没有特殊味道，不能靠品尝来判断它的高低，必须靠化学比色测定。凭口感吃泡菜是危险的。

（五）一张表看懂：发酵全过程三条曲线

（翻页）这是本节课的信息高峰——发酵全过程里，乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐三条线的走势。别慌，老师给你捋成一句话的口诀：“乳酸菌先涨后落，乳酸一路走高，亚硝酸盐先冲高再回落”。

发酵初期：有氧气，乳酸菌受抑制、数量少；乳酸少；亚硝酸盐因为硝酸盐还原菌的活动而增加。

发酵中期：乳酸菌最多（它产的乳酸反过来抑制别的菌）；乳酸增多、pH下降；亚硝酸盐开始下降（硝酸盐还原菌被抑制，部分亚硝酸盐被分解）。

发酵后期：乳酸继续积累、pH继续下降，反过来抑制了乳酸菌自己，所以乳酸菌减少；乳酸继续增多；亚硝酸盐降到相对稳定的低水平（硝酸盐还原菌被完全抑制）。

【易错点强调】亚硝酸盐不是“越少越好、一直降”，而是“先升后降”。所以吃泡菜不是越早越好、也不是越久越好，最佳食用点是亚硝酸盐降到很低的时候。而乳酸菌数量也不是一路飙到顶，最后会因为环境太酸而下降。三条曲线的“转折点”别记反。

（六）生活问答：白膜、腌多久、陈泡菜水

（翻页）几个生活化的小问题连着答。为什么泡菜坛里有时浮一层白膜？那层白膜是酵母菌。酵母菌是兼性厌氧，液面接触空气有氧，泡菜汤又营养丰富，它就大量繁殖聚成膜。注意——别把它当成乳酸菌，它是酵母。

为什么建议多吃新鲜蔬菜、少吃腌菜？因为腌制过程中蔬菜里的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，多吃有害。

影响泡菜品质的因素，我归成四个：盐水浓度（高则口感咸、低则抑菌差）、发酵温度（高则杂菌滋生、低则发酵太慢）、密封程度（不严则菜易烂）、腌制时间（太短亚硝酸盐高、太长口感差）。

（翻页）最后拓展应用三问。第一，从亚硝酸盐曲线看，什么时候吃最合适？——发酵10天后，那时亚硝酸盐已降到较低水平。第二，第一次做的泡菜“咸而不酸”，最可能为什么？——很可能是食盐浓度过高、或发酵温度过低，导致乳酸菌没能正常发酵。第三，为什么要加点“陈泡菜水”？——陈泡菜水里有纯度较高的乳酸菌，加它相当于人工接种乳酸菌。

你看，加“陈泡菜水”这个动作，本质上就是给天然发酵补一个“好引子”，这已经悄悄把手工作坊往“接种纯菌种”的方向推了一步。

泡菜这一坛聊透了。接下来，我们把鼻子凑到另一类东西上——先闻酒香，再闻醋香。下课铃响之前，我们得把这瓶酒变成这瓶醋。

五、动手实践·之二：制作果酒与果醋

（一）酿酒师傅——酵母菌

（翻页）我们以葡萄酒、葡萄醋为例。先认识酿酒的主角：酵母菌。它是一种单细胞真菌，属于真核生物——注意，和乳酸菌的原核身份正好相对。它主要靠出芽进行无性生殖。它爱吃糖，所以含糖高的水果、蔬菜表面常能发现它。

果酒用的野生酵母从哪来？就趴在葡萄皮上。同学们记住这个画面：一串串葡萄的白霜里，就藏着一支“自带”的酿酒队。

酵母菌的代谢类型是兼性厌氧型。它的发酵原理要会写：无氧条件下，C₆H₁₂O₆在酶的作用下生成2C₂H₅OH（酒精）加 2CO₂，同时释放能量。酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。

（二）变醋师傅——醋酸菌

（翻页）酒做好了想变醋，得请第二位师傅：醋酸菌。它是好氧细菌、原核生物，没有核膜包被的细胞核，也没有复杂细胞器，靠二分裂繁殖。菌种来源是空气中的醋酸菌进入发酵液大量繁殖。代谢类型是异养需氧型——又一个“需氧”，和前面酵母菌无氧酿酒正好唱对台戏。

它的两条产酸路线要分清：当氧气和糖源都充足时，它把糖直接变成乙酸；当缺少糖源时，它走“曲线救国”——把乙醇变成乙醛，再把乙醛变成乙酸。多数醋酸菌最适生长温度30到35℃，比酵母菌要高一点点。

【易错点强调】把两个“最适温度”配错是常见丢分点：酿酒酵母约28℃、酒精发酵控温18到30℃；醋酸菌30到35℃。做题时先看清问的是“酒精发酵”还是“醋酸发酵”，再选温度。

（三）五步做出果酒果醋

（翻页）第一步，清洁消毒：发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，再用体积分数70%的酒精消毒，晾干。第二步，冲洗挑拣：新鲜葡萄用清水冲1到2次，再去除枝梗和腐烂籽粒，沥干。

连着两个高频问题。冲洗目的是什么？——洗去浮尘杂质，但不能反复冲洗，因为葡萄皮上附着大量野生菌种，冲太狠菌就少了，发酵时间会拖长。为什么先冲洗再去梗？——防止去梗时弄破葡萄、增加被杂菌污染的机会。顺序是“先冲后去梗”，别搞反。

（翻页）第三步，榨汁装瓶：榨出葡萄汁装入发酵瓶，注意留大约1/3的空间，盖好瓶盖。第四步，酒精发酵：控温18到30℃，发酵过程中每隔12小时左右把瓶盖拧松一次——注意，是拧松不是打开——再拧紧，发酵10到12天，可以从瓶口取样检测。

这道讨论题几乎年年考：为什么留1/3空间、为什么隔12小时拧松瓶盖？

标准答案两层：留1/3空间，一是有利于初期酵母菌做有氧呼吸、大量繁殖攒够菌种，二是防止无氧酒精发酵产生大量二氧化碳把发酵液顶出来；拧松瓶盖是为了放掉二氧化碳，但绝不能打开，一打开空气中的杂菌就掉进去污染了。

那怎么知道葡萄汁真变成酒了？初步靠嗅味和品尝；再进一步，用显微镜观察酵母菌，用酸性重铬酸钾检验酒精——酒精会让酸性重铬酸钾变灰绿色。补充一个细节：如果用紫葡萄，酒本身是紫色，灰绿色不明显，这时改用斐林试剂测还原糖来间接判断。

（翻页）第五步，醋酸发酵：葡萄酒做好后，打开瓶盖、盖上一层纱布，让空气进来，30到35℃发酵7到8天，做成葡萄醋。

怎么检测果醋？先看有没有菌膜、嗅味品尝初步判断，再测发酵前后pH的变化进一步鉴定，还能镜检看有没有醋酸菌并数数量。

（四）三种装置，谁更适合酿醋

（翻页）拓展应用里三位同学用了三种装置：A是带盖塑料瓶；B是无盖塑料瓶、瓶口蒙8层纱布；C是一个带充气口、排气口、出料口的装置。谁最适合做果醋？

答案是C。为什么？因为醋酸菌始终要氧气。C装置的充气口能连气泵持续供气，让醋酸菌有氧呼吸更高效；排气口排出废气；出料口用来取样。怎么改进？在充气口塞棉花或加过滤装置，防止充进去的气把杂菌带进来。

顺便点透一个设计精髓：那个排气口用的是“长而弯曲的胶管”。为什么要弯弯曲曲？就是为了挡住空气里的微生物掉进去，防污染。这个小弯管，是发酵装置里非常经典的一处巧思。

（五）酒与醋的“体检报告”：现象对比

（翻页）整个发酵过程，发酵液会发生哪些肉眼可见的变化？变化最明显的是发酵10天后。原因是酵母菌发酵产二氧化碳，发酵液会“咕嘟咕嘟冒泡”像沸腾一样，10天左右最猛；如果用紫葡萄，果皮里的花青素越来越多地溶进来，颜色逐渐加深成深红色。而醋酸发酵一般不冒气泡，发酵完成时液面上浮一层白膜，那是醋酸菌膜。

用一张“体检表”对比：酒精发酵闻起来是酒味、有气泡和泡沫、发酵液浑浊；醋酸发酵闻起来是酸味、没有气泡和泡沫、浑浊且液面结一层白色菌膜。

（翻页）还有两个有深度的追问。果酒里除了酵母菌还有别的菌吗？有，乳酸菌、醋酸菌也可能在。乳酸菌可能分解糖、甘油、酒石酸让酒变质，可以靠调温度、调pH来控它；醋酸菌在有氧时把糖变成醋酸，所以酿果酒时要尽量降低氧气、再配合调温和调pH来抑制它——它对氧气很敏感，短时间断氧都会死。

做果醋时酵母菌还干活吗？基本不干了，因为pH和温度都不适合它，活性很低。那醋酸菌从哪来？我们打开瓶盖后，空气中的醋酸菌进来大量繁殖。想快一点怎么办？买瓶醋敞口放着，表面会结一层薄膜，那薄膜就是醋酸菌，拿它来接种，能明显缩短做醋时间。工业上干脆人工接种醋酸菌。

（六）一张对照表，把酒与醋彻底分开

（翻页）我们把果酒、果醋做成一张对照表，请同学跟老师一起把它填一遍，这是本节的高频考点，务必整理到笔记本。

发酵菌种：果酒用酵母菌，果醋用醋酸菌。菌种来源：传统葡萄酒主要靠葡萄皮上的野生酵母，果醋靠空气中的野生醋酸菌，或直接购买、从食醋中分离醋酸菌。

发酵条件——温度：果酒一般控制在18到30℃，果醋30到35℃；时间：果酒10到12天，果醋7到8天；氧气：果酒是“初期需氧、后期不需氧”，果醋是“始终需氧”；最适pH：果酒4.5到5.0，果醋5.4到6.0。

发酵原理再对照一遍：酵母菌有氧时大量繁殖、无氧时C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量；醋酸菌在氧气糖源都充足时把糖变乙酸，缺糖源时把乙醇→乙醛→乙酸。

【易错点强调】果酒“初期需氧、后期不需氧”是最容易被简化成“全程无氧”的考点。初期供氧是为了让酵母菌繁殖攒菌种，后期断氧才逼它产酒精。果醋则相反，必须“始终需氧”，一旦断氧醋酸菌会死亡。这两句是判断题的“必争之地”。

到这里，从一坛泡菜到一瓶果醋，我们全部亲手“云制作”了一遍。可是你们发现没有——我们自始至终都在“蹭”天然菌种。那么，一旦从小缸搬上大工厂，还蹭得动吗？

六、从作坊到工厂：发酵也得上“规模”

（翻页）我们回头看一个反复出现的关键词：从头到尾，我们都没“接种”纯菌种，用的都是天然存在的菌。而菌种有差异、杂菌情况不明、发酵过程又缺乏统一标准，这恰恰造成品质忽高忽低。所以，为了缩短发酵时间、确保品质稳定，工业上大规模生产时，会先用微生物培养技术拿到单一菌种，再把它们接种到物料里发酵。

这一步，就是“传统发酵技术”迈向“发酵工程”的关键一跃——把碰运气的混合菌，变成可复制的纯种。

（翻页）“到社会中去”再想深一层。当你从家里一小缸，转成工厂一大罐，会遇到一堆新问题。比如家里做果醋不需要搅拌，可工厂发酵罐体积巨大，就必须装搅拌器，才能保证醋酸菌有足够的氧气。

这里老师帮你们厘清三个常被混为一谈的词——科学，核心是“发现”；技术，核心是“发明”；工程，核心是“建造”和“产品”。技术要把一整套相关技术体系化地组合起来，才能落地到工程里、大规模造出产品。

还有一点要清醒：我们自己做的那杯果酒、那瓶果醋，还算不上商品意义上的产品。真正出厂，还得经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶，果酒甚至还要在一定条件下做后续发酵，才能拿到特定的风味和色泽。

七、课堂小结与随堂演练

好，我们把这节课收个口。今天我们从一杯酒、一块腐乳出发，先认识了发酵的广义与狭义，再认识了传统发酵技术“操作简便却难控”的两面性；然后亲手“云制作”了泡菜、果酒和果醋，把乳酸菌、酵母菌、醋酸菌这三位“工人”的代谢类型、温度、需氧与否全部对了一遍号；最后把目光从作坊投向工厂，理解了纯种发酵的意义。

现在，检验大家成色的时候到了——小试牛刀。老师念题，你们抢答。

（一）判断题：油炸臭豆腐

第一组：臭豆腐要把豆腐泡进含乳酸菌、芽孢杆菌的卤汁里发酵。判断三句话。

第一句：“卤汁中乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。”——错！它们都要抢营养、抢生存空间，是竞争关系。

第二句：“乳酸菌发酵产生了乳酸和二氧化碳。”——错！乳酸发酵只产乳酸，不产二氧化碳；产二氧化碳的是酒精发酵，别张冠李戴。

第三句：“微生物产生不同代谢物使臭豆腐有了特殊风味。”——对！就是不同的代谢产物凑出了这独特的味道。

（二）选择题：发酵食品与微生物

第二题，选“错误”的一项：腌制泡菜用乳酸菌的乳酸发酵、制作腐乳用毛霉等产生的蛋白酶、制作果酒用酵母菌无氧产酒精——这三句都对；唯独最后一句“制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生乙酸”是错的，醋酸菌必须“有氧”。所以选D。记住，看到“醋酸菌＋无氧”直接判错。

第三题，泡菜制作叙述选错误的：A说条件适宜时乳酸菌把糖分解成乳酸，对；B说亚硝酸盐没特殊味道、不能靠品尝鉴定，对，这正好呼应我们刚才那个陷阱；C说往坛沿水槽注水保持无氧环境，对；D说白膜是乳酸菌形成的，错——白膜是酵母菌。所以选D。

（三）曲线分析与装置图

第四题给的是果酒制作中酵母菌种群数量和酒精浓度变化的图。M点前不产酒精，那是酵母菌在做有氧呼吸、大量繁殖，不是“不进行细胞呼吸”，A错；P点还在产酒精、终止太晚，且N点后继续发酵浪费时间还会堆别的代谢物，B错；酒精对细胞有毒害，浓度升高会抑制酵母菌繁殖，C对；N点数量到顶、增长率为零，不是最大，D错。所以选C。

第五题对着果酒果醋流程图和发酵装置图回答：冲洗的主要目的是洗去浮尘；图里充气口在酒精发酵时关闭、在醋酸发酵时接气泵不断充入无菌空气；排气口在果酒发酵时排出的是酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳，在果醋发酵时排出的是剩余的空气和微生物代谢产生的二氧化碳。

很好，大家都跟上了，给自己一点掌声。

八、课后作业与下节预告

课后留两个小任务：第一，回家跟父母一起，把今天这张“果酒—果醋对照表”默写出来，尤其是温度和氧气那两行；第二，有兴趣的同学，可以用葡萄在家试着酿一小瓶果酒，注意“先冲后去梗、留三分之一、只拧松不打开”这十二字口诀，下周来跟同学分享你的“战果”。

（翻页）同学们，今天我们“蹭”了千百年的天然菌种，把它们用得明明白白。可真正让发酵走进工业文明的，是我们能亲手把微生物“养”出来——下一节课，我们就正式走进第2节《微生物的培养技术及应用》，学着像科学家一样，自己把一个菌种培养壮大。

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