發(fā)酵是怎么回事
——以酸奶為例探究微生物和生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用活動(dòng)方案

◆內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼第五中學(xué) 樊志文

一、活動(dòng)目標(biāo)

學(xué)生通過動(dòng)手嘗試、動(dòng)腦思考探索新知識(shí)，了解微生物和生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用。通過制作酸奶，分析制作過程中的科學(xué)原理以及影響酸奶品質(zhì)的因素。

（一）知識(shí)目標(biāo)

1.舉例說明發(fā)酵技術(shù)在食品制作中的應(yīng)用。

2.描述酒精發(fā)酵過程，明確酒精發(fā)酵的原理。

（二）能力目標(biāo)

1.通過探究活動(dòng)，學(xué)會(huì)制作酸奶的方法并能解釋其原理。

2.通過小組探究、收集資料、匯報(bào)探究結(jié)果等活動(dòng)，提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)的能力，合作交流的能力，收集、整理資料的能力和口頭表達(dá)能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過探究實(shí)驗(yàn)，體會(huì)發(fā)酵食品對(duì)人們生活的影響，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

二、活動(dòng)重點(diǎn)

闡述食品發(fā)酵的原理，探究酸奶制作的過程。

三、活動(dòng)步驟

（一）創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣

用學(xué)生熟悉的食品導(dǎo)入新課，讓其知曉發(fā)酵食品的功效。學(xué)生既熟悉又知之有限，學(xué)習(xí)積極性被調(diào)動(dòng)起來，通過思考討論，得出這些食品是運(yùn)用微生物對(duì)食品材料進(jìn)行加工制作而來。

（二）自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考

學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，勾畫主要知識(shí)點(diǎn)，并用紅筆標(biāo)注自己解決不了的問題。

（三）組織交流，點(diǎn)撥建構(gòu)

1.探究乳酸發(fā)酵

（1）每小組派一名學(xué)生展示自制酸奶，并對(duì)每小組的酸奶進(jìn)行評(píng)比。

（2）探究制作酸奶需要的條件以及酸奶制作的步驟。

①提出問題

用鮮奶制作酸奶需要哪些條件？

②作出假設(shè)

假設(shè)制作酸奶需要無氧、適宜的溫度。

③準(zhǔn)備器材

鮮奶、蔗糖、酸奶、燒杯、酒精燈、玻璃瓶等。

④制訂計(jì)劃

⑤討論并得出結(jié)論

酸奶的制作需要乳酸菌的參與，乳酸菌在適宜的溫度和無氧條件下將鮮奶中的乳糖分解或轉(zhuǎn)化為乳酸。四川泡菜、青貯飼料等也運(yùn)用了發(fā)酵原理。

圖1 顯微鏡下的乳酸菌

2.探究酒精發(fā)酵

（1）了解酵母菌的呼吸特點(diǎn)

在缺氧環(huán)境下，發(fā)酵型酵母菌通過將糖類轉(zhuǎn)化為二氧化碳和乙醇來獲取能量。在有氧環(huán)境中，酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

圖2 顯微鏡下的酵母菌

（2）引導(dǎo)學(xué)生思考如何在家中釀出醇香濃郁的葡萄酒，引出問題：發(fā)酵的酵母菌從何而來。

圖3 自制葡萄酒

（3）組織學(xué)生到白酒廠參觀釀酒過程。

圖4 釀酒圖

（4）歸納小結(jié)

釀酒時(shí)發(fā)酵的溫度要適宜，且要?jiǎng)?chuàng)造無氧的環(huán)境。

①制曲（淀粉原料與霉菌混合）。

②糖化（霉菌把淀粉分解成葡萄糖）。

③發(fā)酵（在厭氧條件下，酵母菌把葡萄糖轉(zhuǎn)變成酒精）。

④蒸餾（將發(fā)酵液中的酒精進(jìn)行分離濃縮）。

圖5 釀酒發(fā)酵的原理

3.分組拓展活動(dòng)——列舉發(fā)酵食品的制作過程

（1）饅頭的制作過程

面粉和酵母混合→用水和面，醒面1小時(shí)左右→做成面團(tuán)→上鍋蒸。

圖6 饅頭的制作過程

（2）醬豆的制作過程

將黃豆洗凈煮熟，然后放在盆或罐里密封一周左右。等豆子長出一層白色毛霉時(shí)，加入涼開水。切些碎姜絲、辣椒，摻入食鹽，在陽光下暴曬幾周，曬干即可。

圖7 醬豆

（3）探究臭豆腐的制作

豆腐煮熟切成塊后置于密閉容器中，待長出毛霉、黑根霉等，加入鹽、花椒、姜，浸泡在涼開水中一至兩周。

圖8 長出毛霉的豆腐

四、活動(dòng)收獲

通過本節(jié)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將在以下方面得到發(fā)展。

（一）獲得生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解并關(guān)注這些知識(shí)在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高對(duì)科學(xué)和探索未知的興趣。

（二）養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，樹立創(chuàng)新意識(shí)。

（三）初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究的一般方法，掌握生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，提升搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決實(shí)際問題的能力以及交流與合作的能力等。

（四）初步了解與生物科學(xué)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，為繼續(xù)學(xué)習(xí)和走向社會(huì)做好必要的準(zhǔn)備。

五、活動(dòng)特色與創(chuàng)新

高中生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程為滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的需要而設(shè)計(jì)，有助于拓展學(xué)生的生物科技視野、增進(jìn)學(xué)生對(duì)生物科技與社會(huì)關(guān)系的理解、提高學(xué)生的實(shí)踐與探究能力。

課程內(nèi)容是現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展最迅速、成果應(yīng)用最廣泛、與社會(huì)和個(gè)人生活關(guān)系最密切的領(lǐng)域。該活動(dòng)的開展能幫助學(xué)生從微觀和宏觀兩個(gè)方面認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、發(fā)展與變化規(guī)律，以及各部分之間的相互作用。

六、有待改進(jìn)與提升的環(huán)節(jié)

（一）觀察和描述生物現(xiàn)象，從現(xiàn)實(shí)生活中找尋與生物學(xué)相關(guān)的、可以探究的問題。

（二）分析問題，闡明與研究該問題相關(guān)的知識(shí)。

（三）確認(rèn)變量，作出假設(shè)和預(yù)期，并設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案開展實(shí)施。

（四）利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù)，并作出合理判斷。

（五）用專業(yè)術(shù)語、圖表介紹研究方法和結(jié)果，并闡明觀點(diǎn)，對(duì)結(jié)論進(jìn)行反思。