选修1 生物技术实践 专题1传统发酵技术的应用
一、果酒制作
1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。 2、有氧发酵：醋酸发酵 谷氨酸发酵 ·无氧发酵：酒精发酵 乳酸发酵 1．原理：菌种
，属于
核生物，酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖 ，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，呼
；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，呼吸的
孢子生殖，新陈代谢类型
吸的反应式为： C6H12O6＋6H2O+6O2→6CO2＋12H2O 反应式为： C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 2．条件：繁殖最适温度
。
，酒精发酵一般控制在 。
3．菌种来源：自然发酵：附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。 人工培养：分离获得纯净的酵母菌菌种。 4．实验设计流程图
挑选葡萄?冲洗?______________?_______________?_______________
?
?
果酒 果醋
5．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用______________检验酒精存在。可观察到的现象为 二、果醋的制作
1．原理：菌种：______________，属于______________核生物，新陈代谢类型为_________ 醋酸生成反应式是___________________ _________
。生殖方式为二分裂
2．条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。 3．菌种来源：到______________或______________购买。 4．设计实验流程及操作步骤：
果酒制成以后，在发酵液中加入______________或醋曲，然后将装置转移至
______________C条件下发酵，适时向发酵液中______________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减少空气中尘土污染。
当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 2C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O
控制发酵条件的作用①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。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。
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11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）
12、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2ｍL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色
13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。
应该从哪些方面防止发酵液被污染？
如：要先冲洗葡萄，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。榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
8．利用微生物发酵制作果酒，该过程利用的微生物是酵母菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型，与生产实际相关的反应式是
C6H12O6 2C酶 2H5OH+2CO2+能量，在不灭菌的情况下，如何使酵母菌成为优势菌种? 将混合菌置于缺氧，酸性环境下，利用酵母菌兼性厌氧的特点，而绝大多数其他微生物都无法适应这一环境受到抑制。
9．酵母菌是自然界中常见的一类真菌． (1)从细胞核的结构看，酵母菌属于真核生物．
(2)酵母菌常进行出芽生殖，在基因工程中，也常用酵母菌作为转入基因的受体细胞，是因为酵母菌繁殖快，遗传物质相对少。
(3)用染料使染色体着色，发现一酵母菌细胞核中有17条染色体，该酵母菌是单倍体．在自然环境中，酵母菌属于生态系统中的分解者成分．
(4)酵母菌体内遗传物质主要在细胞核上，而醋酸菌的遗传物质主要在拟核上． 三、腐乳的制作 （一）腐乳制作的原理
1．腐乳的发酵有多种微生物的协同作用，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是
，它是一种
核生物，新陈代谢类型是
。生殖方式是孢子生殖。营腐生
生活。毛霉的生长条件： 15～18℃。来源：1.来自空气中的毛霉孢子，2. 直接接种优良毛霉菌种 2．
等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的
；脂肪酶可以将
分解成小分子的
和
和 水解成
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。因而更利于消化吸收．豆腐变为腐乳的过程中，有机物总量
。
条件下，将优良
。
、有机物种类
，毛霉与豆腐之间的关系是
3．现代的腐乳生产是在严格的 上，这样可以避免
菌种直接接种在豆腐
，保证
（二）腐乳制作的实验流程：
让豆腐长出毛霉→ （三）实验材料
含水量70%的豆腐，粽叶，盘子，盐，黄酒，米酒，糖，香辛料等，广口玻璃瓶，高压锅。 （四）实验步骤
1．将豆腐切实3cm×3cm×1cm若干块
2．豆腐块放在铺有干粽叶的盘内，每块豆腐等距离排放，豆腐上再铺干净粽叶，再用保鲜膜包裹。 3．将平盘放在温度为
的地方，毛霉逐渐生长，大约5d后，豆腐表面丛生直立菌丝。
→
→密封腌制。
4．当毛霉生长旺盛，呈淡黄色时，去除保鲜膜及粽叶，散热及水分，同时散去霉味约36h。 5．豆腐凉透后，将豆腐间的菌丝拉断，整齐排在容器内，准备腌制。 6．长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）分层摆放，分层加盐，并随层高而增加 表面铺盐
，以防止
，在瓶口
，约腌制8d。注意控制盐的用量：盐的浓度过
低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味
·食盐的作用：1.抑制微生物的生长，避免腐败变质2.析出水分，是豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂3.调味作用，给腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。 7．将黄酒、米酒和糖、香辛料等混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在
为宜。
·酒的作用：1.防止杂菌污染以防腐2.与有机酸结合形成酯，赋予腐乳风味3.酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。 ·香辛料的作用：1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参与并促进发酵过程
8．广口玻璃瓶刷洗干净，用高压锅在100C蒸汽灭菌30min，将腐乳成坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封，常温下，六个月即可以成熟。
·防止杂菌污染：①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②装瓶时，操作要迅速小心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
【疑难点拨】
1．王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？盐在该过程中起什么作用？
盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。盐能抑制多种微生物的生长。
2．配制卤汤时，一般将酒精含量控制在12%左右，过高过低都不行，为什么？
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酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
3.豆腐坯用食盐腌制，其作用是什么？
①渗透盐分，析出水分 ②给腐乳以必要的咸味 ③防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖 ④浸提毛霉菌丝上的蛋白酶 4.腐乳在酿造后期发酵中添加多量酒液的目的是什么？ ①防止杂菌污染以防腐 ②与有机酸结合形成酯，由于酒中特别是黄酒中含有酵母茼，经发酵可产生醇，并与有机酸结合形成酯，
赋予腐乳风味 ③利于后期发酵
5.卤汤中香辛料的作用是什么？
①调味 ②促进发酵 ③杀菌防腐 解释：（香辛料如花椒、大蒜、茴香中含有花椒酰胺、蒜辣素、茴香醚及茴香醛等，有极强的杀菌力；又有良好的调味功能；香辛料成分参与发酵过程，合成复杂的酯类，使腐乳形成特有色、香、味。） 6.你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？
答：豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。 7.我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？
答：含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。
8.吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢？它对人体有害吗？它的作用是什么？
答：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害。 三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
1.制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ，其代谢类型是异养厌氧 型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸 。分裂方式是二分裂。反应式为：C6H12O6
酶???2CHO+能量 含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀
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死乳酸菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。 2.亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂。
3.膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜pH 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。 亚硝酸盐含量 发酵时间（d）
专题二微生物的培养与应用 课题一 微生物的实验室培养
·培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培
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4.一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低，故在10天之后食用最好
*测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。
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