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选修一 《生物技术实践》 专题一 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 一、果酒制作的原理 1．原理：菌种酵母菌，是单细胞真菌，属于真核生物，新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧条件下，酵母菌进行细胞呼吸的反应式为： 无氧时，酵母菌进行细胞呼吸的反应式为： 2．条件：影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。 （1）在利用酵母菌发酵时，最好先通入足够的无菌空气，在有氧环境条件下一段时间，使其大量繁殖，再隔绝空气进行发酵。酵母菌在适宜条件下进行出芽生殖。 （2）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℃一25℃。 （3）酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中。 3．菌种来源： 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。酒精发酵时，绝大多数其他微生物都很难存活，是因为发酵液是缺氧、呈酸性的环境。 二、果醋制作的原理 1．原理：利用的微生物是醋酸菌，属于原核生物，其新陈代谢类型是异养需氧型。在氧气和糖源都充足时，将糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸，反应式是： 2．条件：最适合温度为30一35℃，需要充足的氧气，以及适宜的pH。 3．菌种来源：从生产食醋的工厂或菌种保管中心购买，还可以尝试从食醋中分离醋酸菌。 三、果酒和果醋制作的操作流程 1.实验流程： 2．实验装置： （1）若利用右图装置酿酒，应每隔12小时将瓶盖拧松一次但又不打开，原因是：酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖涨破，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。 （2）左图装置中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。 排气口胶管长而弯曲是为了防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。 四、操作提示 1.材料的选择与处理： 选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗。冲洗时不要反复多次冲洗。 2.灭菌 榨汁机要清洗干净，并晾干。发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。 3.发酵 ①将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间。 ②制葡萄酒：封闭充气口，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。 ③制葡萄醋：将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。 注意：发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵（如：醋酸发酵）和无氧发酵（如：酒精发酵），所以发酵≠无氧呼吸。 五、结果分析和评价 1．判断果酒是否制作成功 酒精发酵后是否有酒精产生，可取样通过嗅味和品尝进行初步鉴定；还可用重铬酸钾来检验，因为在酸性条件下，其会与酒精反应呈灰绿色。此外，还可以通过在显微镜下观察统计酵母菌的数量进行鉴定。 2.判断果醋是否制作成功 首先通过观察菌膜的形成，通过嗅味和品尝进行初步鉴定；再通过检测和比较发酵前后的pH值作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察统计醋酸杆菌的数量进行鉴定。 课题2 腐乳的制作 一、腐乳的制作原理 1.原理 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毛霉。它是一种丝状真菌，属于真核生物，新陈代谢类型是异养需氧型，繁殖方式为孢子生殖，其分布广泛，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上。毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。 2.毛霉生长的适宜条件： 温度15-18℃ ，充足的氧气，以及一定的湿度。 3.菌种来源： 自然条件下毛霉来自空气中的毛霉孢子。现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。 二、腐乳制作的实验流程 让豆腐长出毛霉 → 加盐腌制 → 加卤汤装瓶 → 密封腌制 （需5天） （需8天） （需6个月） 三、操作提示 1.材料的选择与处理： 选择含水量为70%左右的豆腐，水分过多则腐乳不易成形。 豆腐含水量测定： 2.前期发酵——让豆腐长出毛霉 前期发酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐上的生长。发酵温度为15～18 ℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。毛霉生长大约5d