《酵母菌与葡萄酒的制作》.ppt

Page ? * Page ? * 酵母菌与葡萄酒 班 级：高二（七）班 组 长：吴博文 研究人员：李春阳 吴博文 王超凡 宋倩 王婉如 指导教师：陈维强 课题背景 酵母菌是生物科学的一种重要模式生物，高中生物学中与其有关的知识有：生物多样性、细胞的呼吸方式、酒精发酵、种群数量变化、种间关系、微生物培养、基因工程等等。广泛应用于医药、食品、能源、农牧业、工业、科研等多个领域。本课题试图了解酵母菌的生物知识并以葡萄酒的酿制为例来研究与酵母菌相关的高中生物学知识的应用。 研究目的 1.观察酵母菌形态，了解其生活习性 2.熟悉酿造葡萄酒的过程和原理 3.学会菌落计数法，了解酵母菌种群数量变化规律，建构酵母菌种群数量变化模型 4.研究酵母菌与其他微生物的种间关系 研究方法 1. 上网查找资料 2. 向老师及专业人员请教 3. 小组合作研究 4. 实验分析法 认识酵母菌 酵母菌是人类实践中应用比较早的一类微生物，我国古代劳动人民就利用酵母菌酿酒。酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。 　　 一、酵母菌的形态和结构 酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1～5微米或5～20微米。酵母菌无鞭毛，不能游动。 酵母菌具有典型的真核细胞结构，有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。 　　 酵母菌的遗传物质有：细胞核DNA，线粒体DNA，以及特殊的质粒DNA。 酵母菌细胞结构的显微照片 三、酵母菌的生理 酵母是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存，属于兼性厌氧菌。在缺乏氧气时，发酵型的酵母通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇来获取能量。 C6H12O6（酶）→2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 在酿酒过程中，乙醇被保留下来；在烤面包或蒸馒头的过程中，二氧化碳将面团发起，而酒精则挥发。 在有氧气的环境中，酵母菌将葡萄糖转化为水和二氧化碳来获取大量能量。 C6H12O6+6O2+6H2O（酶）→6CO2+12H2O +大量能量 在温度适合时，氧气和养料充足的条件下，以出芽方式迅速增殖。 四、酵母菌的繁殖 酵母菌的生殖方式分无性繁殖和有性繁殖两大类。 无性生殖 在环境条件适合时，酵 母可以通过出芽进行无性生殖，即 从母细胞上长出一个芽，逐渐长到 成熟大小后与母体分离。 有性生殖 在营养状况不好时，一些可进行有性生殖的酵母会经减数分裂，形成子囊孢子(一般是四个)，在条件适合时再萌发成营养细胞。 一些酵母，如假丝酵母(或称念珠菌)不能进行有性繁殖。 出芽生殖 五、酵母菌的生长条件 营养 酵母菌同其它活的生物一样需要相似的营养物质，也象细菌一样它有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质。属于异养生物。 酸度 酵母菌能在pH值为3.0-7.5 的范围内生长，最适pH值为pH4.5-5.0。 温度 在低于水的冰点或者高于47℃的温度下，酵母细胞一般不能生长，最适生长温度一般在20℃～30℃。 氧气：酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长，是兼性厌氧菌（详见生理部分） 目前已知有1000多种酵母，根据酵母菌产生孢子（子囊孢子和担孢子）的能力，可将酵母分成三类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌及不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌。 酵母产品的分类有：以人类食用和作动物饲料的不同目的可分成食用酵母和饲料酵母。食用酵母中又分成面包酵母、食品酵母、药用酵母和饲料酵母等。 六、酵母菌的种类 七、酵母菌的应用 食品发酵 是酵母菌最主要的功用。用于酿造啤酒、葡萄酒和白酒等酒精饮料、酱油、食醋、馒头和面包的发酵等。在食品中作为营养强化剂添加酵母蛋白、氨基酸和维生素。酵母蛋白占干重的45％ ～60％，其氨基酸的比例接近联合国粮农组织(FAO)推荐的较理想的氨基酸组成值。 在医药工业方面 酵母及其制品用于治疗某些消化不良症，并能提高和调整人体的新陈代谢机能。因此，药用酵母的生产在酵母工业中占有重要的地位。 在畜牧业方面 酵母广泛用作精饲料以增加饲料中的蛋白质含量,对提高禽畜的出肉率、产蛋率和产乳率,对肉质的改良和毛皮质量的提高均有明显的效果。 在科学研究方面 因酵母属于简单的单细胞真核生物，易于培养，且生长迅速，被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物，也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。 酵母菌中含有环状DNA质粒，可以用来作基因工程的载体。 酵母菌的应用实例 葡萄酒是惟一的碱性酒精性饮品，可以中和鱼、肉以及米面类的酸性食物，降低血中的胆固醇，促进消化。