高中生物选修一第一节生物技术实践

1、专题一专题一 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用课题课题1 1 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作 发酵发酵是通过微生物的培养来是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。大量生产各种代谢产物的过程。包括包括有氧发酵有氧发酵（如醋酸发酵、谷（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和氨酸发酵）和无氧发酵无氧发酵（如酒精（如酒精发酵）。发酵）。应用：酿酒、蒸馒头应用：酿酒、蒸馒头一一. .果酒的制作果酒的制作n 果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵而制成的酒精饮料，主要包括葡萄酒、苹果酒、而制成的酒精饮料，主要包括葡萄酒、苹果酒、梨酒等。梨酒等。n 葡萄酒的酒精含量为

2、葡萄酒的酒精含量为10101212。n 葡萄酒可分为红葡萄酒和白葡萄酒。葡萄酒可分为红葡萄酒和白葡萄酒。红葡萄酒红葡萄酒白葡萄酒白葡萄酒 果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低，一般为和葡萄酒比起来非常低，一般为5到到10度，最高的度，最高的也只有也只有14度。因此，被很多日本成年人当作饭后度。因此，被很多日本成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。或睡前的软饮料来喝。 日本弘前大学农学生命科日本弘前大学农学生命科学部的长田教授指出，果酒简单来说就是汲取了水学部的长田教授指出，果酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的果

3、中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的维生维生素素和人体所需的和人体所需的氨基酸氨基酸。有时候即使生吃水果也不。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。长田教授说，果酒里分已经完全溶解在果酒里了。长田教授说，果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。作用更明显

4、一些。酒精发酵的参与者酒精发酵的参与者 酵母菌酵母菌同化作用类型：同化作用类型：异化作用类型：异化作用类型：适宜发酵温度：适宜发酵温度：分类：分类：生殖（主要方式）：生殖（主要方式）：异养型异养型兼性厌氧型兼性厌氧型181825 25 最适最适20 20 出芽生殖出芽生殖真菌真菌( (真核生物真核生物) ) 来源来源主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌酶酶酶酶 果醋是以水果，包括苹果、山楂、葡萄、柿子、梨、杏、柑橘、猕猴桃、西瓜等，或果品加工下脚料为主要原料，利用现代生物技术酿制而成的一种营养丰富、风味优良的酸味调味品。它兼有水果和食醋的营养保健功能，是集营养、

5、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。科学研究发现，果醋具有多种功能。 喝果醋有益健康喝果醋有益健康 冬季易燥，人们常用室内熏醋的方法预防流感。食醋冬季易燥，人们常用室内熏醋的方法预防流感。食醋是人们日常生活中不可缺少的调味品。是人们日常生活中不可缺少的调味品。 果醋饮料是养生保健的时尚产品，果醋饮料是养生保健的时尚产品，它特有的养颜抗衰、它特有的养颜抗衰、调节血压、杀菌抗癌、解酒保肝的作用越来越受到消费者调节血压、杀菌抗癌、解酒保肝的作用越来越受到消费者青睐。经常喝醋饮料，可以驻颜美容、减肥消食、护肝健青睐。经常喝醋饮料，可以驻颜美容、减肥消食、护肝健胃、软化血管，这正好迎合现代人的健康理念。胃

6、、软化血管，这正好迎合现代人的健康理念。与通常食与通常食醋相比，由水果酿制的果醋不但保持了水果特有的果香，醋相比，由水果酿制的果醋不但保持了水果特有的果香，而且酸度适中口感更容易接受。它既是饮料，又具有醋的而且酸度适中口感更容易接受。它既是饮料，又具有醋的药效，是一种全新的保健饮品。药效，是一种全新的保健饮品。 黄帝内经黄帝内经、本草纲目本草纲目中有关醋能强身健体的记中有关醋能强身健体的记载有载有700余处。余处。现代医学和食品专家证明：果醋中有丰富的现代医学和食品专家证明：果醋中有丰富的有机酸，有软化植物纤维和促进糖代谢的功效。它能溶解有机酸，有软化植物纤维和促进糖代谢的功效。它能溶解动物食

7、品中的骨质，促进钙、磷吸收，并能使肌肉中的动物食品中的骨质，促进钙、磷吸收，并能使肌肉中的“疲劳物质疲劳物质”化解；醋还能调节血液中的酸碱平衡，帮助化解；醋还能调节血液中的酸碱平衡，帮助消化，它对改善少儿偏食厌食亦有疗效。消化，它对改善少儿偏食厌食亦有疗效。 最适温度：最适温度： 30 0c 35 0c 特性：特性：好氧细菌好氧细菌糖分糖分 醋酸醋酸醋酸菌醋酸菌醋酸菌死亡醋酸菌死亡乙醇乙醇 乙醛乙醛 醋酸醋酸 当氧气、糖源充足时：当氧气、糖源充足时：当短时间中断氧气时：当短时间中断氧气时：当缺少糖源时：当缺少糖源时：二二. .果醋的制作果醋的制作醋酸发酵参与者醋酸发酵参与者醋酸菌醋酸菌【实验设

8、计】醋酸发酵醋酸发酵果酒果酒酒精发酵酒精发酵果醋果醋挑选葡萄挑选葡萄冲洗冲洗榨汁榨汁发酵瓶发酵瓶充气口充气口思考讨论思考讨论（1）装置中充气口、排气口和出）装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？料口分别有哪些作用？（2）为什么排气口要通过一个长）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？而弯曲的胶管与瓶身连接？（3）为什么发酵瓶中只装入）为什么发酵瓶中只装入2/3的液体？的液体？ 排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时，气中微生物的污染，其作用类似巴

9、斯德的鹅颈瓶。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。应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。 充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用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的；排气口是在酒精发酵时用来排出co2的；出的；出料口是用来取样的。料口是用来取样的。 既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又防止发酵旺盛时既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又防止发酵旺盛时汁液溢出。汁液溢出。1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？为什么？答：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去答：

10、应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。3.制葡萄酒时，为什么要将温度控制在制葡萄酒时，为什么要将温度控制在1825 ？制葡萄醋时，为什么要将温度控制？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在在3035 ？

11、答：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。答：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。因此需要左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为菌是嗜温菌，最适生长温度为3035 ，因此要将温度控制在因此要将温度控制在3035 。4.制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。 建议将实验安排在秋季的建议将实验

12、安排在秋季的9月或月或10月进月进行。在这段时间内进行实验，有如下优点：行。在这段时间内进行实验，有如下优点：（1）正值收获季节，葡萄的价格便宜，）正值收获季节，葡萄的价格便宜，品种多样；品种多样；（2）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好；力强，发酵酿酒的效果好；（3）温度适宜，发酵现象非常明显。）温度适宜，发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下：实验的具体操作步骤如下：1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行验用具进行清洗并消毒清洗并消毒。方法：先用温水反复冲洗。方法：先用温水反复冲

13、洗几次几次,再用体积分数为再用体积分数为70%的酒精擦拭消毒，晾干待的酒精擦拭消毒，晾干待用。用。2. 取葡萄取葡萄500 g，去除腐烂的子粒。用清水冲洗葡，去除腐烂的子粒。用清水冲洗葡萄萄12遍除去污物遍除去污物 (注意不要反复多次冲洗注意不要反复多次冲洗) ，去除，去除枝梗枝梗3. 用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用的发酵装置，可以用500 ml的塑

14、料瓶替代，但注入的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。4. 将发酵瓶置于将发酵瓶置于适宜的温度适宜的温度下发下发酵。酵。5. 由于发酵旺盛期由于发酵旺盛期co2的产量非的产量非常大，因此需要常大，因此需要及时排气及时排气，防止，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要瓶），每天要拧松拧松瓶盖瓶盖24次，次，进行排气。进行排气。6. 10 d以后，可以开始进行以后，可以开始进行取样取样检验检验工作。例如，可以检验酒味、工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行

15、酵母菌的镜检酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。等工作。能否用上图装置来制作果醋能否用上图装置来制作果醋? 7.当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至酸菌或醋曲，然后将装置转移至3035 的的条件下发酵，适时向发酵液中条件下发酵，适时向发酵液中充气充气。如果找不。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。的污染。1 1、如

16、何检测果酒的制作是否成功？如何检测果酒的制作是否成功？闻一闻有没有酒味闻一闻有没有酒味尝一尝有没有酒精尝一尝有没有酒精用显微镜观察酵母菌用显微镜观察酵母菌用用重铬酸钾检测重铬酸钾检测是否有酒精是否有酒精三三. .结果分析与评价结果分析与评价【课题延伸】用用重铬酸钾检测重铬酸钾检测是否有酒精是否有酒精【原理原理】橙橙红红色色灰灰绿绿色色重铬酸钾重铬酸钾重铬酸钾与酒精反应重铬酸钾与酒精反应【实验实验】发酵液发酵液对照组对照组实验组实验组h2so4h2so4重铬酸钾重铬酸钾重铬酸钾重铬酸钾酒酒 精精闻一闻有没有醋味闻一闻有没有醋味尝一尝有没有醋酸尝一尝有没有醋酸观察菌膜的形成观察菌膜的形成检测和比较醋酸发酵检测和比较醋酸发酵前后前后的的ph值值显微镜观察是否有醋酸菌存在显微镜观察是否有醋酸菌存在2 2、如何检测果醋的制作是否成功？如何检测果醋的制作是否成功？三三. .结果分析与