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文档简介
生物选修一——生物技术实践发酵专题一:传统发酵技术的应用发酵产品1.发酵:一、基础知识利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程.发酵据氧气需求情况据发酵生成产物需氧发酵厌氧发酵酒精发酵乳酸发酵2.微生物的分类原生生物界原核生物界真菌界变形虫、草履虫、衣藻酵母菌、青霉菌、根霉菌细菌放线菌蓝藻支原体衣原体病毒无细胞结构远古人类发现,吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料—人类最早发明的酒甲古文中的酒文字
在酒的制作中,依种类分大体上可有白酒、果酒、啤酒和黄酒四类。制作方法各不相同,但相同部分是它们都是由酵母菌完成的。酵母在自然界中广泛分布,已知有几百种之多,也是应用最广的一类微生物。如面包制作、酒精制造、药用酵母片、酿酒等。3.酒的种类左:葡萄酒窖;中:啤酒酒窖;右:白酒酒窖
二、果酒的制作原理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,梨酒等。葡萄酒的酒精含量为10%~12%果酒制作菌种:酵母菌真核、单细胞真菌、异养兼性厌氧型温度:最适200C18~250CPH:偏酸4.0~5.8酵母母菌菌的的繁繁殖殖方方式式为为无无性性生生殖殖((出出芽芽生生殖殖、、分分裂裂生生殖殖、、孢孢子子生生殖殖)),,但但多多以以出芽芽方方式式进行行。。酵母母菌菌分分布布在在含含糖糖较较高高的的偏偏酸酸环环境境中中,,如如水水果果等等。。存在在位位置置附着在葡萄上来自土壤酵母母菌菌新新陈陈代代谢谢类类型型::兼性性厌厌氧氧型型b.有氧条件下进行有氧呼吸,大量繁殖。C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶a.无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶厌氧氧制制酒酒果醋的制制作作菌菌种种醋酸酸菌菌最最适适生生长长温度度30--35。C醋酸酸菌菌是是好氧氧细细菌菌,,只有有当当氧氧气气充充足足时时才才能能进进行行旺旺盛盛的的生生理理活活动动。。醋酸酸菌菌((原原核核细细菌菌))三、、果果醋醋的的制制作作原原理理PH:偏偏酸酸5.4~~6.31、、若若氧氧气气、、糖糖源源充充足足时时,,醋醋酸酸菌菌将将葡葡萄萄汁汁中中的的糖糖分分解解成成醋醋酸酸,,其其反反应应式式::酶
C6H12O6→3CH3COOH(醋酸)2、若缺少少糖源,醋醋酸菌将乙乙醇变为乙乙醛,再将将乙醛变为为醋酸,其其反应式::酶2C2H5OH+O2→2CH3CHO(乙醛)+2H2O酶2CH3CHO+O2→2CH3COOH(醋酸)醋酸菌有氧制醋果酒制作果醋制作主要微生物代谢类型最适温度最适PH主要反应式果酒制作果醋制作主要微生物代谢类型最适温度最适PH主要反应式酵母菌,真真菌醋酸菌,细细菌需氧型兼性厌氧型型20℃30~35℃4.0~5.85.4~6.3醋酸发酵果酒酒精发酵果醋挑选葡萄冲洗榨汁发酵瓶√四、实验设设计思考讨论酿酒实验中中应控制的的发酵条件件(1)在酵酵母菌发酵酵过程中,,如果要使使酵母菌进进行大量繁繁殖,应怎怎样处理??(2)如果果要获得酒酒精,应怎怎样处理??(3)酿酒酒时还需要要控制什么么条件?五、果酒、、果醋制作作的基本过过程。1.对发酵酵瓶、纱布布、榨汁器器等用具进进行清洗并并消毒。2.取葡萄萄500g,去除枝枝梗和腐烂烂的叶子。。3.用清水水冲洗葡萄萄1-2次次除去污物物。(注意冲洗洗次数不宜宜太多)4.榨汁后后装入发酵酵瓶。5.将发酵酵瓶置于适适宜的温度度(18-25℃)下发酵。。6.简易装装置2-4天排气一次次。(拧松瓶盖)7.10天天后,取样样检验。8.加入醋醋酸菌或醋醋曲,然后后移至30-35℃条件下发酵酵,适时充充气。(1))为防防止发发酵液液被污污染,,发酵酵瓶要要用消毒。。((2)葡葡萄汁汁装入入发酵酵瓶时时,要要留出出大约约的空间间。((3))制作作葡萄酒酒时将温温度严严格控控制在在,时间间控制制在d左右右,可可通过过对发酵酵的情情况进进行及及时的的监测测。((4))制葡萄醋醋的过程程中,,将温温度严严格控控制在在,时间间控制制在d,并并注意意适时时通过过充气。。操作过过程应应注意意的问问题::70%酒精精1/318-25℃℃10-12从出料料口取取样30-35℃℃7-8充气口口回答问问题::某同学学用带带盖的的瓶子子制葡葡萄酒酒(如如图))(2))此后后再将将瓶盖盖拧紧紧,目目的是是(3))当发发酵产产生酒酒精后后,再再将瓶瓶盖打打开,,盖上上一层层纱布布,原原因是是(4))分析析此发发酵装装置不不足之之处(1))发酵酵过程程中,,每隔隔12h左左右将将瓶盖盖拧松一次次(注注意不不是打打开瓶瓶盖))为什什么??酒精发发酵过过程中中产生生CO2,瓶盖盖拧松松放出出CO2防止进进入O2,继续续进行行酒精精发酵酵制造有有氧条条件,,进行行醋酸酸发酵酵易被杂杂菌污污染方程式式为:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O酶六、如如何检检验果果酒、、果醋醋的制制作是是否成成功??果酒的的制作作是否否成功功的鉴鉴定方方法是是:嗅味和和品尝尝、显微镜镜观察察、用重铬铬酸钾钾检验验酒精精的存存在果醋的的制作作是否否成功功的鉴鉴定方方法是是:观察菌菌膜的的形成成、嗅味和和品尝尝、比较发发酵前前后的的PH值显显微镜镜观察察思考如果进进行大大规模模生产产果酒酒、果果醋时时,需需要解解决哪哪些问问题??大规模模生产产果酒酒、果果醋时时,需需要解解决全全面考考虑,,如::a:原原料料的来来源和和选择择b:菌菌种种的培培养c:发发酵酵设备备、发发酵条条件的的自动动化控控制d:严严格控控制杂杂菌污污染等等e:实实际际生产产中还还要考考虑沉沉淀、、消毒毒包装装、保保存,,风味味色泽泽等1.下列条条件不不是酵酵母菌菌快速速生长长繁殖殖因素素的是是())A.含含糖量量高的的培养养基B.温度度20℃℃左左右C.pH=2.5D.pH=6C2.严严格格控制制发酵酵条件件是保保证发发酵正正常进进行的的关键键,直直接关关系到到是否否能得得到质质量高高,产产量多多的理理想产产物,,通常常所指指的发发酵条条件不不包括括()A..温度度控制制B..溶氧氧控制制C..pH控制制D.酶酶的控控制D练习::3.果果酒制制作过过程中中,操操作有有误的的是(())A.将将消毒毒过的的葡萄萄汁装装满发发酵装装置B.将将温度度严格格控制制在118~~255.CC.榨榨汁机机要清清洗干干净并并晾干干D.进进行榨榨汁将将冲洗洗除枝枝梗的的葡萄萄放入入已冲冲洗并并晾干干的榨榨汁机机内A4、关关于酵酵母菌菌的叙叙述,,错误误的是是())A、酵酵母菌菌的代代谢类类型为为异养养、兼兼性厌厌氧型型B、酵酵母菌菌主要要的繁繁殖方方式为为孢子子生殖殖C、酵酵母菌菌只在在酒精精发酵酵中发发挥作作用D、酵酵母菌菌在含含链霉霉素的的培养养基中中不能能生存存BCD(多选选)5.下下列叙叙述能能够防防止发发酵液液被污污染的的是()A.榨榨汁机机要清清洗干干净,,并晾晾干B.发发酵瓶瓶要清清洗干干净,,用体体积分分数为为70%的的酒精精消毒毒C.装装入葡葡萄汁汁后,,封闭闭充气气口D.发发酵装装置的的排气气口要要通过过一个个长而而弯曲曲的胶胶管与与瓶身身连接接ABCD(多选选)综合练练习下图表表示制制造啤啤酒的的过程程方法法。据据图分分析回答下下列问问题::(1))把原原料放放入沸沸水中中混合合的原原因是是。(2))在混混合物物中加加入糖糖的理理由是是:。(3))在混混合物物冷却却后才才把酵酵母加加进去去,是是因为;假如冷冷却时时不慎慎使温温度骤骤降到到0℃℃,当当温度度逐渐回回升到到25℃时时,酵酵母是是否还还具有有活性性?。原因因是_____________________________________________________________________________。。为了除除去原原料中中O2糖是啤啤酒酵酵母发发酵的的原料料防止酵酵母死死亡,,并达达到酶酶适宜宜的温温度有低温使酶的活性降低,但没有变性失活,当逐渐回升到最适温度,酵母菌生长繁殖恢复正常
(4))说出出酵母母菌细细胞所所进行行的生生化反反应过过程的的名称称并用用反应应式叙叙述这这一整整个过过程。。(5))酵母母比水水更稠稠浓,,但在在化学学反应应中它它会上上升到到混合合物的的顶部部,原原因是是________________________________________________________________。。(6))为什什么啤啤酒要要至少少搁置置21天才才可以以过滤滤装瓶瓶,请请说出出一种种理由由。酒精发酵
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶酵母菌细胞内产生的CO2,增大了本身在液体中的浮力,使其上升使酵母母菌充充分发发酵,,有利利于混混合物物中杂杂质沉沉淀;进一一步降降低啤啤酒中中的含含糖量量;增增加啤啤酒中中的CO2含量等等。2、一一般情情况下下,葡葡萄酒酒呈红红色的的原因因?你知道道吗??1、为为什么么酒是是陈的的香??在发酵酵的过过程中中,随随着酒酒精度度的提提高,,红葡葡萄皮皮的色素也也进入入发酵酵液,,使葡葡萄酒酒呈红红色。。不论是是果酒酒还是是白酒酒,能能散发发芳香香气味味的功功臣是是乙酸酸乙酯酯。但但新酒酒中乙乙酸乙乙酯的的含量量是微微乎其其微的的。而而酒中中的醛醛、酸酸不仅仅没有有香味味,还还有刺刺激喉喉咙的的作用用。所所以新新酿造造的酒酒喝起起来生生、苦苦、涩涩不那那么适适口。。把新新制的的酒放放在坛坛里密密封好好,长长期存存放在在温湿湿度适适宜的的地方方,使使之慢慢慢地地发生生化学学变化化,酒酒里的的醛便便不断断的氧氧化为为羧酸酸;而而羧酸酸再和和酒精精发生生酯化化反应应,生生成具具有芳芳香气气味的的乙酸酸乙酯酯,从从而使使酒质质醇香香,这这个变变化过过程就就是酒酒的陈陈化。。但需需要的的时间间很长长,现现代科科技可可缩短短这个个时间间。3、、根根据据葡葡萄萄酒酒的的颜颜色色分分成成白白葡葡萄萄酒酒、、红红葡葡萄萄酒酒和和桃桃红红葡葡萄萄酒酒三三种种
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