泡菜制作固定化酵母细胞发酵实验与酸奶制作

泡菜制作、固定化酵母细胞发酵实验与酸奶制作生72伍国羽2007012357组别周四班2-1-1实验同组人：王甦实验时间2010年5月16日实验目的了解固定化细胞技术的方法和意义；了解酵母发酵产生啤酒的过程；学习酸奶和泡菜的制作方法；了解纯种发酵和传统发酵在无菌操作方面的差别。实验原理泡菜中有丰富的活性乳酸菌，它可抑制肠道中腐败菌的生长，减弱腐败菌在肠道的产毒作用，并有帮助消化、防止便秘、防止细胞老化、降低胆固醇、抗肿瘤等作用；泡菜中的辣椒，蒜、姜、葱等刺激性作料可起到杀菌，促进消化酶分泌的作用；啤酒生产过程：分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。固定化技术：就是将生物酶或细胞固定在一定的基质上，比之传统的方法，具有能多次使用菌体的特点。包埋法：固定化技术的一种。是将微生物细胞均匀地包埋在水不溶性载体紧密结构中，细胞不易漏出。由于在制定固定化细胞时，细胞和载体不起任何反映，细胞处于最佳生理状态；同时固定化细胞有载体为屏障，可避免外界不利因素的影响，因此能迅速增殖，结果单位体积内的酵母数比通常液体培养的高。增殖酵母凝集在凝胶表面形成浓厚的菌体层，因此酵母能迅速与基质接触，从而缩短周期，提高啤酒的产量。新鲜酸奶里含有大量的乳酸菌（每ml含40亿活菌以上），可以使肠胃中的有益菌增加，抑制有害菌成长，降低毒素产生的机会，有利于改善便秘现象，因此能强化肠胃消化吸收功能。实验器材食盐，糖，姜，辣椒，水萝卜，胡萝卜，大白菜，莴笋，泡菜坛子；啤酒酵母，150ml麦芽汁(8%~10%)，2.5%海藻酸钠溶液5ml，1.5%CaCl250ml，0.9%生理盐水50ml，灭菌；鲜牛奶，酸奶，糖，一次性塑料杯。实验步骤泡菜制作新鲜蔬菜洗净，切片或块，放入泡菜坛，加入盐6-8%，糖5-6%，凉白开水。高浓度盐水封盖口。室温发酵2周，品尝。酸奶制作直接往经过巴氏消毒的市售三元牛奶中加入约6%(w/v)白糖溶解后，加入约5%市面上销售的三元酸奶，摇匀,分装到纸杯。用洁净的白纸将纸杯口盖住，42℃进行发酵培养12啤酒制作菌体培养：将培养24h的新鲜斜面菌种，接种于三角瓶中培养；细胞固定化：在5mL海藻酸钠溶液中,加入2ml预热至35℃的酵母培养液,混合均匀,以无菌滴管吸取混合液,滴管口离液面5cm以上,缓慢而稳定滴加到CaCl2溶液中,即可得到直径约3mm在无菌玻璃棒帮助下倒掉CaCl2溶液,倒生理盐水于制得的固定化好的酵母细胞的瓶子中,洗一次凝胶珠,将100mL发酵培养基（麦芽汁）倒入制得的固定化小球的瓶子中,25℃静止培养36小时；放置4℃实验结果与讨论泡菜图1.泡菜成品图。新鲜蔬菜洗净，切片或块，放入泡菜坛，加入盐6-8%，糖5-6%，凉白开水。高浓度盐水封盖口。室温发酵2周。实验中发现心里美萝卜在腌制的过程中会褪色，将整坛子的泡菜汁都染成红色，并且自身会发软，非常不可口，建议以后的实验中不要再使用。大白菜叶味道很好。虽然各组使用的盐、糖浓度都不一样，但是各有风味，各有特色，加上个人劳作带来的心理偏好，大家都觉得自己组的泡菜非常好吃。酸奶图2.酸奶成品图。直接往经过巴氏消毒的市售三元牛奶中加入约6%(w/v)白糖溶解后，加入约5%市面上销售的三元酸奶，摇匀,分装到纸杯。用洁净的白纸将纸杯口盖住，42℃进行发酵培养12酸奶制作非常成功，粘稠适中，酸甜适中，味道很可口。其中的关键步骤在于最后放入冰箱老化，如果没有经过此步骤做出来的酸奶并不可口。这种酸奶的制作方法简单易行，可以在家自己制作酸奶。啤酒图3.啤酒成品图。将100mL发酵培养基（麦芽汁）倒入制得的固定化小球的瓶子中,25℃静止培养36小时；放置4℃冰箱中保存。成品啤酒呈黄褐色，有细小气泡，其中的不少细小的颗粒状物质有可能是钙化的凝胶珠在发酵过程中破碎所致，不影响味道，但比较影响美观。发酵了4天的啤酒有很好的啤酒的味道，没有甜味。个人不太喜欢自制的啤酒，主要原因还是那些细碎的固体悬浮物太影响喝啤酒的心情，建议发酵完成后加上过滤这一步骤，使自制的啤酒更为可口，美观。思考题谈谈固定化细胞技术的意义;固定化细胞技术的优点有保持细胞生理活性、提高接触面积和效率、易于分离产品、可回收再利用等。固定化细胞的应用范围极广，目前已遍及工业、医学、制药、化学分析、环境保护、能源开发等多种领域。在工业方面，如利用产葡萄糖异构酶的固定化细胞生产果葡糖浆；将糖化酶与含α淀粉酶的细菌、霉菌或酵母细胞一起共固定，可以直接将淀粉转化成葡萄糖；利用涨澡酸钙或卡拉胶包埋酵母菌，通过批式或连续发酵方式生产啤酒；利用固定化酵母细胞生产酒精或葡萄酒；此外，还可利用固定化细胞大量生产氨基酸、有机酸、抗生素、生化药物和甾体激素等发酵产品。在医学方面，如将固定化的胰岛细胞制成微囊，能治疗糖尿病；用固定化细胞制成的生物传感器可用于医疗诊断。在化学分析方面，可制成各种固定化细胞传感器，除上述医疗诊断外，还可测定醋酸、乙醇、谷氨酸、氨和ＢＯＤ等。此外，固定化细胞在环境保护、产能和生化研究等领域都有着重要的应用。此技术适用于世代时间长的微生物，抵抗外界不良环境的能力增强，增加了生物量，停留时间短，容积负荷高，速率。提高纯种发酵和传统发酵在无菌操作方面的差别?传统发酵是以成分复杂的谷物为原料，有多种微生物分泌的酶系参与，水解与发酵混合进行，将原料成分转化成多种风味和营养物质。它适用于产品成分复杂，风味要求高的传统发酵食品，如酿造白酒、黄酒、食醋、酱油、豆酱、豆豉、腐乳等的生产。多种微生物、酶系主要来源于制曲，其次是在开放发酵的条件下，由环境中进入。在制曲过程中，自然存在的多种微生物，进入曲料中竞争生存，能适应制曲环境的保存下来，生长繁殖，积累了丰富的代谢产物和种类繁多的酶系。在开放发酵条件下，大量的微生物进入发酵醪（醅）中，适者生存，与曲中的微生物互生、交替、平衡、制约、酶系互补，代谢产生多种风味和营养物质。不同的微生物有不同的代谢途径，代谢产物各不相同。多种微生物协同作用能优势互补，相辅相成能起到单一菌株起不到的作用。纯种发酵是在成分单一的发酵基质中，仅接入一种微生物，通过对该微生物的培养，得到纯度较高的单一性产物。纯种发酵使用单一的微生物，参与生化反应的酶系不多，代谢产物较少，适宜生产成分单一，纯度较高。在无菌操作方面，传统发酵对无菌操作要求较低。主要通过最初的灭菌和引入曲种后优势菌对其他杂菌的抑制来避免杂菌的入侵。而且，在开放的发酵条件下，微生物进入发酵醪（醅）中，适者生存，与曲中的微生物互生、交替、平衡、制约、酶系互补，代谢，为产品增添了风味和营养物质。而纯种发酵必须保持发酵的始终单菌纯种，要求人工扩大的菌种不得被污染，一旦发现其它菌株出现，便称之为发酵事故。因而对发酵设备和环境要求较高，要有严格的灭菌措施和空气净化系统。为何有的同学无法制得凝胶珠而得到无规则的固体？有可能该同学滴加液体的速度过快，又没有注意移动滴管口使下落液滴均匀分布，导致液滴相互连接形成不规则的固体。另外，凝固主要靠海藻酸钠和钙离子发生发应形成海藻酸钙凝胶颗粒。如果滴加高度不够，液珠没有充足的速度来冲击进入氯化钙溶液，就不能在凝固前保持足够长时间完整的球形，而会散成不规则形状。为何选择无抗奶作为酸奶发酵原料？无抗奶是指不含抗生素的奶。我们是用市售酸奶中的乳酸菌做为菌种来发酵牛奶，如果牛奶中含有抗生素，就会抑制乳酸菌生长，达不到发酵的目的。另外，相对于有抗奶而言，无抗奶更安全健康，不会使人产生对抗生素的过敏反应和抗药