高中生物学科思维导图(人教版选修一)

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本文介绍了几种常见的食品发酵过程及其原理和条件控制。

首先是果酒制作，需要挑选葡萄，冲洗后榨汁，再进行酒

精发酵。为避免葡萄破损和杂菌污染，应先冲洗后除去枝梗。

发酵过程中，先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后

再进行酒精发酵。装瓶时，要留有大约1/3的空间，以防止

CO2造成发酵液溢出。条件控制温度在18〜25C,时间为

10〜12天左右。红葡萄皮的色素在发酵过程中进入发酵液，

导致果酒呈现深红色。

其次是果醋制作，需要挑选葡萄，冲洗后榨汁，然后进行

醋酸发酵。菌种为醋酸菌，需要氧气充足。当糖原充足时，糖

会转化为醋酸；当缺少糖源时，乙醇会先转化为乙醛，再转化

为醋酸。全程需要通气，温度控制在30〜35℃,时间为7〜8

天左右。发酵装置需要有充气口、排气口和出料口，防止空气

中微生物的污染。

腐乳制作需要让豆腐长出毛霉，然后加盐腌制，加卤汤装

瓶后密封腌制。腐乳外部有一层致密的“皮”，是在豆腐表面上

生长的毛霉菌丝形成的。这层“皮”可以析出豆腐中的水分，使

豆腐块变硬，并抑制微生物生长。盐用量需要逐层加盐，随着

层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。酒的

用量约为12%,香辛料可以调制腐乳的风味并防腐杀菌。条

件控制温度在前期15〜18℃,并保持一定的湿度，时间为6

个月左右。

最后是泡菜制作，需要将蔬菜加盐腌制，然后加入调料进

行发酵。菌种为乳酸菌，需要在无氧条件下将葡萄糖分解成乳

酸。腌制时需要逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量。条件

控制温度在15〜20℃,时间为3〜5天左右。

以上是传统发酵技术在食品制作中的应用。通过控制不同

的条件，可以制作出不同口感、不同风味的食品。

原料的选择和预处理是制作食品的第一步。在调味和装罐

之前，需要对原料进行处理，以确保其质量和安全性。发酵是

制作某些食品的重要步骤，这需要在适宜的条件下进行，例如

无氧和适宜的温度。

制作盐水时，需要按照一定比例混合清水和盐。为了避免

细菌的污染，应该在煮沸后冷却后再使用盐水。这样可以杀灭

其他细菌并除去水中的氧气。在发酵过程中，适宜的温度为室

温（18-20C）o

在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应，生成

玫瑰红色染料。通过与标准液比较，可以确定亚硝酸盐的含量。

亚硝酸盐在人体中通常会随尿液排出，只有在特定的pH、温

度和微生物作用下，才会转变为致癌物质。

微生物的培养和应用需要使用不同类型的培养基。这些培

养基可以按照物理性质或功能进行分类。在使用培养基时，需

要注意防止外来杂菌的入侵。消毒和灭菌是保证培养基纯净的

重要步骤。在进行实验时，需要按照一定的流程进行，例如称

量、溶解、灭菌和倒平板。

平板划线法可以用于纯化大肠杆菌。在进行实验时，需要

注意灼烧灭菌和每次从上一次划线的末端开始。稀释涂布平板

法是另一种常用的实验方法，可以用于将菌液均匀地涂布在培

养基的表面。

菌种临时保藏法是将菌种接种到试管的固体斜面培养基上,

长出菌落后，放入4℃的冰箱中保藏菌种的保存方法。甘油管

藏法则适用于需要长期保存的菌种，在菌液中加入甘油，放在

-20℃的冷冻箱中保存。尿素不能直接被农作物吸收，需要被

土壤中的细菌分解成氨后，才能被植物利用。分离原理用以尿

素为唯一氮源的选择培养基，使得土壤中能够合成腺酶分解尿

素的细菌可以生长，其他细菌则不能生长。接种方法为稀释涂

布平板法，实验流程为土壤取样一样品梯度稀释一取样接种一

培养观察一菌种鉴定。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚

红指示剂，原理为尿素被分解成氨后，培养基pH升高，指示

剂将变红。计数方法为每克（毫升）样品中的菌株数=（C/V）

xM,需要设置对照来检验培养基是否受到污染。纤维素是一

种以葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰

富的多糖类物质。纤维素分解菌能合成纤维素酶，选择培养以

纤维素为主要碳源，使得纤维素分解菌能够生长，抑制或阻止

其他微生物的生长。分解纤维素的原理为当培养基中的纤维素

被纤维素酶分解后，刚果红一纤维素的红色复合物就无法形成,

培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。实验流程为

土壤取样一选择培养（增加纤维素分解菌的浓度）T梯度稀释

一将样品涂布接种到鉴别纤维素分解菌的培养基上进行观察鉴

定。

本文介绍了关于发酵、果胶酶和固定化技术的相关知识。

在发酵实验中，需要在培养基上挑选产生透明圈的菌落，并且

可以采用液体发酵和固体发酵两种方法。在纤维素酶的实验中,

可以通过对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行

定量测定来进行测定。固体培养基中加入了凝固剂琼脂，成分

包括碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等。

果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一，是由半

乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。果胶酶可

以把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，多聚半乳糖醛酸酶、果

胶分解酶、果胶酯酶组成。酶的应用与蛋白质的提取和分离，

来源包括植物、霉菌、酵母菌、细菌。酶的活性在一定条件下,

酶所催化的某一化学反应的反应速度受到温度、pH、酶的抑

制剂等因素的影响。

在果汁生产中，果胶酶的作用可以通过设置温度梯度来确

定最适温度，探究温度对果汁的出汁量或澄清度等因变量的影

响。影响酶活性的因素包括pH、果泥量、酶用量、反应时间、

过滤时间等自变量，可以通过设置pH梯度来确定最适pH,

探究pH对果汁的出汁量或澄清度等因变量的影响。此外，探

究果胶酶的用量对果汁的出汁量等因变量的影响也是一个重要

的实验内容。

固定化技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定

空间内的技术。固定化技术的优点是酶或细胞既能与反应物接

触，又能与产物分离，可以被反复利用；缺点是只有一种酶，

只能催化一种或一类化学反应。固定化技术多采用化学结合法、

物理吸附法或包埋法等方法，实例包括固定化葡萄糖异构酶用

于生产高果糖浆和固定化酵母细胞的活化等。

海藻酸钠溶液与酵母细胞混合后，固定化酵母细胞样品可

以处理红细胞的洗涤和血红蛋白的释放，进而分离血红蛋白。

透析袋原理是利用其可以使小分子自由进出，而将大分子保留

在袋内，从而实现粗分离透析的目的，去除相对分子质量较小

的杂质。分子排阻色谱法，也称为分配色谱法，是一种有效的

蛋白质分离方法，其原理是根据蛋白质的相对分子质量大小进

行分离。凝胶是由微小的多孔球体组成，相对分子质量较小的

蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢，

而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能

在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快，从而实现纯化。

电泳原理指的是带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，许

多生物大分子的可解离基团会带上正电或负电，这些带电分子

会在电场的作用下向着与其所带电荷相反的电极移动，不同带

点性质、分子大小不同的各种分子迁移速度不同而相互分离。

常用的方法有SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳。

果胶酶是一种具有很强挥发性的物质，其组成主要包括祐类化

合物及其衍生物，可以通过水蒸气蒸储法进行提取。植物芳香

油的提取方法有水中蒸储、水上蒸储、水气蒸储、压榨法和萃

取法等。其中，水中蒸储缺点是有些原料会焦糊，有效成分水

解。玫瑰精油的提取可以通过水蒸气蒸储法实现，为了提高产

品品质，需要延长蒸偏时间，且温度不能太高。橘皮精油的提

取可以利用石灰水浸泡来破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮

压榨时滑脱，提高出油率。为了使橘皮精油易于与水分离，可

分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,

并调节pH至7〜8.

0-胡萝卜素是一种重要的营养成分，可在人体内氧化为维

生素A,用于治疗夜盲症。它通常呈橘黄色结晶，化学性质较

为稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醒等有机溶剂。

P-胡萝卜素的来源包括植物、岩藻和微生物发酵。萃取方法通

常采用萃取法，实验流程包括胡萝卜的粉碎、干燥、萃取、过

滤、浓缩等步骤，萃取装置可参考选修一教材的P78图6-7.

在萃取过程中，需要注意温度和时间的控制