人教版高中生物选修一《生物技术实践》知识点复习提纲.pdf

人教版高中生物选修一生物技术实践知识点复习提纲人教版高中生物选修一生物技术实践知识点复习提纲传统发酵技术的应用果酒和果醋的制作1 发酵：指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。根据产物分为氨基酸发酵、酒精发酵和醋酸发酵。根据条件分为需氧发酵和厌氧发酵。历史悠久、遍布民间的利用不同微生物的发酵作用制作食品的方法、工艺，一般称作传统发酵技术。2 有氧发酵：醋酸发酵、谷氨酸发酵 无氧发酵：酒精发酵、乳酸发酵3酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌，酵母菌的生殖方式：出芽生殖4 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。5 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。6 20左右最适宜酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在1825。7 在葡萄酒自然发酵的过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌。在发酵过程中，随着酒精浓度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。8 果醋制作过程中，起作用的菌种是醋酸菌，该菌种是单细胞一种好氧细菌（原核生物），代谢类型是异养需氧型，生殖方式为二分裂。只有当氧气充足时，才能时进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。9 醋酸菌对氧气的含量相当特别敏感，在进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。10控制发酵条件的作用：醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。醋酸菌最适生长温度为3035，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。11实验流程：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒（醋酸发酵果醋）12酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液 2 ml，再滴入摩尔浓度为 3 mol/L的 H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色。13如右图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二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时 应该关闭充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。14利用右图制作果酒、果醋时，在发酵过程中，每隔 12h将瓶盖拧松一次（注意，不能打开第 1页共 18页瓶盖）目的是放出二氧化碳。当发酵产生酒精后，对装置的处理是打开瓶盖，盖上一层纱布，进行制葡萄醋的发酵。果酒和果醋的发酵装置中的充气口是在葡萄汁装入发酵瓶初期，连接充气泵进行充气，用于酵母菌大量繁殖的；排气口是在酒精发酵时用来排出 CO2，平衡容器内外压力的；出料口是用来取样检测菌体数量或酒精浓度或排放废料的。将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约 1/3 的空间。目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，消耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。酵母菌的繁殖需大量能量，而发酵过程进行无氧呼吸，故果酒制作的前期应通入氧气，而后期应保证严格的厌氧环境。排气口要通过一个长而弯曲的胶管（曲颈管）与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。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，要适时充入无菌空气（氧气）。果醋制作过程中要求始终通氧，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，另外，醋酸的生成也会受到影响。15防止发酵液被污染：榨汁机要清洗干净，并晾干；发酵装置要清洗干净，并用体积分数 70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；装入榨好的葡萄汁后，封闭充气口。16控制好发酵条件：将葡萄汁装入发酵瓶，留大约1/3的空间；制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在1825，时间控制在1020d，可通过出料的情况进行及时的监测；在制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在3035，时间控制在78d，并注意适时通过充气口充气。17发酵过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。葡萄果皮中含有单宁和花青素，对酿造红葡萄酒很重要，大多数葡萄色素只存在于果皮中，色素在酒精中的溶解度大于水中，发酵时酒精增加的同时，使溶解于其中的色素也增加。选择新鲜的葡萄，榨汁前应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，被杂菌污染的机会。防止发酵液被污染，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、晾干，并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。18发酵产物的鉴定：可用重铬酸钾检验是否有酒精生成。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。果醋制作过程中，首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH做进一步的鉴定。19果酒和果醋制作的比较果酒制作发酵菌种菌种来源发酵温度发酵时间氧气环境果醋制作酵母菌购买酵母菌种或自然发酵菌18251012 d初期需氧，后期不需要氧呈酸性的发酵液中醋酸菌购买醋酸菌种或从食醋中分离醋酸菌303578 d始终需要氧醋酸菌的最适生长pH在5.06.5之间，而在葡萄酒环境中，醋酸菌能在pH为 3.04.0条件下生存和生长第 2页共 18页20酵母菌和醋酸菌的比较酵母菌生物学分类细胞壁代谢方式最适温度主要繁殖方式生产、生活应用制作泡菜并检验亚硝酸盐含量醋酸菌单细胞，真核生物由几丁质构成异养兼性厌氧型20左右 出芽生殖 酿酒、发面等单细胞，原核生物由肽聚糖构成异养需氧型3035 二分裂酿醋1 泡菜的制作离不开乳酸菌。乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有；种类也很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌；代谢类型为异养厌氧型，在无氧的情况下，将葡萄糖分解成乳酸。2亚硝酸盐为白色粉末，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加剂。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.30.5 g时，会引起中毒；当摄入总量达到3 g时，会引起死亡。膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，只有在特定的条件下（pH=3，温度适宜和一定微生物的作用）才会转变成致癌物亚硝胺，对动物还具有致畸和致突变作用。我国卫生标准规定：亚硝酸盐的残留量在肉制品中不得超过30 mg/kg，酱腌菜中不超过20 mg/kg，婴儿奶粉中不得超过2 mg/kg。3 泡菜坛本身质地好坏对泡菜质量有直接影响，应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合号的泡菜坛（不合格容易引起蔬菜腐烂）。检查时，可将坛口向上压入水中，选择坛体无渗水现象的为佳。也可使用玻璃制作的泡菜坛。泡菜腌制过程中，要注意控制腌制时间、温度和食盐用量。温度过高、食盐用量不足 10%、腌制时间过短，容易 造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制 10 天后，亚硝酸盐的含量开始下降。（在腌制后的第五天，泡菜坛中亚硝酸盐的含量达到最高峰；第 9 天后泡菜中的亚硝酸盐含量开始有明显下降。）由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于某些细菌的繁殖（包括一些硝酸盐还原菌），这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐的含量会上升。但随着腌制时间的延长，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。4在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红色 溶液。将经过显色反应后的泡菜待测样品与已知浓度的标准显色液目测比较（称作比色法），即可估算出泡菜样品 中的亚硝酸盐含量。随亚硝酸钠量的增加，显色反应越充分，颜色越深。测定亚硝酸盐含量的操作步骤为：配制溶液制备标准显色液制备泡菜样品处理液比色5 泡菜制作时，要按清水与盐的质量比为4：1的比例配制盐水，将盐水煮沸冷却。在坛盖边沿的水槽中注满水，用水封闭坛口，起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，保证坛内乳酸菌所需的无氧环境。空气中 21%是氧气，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳 酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。在发酵过程中，要注意经常补充水槽中的水。每次取样要用洗净的筷子、小匙，专人专用，专人清洗取样后迅速封坛，防止泡菜被污染。泡菜坛内有时会长一层白膜，是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面 氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。第 3页共 18页