选修一微生物实验

选修一微生物实验（二）果酒及果醋的制作【实验原理】酵母菌能以葡萄汁中的葡萄糖为原料，在无氧的条件下进行酒精发酵。醋酸杆菌在有氧的情况下，可将酒精转变为醋酸。【方法步骤】【练习题】1．是果酒和果醋醋作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：（1）完成图1中的实验流程。（2）冲洗的主要目的是______________，冲洗应特别注意不________________，以防止菌种的流失。（3）图2装置中的充气口在________________时关闭，在___________________时连接充气泵，并不断向内________________。（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是由________________产生的________________，在果醋发酵时排出的是_________，为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？____________；出料口的作用是________________。（5）在用玻璃瓶发酵生产时，必须对玻璃瓶用________________进行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不应超过玻璃体积的________________。（6）若在果汁中混含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。并写出醋酸菌的代谢类型及其酒精产生醋酸的反应式。（7）如何检验果酒制作是否成功？【练习题解析】1.（1）醋酸发酵（2）洗去浮尘反复冲洗（3）果酒发酵果醋发酵泵入空气（氧）（4）酵母菌二氧化碳剩余的空气、二氧化碳防止空气中微生物的污染取样的（5）70%的酒精溶液2/3（6）不能。因为果酒发酵时缺氧能抑制醋酸菌的生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足异养需氧型C2H5OH+O2CH3COOH+H20+能量（7）发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。2．下面是家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至30℃左右时，加少许水和一定量的酒药与米饭混合后均匀置于一瓷坛内，在中间要挖一个洞，加盖并简单密封后置于适当的地方保温（28℃左右）12小时既成。请根据上述过程回答以下问题：⑴在米饭中央挖一个洞的目的是增加氧气量，保证菌种的数量尽快升到相应数值，此时酵母菌的繁殖方式主要是__________。⑵有经验的主妇在家里酿米酒时,总会发现坛内先“来水”，后“来酒”。先来水的原因是________；后“来酒”的原因是_____________________________________________________。⑶请写出“来酒”过程的生化反应方程式⑷酒药中含有曲霉、毛霉和酵母等多种微生物，酿米酒的反应分糖化和酒化两个过程。糖化指的是曲霉和毛霉能把米饭中的淀粉转化为葡萄糖；酒化则是指酵母菌在没有氧气地条件下，把葡萄糖分解成酒精。如果酒酿制时间加长？味道如何变化？为什么？⑸制作过程并未对用具专门进行灭菌，坛口也未严格密封，但一般情况下，坛内的米饭不会被杂菌污染，试简要阐明原因：①初始阶段__________________________________________。②发酵过程中_________________________________________。⑹根据推测，在此酿制过程中，坛内物质的重量会_____________,原因是____________________。⑺请你画出酵母菌种群数量变化的曲线。【练习题解析】2．⑴出芽生殖⑵酵母菌先进行有氧呼吸，产生了水后来由于氧气减少，酵母菌进行酒精发酵而产生酒精。⑶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量⑷甜度降低，酒味变浓，更多的葡萄糖通过酵母菌的无氧呼吸转化为酒精。⑸①由于接种了酵母菌，使酵母菌在与杂种的竞争中占据优势②在与杂菌的竞争中，酵母菌产生的酒精可抑制杂菌的生长繁殖下降，酵母菌等微生物的呼吸作用消耗有机物⑹下降，酵母的呼吸作用消耗有机物。⑺略3．低度的果酒、果醋不但好喝，还具有一定的保健养生功能。下图是两位同学制果酒和果醋时使用的装置。同学甲用A（带盖的瓶子）装置制葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在18~25℃，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖），之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在30~35℃，进行制果醋的发酵。同学乙用B装置，温度控制与甲相同，不同的是制果酒阶段除充气口用夹子夹紧外，排气的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体。制果醋阶段适时向充气口充气。经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题：⑴酵母菌与醋酸杆菌在结构上的最大区别是后者________________。从制酒和制醋两阶段对装置的处理方式判断，酵母菌和醋酸杆菌的异化作用类型依次是_____________________。⑵同学甲在制酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是__________。用反应式表示出A和B装置酿酒过程刚开始时发生的主要化学变化：⑶B装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是________________。⑷制葡萄酒时要将温度控制在18~25℃，而制葡萄醋时要将温度控制在30~35℃，原因是___________。葡萄汁为酵母菌、醋酸杆菌等微生物的生长提供的营养成分是________________。⑸制作过程一般不需额外添加酵母菌和醋酸杆菌即可完成。为了提高果酒品质也可在果汁中加入人工培养的酵母菌。利用________________培养基可分离获得较为纯净的酵母菌菌种。【练习题解析】3．⑴无成形细胞核兼性厌氧型、需氧型⑵放出CO2(制酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖胀破)；不打开瓶盖，是防止氧气和有害杂菌进入。⑶排出CO2，防止污染⑷酵母菌和醋酸菌发酵的最适温度不同（18~25℃是酵母菌生长和发酵的合适温度，30~35℃是醋酸菌的生长和发酵的合适温度）；碳源、氮源、水、无机盐和生长因子⑸选择；腐乳的制作实验原理1．参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉。2．毛霉是一种丝状真菌，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上，具有发达的白色菌丝。3．毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。实验步骤1、制腐乳胚（1）将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多则腐乳不易成形。2、让豆腐块长出毛霉（1）将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放，周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。（2）将平盘放入温度保持在15～18℃的地方。毛霉逐渐生长，大约5d后豆腐表面丛生着直立菌丝。（3）当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味。这一过程一般持续36h以上。3、腌制（1）当豆腐凉透后，将豆腐间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制。（2）长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）与盐的质量分数比为5∶1。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边，将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8d。〔注〕用盐腌制时，注意盐都用量。盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。4、加卤汤调味1）将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12％左右为宜。〔注〕酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。2）将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100℃蒸汽灭菌30min。将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般六个月可以成熟。注意事项1．酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。前期发酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐（白坯）上的生长。发酵的温度为15～18℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。毛霉生长大约5d后使白坯变成毛坯。前期发酵的作用，一是使豆腐表面有一层菌膜包住，形成腐乳的“体”；二是毛霉分泌以蛋白酶为主的各种酶，有利于豆腐所含有的蛋白质水解为各种氨基酸。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过腌制并配入各种辅料（红曲、面曲、酒酿），使蛋白酶作用缓慢，促进其他生化反应，生成腐乳的香气。2．毛霉是一种低等丝状真菌，有多个细胞核，进行无性繁殖。毛霉是食品加工业中的重要微生物，它可以产生能够分解大豆蛋白的蛋白酶，常用于制作腐乳和豆豉。【练习题】1．绍兴腐乳独具特色，它采用优质黄豆作为原料，经严格筛选，再经浸泡、冲洗、磨煮、滤渣、点浆、压坯、划坯成型。再将白坯放入竹笼后喷洒万分之二的毛霉菌种，在20℃左右的气温下，经5天左右的前期发酵，即可腌渍，加盐量为毛坯的30%，一层毛坯加盐一层，在室温20℃左右的情况下，经10天腌渍即成腌坯。正常腌坯色泽黄亮、坚硬，四角方整，由毛霉形成一层表皮，即可装入坛中，进行后期发酵。入坛时加入佐料即黄酒、红曲浆，酱籽及花椒等，用荷叶封口后堆叠，在25～30℃环境下，经5～6个月即可成熟。请结合以上材料，回答下列问题：（1）请总结出做腐乳的制作流程图：（2）腐乳制作的原理主要利用了微生物产生的________________，通过发酵，豆腐中营养物质的种类增加，且更易于消化和吸收。（3）制作腐乳时含水量为_____________左右的豆腐较适宜；用盐腌制时，注意控制盐的用量是因为（4）若你完成了腐乳制作，则可以从___________________等方面评价乳腐的质量。【练习题解析】1．（1）（2）蛋白酶等酶类（3）70％盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味。（4）色泽、口味、块形等2．根据王致和发明腐乳的传说，并请回答下列问题：(1)王致和发现没卖出的豆腐长出了白毛，豆腐长白毛其实是________________。(2)在腐乳制作的过程中，起主要作用的是微生物毛霉，毛霉是一种丝状的真菌，属于______________细胞生物，乳酸菌与其结构相比，主要的区别是________________。(3)腐乳与豆腐相比，优点之一是易于吸收，原因是________________。【练习题解析】2．(1)毛霉的白色菌丝(2)真核乳酸菌无成形的细胞核(3)毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成肽和氨基酸，产生的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸等小分子有机物泡菜的腌制及亚硝酸盐的测定【实验原理】腌制泡菜的原理：在无氧的条件下，天然微生物乳酸菌、假丝酵母等利用蔬菜中的糖或其他营养物质进行发酵，产物有乳酸、醇类等物质，不仅使泡菜酸脆可口，也抑制了杂菌的生长。在腌制泡菜的发酵过程中，也会产生一定量的亚硝酸盐。（亚硝酸盐在食品生产中常用做食品添加剂，起到增色和防腐作用。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但人体摄入总量达0.3~0.5g时，会引起中毒，总量达3g时，会引起死亡。我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，而婴儿奶粉中不得超过2mg/kg。）所测试材料沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸条件下，其亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电或分光光度计比色法定量测定或目测比色法。【试剂】提