1、選修一主要內(nèi)容,6個專題,傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,植物的組織培養(yǎng)技術(shù),酶的研究與應(yīng)用,DNA和蛋白質(zhì)技術(shù),植物有效成分的提取,微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用,專題 1 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,課題1 果酒和果醋的制作,遠(yuǎn)古人類發(fā)現(xiàn)，吃剩的米粥數(shù)日后變成了醇香可口的飲料人類最早發(fā)明的酒,酒入豪腸，七分釀成了月光余下的三分嘯成劍氣口一吐就半個盛唐 節(jié)選自余光中尋李白,普通人眼中的酒,久逢知己千杯少,酒是人與人之間的粘合劑,詩人眼中的酒,生物專業(yè)人士眼中的酒:,哪些生物、哪些生理過程可以產(chǎn)生酒？,酒對于人的身體有哪些作用？,果酒的作用： 果酒汲取了水果中的全部營養(yǎng)而做成的酒，其中含有豐富的維生素和人體所需的氨基酸。有時

2、候即使生吃水果也不能吸收的營養(yǎng)，通過果酒卻可以吸收，因為營養(yǎng)成分已經(jīng)完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人體中堆積的作用，使人不容易積累脂肪和贅肉。此外，與其他酒類相比，果酒對于護理心臟、調(diào)節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。 日本弘前大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)部的長田教授,酵母菌（Yeast ）,是兼性厭氧微生物,喜含糖量高、酸性的水生環(huán)境生長,一、果酒的制作原理,出芽生殖、 孢子生殖,a. 有氧條件下進行有氧呼吸,b. 無氧條件下，酵母菌能進行,C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2,果酒的制作原理,大量繁殖,C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 酶 6CO2 + 12H2

3、O,酒精發(fā)酵,酶,發(fā)酵需要適宜的條件：,(1) 是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件。（ ）左右最適合酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在（ ）。 （2）pH值：4.05.8為最適pH值，在最低pH=2.5，最高pH=8.0時尚能生存，但生長極其緩慢而且容易死亡。,20,1825 ,溫度,傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所使用的酵母菌的來源：,附著在葡萄皮上的野生型酵母菌,葡萄酒呈現(xiàn)出深紅色的原因,發(fā)酵時為什么只有酵母菌生長繁殖,二、果醋的制作原理,醋酸菌 是一種（ ），屬（ ）細(xì)胞。只有當(dāng)氧氣充足時才能進行旺盛的生理活動。 對氧氣含量特別敏感最適生長溫度：,好氧細(xì)菌,原核,3035,若氧氣、糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁

4、中的糖分解成醋酸，其反應(yīng)式： C6H12O6 3CH3COOH 若缺少糖源，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?，其反?yīng)式： 2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O 2CH3CHO+O2 2CH3COOH,酶,酶,酶,醋酸菌：一種好氧微生物,酵母菌與醋酸菌的比較,酵母菌,醋酸菌,單細(xì)胞真菌,細(xì)菌,兼性厭氧型,需氧型,1825,3035,果酒和果醋實驗流程示意圖。,三、實驗設(shè)計,實驗步驟（舉例）,1.對發(fā)酵瓶、紗布、榨汁器等用具進行清洗并消毒。 2.取葡萄500g，去除腐爛的葉子，用清水沖洗葡萄12次除去污物，去除枝梗。 3.榨汁后裝入發(fā)酵瓶。 4.將發(fā)酵瓶置于適宜的溫度（1825）下

5、發(fā)酵。 5.簡易裝置24天排氣一次。（擰松瓶蓋） 6.10天后，取樣檢驗。 7.果酒制成后可加入醋酸菌，移至30-35的條件下,資料發(fā)酵裝置的設(shè)計討論題 請分析此裝置中的充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？結(jié)合果酒、果醋的制作原理，你認(rèn)為應(yīng)該如何使用這個發(fā)酵裝置？,充氣口：是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的,排氣口：是在酒精發(fā)酵時用來排出CO2的,出料口：是用來取樣的,目的：是防止空氣中微生物的污染,使用該裝置制酒時，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。,旁欄思考題 1.你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？ 應(yīng)該先沖

6、洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。 2.你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？,需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮。 例如，榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。,3.制葡萄酒時，為什么要將溫度控制在1825 ？制葡萄醋時，為什么要將溫度控制在3035 ？ 溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件。20 左右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為3035 ，因此要將溫度控制在3035 。 4.制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？ 醋酸菌是好氧菌，在將酒精變?yōu)榇姿釙r需要氧的參與，

7、因此要適時向發(fā)酵液中充氣。,結(jié)果分析與評價：,（2）在發(fā)酵10天后，現(xiàn)象最明顯。,（3）發(fā)酵過程產(chǎn)熱，會使發(fā)酵液溫度上升，但酒精發(fā)酵溫度應(yīng)嚴(yán)格控制1825 ；發(fā)酵過程中，色素及其他成分逐漸溶解于發(fā)酵液中。,1（1）由于發(fā)酵作用，糖分大部分轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和乙醇。CO2排出越來越旺盛，使發(fā)酵液沸騰，CO2從排氣口排出。,2、設(shè)置對照組，將葡萄汁進行高壓滅菌，分別裝入1和2號發(fā)酵瓶中，1號加入酵母菌，2號不加。比較發(fā)酵結(jié)果。證明醋酸，則用品嘗或pH試紙。 3、葡萄酒色澤鮮艷、爽口、柔和、有濃郁的果實香味；果醋具有琥珀色或棕紅色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。,怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？,橙色的

8、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液， 在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色,四、課題延伸,1.下列條件不是酵母菌快速生長繁殖因素的是（ ） A.含糖量高的培養(yǎng)基 B.溫度20 左右 C.pH=2.5 D.pH=6,C,2.在果酒的制作的過程中下列哪項操作會引起發(fā)酵液受到污染（ ）,A.榨汁機用熱水進行清洗，并晾干 B.發(fā)酵瓶先用溫水清洗，再用體積分?jǐn)?shù)為 75的酒精擦拭后晾干使用 C.葡萄先出去枝梗。再沖洗多次 D.每次排氣時，只需擰松瓶蓋，不能將蓋子 完全打開,C,3.制作果醋的時候，要適時通過充氣口進行充氣是因為（ ）,A.醋酸菌是好養(yǎng)菌，將究竟酒精變成醋酸時候需要氧氣的參與 B.酵母菌進

9、行酒精發(fā)酵時需要氧氣 C.防止發(fā)酵液霉變 D.防止發(fā)酵時產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w過多而引起發(fā)酵瓶的爆裂,A,4.關(guān)于果醋的制作過程，下列敘述正確的是（ ）,A.打開發(fā)酵瓶是因為全過程需要通入氧氣，排除二氧化碳 B.醋酸菌在糖原和氧氣都充足的時候，能將葡萄糖分解成醋酸和二氧化碳 C.當(dāng)糖原不足時，醋酸菌可將酒精轉(zhuǎn)變成為醋酸 D.要使果酒變成果醋只需通入氧氣，加入醋酸菌就可以了,C,注意事項： 1、成熟的葡萄上本身就含有大量的酵母菌，放久的葡萄有酒味就是這個道理。 2、制酒的葡萄不能用洗滌靈等化學(xué)洗滌劑清洗、也不能反復(fù)沖洗。 3、容器很關(guān)鍵，應(yīng)用清水或洗滌靈沖洗干凈，并用75%的酒精擦洗；應(yīng)選擇塑料容器

10、，有利放氣。 4、塑料瓶中不能裝滿葡萄液汁，應(yīng)留一定空間1/3，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成種群優(yōu)勢。 5、在發(fā)酵過程中應(yīng)蓋好容器的蓋子，以便無氧呼吸產(chǎn)生酒精。在制醋過程中，注意充氣。 6、在發(fā)酵過程中應(yīng)注意溫度的控制。,7、前期厭氧果酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并不是嚴(yán)格厭氧，因此有少量的醋酸菌存留，當(dāng)轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵時，殘存的醋酸菌會大量繁殖，產(chǎn)生醋酸。同時，在我們的實驗條件下并不是嚴(yán)格無菌，通入的空氣中會有一些醋酸菌，帶到發(fā)酵液中，大量繁殖，而其他的菌因不適應(yīng)這種條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵是要人工接種醋酸菌的，以保障生產(chǎn)的正常進行，而不是采取我們實驗的方法。 8、另外，在實際操作時，由于

11、菌株的量較少，可能需要很長的時間。為了縮短時間，制作果酒時可以從市場上買一些菌株；制作果醋時可以先買一瓶醋，打開蓋暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面有一層薄膜（實際是醋酸菌），可以用這層薄膜進行接種，這樣可以明顯縮短制作果酒、果醋的時間。,家庭自制葡萄酒（案例）,選購原料：購買葡萄要選擇那些成熟、飽滿、沒有病害的，葡萄皮的顏色越深越好。,準(zhǔn)備工具：家釀葡萄酒的工具很簡單，使用的工具包括舊葡萄酒瓶、大可樂瓶，塑料或者不銹鋼飯勺一個、塑料漏斗一個，塑料虹吸管（1.5米長，可到賣金魚的市場購買）一根，過濾殘渣用尼龍襪一只。,清洗葡萄：將葡萄從塑料袋倒進塑料箱，取出其中的保鮮劑，然后將裝著葡萄的塑料箱

12、放進水盆中浸泡，浸泡時可搖晃幾次，兩個小時之后將水放凈，再用清水沖洗。然后將其放在通風(fēng)的地方控干水分、去梗。,破碎裝瓶，首次發(fā)酵： 把葡萄從梗上摘下，三、五個一起放在手中，然后把手伸進廣口瓶，把葡萄皮攥破即可。注意瓶子不可以裝滿，到三分之二處就要停止。葡萄酒里的酒精是靠其中的糖分在酵母菌作用下產(chǎn)生的，如果你喜歡酒精度數(shù)高一些，中間可以分幾次撒進白砂糖或者蜂蜜。我是按照10公斤葡萄、一公斤白糖的比例加糖的，出來的葡萄酒大約在10度，類似市場出售的干紅。葡萄裝瓶后把瓶子蓋好 （不要蓋的很嚴(yán)， 只要不進灰塵就可以了），放在 溫暖的地方等待葡萄自然發(fā)酵。 葡萄皮上有天然酵母菌，我們不 必考慮發(fā)酵菌種問

13、題。,一般說來，裝瓶后24小時即可觀察到瓶內(nèi)有氣泡出現(xiàn)，以后便發(fā)現(xiàn)葡萄里的汁液析出，葡萄皮浮起，泡沫逐漸增多。這時每天用勺子攪動兩次，把露出來的葡萄皮壓進，讓葡萄皮得到葡萄汁液的充分浸泡。,渣、液分離，二次發(fā)酵： 經(jīng)過57天，發(fā)酵逐漸轉(zhuǎn)為平緩，葡萄皮浮在上面，顏色由深變淺，葡萄籽和大部分葡萄肉的殘渣沉在瓶底，此時就應(yīng)該把殘渣和酒液分離。具體辦法是先用虹吸管將中間的酒液吸出， 然后把殘渣裝進尼龍襪，用手 由輕到重的擠壓，再像擰 衣服一樣擰，使殘渣中的酒 液基本流凈。最后把所有的 酒液混合在一起，裝進廣口瓶繼續(xù)發(fā)酵。此時酒液很混濁，你大可不必介意。,過濾澄清： 第二次發(fā)酵時間大約為一個星期，此時酒液已經(jīng)澄清，也不再升起氣泡。這時可對瓶內(nèi)酒液進行一次過濾：用虹吸管先把上面的酒液吸出，然后對含有殘渣和酒泥的部分過濾，裝進瓶中靜置。,如果你想讓葡萄酒有晶瑩剔透的感覺，則可以用雞蛋清對其進一步澄清。具體操作辦法是：,將雞蛋（10公升酒一個雞蛋）磕一個小孔，把蛋清倒進大碗，用筷子將蛋清打散，不要怕費力氣，最少打它十幾分鐘，讓滿碗全是蛋清泡沫。之后用酒液將蛋清泡沫沖進廣口瓶，用勺子將廣口瓶中的酒液充分?jǐn)嚢?，接著靜置二個星期。,果醋的作用： 果醋中含有20多種氨基酸和16種有機酸，不僅對8種有害微生物如葡萄菌、傷寒菌、赤痢菌、霉菌等有明顯抑制殺滅作用，還可降低膽固醇、促進消化、