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1、第三部分第三部分:生物技术在食品生物技术在食品加工中的应用加工中的应用实验目的实验目的:1.制作葡萄酒和果酒制作葡萄酒和果酒2.制作果醋制作果醋一、果酒制作的原理一、果酒制作的原理（1）用到的微生物是）用到的微生物是 ，它的代谢类型是，它的代谢类型是 。有氧呼吸的反应式：有氧呼吸的反应式：无氧呼吸的反应式：无氧呼吸的反应式：（2）影响酒精发酵的主要环境条件有）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和温度、氧气和pH。酵母菌酵母菌兼性厌氧兼性厌氧C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+能量能量酶酶酶酶当乙醇浓度超过当乙醇浓度超过
2、16时，酵母菌死亡。时，酵母菌死亡。二、用葡萄制作葡萄酒二、用葡萄制作葡萄酒(一一)设备及用品：设备及用品：1.510L的大瓶的大瓶 2.适合于瓶口的软木塞或的一大团棉花适合于瓶口的软木塞或的一大团棉花橡胶塞橡胶塞,或压紧或压紧 3.有弯曲的安全玻璃管有弯曲的安全玻璃管 4.过滤器过滤器 5.纱布纱布 6.多功能榨汁机或研钵及杵多功能榨汁机或研钵及杵 7.若干带瓶盖的小口瓶若干带瓶盖的小口瓶(二二)材料材料紫葡萄紫葡萄;新鲜酵母或干酵母新鲜酵母或干酵母(三三)实验步骤实验步骤1.葡萄清洗榨汁葡萄清洗榨汁葡萄洗净葡萄洗净高锰酸钾溶中浸泡高锰酸钾溶中浸泡5 min冲洗后榨成浆状冲洗后榨成浆状2.制
3、备酵母悬液制备酵母悬液适量干酵母适量干酵母(每每2.5kg葡萄约葡萄约1g干酵母干酵母)加少量温水加少量温水(小于小于40)在烧杯内调成糊状在烧杯内调成糊状.为使其迅速发生作用为使其迅速发生作用,可加极少可加极少量蔗糖量蔗糖,混匀混匀,放置片刻放置片刻,出现气泡即可出现气泡即可.3.混合密封混合密封葡萄浆放入发酵瓶中葡萄浆放入发酵瓶中,装装量不超过量不超过2/3,然后加入酵然后加入酵母悬液母悬液,搅拌均匀搅拌均匀.加上一加上一个软木塞个软木塞,塞内插入塞内插入弯曲弯曲玻璃管玻璃管.使用弯曲玻璃管的作用是什么使用弯曲玻璃管的作用是什么?既能排气既能排气,又能防止空气中杂又能防止空气中杂菌感染菌感
4、染4.发酵发酵发酵瓶放在发酵瓶放在2530条件下条件下23天天,当停止出现气泡当停止出现气泡,表示发表示发酵完毕酵完毕.若温度偏低若温度偏低,则时间相对延长则时间相对延长;若温度高于若温度高于30度度,需要需要降温降温,否则口味不佳否则口味不佳5.过滤、保存过滤、保存用两层纱布滤去葡萄皮和籽，将获得的滤液分装到用两层纱布滤去葡萄皮和籽，将获得的滤液分装到12L的细口瓶中，加盖密封，静置。待沉淀后，上清液即为的细口瓶中，加盖密封，静置。待沉淀后，上清液即为葡萄酒。（可保存葡萄酒。（可保存12年）年）3.在酒精发酵过程中往往在酒精发酵过程中往往“先通气后密封先通气后密封”。“通通气气”的的目目的的
5、是是 使使酵酵母母菌菌进进行行有有氧氧呼呼吸吸大大量量繁繁殖殖 。“密封密封”的目的是的目的是 使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。4.酒酒精精发发酵酵过过程程中中发发生生“先先来来水水后后来来酒酒”现现象象，其其原原因因是什么？是什么？酵酵母母菌菌首首先先进进行行有有氧氧呼呼吸吸产产生生了了水水，然然后后进进行行无无氧氧呼呼吸才产生酒精。吸才产生酒精。1.葡萄酒呈现深红色的原因是在发酵过程中葡萄皮葡萄酒呈现深红色的原因是在发酵过程中葡萄皮的的 进入到发酵液中。进入到发酵液中。2.酵母菌在环境适宜时进行酵母菌在环境适宜时进行 生殖，环境不适宜生殖，环境不适宜时产生时产生
6、进入休眠状态。进入休眠状态。色素色素出芽出芽孢子孢子5.5.先冲洗后去枝梗的目的是先冲洗后去枝梗的目的是 防止杂菌感染防止杂菌感染。6.6.在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是的是 消灭发酵液中的杂菌消灭发酵液中的杂菌。7.在发酵液装瓶后问什么要保持在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？的剩余空间？暂时存储发酵产生的暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用。起到缓冲作用。8.8.在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认 为最经济实用的方法是向发酵液中通入为最经济实用的方法是向发酵液中通入
7、 无菌空气无菌空气。9.自然发酵自然发酵菌种来源菌种来源附着在葡萄皮上的野生酵母菌附着在葡萄皮上的野生酵母菌三、用果汁制作果酒三、用果汁制作果酒用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低。用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低。用果汁制作的果酒含糖量高，酒精含量也较高。用果汁制作的果酒含糖量高，酒精含量也较高。（一）设备及用品（一）设备及用品同同“用葡萄制作葡萄酒用葡萄制作葡萄酒”（二）材料：（二）材料：1.苹果（最好）、梨、柑橘或其他水果苹果（最好）、梨、柑橘或其他水果2.新鲜酵母或干酵母新鲜酵母或干酵母(三三)实验步骤实验步骤:1.制取果汁制取果汁.苹果苹果(最低不少于最低不少于0.5kg)切
8、块切块,榨汁榨汁,两层纱布过滤得果汁两层纱布过滤得果汁.2.加入糖和酵母加入糖和酵母向发酵瓶中先加一定量蔗糖向发酵瓶中先加一定量蔗糖,再倒入果汁再倒入果汁,最后倒入酵母最后倒入酵母悬液悬液,混匀，混匀，加盖加盖。3.发酵发酵3天后气泡冒出天后气泡冒出,10天后剧烈的发酵停止天后剧烈的发酵停止.取出过滤分装取出过滤分装.若若3天后还没有气泡冒出天后还没有气泡冒出,必须加入更多酵母必须加入更多酵母,使发酵尽使发酵尽快发生快发生.静止静止56个月个月,酵母下沉酵母下沉,上清液即为果酒上清液即为果酒.用用虹虹吸法吸法取出取出.微生物的有氧呼吸会使发酵瓶内出现负压微生物的有氧呼吸会使发酵瓶内出现负压,为
9、什么为什么?课后练习课后练习1.葡萄或其他果实上常有天然的野生酵母存在葡萄或其他果实上常有天然的野生酵母存在,为什么上述两为什么上述两个实验都要接种酵母个实验都要接种酵母?2.为什么发酵瓶中的液体不能装满为什么发酵瓶中的液体不能装满?本实验为了加速反应，使观察更直接，需要加本实验为了加速反应，使观察更直接，需要加蔗糖，所以加酵母是为了使酵母酒精发酵占有蔗糖，所以加酵母是为了使酵母酒精发酵占有优势，避免许多霉菌生长，出现异味。优势，避免许多霉菌生长，出现异味。发酵过程中有气体产生，留有空间可暂时储气，否发酵过程中有气体产生，留有空间可暂时储气，否则液体装满后气体会使液体外溢，损失发酵液，且则液体
10、装满后气体会使液体外溢，损失发酵液，且易引起霉菌污染。易引起霉菌污染。3.装水的弯曲玻璃管起什么作用装水的弯曲玻璃管起什么作用?4.制酒时必须保证所有用具都是清洁的制酒时必须保证所有用具都是清洁的,为什么为什么?既可防止氧气进入，又可排除二氧化碳，同时还既可防止氧气进入，又可排除二氧化碳，同时还能防止杂菌污染。能防止杂菌污染。防止杂菌污染防止杂菌污染四、用果酒制作果醋四、用果酒制作果醋a a、若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中、若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式：的糖分解成醋酸，其反应式：酶酶 C C6 6H H1212O O6 6 3CH3CH3 3COOHCOO
11、H（醋酸）（醋酸）b b、若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将、若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式：乙醛变为醋酸，其反应式：酶酶2C2C2 2H H5 5OH+OOH+O2 2 2CH2CH3 3CHOCHO（乙醛）（乙醛）+2H2H2 2O O酶酶2CH2CH3 3CHO+OCHO+O2 2 2CH 2CH3 3COOHCOOH（醋酸）（醋酸）(一一)果醋的制作原理果醋的制作原理(二二)设备及用品设备及用品1.1.5L的下口瓶的下口瓶2个个 2.500L锥形瓶锥形瓶1个个 3.直角玻璃管直角玻璃管(长短不长短不同同)3根根 4.直玻璃管直玻璃管4根根 5.单孔橡胶
12、塞单孔橡胶塞2个个 6.双孔橡胶塞双孔橡胶塞1个个 7.胶管约胶管约1m 8.锯末适量锯末适量(足以装满足以装满1.5L的下口瓶的下口瓶 9.脱脂棉少量脱脂棉少量 10.铝箔少量铝箔少量 11.水族箱通气泵水族箱通气泵1台台 12.铁架及铁夹几副铁架及铁夹几副(三三)材料材料1.果酒果酒.2.醋酸杆菌醋酸杆菌(四四)步骤步骤1.装置连接装置连接如图如图.甲内装入甲内装入800ml酒酒-水水,铝箔盖住上口铝箔盖住上口;乙瓶为发酵乙瓶为发酵瓶瓶,内填锯末至八分满内填锯末至八分满;下下口各插入一直角玻璃管口各插入一直角玻璃管(发发酵液出口酵液出口)和另一直角玻璃和另一直角玻璃管管(内塞脱脂棉内塞脱脂
13、棉,用以过滤用以过滤空气空气,另一端升至锯末之上另一端升至锯末之上)2.醋酸发酵醋酸发酵(1)适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加入适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加入200ml酒酒-水水混合物中混匀混合物中混匀,PH调至调至7.0后倒入乙瓶后倒入乙瓶,使锯末均匀湿透使锯末均匀湿透.1.影响醋酸发酵的环境因素还有影响醋酸发酵的环境因素还有 和和 。2.2.醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层面形成一层“白膜白膜”。它是怎样形成的？。它是怎样形成的？氧气氧气pH醋酸菌大量繁殖形成的。醋酸菌大量繁殖形成的。3.3.在醋酸发酵过程中需要
14、向发酵液中补充氧气，你认在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入为最经济实用的方法是向发酵液中通入 无菌空气无菌空气。思考思考:(2)将水族箱通气泵的出气管与将水族箱通气泵的出气管与乙瓶上塞棉花的玻璃管相连乙瓶上塞棉花的玻璃管相连,通通气气.(3)发酵发酵48h,检测检测PH,若明显酸若明显酸性性,则进入下一步则进入下一步.(4)调节甲到乙的流量为每调节甲到乙的流量为每5分钟分钟1滴滴;乙到丙也同样速度乙到丙也同样速度.(5)每天检测每天检测PH,等到流出等到流出液液PH不再减少不再减少,或甲瓶液体或甲瓶液体全部流入乙瓶时全部流入乙瓶时,停止实验停止实验.
15、4.4.酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：区别区别酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵微生物微生物氧气氧气联系联系酒精发酵为醋酸发酵提供酒精发酵为醋酸发酵提供 。酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌无氧无氧有氧有氧酒精酒精5.5.实验现象实验现象发酵发酵酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵气味和味道气味和味道酒味酒味酸味酸味气泡和泡沫气泡和泡沫 有气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫无气泡和泡沫发酵液颜色发酵液颜色混浊混浊混浊，液面形成白色菌膜混浊，液面形成白色菌膜应用练习应用练习下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析回答下列问题：回答下列问题：（1）
16、把原料放入沸水中混合的原因是）把原料放入沸水中混合的原因是 。（2）在混合物中加入糖的理由是：在混合物中加入糖的理由是：。（3）在混合物冷却后才把酵母加进去，是）在混合物冷却后才把酵母加进去，是因为因为 ；假如冷却时不慎使温度骤降到假如冷却时不慎使温度骤降到0，当温度，当温度逐渐回升到逐渐回升到25时，酵母是否还具有活性？时，酵母是否还具有活性？。原因是。原因是_。为了除去原料中为了除去原料中O2 糖是啤酒酵母发酵的原料糖是啤酒酵母发酵的原料 防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度 有有低温使酶的活性降低，但没低温使酶的活性降低，但没有变性失活，当逐渐回升到最适温度，
17、酵母菌生长繁殖恢复正常有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母菌生长繁殖恢复正常（4）说说出出酵酵母母菌菌细细胞胞所所进进行行的的生生化化反反应应过过程程的的名名称称并并用用反反应应式叙述这一整个过程。式叙述这一整个过程。（5）酵酵母母比比水水更更稠稠浓浓，但但在在化化学学反反应应中中它它会会上上升升到到混混合合物物的的顶部，原因是顶部，原因是_。（6）为什么啤酒要至少搁置）为什么啤酒要至少搁置21天才可以过滤装瓶，请说出一天才可以过滤装瓶，请说出一种理由。种理由。酒精发酵酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量能量酶酶酵母菌细胞内产生的酵母菌细胞内产生的CO2，增大了本身在液体增大
18、了本身在液体中的浮力，使其上升中的浮力，使其上升使酵母菌充分发酵，有利于混合物中杂质沉淀使酵母菌充分发酵，有利于混合物中杂质沉淀；进一步降低；进一步降低啤酒中的含糖量；增加啤酒中的啤酒中的含糖量；增加啤酒中的CO2含量等。含量等。课后题课后题1.为什么要向发酵瓶中通入空气为什么要向发酵瓶中通入空气?2.为什么空气要用棉花过滤为什么空气要用棉花过滤?3.你所得到的丙瓶中的液体是否就是市售的白醋你所得到的丙瓶中的液体是否就是市售的白醋,为什为什么么?醋酸发酵为需氧发酵醋酸发酵为需氧发酵可防止微生物进入可防止微生物进入不是，市售白醋除含有醋酸外还有丰富的不挥发不是，市售白醋除含有醋酸外还有丰富的不挥发性酸、糖、酯、醇等物质，这些多为酵母所产生。性酸、糖、酯、醇等物质，这些多为酵母所产生。