选修1《生物技术实践》一轮复习知识梳理
专题1 传统发酵技术的应用
课题1 果酒和果醋和制作
【补充知识】发酵
1、概念：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程。
2.传统发酵技术(都是采用自然发酵的工艺),如：传统的葡萄酒酿造，就是葡萄破碎入罐以后，不人为地
添加任何菌种，靠葡萄本身携带的自然界的酵母菌，在葡萄浆或分离后的葡萄汁里自发地繁殖，最终发
酵成葡萄酒。
3、类型：
⑴根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。
⑵根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等。
一、基础知识（一）果酒制作的原理⑴果酒发酵的菌种：
酵母菌，属于真核生物
⑵酵母菌的代谢类型是：
异养兼性厌氧型
有氧时，进行有氧呼吸，反应式为：C 6H 12O 6+6H 2O+6O
2
→6CO 2+12H 2O+能量；大量繁殖，
无氧时，能进行酒精发酵，反应式为：C 6H 12O 6 →2C 2H 5OH+2CO 2+能量。
⑶酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖
孢子生殖.
⑷酵母菌繁殖的最适温度
20℃左右，酒精发酵一般控制在
18～25℃。
⑸传统发酵技术所使用的酵母菌的来源：主要是附着于
葡萄皮上的野生型酵母菌。
也可以在果汁中加入人工培养的酵母菌。
注意：
①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
.
②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。
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。
③.酒精发酵过程中，要“先通气后密封”？
“通气”的目的是
使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。
“密封”的目的
是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
（二）果醋制作的原理
⑴菌种是醋酸菌，属于原核生物⑵醋酸菌的代谢类型为异养需氧型。
有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。
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，反应简式为
C 2H 5OH+O
2
→CH 3COOH+H 2O 。
⑶醋酸菌的生殖方式：生殖方式为二分裂.
⑷醋酸菌最适生长温度为
30～35℃。
⑸菌种来源：到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买，或从食醋中分离醋酸菌。
注意：
①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。
只有在氧气充足时，才能进行旺盛的生命活动。
变酸的酒表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。
②醋酸菌最适生长温度为30～35℃。
，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。
二、实验设计
酶
酶
酶
1、流程图
挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵
果酒果醋
充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；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，输入氧气。
排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的；排气口要通过一个长而弯曲的胶
管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的
鹅颈瓶。
出料口是用来取样的。
2、制作实例
实验材料
葡萄、榨汁机、纱布、醋酸菌（或醋曲）、发酵瓶（如右图）、气泵、体积分数为70%的酒精等。
实验步骤
1．对发酵瓶、纱布、榨汁机等实验用具进行清洗并消毒。
榨汁机要清洗干净，并晾干。
发酵瓶要清洗干
净，用体积分数为70%的酒精消毒，晾干待用。
2．取葡萄500g(新鲜的葡萄)。
3．用清水冲洗葡萄1－2遍除去污物。
（注意不要反复多次冲洗。
）
(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，增加被杂菌污染的机会。
) 4．用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中。
（如果没有合适的发酵装置，可用500mL的塑料瓶
替代。
但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。
要留出大约1/3的空间。
）装入葡萄汁后，封闭
充气口。
5．将发酵瓶置于适宜的温度（18－25℃）下发酵。
6．由于发酵旺盛期CO2的产量非常多，因此需要及时排气，以防止发酵瓶爆裂。
（如果是简易发酵装置，每天拧松瓶盖2～4次。
进行排气。
）
7．10天后(10～12d左右)，取样检验。
例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。
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。
检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量的浓度为3mol/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.
8．当果酒制成以后，可在发酵液中加入醋酸菌（或醋曲），然后移至30－35℃条件下发酵，时间控制在7～8d 左右，适时用气泵向发酵液中充气。
（如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口上盖上纱布。
以减少空气中尘土等的污染。
）
注意：
⑴应该从发酵制作的过程进行全面的考虑防止发酵液被污染？如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
⑵制葡萄酒时，温度控制在18～25 ℃发。
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。
20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。
因此需要将温度控制在其最适温度范围内。
制葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃。
醋酸菌是嗜温菌，最适生长
温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃。
⑶制葡萄醋时，醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。
（二）练习
2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发
酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。
此外，无论是葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵
液，并非商品意义上的产品。
在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。
葡萄酒还需在一定设施
和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。
3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。
课题 2 腐乳的制作
一、基础知识
腐乳制作的原理
⑴腐乳的发酵有多种微生物(如青霉、酵母、曲霉、毛霉等)的协同作用，其中起主要作用的是毛霉，它是一种真核生物
⑵新陈代谢类型是异养需氧型。
营腐生生活。
毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。
与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香等豆腐乳特色。
⑶生殖方式是孢子生殖。
⑷发酵的温度为15～18 ℃
⑸菌种来源：传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子。
现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。
注意:优良菌种的选择：不产生毒素；生长繁殖快，且抗杂菌力强；生长的温度范围大，不受季节的限制；有
蛋白酶、脂肪酶、肽酶等酶系；使产品气味正常良好。
二、实验设计
1、实验流程
让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加乳汤装瓶→密封腌制。
2、制作实例
实验材料：含水量70%的豆腐，粽叶，盘子，盐，黄酒，米酒，糖，香辛料等，广口玻璃瓶，高压锅等。
实验步骤
1．将豆腐切成3cm×3cm×1cm若干块。
所用豆腐的含水量为70％左右。
用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形，且影响毛霉有氧呼吸。
用含水量过少不利于毛霉生长，毛霉生长离不开水。
样品水分含量（%）计算公式如下：
(烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量
2．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。
3．将平盘放在温度为15～18 ℃的地方，毛霉逐渐生长，大约5d后，豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。
严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。
4．当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除保鲜膜及铺在上面的粽叶，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。
5．豆腐凉透后，将豆腐间的连在一起的菌丝拉断，并整齐排在容器内，准备腌制。
6．长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）分层摆放，分层加盐，并随层高而增加盐量，在接近瓶口表面盐要铺厚
一些，以防止杂菌污染，约腌制8d。
（豆腐与盐质量分数比为5︰1）
盐的作用
⑴抑制微生物的生长，避免腐败变质
⑵析出水分，是豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂
⑶.调味作用，给腐乳以必要的咸味
⑷.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
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；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
注意：先发酵后加盐。
