【正文】 《生物技術(shù)實(shí)踐》（選修1）教參課題1 果酒和果醋的制作一、課題目標(biāo)說明果酒和果醋制作的原理，設(shè)計(jì)制作果酒和果醋的裝置，完成果酒和果醋的制作。二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)課題重點(diǎn)：說明果酒和果醋的制作原理，設(shè)計(jì)制作裝置，制作出果酒和果醋。課題難點(diǎn)：制作過程中發(fā)酵條件的控制。三、課題背景分析課題背景從人類釀酒制醋的歷史切入，說明酒與醋的制作不僅僅是發(fā)酵食品的制作加工，還是一種文化現(xiàn)象，反映了人類文明發(fā)展的足跡。教師可以充分利用這一素材，滲透“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”的教育。在此基礎(chǔ)上，教材簡(jiǎn)述了果酒和果醋的特點(diǎn)及其在日常生活中的作用，以激發(fā)學(xué)生動(dòng)手制作的興趣。四、基礎(chǔ)知識(shí)分析與教學(xué)建議（一）果酒制作的原理知識(shí)要點(diǎn)：1. 酵母菌的兼性厭氧生活方式；；。教學(xué)建議：教師在介紹傳統(tǒng)發(fā)酵釀酒時(shí)，首先應(yīng)讓學(xué)生了解酵母菌的兼性厭氧生活方式，理解發(fā)酵需要一定的條件，然后再介紹傳統(tǒng)發(fā)酵方法，分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中所使用的酵母菌的來源。最后，教師可以組織學(xué)生討論，在發(fā)酵過程中，怎樣才能保證發(fā)酵液不受污染、如何控制好溫度。（二）果醋制作的原理知識(shí)要點(diǎn)：；；。教學(xué)建議：教師可采用多種形式讓學(xué)生了解由酒變醋的原理以及在制醋過程中醋酸菌的作用。例如，教師可以組織學(xué)生在查找資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論和交流。通過學(xué)生的自主活動(dòng)，讓學(xué)生了解傳統(tǒng)制醋的流程、醋酸菌的生活特點(diǎn)、醋酸菌在自然界的分布以及使果酒變?yōu)楣椎姆椒ǖ然A(chǔ)知識(shí)。五、實(shí)驗(yàn)案例制作葡萄酒和葡萄醋建議將實(shí)驗(yàn)安排在秋季的9月或10月進(jìn)行。在這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）正值收獲季節(jié)，葡萄的價(jià)格便宜，品種多樣；（2）此時(shí)葡萄上的酵母菌數(shù)量多且生活力強(qiáng)，發(fā)酵釀酒的效果好；（3）溫度適宜，發(fā)酵現(xiàn)象非常明顯。實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟如下。、紗布、榨汁機(jī)、盛葡萄汁的器皿等實(shí)驗(yàn)用具進(jìn)行清洗并消毒。先用溫水反復(fù)沖洗幾次,再用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2. 取葡萄500 g，去除枝梗和腐爛的子粒。3. 用清水沖洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反復(fù)多次沖洗。4. 用榨汁機(jī)榨取葡萄汁后，將其裝入發(fā)酵瓶中（裝置參見教材圖14b），或?qū)⑵咸汛虺蓾{后，用潔凈的紗布過濾至發(fā)酵瓶中，蓋好瓶蓋。如果沒有合適的發(fā)酵裝置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超過塑料瓶總體積的2/3。5. 將發(fā)酵瓶置于適宜的溫度下發(fā)酵。6. 由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大，因此需要及時(shí)排氣，防止發(fā)酵瓶爆裂。如果使用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置，如瓶子（最好選用塑料瓶），每天要擰松瓶蓋2～4次，進(jìn)行排氣。7. 10 d以后，可以開始進(jìn)行取樣檢驗(yàn)工作。例如，可以檢驗(yàn)酒味、酒精的含量、進(jìn)行酵母菌的鏡檢等工作。8. 當(dāng)果酒制成以后，可以在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后將裝置轉(zhuǎn)移至30～35 ℃的條件下發(fā)酵，適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋曲，可嘗試自然接種，但效果不是很好。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋打開，在瓶口蓋上紗布，以減少空氣中塵土等的污染。六、課題成果評(píng)價(jià)（一）果酒的制作是否成功發(fā)酵后取樣，通過嗅味和品嘗進(jìn)行初步鑒定。此外，還可用顯微鏡觀察酵母菌，并用重鉻酸鉀檢驗(yàn)酒精的存在。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，請(qǐng)學(xué)生分析失敗原因，然后重新制作。（二）果醋的制作是否成功首先通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進(jìn)行初步鑒定，再通過檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后的pH作進(jìn)一步的鑒定。此外，還可以通過在顯微鏡下觀察發(fā)酵液中是否有醋酸菌，并統(tǒng)計(jì)其數(shù)量作進(jìn)一步鑒定。七、答案和提示（一）旁欄思考題？為什么？答：應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。？提示：需要從發(fā)酵制作的過程進(jìn)行全面的考慮。例如，榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。，為什么要將溫度控制在18～25 ℃？制葡萄醋時(shí)，為什么要將溫度控制在30～35 ℃？答：溫度是酵母菌生長(zhǎng)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(zhǎng)溫度為30～35 ℃，因此要將溫度控制在30～35 ℃。，為什么要適時(shí)通過充氣口充氣？答：醋酸菌是好氧菌，在將酒精變?yōu)榇姿釙r(shí)需要氧的參與，因此要適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。（二）［資料］發(fā)酵裝置的設(shè)計(jì)討論題請(qǐng)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(gè)長(zhǎng)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(gè)發(fā)酵裝置？答：充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來排出CO2的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染，其作用類似巴斯德的鵝頸瓶。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。（三）練習(xí)：大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)需要進(jìn)行更為全面周詳?shù)目紤]，如原料的來源與選擇、菌種的培育與選擇、發(fā)酵的設(shè)備、發(fā)酵條件的自動(dòng)化控制，以及如何嚴(yán)格控制雜菌污染；等等。此外，無論是葡萄酒或葡萄醋，實(shí)驗(yàn)時(shí)所檢測(cè)的發(fā)酵液，并非商品意義上的產(chǎn)品。在實(shí)際生產(chǎn)中還需沉淀過濾、滅菌裝瓶等獲得成品酒或醋。葡萄酒還需在一定設(shè)施和條件下（如橡木桶和地窖）進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵，以獲得特定的風(fēng)味和色澤。：需考慮廠房、設(shè)備投資、原材料采購、工人人數(shù)及工資、產(chǎn)品種類、生產(chǎn)周期、銷售渠道、利潤(rùn)等問題。八、參考資料傳統(tǒng)的葡萄酒釀造，都是采用自然發(fā)酵的工藝。所謂自然發(fā)酵，就是葡萄破碎入罐以后，不去人為地添加任何菌種，靠葡萄本身攜帶的自然界的酵母菌，在葡萄漿或分離后的葡萄汁里自發(fā)地繁殖，最終發(fā)酵成葡萄酒。溫度對(duì)發(fā)酵的影響 酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10 ℃，酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20 ℃時(shí)為最佳繁殖溫度，此時(shí)酵母菌生殖速度快、生活力強(qiáng)。超過35 ℃，酵母菌生長(zhǎng)受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40 ℃酵母菌停止出芽，開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少酒精的損耗，必須控制好發(fā)酵溫度?？諝鈱?duì)發(fā)酵的影響 酵母菌繁殖需要空氣。在完全隔絕空氣的情況下，酵母菌繁殖幾代就停止了。稍微與空氣接觸，酵母菌又能繼續(xù)繁殖。如果長(zhǎng)時(shí)間得不到空氣，大部分的酵母菌就會(huì)死亡。要維持酵母菌長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵，必須供給微量的氧氣。葡萄汁中酵母菌的種類 葡萄汁中酵母菌的種類大致可以分為以下四類。第一類是在發(fā)酵中起主要作用的酵母，即葡萄酒酵母或叫啤酒酵母。這種酵母發(fā)酵力強(qiáng)，產(chǎn)酒的風(fēng)味好，生成有益的副產(chǎn)物多。在葡萄汁還沒發(fā)酵之前，這種酵母占的比例很?。辉诎l(fā)酵的過程中，這種酵母很快地繁殖起來，由它完成主要的發(fā)酵任務(wù)。第二類在葡萄汁中數(shù)量很大，但發(fā)酵力很弱，其代表是尖端酵母。在新壓榨的葡萄汁中，尖端酵母和葡萄酒酵母的比例約為1 000∶1。在發(fā)酵開始時(shí)，這種發(fā)酵力弱的酵母先引起發(fā)酵。在以后的發(fā)酵過程中，它的作用逐漸被葡萄酒酵母所代替。第三類是一種產(chǎn)膜的好氣性酵母菌。當(dāng)發(fā)酵容器未灌滿時(shí)，產(chǎn)膜酵母便會(huì)在葡萄汁液面生長(zhǎng)繁殖，使葡萄汁變質(zhì)。發(fā)酵是釀造葡萄酒最重要的過程。葡萄汁變成葡萄酒的過程就是酵母菌的酒精發(fā)酵過程。發(fā)酵過程非常復(fù)雜，其主要產(chǎn)物是乙醇和二氧化碳，此外還有其他的副產(chǎn)物。不難設(shè)想，如果發(fā)酵的最終產(chǎn)物只是乙醇和二氧化碳，而不產(chǎn)生有香味和有口味的物質(zhì)，那么發(fā)酵而成的酒，口味就太單調(diào)了。產(chǎn)膜酵母 由于產(chǎn)膜酵母是好氣性真菌，所以在衛(wèi)生條件差的情況下，如貯酒容器不滿、暴露在空氣中的表面積很大時(shí)，很容易產(chǎn)生產(chǎn)膜酵母。產(chǎn)膜酵母又叫酒花菌，最初在酒面繁殖時(shí)，形成雪花狀的斑片，然后連成灰色薄膜，時(shí)間長(zhǎng)了，就會(huì)在酒的液面上形成一個(gè)膜蓋。產(chǎn)膜酵母能把乙醇分子氧化成乙醛，又把乙醛分子氧化成水和二氧化碳，從而使葡萄酒的酒精含量降低，酒味變淡薄。乳酸菌 葡萄酒里的糖，為大多數(shù)細(xì)菌的繁殖提供了良好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以含糖的葡萄酒是最容易被細(xì)菌感染的。葡萄酒中有一種有害的乳酸菌，它不分解蘋果酸，專門分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸，使優(yōu)質(zhì)的葡萄酒完全變質(zhì)。醋酸菌 是一種好氣性細(xì)菌，在有氧的條件下才能進(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)。葡萄汁中的糖，是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情況下，醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情況下，酒精便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇變?yōu)橐胰僮優(yōu)榇姿?。清? 將水果或果皮、果核等投入池中，用清水沖洗干凈，揀去腐爛部分與雜質(zhì)等，取出瀝干。蒸煮 將上述洗凈的果物放入蒸氣鍋內(nèi)，在常壓下蒸煮1～2 h。在蒸煮過程中，可上下翻動(dòng)二三次，使其均勻熟透。然后降溫至50～60 ℃，加入為原料總重量10%的用黑曲霉制成的麩曲，或加入適量的果膠酶，在40～50 ℃溫度下，糖化2 h。榨汁 糖化后，用壓榨機(jī)榨出糖化液，然后泵入發(fā)酵用的木桶或大缸,并調(diào)整濃度。發(fā)酵 糖化液溫度保持在28～30 ℃，加入酒母液進(jìn)行酒精發(fā)酵，接種量（酒母液量）為糖化液的5%～8%。發(fā)酵初的5～10 d，需用塑料布密封容器。當(dāng)果汁含酸度為1%～%、酒精度為5～8度時(shí)，酒精發(fā)酵已基本完成。接著將果汁的酒精濃度稀釋至5～6度，然后接入5%～10%的醋酸菌液，攪勻，將溫度保持在30 ℃，進(jìn)行醋酸靜置發(fā)酵。經(jīng)過2～3 d，液面有薄膜出現(xiàn)，說明醋酸菌膜形成，一般1度酒精能產(chǎn)生1%的醋酸，%～6%。過濾滅菌 在醋液中加入適量的硅藻土作為助濾劑，用泵打入壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，得到清醋。濾渣加清水洗滌1次，將洗滌液并入清醋，%～5%。然后將清醋經(jīng)蒸氣間接加熱至80 ℃以上，趁熱入壇包裝或灌入瓶?jī)?nèi)包裝，即為成品果醋。上述液體發(fā)酵工藝，能保持水果原有香氣。但應(yīng)注意，酒精發(fā)酵完畢后，應(yīng)立即投入醋酸菌，最好保持30 ℃恒溫進(jìn)行醋酸發(fā)酵，溫度高低相差太大，會(huì)使發(fā)酵不正常。如果在糖化液中加入適量飴糖或糖類混合發(fā)酵，效果更好。課題2 腐乳的制作一、課題目標(biāo)以制作腐乳為例了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，說明腐乳制作過程的科學(xué)原理，設(shè)計(jì)并完成腐乳的制作，分析影響腐乳品質(zhì)的條件。二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)課題重點(diǎn)：說明腐乳制作過程的科學(xué)原理，設(shè)計(jì)并完成腐乳的制作。課題難點(diǎn)：在實(shí)踐中摸索影響腐乳品質(zhì)的條件。三、課題背景分析課題背景首先介紹了腐乳是一種發(fā)酵的大豆食品，其制作在我國已有悠久的歷史。豆腐中的蛋白質(zhì)和脂肪經(jīng)微生物分解為小分子肽、氨基酸和甘油、脂肪酸等，再經(jīng)加工腌制成為腐乳，其主要生產(chǎn)過程離不開微生物的發(fā)酵。教師教學(xué)時(shí)可從學(xué)生熟悉的腐乳類型入手，逐步引入制作腐乳需經(jīng)一定種類微生物的發(fā)酵。有條件的學(xué)校還可以組織學(xué)生到腐乳生產(chǎn)廠家進(jìn)行參觀，了解腐乳的制作過程，然后自己動(dòng)手制作腐乳。教師還可以發(fā)動(dòng)學(xué)生在課外查閱資料，了解更多的有關(guān)腐乳生產(chǎn)的背景知識(shí)。四、基礎(chǔ)知識(shí)分析與教學(xué)建議知識(shí)要點(diǎn)：相關(guān)的微生物，如毛霉等在腐乳制作中的作用。教學(xué)建議：教師可以利用關(guān)于腐乳制作方法的傳說，結(jié)合旁欄思考題，組織學(xué)生討論，認(rèn)識(shí)微生物的發(fā)酵作用，總結(jié)腐乳制作的大致過程。五、實(shí)驗(yàn)案例制作腐乳實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟如下。3cm1cm的若干塊。所用豆腐的含水量為70％左右，水分過多則腐乳不易成形。水分測(cè)定方法如下。精確稱取經(jīng)研缽研磨成糊狀的樣品5～10 g ( )，置于已知重量的蒸發(fā)皿中，均勻攤平后，在100～105 ℃電熱干燥箱內(nèi)干燥4 h，取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，然后再烘30 min，直至所稱重量不變?yōu)橹?。樣品水分含量?）計(jì)算公式如下。(烘干前容器和樣品質(zhì)量烘干后容器和樣品質(zhì)量)/烘干前樣品質(zhì)量，粽葉可以提供菌種，并能起到保溫的作用。每塊豆腐等距離排放，周圍留有一定的空隙。豆腐上面再鋪上干凈的粽葉。氣候干燥時(shí)，將平盤用保鮮膜包裹，但不要封嚴(yán)，以免濕度太高，不利于毛霉的生長(zhǎng)?！?8 ℃的地方。毛霉逐漸生長(zhǎng)，大約5 d后豆腐表面叢生著直立菌絲。，并呈淡黃色時(shí)，去除包裹平盤的保鮮膜以及鋪在上面的粽葉，使豆腐塊的熱量和水分能夠迅速散失，同時(shí)散去霉味。這一過程一般持續(xù)36 h以上。，將豆腐間連接在一起的菌絲拉斷，并整齊排列在容器內(nèi)，準(zhǔn)備腌制。（以下稱毛坯）與鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為5∶1。將培養(yǎng)毛坯時(shí)靠近平盤沒長(zhǎng)直立菌絲的一面統(tǒng)一朝向玻璃瓶邊，將毛坯分層盤立擺放在容器中。分層加鹽，并隨層加高而增加鹽量，在瓶口表面鋪鹽厚些，以防止雜菌從瓶口進(jìn)入。約腌制8 d。、米酒和糖，按口味不同而配以各種香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成鹵湯。鹵湯酒精含量控制在12％左右為宜［注］。［注］酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短有很大關(guān)系。酒精含量越高，對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長(zhǎng)；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質(zhì)的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。，用高壓鍋在100 ℃蒸汽滅菌30 min。將腐乳咸坯擺入瓶中，加入鹵湯和輔料后，將瓶口用酒精燈加熱滅菌，用膠條密封。在常溫情況下，一般六個(gè)月可以成熟。六、課題成果評(píng)價(jià)（一）是否完成腐乳的制作學(xué)生是否完成腐乳的制作依據(jù)是：能夠合理地選擇實(shí)驗(yàn)材料與用具；前期發(fā)酵后豆腐的表面長(zhǎng)有菌絲，后期發(fā)酵制作基本沒有雜菌的污染。（二）腐乳質(zhì)量的評(píng)價(jià)制作成功的腐乳應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：色澤基本一致、味道鮮美、咸淡適口、無異味、塊形整齊、厚薄均勻、質(zhì)地細(xì)膩、無雜質(zhì)。（三） 能否總結(jié)不同條件對(duì)腐乳風(fēng)味和質(zhì)量的影響。學(xué)生能從鹽、酒的用量、發(fā)酵的溫度、發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短，以及香辛料等因素中的某一因素來說明其對(duì)腐乳風(fēng)味或質(zhì)量的影響。七、答案和提示（一）旁欄思考題，解釋豆腐長(zhǎng)白毛是怎么一回事？答：豆腐上生長(zhǎng)的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格地說是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。，將長(zhǎng)毛的豆腐腌起來？答：鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。，哪種適合用來做腐乳？答：含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。，你會(huì)發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對(duì)人體有害嗎？它的作用是什么？答：“皮”是前期發(fā)酵時(shí)在豆腐表面上生長(zhǎng)的菌絲（匍匐菌絲），它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形?！捌ぁ睂?duì)人體無害。（二）練習(xí)：越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆