高中生物 专题复习 微生物的培养与传统发酵技术 逐字稿-4,312字
师:同学们,大家好。今天这节课我们一起来复习微生物的培养与传统发酵技术。在人类发展历史上,对美食的探索从未停止。早在9000多年前,我们的祖先就会利用谷物、水果等,在微生物作用下发酵成含有酒精的饮料,后来又制作出果醋、腐乳、泡菜等美食。但在漫长时间里,人们并不清楚发酵的本质。直到1857年,法国微生物学家巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活的酵母菌引起的,人们才开始认识到发酵的本质。
那什么是发酵呢?发酵指的是利用微生物在有氧或无氧条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。目前常用的发酵菌种有酵母菌、醋酸菌、乳酸菌等。我们先来理清四种传统发酵技术,果酒、果醋、腐乳和泡菜,它们对应的菌种分别为酵母菌、醋酸菌、毛霉和乳酸菌。需要注意的是,制作腐乳时,毛霉只是其中一种主要菌种。从呼吸类型来讲,酵母菌是兼性厌氧型,醋酸菌是好氧细菌,毛霉需氧,而乳酸菌是厌氧菌。
从原理上讲,制备果酒时,先让酵母菌在有氧呼吸下大量繁殖产生后代,随后让其无氧呼吸产生酒精。制备果醋时,若氧气和糖原充足,可从糖直接发酵为醋酸;若缺少糖原,则可从酒精制备醋酸。制备腐乳时,主要利用其中的蛋白酶、脂肪酶来水解蛋白质和脂肪。制备泡菜时,是利用葡萄糖无氧呼吸产生乳酸。
好,接下来我们关注不同食品制作过程中所需温度不同。果酒18 - 25℃,果醋30 - 35℃,腐乳15 - 18℃,泡菜在室温条件即可。检测方法方面,检测酒精用酸性重铬酸钾,若有酒精会呈现灰绿色。果醋可以品尝,也可用pH试纸检测。泡菜则有亚硝酸盐含量的检测方法。接下来我们通过果酒的制作回忆相关流程。
师:在果酒制作时,大家认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗好呢?
生:应该先冲洗再去除枝梗。
师:为什么呢?
生:为了防止被污染。
师:那为什么不能反复清洗葡萄呢?
生:因为传统发酵过程利用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,所以不能反复冲洗。
师:那么在器具消毒时,葡萄要不要一同消毒呢?
生:不可以,同样是因为葡萄皮上有野生型酵母菌。
师:那么在这个过程中,我们可以从哪些方面来防止发酵液被污染呢?大家思考一下。
生:发酵瓶、纱布、榨汁器要清洗消毒,水果要冲洗并去除腐烂部分,发酵装置要封闭,放气时只拧松瓶盖,不能完全揭开瓶盖。
师:左边这张图可能是大家在实验室用的装置,现在装置已经过改进,有了充气口、排气口以及出料口。如果已经发酵好酒精,要从酒精发酵成果醋,只要把温度调整为30到35℃,并且让环境处于有氧条件。所以果醋发酵时,充气口要变为开的状态,保证充足氧气供应。
师:通过这个复习,我们思考一下,在传统发酵过程中防止杂菌污染有哪些措施呢?
生:通过发酵条件控制、利用盐杀菌、控制酒精含量杀菌,还可以利用香辛料,比如做腐乳和泡菜时都要加香辛料。
师:利用乳酸菌发酵时,它的环境中能不能加抗生素呢?大家想想抗生素的作用。
生:抗生素可能杀死细菌或抑制细菌生长,乳酸菌是细菌,所以不能加抗生素。
师:好,来练习两道题目。第一题,哪种做法是错误的?
生:选B,不能装满,要留有1/3左右空间,装满的话,发酵产生的二氧化碳会导致发酵液溢出,造成发酵失败。
师:第二题。正确的是?
生:选B。A选项中乳酸菌是厌氧菌,不能通气培养,所以A错;C选项果醋制作过程中,发酵液pH值逐渐降低,果酒制作过程中产生酒精的同时产生二氧化碳,二氧化碳溶于液体也会使pH值逐渐降低;D选项毛霉不产生纤维素酶;B选项家庭制作果酒、果醋和腐乳通常不是纯种发酵,因为传统发酵技术利用的通常是天然菌种,在微生物利用和操作过程中相对随意,常因杂菌污染造成发酵失败。
师:如果要对发酵食品进行工厂化生产,就必须先对微生物进行提纯以及培养。那么在实验室里培养微生物需要哪些条件呢?
生:首先要提供微生物生长繁殖所需的营养和环境条件,也就是配置对应的培养基。其次要确保其他微生物无法混入,也就是创设无菌条件,无菌技术很重要。
师:好,接下来请大家对下面6道题做出判断,先思考。
师:好,我们一起来看第一题。观察菌落、菌种分离、菌落鉴定、菌落计数,这里多次提到菌落,什么是菌落呢?
生:菌落指由单个细胞大量繁殖而产生的同种生物聚集在一起,肉眼可见的集合。
师:要看到菌落,必须用什么培养基?
生:固体培养基,所以第一个是正确的。
师:第二题,扩大培养或者工厂化生产时,都可以使用液体培养基,对吗?
生:对的。
师:好处在哪里呢?大家可以思考一下。第三题,以尿素为唯一氮源的培养基能得到能分解尿素的细菌,它属于什么培养基?
生:选择培养基。
师:在刚才的培养基中加入酚红指示剂培养,这时属于什么培养基?
生:鉴别培养基。
师:分离筛选一种菌,比如纤维素分解菌时,应该先用什么培养基增加其数量,再用什么培养基鉴定挑选出来?
生:先用选择培养基增加数量,再用鉴别培养基鉴定挑选,但题目中顺序乱了。
师:最后一题,选择培养基通常是液体培养基,因为液体培养基能使营养物质充分利用,增加目的菌的浓度,对吗?
生:正确。
师:这6道判断里,我们看到了按照物理性质划分的固体培养基和液体培养基,也看到了按照培养基功能划分的鉴别培养基和选择培养基。接下来我们就这两种培养基再来强化一下。