发酵工艺原理综合性实验课的探讨

一、实验目的

1. 掌握发酵实验的基本原理和操作方法；

2. 了解发酵过程中微生物的生长、代谢和产物的形成；

3. 分析发酵过程中各因素对发酵效果的影响；

4. 优化发酵工艺，提高发酵产物的产量和质量。

二、实验原理

发酵是一种利用微生物将有机物质转化为其他物质的生物化学过程。在发酵过程中，微生物通过代谢活动，将底物转化为所需产物，如酒精、有机酸、酶等。本实验以葡萄糖为底物，利用酵母菌进行发酵实验，探究发酵过程中各因素对发酵效果的影响。

三、实验材料与仪器

1. 实验材料：

- 葡萄糖（分析纯）

- 酵母菌（活化后）

- 水浴锅

- 移液管

- 恒温水浴箱

- pH计

- 酒精计

- 烧杯

- 试管

- 量筒

- 滤纸

2. 实验仪器： - 电子天平

- 研钵

- 搅拌器

- 烧瓶

- 锥形瓶

- 漏斗

- 滤纸

- 紫外可见分光光度计

四、实验方法

1. 酵母菌活化：将酵母菌接种于葡萄糖培养基中，37℃恒温培养24小时，活化酵母菌。

2. 发酵液配制：称取葡萄糖，溶解于蒸馏水中，配制成一定浓度的葡萄糖溶液。

3. 发酵过程：

1）将活化后的酵母菌接种于葡萄糖溶液中，调节pH值至5.0；

2）将发酵液置于恒温水浴箱中，37℃恒温发酵；

3）每隔一定时间取样，测定发酵液中的酒精浓度、pH值和菌体浓度。

4. 数据处理与分析：

1）绘制酒精浓度、pH值和菌体浓度的变化曲线；

2）分析发酵过程中各因素对发酵效果的影响；

3）优化发酵工艺，提高发酵产物的产量和质量。

五、实验结果与分析

1. 酒精浓度变化曲线：发酵过程中，酒精浓度逐渐升高，至发酵后期达到最大值。说明酵母菌在发酵过程中将葡萄糖转化为酒精。 2. pH值变化曲线：发酵过程中，pH值逐渐降低，说明酵母菌在发酵过程中产生酸性物质。

第1篇

一、实验目的

1. 探究酵母菌在不同条件下发酵作用的原理。

2. 观察并记录酵母菌在无氧和有氧条件下的发酵现象。

3. 分析酵母菌发酵过程中产生的气体成分，并验证其产物。

二、实验原理

酵母菌是一种单细胞真菌，具有无氧和有氧两种呼吸方式。在无氧条件下，酵母菌通过发酵作用将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳；在有氧条件下，酵母菌则将葡萄糖分解为水和二氧化碳。

三、实验材料

1. 实验仪器：锥形瓶、胶塞、胶管、小气球、澄清石灰水、重铬酸钾溶液、温度计、试管、比色板、小烧杯、玻璃棒。

2. 实验用品：白糖（100g）、干酵母（约30g）、橙色的重铬酸钾溶液（0.5ml的浓硫酸溶有0.1g重铬酸钾，体积分数为95％—97％）、澄清石灰水。

四、实验步骤

1. 准备两组实验装置，一组为有氧条件，另一组为无氧条件。

2. 将100ml 40℃温水倒入锥形瓶，加入一大勺白糖，搅拌均匀。

3. 在有氧条件下，将锥形瓶放置在烧杯中，用温度计控制温度在30-40℃之间，并通入空气。

4. 在无氧条件下，将锥形瓶放置在烧杯中，用温度计控制温度在30-40℃之间，并密封锥形瓶。

5. 分别向两组锥形瓶中加入一小包干酵母，搅拌均匀。

6. 观察两组锥形瓶中的气泡产生情况，记录气泡产生的速度和数量。

7. 将两组锥形瓶中的气体分别导入装有澄清石灰水的试管中，观察石灰水的变化，记录是否产生浑浊。 8. 将两组锥形瓶中的气体分别导入装有重铬酸钾溶液的试管中，观察溶液的颜色变化，记录是否由橙色变为灰绿色。

五、实验结果与分析

1. 有氧条件下，锥形瓶中的气泡产生速度较慢，数量较少；无氧条件下，锥形瓶中的气泡产生速度较快，数量较多。

2. 在有氧条件下，澄清石灰水没有变浑浊；在无氧条件下，澄清石灰水变浑浊，说明产生了二氧化碳。

3. 在有氧条件下，重铬酸钾溶液没有变颜色；在无氧条件下，重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色，说明产生了酒精。

糖发酵试验

一、目的

1．了解糖发酵的原理和在肠道细菌鉴定中的重要作用。

2．掌握通过糖发酵鉴别不同微生物的方法。

二、原理

多糖?单糖?丙酮酸?酸性产物(或产酸产气)?ph下降?指示剂呈酸性变色(若产气者有气泡出现)。

不同的细菌可根据分解利用糖能力的差异表现出是否产酸产气作为鉴定菌种的依据。是否产酸，可在糖发酵培养基中加入指示剂（通常为溴甲酚紫，即b.c.p，其ph在5.2以下呈黄色，ph在6.8以上呈紫色），经培养后根据指示剂的颜色变化来判断。是否产气可在发酵培养基中放入倒置小倒管观察。

不同的微生物具有发酵不同糖（醇）的酶类，所以发酵途径及发酵产物各不相同。例如：大肠杆菌能使乳糖发酵，产酸产气，而伤寒杆菌则不能；大肠杆菌能使葡萄糖发酵，产酸产气，而伤寒杆菌则只产酸、不产气。

糖发酵试验是常用的鉴别微生物的生化反应，在肠道细菌的鉴定上尤为重要。绝大多数细菌都能利用糖类作为碳源和能源，但是它们在分解糖类物质的能力上有很大的差异。有些细菌能分解某种糖产生有机酸(如乳酸、醋酸、丙酸等)和气体(如氢气、甲烷、二氧化碳等)；有些细菌只产酸不产气。例如大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖产酸并产气；伤寒杆菌分解葡萄糖产酸不产气，不能分解乳糖；普通变形杆菌分解葡萄糖产酸产气，不能分解乳糖。发酵培养基含有蛋白胨，指示剂(溴甲酚紫)，倒置的德汉氏小管和不同的糖类。当发酵产酸时，溴甲酚紫指示剂可由紫色(ph6.8)变为黄色(ph5.2)。气体的产生可由倒置的德汉氏小管中有无气泡来证明。

三、器材

1．菌种 大肠杆菌,普通变形杆菌斜面各一支。

2培养基 葡萄糖发酵培养基试管和乳糖发酵培养基试管各3支(内装有倒置的德汉氏小管)。 3仪器或其他用具 试管架，接种环等。

四、操作步骤

1．用记号笔在各试管外壁上分别标明发酵培养基名称和所接种的细菌菌名。

2取葡萄糖发酵培养基试管3支，分别接入大肠杆菌，普通变形杆菌，第三支不接种，作为对照。另取乳糖发酵培养基试管3支，同样分别接人大肠杆菌，普通变形杆菌，第三支不接种，作为对照。

高中生物学新课程科学探究实验创新设计作品系列

课题 传统发酵食品的制作

课型 新授课 课时 1课时 主备人

教学目标 1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。

2.概述微生物发酵的基本原理。

3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点和不足。

教学重点 微生物发酵的基本原理，制作泡菜、果酒和果醋。

教学难点 制作泡菜、果酒和果醋。

教学方法 讨论法，实验法，讲授法

实验材料 新鲜苹果、梨、蔬菜

实验原理 1.乳酸菌是厌氧细菌，在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等，而制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的；

2.酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等，制作果酒时常用附着在果皮表面的野生型酵母菌进行发酵。

3.有氧条件下果酒经醋酸菌作用，还可以进一步发酵成果醋。

实验创新 实验材料改进。教材中用的实验材料是葡萄，基于“经济实惠”和“因地制宜”的原则，可选择当地的廉价水果苹果和梨开展实验。

实验教师活动 学生活动 设计意图

环节一 情景导入

设问：夏禹时期，我国已有杜康酿酒的传说。我国的酿酒工艺在世界上独树一帜，白酒一般以谷物为原料，加酒曲发酵而成。

提出问题：酒曲是什么？酿酒加酒曲思考、交流、回答 介绍我国传统酒文化及我县酿酒、酿醋的历史，让学生通过对家乡发酵食品的了解，深化对家乡文化的认识，培养乡土情怀。 教学活动设计 的目的是什么？传统酿酒技术的一般流程是什么？

环节二 实验探究

学生阅读教材6-7页探究实践内容，了解果酒、果醋制作的基本流程。

教师讲解乳酸菌、酵母菌和醋酸菌发酵的原理，并提出实验的改进和创新之处。

教师巡回检查实验的过程，针对学生的疑问进行点拨解答。 1.学生阅读课本并结合教师讲解，列出实验操作的基本流程。

2.学生分组开展实验，分别进行果酒、果醋和泡菜的制作。