生物选修一笔记

补笔记了.https://www.bilibili.com/video/BV1k741197Qo

果酒果醋的制作

• 红葡萄酒与白葡萄酒

  都是可以由红色葡萄制作的,但白葡萄酒在葡萄榨汁时,不使皮和子中的色素出来,因此的白葡萄酒.而红葡萄酒是将皮与子捣碎,因此有了红色素.

基础知识

发酵

利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程

酵母菌 酒精发酵的参与者

• 同化作用类型: 异养型
• 异化作用类型: 兼性厌氧型
• 适宜发酵温度: 18-25℃
• 分类: 真核生物
• 生殖方式: 出芽生殖(主要)
• 来源: 偏酸环境中,附着在葡萄皮上
  $$
  \ce{C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O->[酶]6CO_2 +12H_2O +能量}
  $$

$$
\ce{ C_6H_{12}O_6->[酶]2C_2H_5OH + 2CO_{2} + 能量 }
$$

醋酸菌 醋酸发酵参与者

• 同化作用类型: 异养型

• 异化作用类型: 需氧型

• 适宜发酵温度: 30-35℃

• 生殖方式: 分裂生殖

• 分类: 原核生物

• 当糖源充足时: $$\ce{C_6H_{12}O_6->[酶]3CH_3COOH}$$

• 缺少糖源时:

  $$ {\ce{2C_2H_5OH +O_2->[酶]2CH_3CHO +2H_2O}}$$

  $$ \ce{2CH_3CHO +O_2->[酶]2CH_3COOH}$$

制作过程

材料,用具

葡萄,榨汁机,广口瓶,重铬酸钾**(检测酒精的存在)**,显微镜(观察细胞)

详细过程

1. 对发酵瓶,纱布,榨汁机等用具进行清洗并消毒.
2. 取葡萄500g,先用清水冲洗葡萄1-2次(去除污物),冲洗次数不宜太多,然后再去除枝梗(不带枝梗葡萄容易感染,烂的更快),榨汁装入发酵瓶
3. 将发酵瓶置于适宜温度**(18-25℃)**
4. 简易装置2-4天拧松瓶盖排气一次,不要打开瓶盖
5. 10天后,取样检验.(酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色
6. 取果酒上清液,加入醋酸菌,移至30-35℃下发酵,适时充气以制备葡萄醋.

工业制作

各部分作用

• 充气口: 在醋酸发酵时连接充气泵进行充气.

• 排气口: 排除酒精发酵时产生的$CO_2$.

• 长弯管: 加水后防止发酵过程中被空气中的微生物污染.

• 出料口: 用来取样.

使用方法,注意事项

1. 制酒时,应关闭充气口,使用排气口排出二氧化碳.制醋时,应将充气口连接气泵.
2. 发酵瓶要用70%酒精消毒
3. 葡萄汁装入发酵瓶时,要留出大约1/3的空间
4. 制备葡萄酒时,温度控制在18-25℃,时间控制在10-12天,可通过出料口堆发酵庆康及时监测
5. 制备葡萄醋时,温度控制在30-35℃,时间控制在7-8天,并注意适时通过充气口充气

检测与评价

果酒

嗅觉与味觉,显微镜观察,重铬酸钾检验

果醋

首先通过观察菌膜的形成,用嗅觉与味觉进行初步鉴定,再通过监测和比较醋酸发酵前后的pH值作进一步的鉴定.

还可以通过在显微镜下观察发酵液是否有醋酸菌,并统计数量作进一步鉴定

腐乳的制作

腐乳中锌和维生素B族的含量很丰富，常吃不仅可以补充维生素B12，还能预防老年性痴呆。腐乳的蛋白质是豆腐的2倍，且极易消化吸收，所以被称之为东方奶酪。

腐乳富含植物蛋白质，经过发酵后，蛋白质分解为各种氨基酸，可直接消化吸收。又产生了酵母等物质，故能健脾养胃，增进食欲，帮助消化。^1

基础知识

毛霉 腐乳酿造微生物

• 分类: 丝状真菌
• 代谢类型: 异氧需氧型
• 适宜生存温度: 15-18℃
• 生殖方式: 孢子生殖(主要)
• 主要分布: 土壤,水果,蔬菜,谷物等

腐乳制作原理

参与豆腐发酵的微生物有很多种,包括青梅,酵母,曲霉,毛霉等.其中起主要作用的是毛霉

毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸.

脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸.

制作过程

设计

1. 选材: 所用豆腐含水量为70%左右.含水量过高不易成型.一般切成3 cm x 3 cm x 1 cm小块

2. 让豆腐长出毛霉

   条件: 温度15-18℃并保持一定湿度

   时间: 48 h后毛霉开始生长,3 d后菌丝生长旺盛,5d后,豆腐块表面布满菌丝

   表”皮”: 腐乳上的皮是生长的菌丝,对人体无害

3. 加盐腌制

   用量: 盐:豆腐=1 : 5

   方法: 逐层加盐且随着豆腐层数的增多而增多

   时间: 8 d左右

   目的: 析出水分,抑制微生物生长,避免豆腐腐败变质.

4. 加卤汤装瓶

   

5. 密封腌制: 封瓶时用酒精灯对瓶口烧一下,防止污染.大概腌制6个月

分析与评价

1. 腐乳制作中加入的盐太少,则不足以抑制微生物的生长,加入的太多,则影响口味
2. 加入的酒过多,则会延长腐成熟时间.加入的过少,则可能会导致豆腐腐败
3. 防止杂菌污染的方法: 1.玻璃瓶洗干净并用沸水消毒 **2.豆腐块装瓶时动作要迅速**,要用胶条,将瓶口密封,且封瓶时要将瓶口通过酒精灯火焰消毒
4. 发酵时间过短,发酵不充分,时间过长,容易变形,影响口味

制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量

基础知识

乳酸菌

• 种类: 乳酸链球菌,乳酸杆菌

• 分类: 原核生物

• 分布: **分布广泛,**空气,土壤,植物体表,人或动物

• 繁殖: 二分裂

• 代谢类型: 异养厌氧性

• 性质: 耐盐,最适PH=5.

亚硝酸盐

• 性质: 白色粉末,易溶于水
• 含量: 蔬菜中大概4mg/kg,咸菜中7mg/kg,豆粉中10mg/kg
• 危害: 一般不会危害人体健康,当摄入量达到0.3~0.5g时会引起中毒,达到3g会引起死亡.亚硝酸盐会在特定情况下转变为有致癌作用的亚硝胺
• 标准: 肉制品中不得超过30mg/kg,酱腌菜中不得超过20mg/kg,婴儿奶粉中不得超过2mg/kg.

泡菜原理

在无氧条件下,将葡萄糖分解成乳酸.

$$\ce{C_6H_{12}O_6(葡萄糖)->[酶]2C_3H_6O_3(乳酸) +能量}$$

注意:含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,

腌制

过程

1. 材料: 各种蔬菜均可.白酒,香辛料等

2. 将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状

3. 按照清水:盐=4 : 1配置盐水,之后将盐水煮沸冷却

4. 装坛,到半坛时,加入蒜瓣,生姜,香辛料等,接着装至八成满,再慢慢注入配置好的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖.

5. 密封发酵,在坛盖边上的水槽中注满水**,保证无氧环境**,发酵过程中要注意经常补充水槽中的水

腌制条件

1. 将泡菜坛洗净,并用热水洗坛内两次

2. 要控制腌制的时间、温度和食盐用量。温度过高、食盐用量不足10％、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。

3. 如果希望发酵快一点,可以将蔬菜在开水中浸1min左右,再加上一些白酒.

4. 如果加入一些已经腌制好的泡菜汁更好,这相当于接种已扩增的发酵菌,可以减少腌制时间.

Q&A

1. 白酒作用: 抑制泡菜表面杂菌的生长,增加醇香感.
2. 泡菜坛内白膜: 白膜是由于产膜酵母的繁殖,酵母菌是兼性厌氧型细菌,泡菜发酵液营养丰富,表面氧气含量也高,适合酵母菌的繁殖.
3. 为什么要吃新鲜蔬菜: 有些蔬菜含有丰富的硝酸盐,当这些蔬菜放置过久时会变质(发黄,腐烂)或者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体health.

检测亚硝酸盐

含量变化

检测原理

在盐酸酸化的条件下，
亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，
与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。

操作过程

1. 配置溶液:

   1.对氨基苯磺酸溶液: 质量浓度为4mg/ml,**并避光保存**

   ​ 与亚硝酸盐发生重氮反应.

   2.N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液:质量浓度为2mg/ml,并避光保存.

   ​ 与重氮反应产物反应生成玫瑰红色染料.

   3.亚硝酸钠溶液:质量浓度为5ug/ml

   ​ 制作标准比色液

   4.提取液:称取50 g氯化镉与50 g氯化钡,溶解于1000ml蒸馏水中,用浓盐酸调节pH为1.

   ​ 提取液(氯化镉,氯化钡.)是用来提取泡菜液中的亚硝酸钠

   ​ 盐酸: 提供酸性环境

   5.氢氧化铝乳液和物质的量浓度为2.5mol/L的氢氧化钠溶液.

   ​ $Al(OH)_3$是吸附剂,可以吸附色素,使泡菜汁液澄清,不干扰试验

   ​ NaOH可以中和多余的盐酸

2. 配置标准显色液

3. 制备样品处理液

4. 比色:通过将待测液和试剂反应后的样品,与标准显色液作比较,得出待测溶液的亚硝酸盐含量.

5. 计算

微生物的实验室培养

基础知识

微生物的分类

graph LR
a[微生物] -->b[非细胞结构]
    b --> c[病毒]
a --> d[细胞结构]
    d --> e[原核]
        e --> f[细菌]
         e --> g[蓝藻]
         e --> h[放线菌]

冠状病毒没有细胞结构，只能寄生于活细胞中。冠状病毒需要依靠活细胞合成蛋白质，冠状病毒的遗传物质是单股正链RNA,它的基本组成单位是核糖核苷酸。它可以被吡罗红染液染色。^2

细菌一览

培养基

分类

1. 根据琼脂(凝固剂)量,可以分为固体培养基,半固态培养基,液体培养基.

2. 

3. 按功能分为选择培养基(选择性培养某种细菌)和鉴别培养基(鉴别某种细菌)

功能性培养基举例

1. 培养基中加入青霉素: 可以分离酵母菌和霉菌.
2. 加入高浓度食盐: 可以分离金黄色葡萄球菌.
3. 缺少氨源时: 可分离固氨微生物.
4. 放到高温环境: 可得到耐高温的微生物.

组成

1. 一般成分: 水,无机盐,碳源,氨源.
2. 特殊成分: 维生素,氨基酸等
3. 其他: PH,氧气,温度

配置培养基

消毒与灭菌

消毒

概念: 较为温和的杀死在物体表面的部分微生物

方法:

1. 煮沸消毒

2. 巴氏消毒法: 适用于不耐高温的液体,如牛奶

3. 化学药剂消毒: 酒精(器皿,手,操作台),氨气(消毒水源),84消毒水

灭菌

概念: 较为残暴的杀死物体内所有微生物及其芽孢和孢子

方法:

1. 灼烧灭菌:适用于接种工具,金属用具
2. 干热灭菌: 干热灭菌箱,160-170℃,1-2h,**适用于耐高温且需保持干燥**的物体.如玻璃器皿
3. 高压蒸汽灭菌: 100kPa,121℃,15-30min,最常用的灭菌方法

制备

1. 计算: 计算配方的比例
2. 称量: 牛油膏比较粘稠,可同称量纸一块称取.牛油膏和蛋白胨易吸潮,称取时动作要迅速,之后迅速盖上瓶盖.
3. 熔化: 牛肉膏和称量纸+水$\ce{->[加热]}$取出称量纸→加蛋白胨和氯化钠→加琼脂(要不断地用玻璃棒搅拌,防止琼脂糊底而导致烧杯破裂)→补加蒸馏水至100ml.
4. 调节pH: 调节pH到7.6,过滤(可以省略)
5. 分装: 注意不要使

土壤中分解尿素

基础知识

1. 尿素; 尿素是一种重要的农业氮肥,尿素不能直接被作物西区
2. $$\ce{CO(NH_2)_2 +H_2O ->[脲酶]CO_2 +2NH_3}$$