选修一知识点

专题一 传统发酵技术的应用 课题一 果酒和果醋的制作 1 发酵 通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程 2 有氧发酵 醋酸发酵 谷氨酸发酵 无氧发酵 酒精发酵 乳酸发酵 3 酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌 酵母菌的生殖方式 出芽生殖 主要 分裂生殖 孢子生殖 4 在有氧条件下 酵母菌进行有氧呼吸 大量繁殖 C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 12H2O 能量 5 在无氧条件下 酵母菌能进行酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 能量 6 20 左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在 18 25 7 在葡萄酒自然发酵的过程中 起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌 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 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 8 醋酸菌是单细胞细菌 原核生物 代谢类型是异养需氧型 生殖方式为二分裂 9 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 C6H12O6 2O2 2CH3COOH 2CO2 2H2O C2H5OH O2 CH3COOH H2O 10 控制发酵条件的作用 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 醋酸菌最适生长温度为 32 控制好发酵 温度 使发酵时间缩短 又减少杂菌污染的机会 有两条途径生成醋酸 直接氧化和以 酒精为底物的氧化 11 实验流程 挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 果酒 醋酸发酵 果醋 12 酒精检验 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 先在试管中加入发酵液 2 L 再滴入物质的量浓度为 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 13 充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的 排气口是在酒精发酵时用来排出二 氧化碳的 出料口是用来取样的 排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接 其目 的是防止空气中微生物的污染 开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出 使用该装置制 酒时 应该关闭充气口 制醋时 应该充气口连接气泵 输入氧气 疑难解答 1 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗 为什么 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 2 你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染 如 要先冲洗葡萄 再除去枝梗 榨汁机 发酵装置要清洗干净 并进行酒精消毒 每次 排气时只需拧松瓶盖 不要完全揭开瓶盖等 3 制葡萄酒时 为什么要将温度控制在 18 25 制葡萄醋时 为什么要将温度控制 在 30 35 温度是酵母菌生长和发酵的重要条件 20 左右最适合酵母菌的繁殖 因此需要将温度控 制在其最适温度范围内 而醋酸菌是嗜温菌 最适生长温度为 32 因此要将温度控制在 30 35 课题二 腐乳的制作 1 多种微生物参与了豆腐的发酵 如青霉 酵母 曲霉 毛霉等 其中起主要作用的是毛 霉 毛霉是一种丝状真菌 代谢类型是异养需氧型 生殖方式是孢子生殖 营腐生生活 2 原理 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 肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸 3 实验流程 让豆腐上长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 4 酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵 前期发酵的主要作用 1 创造条件让毛霉生长 2 使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型 后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程 通过各种辅料与酶的缓解作用 生 成腐乳的香气 5 将豆腐切成 3cm 3cm 1cm 的若干块 所用豆腐的含水量为 70 左右 水分过多则腐 乳不易成形 水分测定方法如下 精确称取经研钵研磨成糊状的样品 5 10g 精确到 0 02mg 置于已知重量的蒸发皿中 均匀摊平后 在 100 105 电热干燥箱内干燥 4h 取出后置于干燥器内冷却至室温后称重 然后再烘 30min 直至所称重量不变为止 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 毛霉的生长 条件 将豆腐块平放在笼屉内 将笼屉中的控制在 15 18 并保持一定的 湿度 来源 1 来自空气中的毛霉孢子 2 直接接种优良毛霉菌种 时间 5 天 加盐腌制 将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中 同时逐层加盐 随着层数的加 高而增加盐量 接近瓶口表面的盐要铺厚一些 加盐腌制的时间约为 8 天左右 用盐腌制时 注意控制盐的用量 盐的浓度过低 不足以抑制微生物的生长 可能导致 豆腐腐败变质 盐的浓度过高会影响腐乳的口味 食盐的作用 1 抑制微生物的生长 避免腐败变质 2 析出水分 使豆腐变硬 在后期制 作过程中不易酥烂 3 调味作用 给腐乳以必要的咸味 4 浸提毛酶菌丝上的蛋白酶 配制卤汤 卤汤直接关系到腐乳的色 香 味 卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的 卤汤中酒的含量一般控制在 12 左右 酒的作用 1 防止杂菌污染以防腐 2 与有机酸结合形成酯 赋予腐乳风味 3 酒精含量的 高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系 酒精含量越高 对蛋白酶的抑制作用也越大 使腐乳成熟期延长 酒精含量过低 蛋白酶的活性高 加快蛋白质的水解 杂菌繁殖快 豆腐易腐败 难以成块 香辛料的作用 1 调味作用 2 杀菌防腐作用 3 参与并促进发酵过程 防止杂菌污染 用来腌制腐乳的玻璃瓶 洗刷干净后要用沸水消毒 装瓶时 操作 要迅速小心 整齐地摆放好豆腐 加入卤汤后 要用胶条将瓶口密封 封瓶时 最好将瓶 口通过酒精灯的火焰 防止瓶口被污染 疑难解答 1 利用所学的生物学知识 解释豆腐长白毛是怎么一回事 豆腐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 2 为什么要撒许多盐 将长毛的豆腐腌起来 盐能防止杂菌污染 避免豆腐腐败 3 我们平常吃的豆腐 哪种适合用来做腐乳 含水量为 70 左右的豆腐适于作腐乳 用含水量高的豆腐制作腐乳 不易成形 4 吃腐乳时 你会发现腐乳外部有一层致密的 皮 这层 皮 是怎样形成的呢 它 对人体有害吗 它的作用是什么 皮 是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝 匍匐菌丝 对人体无害 它能形成腐乳的 体 使腐乳成形 课题三 制作泡菜 制作泡菜所用微生物是乳酸菌 其代谢类型是异养厌氧型 在无氧条件下 将糖分解为 乳酸 分裂方式是二分裂 反应式为 C6H12O6 2C3H6O3 能量 含抗生素牛奶不能生 产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌 常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌 乳酸杆菌常 用于生产酸奶 亚硝酸盐为白色粉末 易溶于水 在食品生产中用作食品添加剂 膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康 国家规定肉制品中不超过 30mg kg 酱腌菜 中不超过 20mg kg 婴儿奶粉中不超过 2mg kg 亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外 但在 适宜 pH 温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺 亚硝酸盐含量 发酵时间 d 一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低 故在 10 天之后食用最好 测定亚硝酸盐含量的方法是 比色法 原理是在盐酸酸化条件下 亚硝酸盐与对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 与已知浓度的标准显色液目测比较 估算泡菜中亚硝酸盐 含量 专题二 微生物的培养与应用 课题一 微生物的实验室培养 培养基 人们按照微生物对营养物质的不同需求 配制出供其生长繁殖的营养基质 是 进行微生物培养的物质基础 培养基按照物理性质可分为液体培养基 半固体培养基和固体培养基 在液体培养基中加 入凝固剂琼脂 是从红藻中提取的一种多糖 在配制培养基中用作凝固剂 后 制成琼脂 固体培养基 微生物在固体培养基表面生长 可以形成肉眼可见的菌落 根据菌落的特征 可以判断是哪一种菌 液体培养基应用于工业或生活生产 固体培养基应用于微生物的分 离和鉴定 半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等 按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基 合成培养基是用成分已知的化学 物质配制而成 其中成分的种类比例明确 常用于微生物的分离鉴定 天然培养基是用化 学成分不明的天然物质配制而成 常用于实际工业生产 按照培养基的用途 可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基 选择培养基是指在培养 基中加入某种化学物质 以抑制不需要的微生物生长 促进所需要的微生物的生长 鉴别 培养基是根据微生物的特点 在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的 用以鉴 别不同类别的微生物 培养基的化学成分包括 水 无机盐 碳源 氮源 生长因子 等 碳源 能为微生物的代谢提供碳元素的物质 如 CO2 NaHCO3 等无机碳源 糖类 石 油 花生粉饼等有机碳源 异养微生物只能利用有机碳源 单质碳不能作为碳源 氮源 能为微生物的代谢提供氮元素的物质 如 N2 NH3 NO3 NH4 无机氮源 蛋白质 氨基酸 尿素 牛肉膏 蛋白胨 有机氮源 等 只有固氮微生物才能利用 N2 培养基还要满足微生物生长对 PH 特殊营养物质以及氧气的要求 例如 培养乳酸杆菌 时需要在培养基中添加维生素 培养霉菌时须将培养基的 pH 调至酸性 培养细菌是需要 将 pH 调至中性或微碱性 培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件 无菌技术 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵 要注意以下几个方面 对实验操作的空间 操作者的衣着和手 进行清洁和消毒 将用于微生物培养的器皿 接种用具和培养基等器具进行灭菌 为避免周围环境中微生物的污染 实验操作应在酒精灯火焰附近进行 实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触 无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外 还有什么目的 答 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染 消毒与灭菌的区别 消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 不包括芽孢和孢子 消毒方法常用煮沸消毒法 巴氏消毒法 对于一些不耐高温的液体 还有化学药剂 如酒精 氯气 石炭酸等 消毒 紫外线消毒 灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物 包括芽孢和孢子 灭菌方法 有灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 灭菌方法 接种环 接种针 试管口等使用灼烧灭菌法 玻璃器皿 金属用具等使用干热灭菌法 所用器械是干热灭菌箱 培养基 无菌水等使用高压蒸汽灭菌法 所用器械是高压蒸汽灭菌锅 表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法 所用器械是紫外灯 比较项比较项理化因素的作用强度理化因素的作用强度消灭微生物的数量消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭芽孢和孢子能否被消灭 消毒消毒较为温和较为温和部分生活状态的微生物部分生活状态的微生物不能不能 灭菌灭菌强烈强烈全部微生物全部微生物能能 制作牛肉膏蛋白胨固体培养基 1 方法步骤 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 2 倒平板操作的步骤 将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上 右手拿装有培养基的锥形瓶 左手拔出棉塞 右手拿锥形瓶 将瓶口迅速通过火焰 用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙 右手将锥形瓶中的培养基 约 10 20mL 倒入培养皿 左手立即盖上培养皿的皿盖 等待平板冷却凝固 大约需 5 10min 然后 将平板倒过来放置 使培养皿盖在下 皿 底在上 倒平板操作的讨论 1 培养基灭菌后 需要冷却到 50 左右时 才能用来倒平板 你用什么办法来估计培养基 的温度 提示 可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶 感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时 就可 以进行倒平板了 2 为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰 答 通过灼烧灭菌 防止瓶口的微生物污染培养基 3 平板冷凝后 为什么要将平板倒置 答 平板冷凝后 皿盖上会凝结水珠 将平板倒置 既可以防止培养基表面的水分过度地 挥发 又可以防止皿盖上的水珠落入培养基 造成污染 4 在倒平板的过程中 如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位 这个平板还能用 来培养微生物吗 为什么 答 空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生 因此最好不要用这个平板培 养微生物 纯化大肠杆菌 1 微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法 2 平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作 将聚集的菌种逐步 稀释分散到培养基的表面 在数次划线后培养 可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可 见的子细胞群体 这就是菌落 3 稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释 然后将不同稀释度的菌液分别涂布 到琼脂固体培养基的表面 进行培养 分为系列稀释操作和涂布平板操作两步 4 用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是 使聚集在一起的微生物分散成单个细 胞 从而能在培养基表面形成单个的菌落 以便于纯化菌种 5 平板划线法操作步骤 将接种环放在火焰上灼烧 直到接种环烧红 在火焰旁冷却接种环 并打开棉塞 将试管口通过火焰 将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液 将试管通过火焰 并塞上棉塞 左手将皿盖打开一条缝隙 右手将沾有菌种的接种环 迅速伸入平板内 划三至五条平行线 盖上皿盖 注意不要划破培养皿 灼烧接种环 待其冷却后 从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线 重复以上操作 在三 四 五区域内划线 注意不要将最后一区的划线与第一区相连 将平板倒置放入培养箱中培 养 平板划线操作的讨论 1 为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环 在划线操作结束时 仍然需 要灼烧接种环吗 为什么 答 操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 每次划 线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后 接种环上残留的菌种 使下一次划线时 接 种环上的菌种直接来源于上次划线的末端 从而通过划线次数的增加 使每次划线时菌种 的数目逐渐减少 以便得到菌落 划线结束后灼烧接种环 能及时杀死接种环上残留的菌 种 避免细菌污染环境和感染操作者 2 在灼烧接种环之后 为什么要等其冷却后再进行划线 答 以免接种环温度太高 杀死菌种 3 在作第二次以及其后的划线操作时 为什么总是从上一次划线的末端开始划线 答 划线后 线条末端细菌的数目比线条起始处要少 每次从上一次划线的末端开始 能 使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少 最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落 6 涂布平板操作的步骤 将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中 取少量菌液 滴加到培养基表面 将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃 待酒精燃尽后 冷却 8 10s 用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面 涂布平板操作的讨论 涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行 结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求 想 一想 第 2 步应如何进行无菌操作 提示 应从操作的各个细节保证 无菌 例如 酒精灯与培养皿的距离要合适 吸管头不 要接触任何其他物体 吸管要在酒精灯火焰周围 等等 菌种的保存 1 对于频繁使用的菌种 可以采用临时保藏的方法 临时保藏方法 将菌种接种到试管的固体斜面培养基上 在合适的温度下培养 当菌落长成后 将试管放 入 4 的冰箱中保藏 以后每 3 6 个月 都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培 养基上 缺点 这种方法保存的时间不长 菌种容易被污染或产生变异 2 对于需要长期保存的菌种 可以采用甘油管藏的方法 在 3mL 的甘油瓶中 装入 1mL 甘油后灭菌 将 1mL 培养的菌液转移到甘油瓶中 与甘油 充分混匀后 放在 20 的冷冻箱中保存 疑难解答 1 生物的营养 营养是指生物摄取 利用营养物质的过程 营养物质是指维持机体生命活动 保证发育 生殖所需的外源物质 人及动物的营养物质 水 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 维生素六类 植物的营养物质 矿质元素 水 二氧化碳等三类 微生物的营养物质 水 无机盐 碳源 氮源及特殊营养物质五类 2 确定培养基制作是否合格的方法 将未接种的培养基在恒温箱中保温 1 2 天 无菌落生长 说明培养基的制备是成功的 否 则需要重新制备 课题二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 尿素 是一种重要的农业氮肥 尿素并不能直接被农作物吸收 只有当土壤中的细菌 将尿素分解成氨之后 才能被植物利用 土壤中的细菌之所以能分解尿素 是因为他们能 合成脲酶 尿素最初是从人的尿液中发现的 筛选菌株 1 实验室中微生物的筛选应用的原理 人为提供有利于目的菌株生长的条件 包括营养 温度 pH 等 同时抑制或阻止其他微 生物生长 2 选择性培养基 在微生物学中 将允许特定种类的微生物生长 同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培 养基 称作选择培养基 3 配制选择培养基的依据 根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的 例如 培养基中不 加入有机物可以选择培养自养微生物 培养基中不加入氮元素 可以选择培养能固氮的微 生物 加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等 统计菌落数目 1 测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数 2 稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理 当样品的稀释度足够高时 培养基表面生长的一个菌落 来源于样品稀释液中的一个活菌 通过统计平板上的菌落数 就能推测出样品中大约含有多少活细菌 为了保证结果准确 一般设置 3 5 个平板 选择菌落数在 30 300 的平板进行计数 并取平均值 统计的菌落 数往往比活菌的实际数目低 因此 统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示 采用此方法的注意事项 1 一般选取菌落数在 30 300 之间的平板进行计数 2 为了防止菌落蔓延 影响计数 可在培养基中加入 TTC 在计数琼脂中加入适量的 TTC 0 5 TTC 1ML 加到 100ML 琼脂中 细菌菌落长成红颜色 对去除食品本底颗粒物干扰非 常有意义 3 本法仅限于形成菌落的微生物 设置对照 设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响 提高实验结果的可信 度 对照实验是指除了被测试的条件以外 其他条件都相同的实验 其作用是比照试验组 排除任何其他可能原因的干扰 证明确实是所测试的条件引起相应的结果 实验设计 实验设计包括实验方案 所需仪器 材料 用具和药品 具体的实施步骤以及时间安排等 的综合考虑和安排 1 土壤取样 同其他生物环境相比 土壤中的微生物 数量最大 种类最多 在富含有 机质的土壤表层 有更多的微生物生长 从富含有机物 潮湿 pH 7 的土壤中取样 铲 去表层土 在距地表约 3 8cm 的土壤层取样 2 样品的稀释 样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目 在实际操作中 通 常选用一定稀释范围的样品液进行培养 以保证获得菌落数在 30 300 之间 适于计数的平 板 测定土壤中细菌的数量 一般选用 104 105 106 测定放线菌的数量 一般选用 103 104 105 测定真菌的数量 一般选用 102 103 104 3 微生物的培养与观察 不同种类的微生物 往往需要不同的培养温度和培养时间 细菌 30 37 1 2 天 放线菌 25 28 5 7 天 霉菌 25 28 3 4 天 每隔 24 小时统计一次菌落数目 选取菌落数目稳定时的记录作为结果 这样可以防止因培 养时间不足而导致一楼菌落的数目 一般来说 在一定的培养条件下 相同的培养基 温 度及培养时间 同种微生物表现出稳定的菌落特征 形状 大小 隆起程度 颜色 疑难解答 1 如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数 统计某一稀释度下平板上的菌落数 最好能统计 3 个平板 计算出平板菌落数的平均值 每克样品中的菌落数 C V M 其中 C 代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 V 代表涂布平板时所用的稀释液的体积 ml M 代表稀释倍数 课题三 分解纤维素的微生物的分离 纤维素 一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物 是地球上含量最丰富的多糖类物质 纤维素与纤维素酶 1 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 木材 作物秸秆等也富含纤维素 2 纤维素酶是一种复合酶 一般认为它至少包括三种组分 即 C1 酶 CX 酶和葡萄糖苷 酶 前两种酶使纤维素分解成纤维二糖 第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖 纤维素最终 被水解成葡萄糖 为微生物的生长提供营养 纤维素分解菌的筛选 1 筛选方法 刚果红染色法 能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选 2 刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理 刚果红是一种染料 它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物 但并不和水解后 的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应 当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时 刚果 红能与培养基中的纤维素形成红色复合物 当纤维素被纤维素酶分解后 刚果红 纤维素 的复合物就无法形成 培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 这样 我们就可 以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 分离分解纤维素的微生物的实验流程 土壤取样 选择培养 此步是否需要 应根据样品中目的菌株数量的多少来确定 梯度 稀释 将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 挑选产生透明圈的菌落 1 土壤采集 选择富含纤维素的环境 2 刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤 倒平板操作 制备菌悬液 涂布平板 3 刚果红染色法种类 一种是先培养微生物 再加入刚果红进行颜色反应 另一种是在倒平板时就加入刚果红 课题延伸 对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后 只是分离纯化的第一步 为确定得到的是纤 维素分解菌 还需要进行发酵产纤维素酶的实验 纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体 发酵两种 纤维素酶的测定方法 一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖 进行定量的测定 疑难解答 1 为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌 由于生物与环境的相互依存关系 在富含纤维素的环境中 纤维素分解菌的含量相对提高 因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境 2 将滤纸埋在土壤中有什么作用 你认为滤纸应该埋进土壤多深 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集 实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适 宜环境 一般应将纸埋于深约 10cm 左右腐殖土壤中 3 两种刚果红染色法的比较 方法一是传统的方法 缺点是操作繁琐 加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂 其优点 是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 方法二的优点是操作简便 不存 在菌落混杂问题 缺点是由于纤维素和琼脂 土豆汁中都含有淀粉类物质 可以使能够产 生淀粉酶的微生物出现假阳性反应 但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊 因为培养基中纤维素占主要地位 因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分 方法二的另 一缺点是 有些微生物具有降解色素的能力 它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成 明显的透明圈 与纤维素分解菌不易区分 4 为什么选择培养能够 浓缩 所需的微生物 在选择培养的条件下 可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖 而那些 不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制 因此可以起到 浓缩 的作用 专题六 植物有效成分的提取 课题一 植物芳香油的提取 天然香料的来源 植物 动物 不同植物的根 茎 叶 花 果实 种子都可以提取芳香油 芳香油的提取方法 蒸馏 压榨 萃取蒸馏 压榨 萃取等 芳香油的性质 挥发性强 成分复杂 以萜类化合物及其衍生物为主挥发性强 成分复杂 以萜类化合物及其衍生物为主 水蒸气蒸馏法 原理 水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物 冷却后水油分层 方法 水中蒸馏水中蒸馏 原料放在沸水中加热蒸馏 水上蒸馏水上蒸馏 原料隔放在沸水上加热蒸馏 水汽蒸馏水汽蒸馏 利用外来高温水蒸气加热蒸馏 不足 有些原料不适宜于水中蒸馏 如柑橘 柠檬等易焦糊 有效成分容易水解 通常用 压榨法 通过机械压缩力将液相物从液固两相混合物中分离出来的一种简单操作 萃取法 原理 芳香油易溶于有机溶剂 溶剂挥发后得到芳香油 如石油醚 酒精 乙醚等 方法 原料浸泡在溶剂中原料浸泡在溶剂中 得到浸泡液得到浸泡液 有机溶剂挥发有机溶剂挥发 芳香油芳香油 不足 有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质 蒸馏装置蒸馏装置包括 铁架台两个 酒精灯 石棉网 蒸馏瓶 橡胶塞 蒸馏头 温度计 直型 冷凝管 接液管 锥形瓶 以及连接进水口和出水口的橡皮管 所有仪器必须事先干燥 保证无水 整套蒸馏装置可分为左 中 右三部分 其中左边的部分通过加热进行蒸馏 中部将蒸馏物冷凝 右边的部分用来接收 安装仪器一般都按照自下而上 从左到右的顺 序 拆卸仪器的顺序与安装时相反 具体安装顺序和方法如下 1 固定热源 酒精灯 2 固定蒸馏瓶 使其离热源的距离如教科书中图 6 2 所示 并且保持蒸馏瓶轴心与铁架 台的水平面垂直 3 安装蒸馏头 使蒸馏头的横截面与铁架台平行 4 连接冷凝管 保证上端出水口向上 通过橡皮管与水池相连 下端进水口向下 通过 橡皮管与水龙头相连 5 连接接液管 或称尾接管 6 将接收瓶瓶口对准尾接管的出口 常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯作接受器 接收 瓶应在实验前称重 并做好记录 7 将温度计固定在蒸馏头上 使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平 线上 蒸馏装置安装完毕后 可以在蒸馏瓶中加几粒沸石沸石 防止液体过度沸腾 打开水龙头 缓 缓通入冷水 然后开始加热 加热时可以观察到 蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾 蒸气逐渐上 升 温度计读数也略有上升 当蒸气的顶端达到温度计水银球部位时 温度计读数急剧上 升 在整个蒸馏过程中 应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴 控制蒸 馏的时间和速度 通常以每秒 1 2 滴为宜 分液漏斗分液漏斗的使用方法如下 1 首先把活塞擦干 为活塞均匀涂上一层润滑脂 注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑 脂进入活塞孔中 以免污染萃取液 2 塞好活塞后 把活塞旋转几圈 使润滑脂分布均匀 并用水检查分液漏斗的顶塞与活 塞处是否渗漏 确认不漏水后再使用 3 将分液漏斗放置在大小合适的 并已固定在铁架台上的铁圈中 关好活塞 将待分离 的液体从上部开口处倒入漏斗中 塞紧顶塞 注意顶塞不能涂润滑脂 4 取下分液漏斗 用右手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈 左手握住漏斗活塞处 大拇 指压紧活塞 将分液漏斗略倾斜 前后振荡 开始振荡时要慢 5 振荡后 使漏斗口仍保持原倾斜状态 左手仍握在漏斗活塞处 下部管口指向无人处 用拇指和食指旋开活塞 使其释放出漏斗内的蒸气或产生的气体 以使内外压力平衡 这 一步操作也称做 放气 6 重复上述操作 直至分液漏斗中只放出很少的气体时为止 再将分液漏斗剧烈振荡 2 3 min 然后将漏斗放回铁圈中 待液体静置分层 蒸馏完毕 应先撤出热源 然后停止通水 最后拆卸蒸馏装置 拆卸的顺序与安装时相反 玫瑰精油的提取玫瑰精油的提取 0 1g mL 氯化钠氯化钠溶液 促使油水混合物 乳浊液 中油和水的分离 无水硫酸钠 吸收油 层中的水分 实验步骤 采集玫瑰花 采集盛花期 5 月中上旬 的玫瑰花 清水清洗沥干 装入蒸馏原料 称取 50g 玫瑰花放入蒸馏瓶 添加 200mL 蒸馏水 安装蒸馏装置 按照从左向右 自下到上次序安装水蒸气蒸馏装置 加热蒸馏 控制蒸馏时间和速度 1 2 滴 秒 获得乳白色乳浊液 拆卸装置 分离油层 向乳浊液加入 NaCl 溶液后 利用分液漏斗分离出上面的油层 除去水分 向油层中加入无水硫酸钠水硫酸钠 24h 后过滤 得到玫瑰油 注意事项 蒸馏时间不能过短 温度不能过高蒸馏时间不能过短 温度不能过高 橘皮精油的提取橘皮精油的提取 橘皮精油的主要成分 柠檬烯 主要分布在橘皮中 石灰水 防止压榨时滑脱 提高出油率 降低压榨液黏稠度 过滤不堵塞筛眼 小苏打 硫酸钠 促进油和水的分离小苏打 硫酸钠 促进油和水的分离 用量分别为橘皮质量的 0 25 和 5 实验步骤 橘皮的处理 将新鲜橘皮用清水清洗沥干 石灰水浸泡 用 7 8 石灰水浸泡橘皮 24h 清水漂洗 浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净 沥干 粉碎和压榨 将橘皮粉碎 加入小苏打和硫酸钠后 用压榨机压榨得到压榨液 过滤压榨液 用布袋过滤 滤液再高速离心处理 分离出上层橘皮油 静置处理 将橘皮油在 5 10 冰箱中静置 5 7d 分离出上层澄清橘皮油 再次过滤 将下层橘皮油用滤纸过滤 滤液与上层橘