葡萄酒、泡菜、酸奶、啤酒实验
生05 边晔 2010030026
周四班
同组成员：徐竞
实验时间 2012年10月，11月
一、 实验目的
1. 了解固定化细胞技术的方法和意义；
2. 了解酵母发酵产生啤酒、葡萄酒的过程；
3. 学习酸奶和泡菜的制作方法；
4. 了解纯种发酵和传统发酵在无菌操作方面的差别。
二、 实验原理
1. 葡萄酒
葡萄酒是通过在葡萄汁中加入酵母发酵而得的，具体的过程是酵母把葡萄汁里的糖分分解成酒精和二氧化碳，还有一些有利于酵母生长的其他物质，如酯类。酵母从何而来，我们平常留意一下所吃的水果葡萄的皮表面，就发现有一层白的像霜一样的东西，也像蜡，其主要成分是油酸，有细菌在上面生长，这种细菌，就是野生的天然酵母。在葡萄被破皮、混合、压榨后，有部分的天然酵母被溶到果汁中，有合适的温度，就会发酵。这部分天然酵母其实有很多类型，各具特点，有的能耐发酵的高温，有的能分离出鲜明的果香。
2. 泡菜
泡菜中有丰富的活性乳酸菌，它可抑制肠道中腐败菌的生长，减弱腐败菌在肠道的
产毒作用，并有帮助消化、防止便秘、防止细胞老化、降低胆固醇、抗肿瘤等作用；泡菜中的辣椒，蒜、姜、葱等刺激性作料可起到杀菌，促进消化酶分泌的作用。
3. 啤酒
啤酒生产过程：分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。
固定化技术：就是将生物酶或细胞固定在一定的基质上，比之传统的方法，具有能多次使用菌体的特点。
包埋法：固定化技术的一种。是将微生物细胞均匀地包埋在水不溶性载体紧密结构中，细胞不易漏出。由于在制定固定化细胞时，细胞和载体不起任何反映，细胞处于最佳生理状态；同时固定化细胞有载体为屏障，可避免外界不利因素的影响，因此能迅速增殖，结果单位体积内的酵母数比通常液体培养的高。增殖酵母凝集在凝胶表面形成浓厚的菌体层，因此酵母能迅速与基质接触，从而缩短周期，提高啤酒的产量。
4. 酸奶
新鲜酸奶里含有大量的乳酸菌（每ml含40亿活菌以上），可以使肠胃中的有益菌增加，抑制有害菌成长，降低毒素产生的机会，有利于改善便秘现象，因此能强化肠胃消化吸收功能。本次实验中使用电磁炉加热和用成品酸奶作为菌源来来制作酸奶。
三、 实验仪器、材料和用具
食盐，糖，姜，辣椒，水萝卜，胡萝卜，大白菜，莴笋，泡菜坛子；
啤酒酵母，100ml麦芽汁(8%~10%)，2.5%海藻酸钠溶液5ml，1.5% CaCl250ml，0.9%生理盐水50ml，灭菌；
市售三元鲜牛奶，酸奶，糖，一次性塑料杯。
新鲜葡萄若干，搅拌机，纱布。
无菌滴管；无菌玻璃棒；无菌封口膜封好的100ml三角瓶；
冰箱；恒温培养箱；电磁炉（含锅和勺子）；吸管若干支。
四、 实验步骤
1. 泡菜制作
将蔬菜洗净切好后放入泡菜坛中，加入盐3、6%，糖3、6、9%的凉白开水溶液，高浓度盐
水封盖口（每2天检查水位）室温发酵2周，品尝。
2. 酸奶制作
直接往经过巴氏消毒的市售三元牛奶中加入约6%(w/v)白糖，加热到70-80 ℃到溶解后，冷却到45 ℃以下不烫手后加入约5%市面上销售的三元酸奶，摇匀，分装到纸杯。用洁净的白纸将纸杯口盖住，42℃进行发酵培养12小时。置于冰箱或冰水中数小时，待冷却老熟后便成酸奶，品尝。
3. 啤酒制作
菌体培养：将培养24h 的新鲜斜面菌种，接种于三角瓶中培养；
细胞固定化：在5mL海藻酸钠溶液中，加入2ml 预热至35℃的酵母培养液,混合均匀，以无菌滴管吸取混合液，滴管口离液面5cm以上，缓慢而稳定滴加到CaCl2溶液中，即可得到直径约3mm左右的凝胶珠；全部滴入，钙化30min；
装瓶和发酵：在无菌玻璃棒帮助下倒掉CaCl2 溶液，倒生理盐水于制得的固定化好的酵母细
胞的瓶子中，洗一次凝胶珠，将100mL发酵培养基（麦芽汁）倒入制得的固定化小球的瓶子中，25℃静止培养36小时；放置4 ℃冰箱中保存。
品尝：观察瓶中是否有霉菌，是否有酸味或其他怪味。
4. 葡萄酒制作
在尽量无菌条件下，将各种新鲜成熟的酿酒葡萄样品去除青籽及腐烂籽，去梗及搅拌机破碎。葡萄取200 mL葡萄浆置于无菌三角瓶（开水烫洗）中，使糖含量160-220 g/L，并将剩余的葡萄皮及葡萄籽加入其中，随后加入亚硫酸使其有效的SO2含量为60 mg/L抑制杂菌生长，调节pH为3.6，混匀，用封口膜密封，置室温下自然发酵。一共有6个三角瓶。一部分的葡萄浆中使用的是白葡萄，一部分使用的是带皮的红葡萄。6个三角瓶分别是：
1号瓶（糖和酵母）均含有的葡萄浆。
2号瓶加入糖
3,4,5号瓶不加糖
6号瓶是仅仅含有酵母的对照组。
两天进行一次拍照和称重。
到重量稳定时可以停止发酵，用4-6层新纱布过滤即可饮用。
五、 实验结果与讨论
1. 泡菜
图1 泡菜照片
可能是发酵时间比较长，个人感觉还是很酸的（我对酸不太耐受）。整体颜很鲜艳，萝卜
有些发软，口感不是太好。白菜还是较脆的，还有一点辣味。不同盐浓度的差别明显，6%的明显咸了。糖的浓度还是高一点的味道更好。气味很冲，我把泡菜打包在塑料袋中，不论走到哪都能闻到一股泡菜味。拿到家，父母也表示发大发了，酸味太冲。当时看到有很多泡菜没吃完就倒掉了，感觉还是有点浪费的。
2. 葡萄酒
表一 葡萄酒称重
编号 | 10月25日 | 10月29日 | 11月2日 | 11月4日 |
1号瓶（糖和酵母） | 179.9650g | 170.7056g | 168.3974g | 168.2864g |
2号瓶（糖）制作葡萄酒的过程 | 195.6177g | 195.3408g | 194.5382g | 194.1452g |
3号瓶 | 192.7079g | 191.9525g | 190.8548g | 186.2261g |
4号瓶 | 182.1454g | 181.3368g | 180.3081g | 179.8698g |
5号瓶 | 176.2012g | 175.6032g | 174.8652g | 174.5626g |
6号瓶（对照组） | 188.5178g | 181.7948g | 181.5332g | 181.4569 |
图2 11月2日葡萄酒拍照
图3 11月4日葡萄酒拍照
注：网络学堂只见两张照片
图4葡萄酒重量变化曲线
分析：
由上图可以看出，随着发酵时间的增加，葡萄酒的整体重量呈下降趋势。这是因为葡萄糖厌氧发酵产生乙醇和二氧化碳，而后者作为气体溢出，导致整瓶质量下降。由于发酵过程中没有补充营养物质，所以随着发酵的进行，糖不断被消耗，使得酵母生长代谢变慢，最后趋于
平缓。随着糖分的耗尽，发酵停止，总重量基本不变。
对比各个曲线可以看出，2号瓶（加糖）的发酵期相对更长，但由于整体发酵速度较慢而曲线斜率不大，所以看起来不好区分。但从理论上来讲，糖的含量越多，发酵的时间应该越长，而最后酒精的含量也就越多，酒味越浓，而结果确实如此。可以设想，如果发酵时间再延长几天，区别会更加明显。1号瓶（加糖和酵母）与其它几条曲线有明显区别，刚开始的时候发酵速度很快，曲线斜率较大。这应该是因为加了酵母的缘故，于是有更多的微生物进行厌氧发酵，发酵速度较快。理论上讲，1号瓶不仅发酵底物多，而且发酵速度快，所以乙醇应该最多，酒味最浓。
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