中学生百科知识讲堂 —生活中的生物技术 主讲：孙华月 钟振兴

同学们学习了近两年生物学知识了，了解生物学知识到底对我们的生活有什么意义呢？

生物技术发展史 石器时代的中国人和古埃及人用麦粉酿造啤酒 周代后期，我国人民制作酱和醋一直沿用至今。 16世纪，我国医生知道被疯狗咬伤可传染狂犬病。 18世纪，荷兰人列文虎克发明了显微镜。 1857年，巴斯德实验证明酒精发酵等发酵是由不同微生 物作用形成的 。 1897年，德国毕希纳发现了酶，揭开了发酵的奥秘。 1928年，弗莱明在青霉中发现青霉素。 1943年，青霉素得到可大规模生产的青霉素，在战争中挽救了无数人的生命。

生物技术发展史 1953年，沃森、克里克提出DNA双螺旋结构模型 20世纪50年代，利用微生物发酵生产氨基酸，实 现工业化 20世纪60年代，酶制剂产业出现。酶工程生产氨基酸、抗生素等。 20世纪70年代，科学家发明了体外DNA重组技术。以基因工程为核心，带动了现代发酵工业，酶工程，细胞工程的发展。

基因工程 基因工程就是生物学家对生物有机体或其他组成部分细胞内的遗传物质——基因进行加工。（在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合）

细胞工程 细胞工程是指从细胞水平上对生命的遗传物质进行重装，从而达到改造生物体的目的。

酶工程 酶工程是指利用酶催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的技术。

生物技术就在我们生活中

生活中的生物技术 主讲：孙华月 钟振兴

我们生活中有哪些与发酵技术有关？

酸奶与发酵 主讲： 钟振兴

发酵食品是指利用乳酸菌或曲菌制成的食品 发酵食品有着更为丰富的营养成分； 由于发酵的作用，食品中的蛋白质被有效降解，此类食品更易消化吸收。 由于大多数致病菌只适应中性偏碱环境，而发酵工艺产生的是酸性环境，所以发酵食品更耐贮存。 食用发酵食品还能获得几种人体必需但本身不能产生的氨基酸。

首先在于发酵工艺本身。在发酵过程中，总会有一些“副产品”伴随产生，如酿酒，会有甲醇和高级醇产生。 另一方面则是由生产者的直接造假导致的比如酱油的生产。 传统发酵食品多为小作坊式的生产，容易因工艺不稳定而无法保证食品安全。

它是以新鲜的牛奶为原料，经乳酸菌发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。 酸奶不但保留了牛奶的所有优点，而且某些方面经加工过程还扬长避短，成为更加适合于人类的营养保健品。

牛奶加入糖煮开 将容器消毒 冷却 20-30度培养一、两天 摇均加盖 加入酸奶 保温杯加盖8-10小时 完成

沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。 沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。

无氧条件 利用微生物——甲烷细菌 产生甲烷 甲烷燃烧可用于照明、发电。 沼渣是沼气发酵后残留在沼气池底部的半固体物质,含有丰富的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、钾和多种微量元素等，是一种缓速兼备的优质有机肥和养殖饵料。

发酵技术与日常生活—食品 发酵食品： 酸奶、馒头、面包、酱油、米酒、米醋等等 ……

发酵技术与日常生活—化工产品

发酵技术与日常生活—医药产品

酒精发酵与白酒 主讲： 孙华月

第一节 酒精发酵工艺学 原料 发酵机制 发酵工艺

一、酒精发酵原料 发酵原料主要采用淀粉质原料、糖质原料和纤维素原料。 淀粉质原料：80%发酵酒精由此生产，其中甘薯干占45%，玉米等谷物占35%。 （1）薯类原料：包括甘薯（北称红薯、地瓜，南称山芋、番薯，主要薯类原料）、木薯（南方热带、亚热带）、马铃薯（西北少数地区，苏联，东欧各国） （2）谷物原料：玉米、小麦、高粱、大米等，也称粮食原料，其中玉米小麦常用

糖类原料：糖蜜，甘蔗、甜菜、甜高粱等 很少用，多用来制糖。生产酒精工序简单，成本较低。

纤维质原料：含量非常丰富，由纤维素、半纤维素和木质素组成，较难降解。农作物纤维质下脚料，森林和木材加工工业下脚料，工厂纤维素和半纤维素下脚料及城市废纤维垃圾。 其他原料 ：薯渣、野生植物、乳清等

四、酒精发酵工艺 （一）淀粉质原料酒精发酵工艺 预处理 糖化剂制备 糖化剂 蒸 料 糖 化 发 酵 蒸 馏 酒 精 酒 母 酒母制备 原 料

制曲 霉菌 糖化 发酵 酵母菌 蒸馏

第二节 白酒生产 白酒的分类 大曲白酒 小曲白酒 麸曲白酒

白酒： 以谷物、薯类或糖分等为原料，经糖化、发酵、陈酿、蒸馏、勾兑制成的、酒精浓度大于20%（v/v）的一种蒸馏酒。

世界六大蒸馏酒： 白兰地（Brandy） 水果为原料酿制而成的蒸馏酒，“葡萄酒的灵魂”，法国干邑 威士忌（Whisky） 以粮谷（包括麦芽）为原料，以麦芽为糖化剂，经过糖化、发酵、蒸馏、后熟、勾兑制成的含有高酒精（38%-48%）和芳香性挥发物的蒸馏酒，苏格兰威士忌、爱尔兰威士忌、美国威士忌 伏特加（Vodka） 俄国烧酒，传统方法是用黑麦为主要原料，混加20%的大麦，大麦芽做糖化剂，发酵蒸馏而成。现在的工艺主要是用高纯食用酒精兑水稀释，经木炭或活性炭（吸附不良风味杂质，酯化作用改善酒的香气和口味）处理。

朗姆酒（Rum） 甘蔗，甘蔗糖蜜→酒精发酵→蒸馏勾兑，含酒精40-45%。集中于世界甘蔗种植地区，牙买加、古巴、多米尼亚、菲律宾、阿根廷、秘鲁、毛里求斯等国家。 金酒（Gin） 由荷兰的莱顿大学名叫西尔维斯的教授制造成功的。最初制造这种酒是为了预防热带疟疾病，作为利尿、清热的药剂使用，利尿剂香气和谐、口味协调很快就被人们作为正式的酒精饮料饮用。怡人香气主要来自具有利尿作用的杜松子，也叫杜松子酒。 中国白酒（China distilled liquors）

我国名白酒简介 全国八大名酒: 贵州茅台；山西汾酒；四川泸州老窖特曲酒；陕西西凤酒；四川五粮液；四川全兴大曲酒；安徽古井贡酒；贵州遵义董酒

一、白酒的分类 按糖化发酵剂分类 大曲白酒：大麦小麦豌豆为原料，压成砖块曲胚，微生物自然生长。茅台大曲、泸州大曲、洋河大曲、汾酒大曲 小曲白酒：酒药，药小曲，药饼，根霉、毛霉、酵母。厦门白曲、贵州散曲、四川糠曲 麸曲白酒：麸曲为糖化剂，纯种酵母培养物为酒母。

按香型不同分为 酱香型白酒：又称茅香型，代表：茅台酒 （高沸点羰基化合物和酚类化合物，香而不艳，空杯留香，口味绵长） 浓香型白酒：又称泸香型，代表：泸州老窖（乙酸乙酯，丁酸乙酯） 酱香型白酒：又称茅香型，代表：茅台酒 （高沸点羰基化合物和酚类化合物，香而不艳，空杯留香，口味绵长） 清香型白酒：又称汾香型，代表：汾酒 （乙酸乙酯，乳酸乙酯，清香、味纯、淳厚甘润） 米香型白酒：又称密香型，代表：桂林三花酒（β-苯乙醇和乙酸乙酯。蜜香，甘爽）

按酒度不同 高度白酒：酒度 41-65º 低度白酒：酒度 40º以下

按提酒方式分（所有酒类） 发酵原酒：如啤酒、黄酒、葡萄酒等，不需蒸馏 营养好，产生了各种有机酸、醇、酯、氨基酸等营养物质 蒸馏酒：用蒸馏法取的酒液，白酒 配制酒：用蒸馏酒或食用酒精配以香料、药材制成 如：药酒，参酒，鹿龟酒…… 山西竹叶青

二、大曲白酒生产 高粱 固态发酵 蒸馏 储存陈酿 勾兑 大曲 1.大曲制作 2.大曲中主要微生物及其作用 3.大曲白酒的生产

1、大曲的制作 大曲是以小麦或大麦和豌豆为原料，经破碎、加水拌料、压成砖块状的曲胚后，在人工控制条件的温度和湿度下发酵培养，风干制成的。

高温大曲： 制曲最高品温60℃以上→酱香型，茅台 偏高温大曲： 制曲最高品温50-60℃→浓香型（五粮液、洋河、泸州老窖） 中温大曲： 制曲最高品温<50℃→清香型大曲酒，汾酒，少数浓香型大曲酒（古井贡酒）

大曲操作要点 ①小麦磨碎：要求小麦颗粒整齐、无霉变、干燥。 ②拌曲料 ③踩曲（曲胚成型）：用压曲机压成砖状形（ 松而不散）。 ④曲的堆积培养：可分堆曲、盖草洒水、翻曲、拆曲四步。（主要调节曲的温度和湿度）

（二）大曲中主要微生物及其作用 （1）酵母 起酒精发酵作用，酵母属、汉逊酵母属 有霉菌、酵母和细菌 1．中温大曲中的主要微生物 （1）酵母 起酒精发酵作用，酵母属、汉逊酵母属 （2）霉菌 起分解蛋白质和糖化作用，根霉属、毛霉属、曲霉属、红曲霉属、犁头霉属和白地霉属。 （3）细菌 具有分解蛋白质和产酸能力，有利于酯的形成 中温大曲中的微生物成曲糖化力和发酵力较高，但液化力和蛋白质分解力较弱。

三、小曲白酒的生产 小曲白酒是以大米、高粱、玉米为原料，小曲为糖化发酵剂，采用固态或半固态发酵，再经蒸馏并勾兑而成。桂林三花酒、广西湘山酒、广东长乐烧、广东豉味玉冰烧酒等都是著名的小曲酒。

纯种培养的小曲主要微生物是根霉和酵母。小曲中的微生物主要有霉菌、酵母和细菌三大类。霉菌一般有根霉、毛霉、黄曲霉、黑曲霉等，主要是根霉。酵母有啤酒酵母、假丝酵母、汉逊酵母等。细菌有醋酸菌、丁酸菌及乳酸菌等。

操作要点 （1）浸米：大米加水浸泡， 约为2-3h，冬季约为6h。浸后滤干备用。 （2）粉碎：用粉碎机粉碎米粉，其中放出1/4，用180目的筛分出85kg细米粉作裹粉用。 （3）制坯：每批用米粉15kg，添加草药粉13%、曲母2%，水60%左右，混合均匀，制成饼团、压平，切成2cm大小之颗粒，用竹筛筛同成酒药坯。曲母：指上次制药小曲时保留下来的一小部分酒药。 （4）裹粉：5kg细米粉+0.2kg曲母粉混匀，作裹粉。

（5）培曲 前期：酒坯入曲房后，室温宜保持28-31℃，培养经20hr左右，霉菌繁殖旺盛，此时品温一般为33-34℃，最高不得超过37℃。 中期：24hr后，酵母开始大量繁殖，室温应控制在28～30℃，品温不得超过35℃，保持24hr。 后期：为48hr，品温逐步下降，曲子成熟，即可出曲。 出曲：曲子成熟即出房，并于烘房烘干或晾干，贮藏备用。 （6）质量要求： 感官鉴定：外观带白色或淡黄色，要求无黑色、质松，具有酒药特殊芳香。

家庭酿酒 提问（1）： 酒药(即酿酒用的酵母）里有哪些微生物？在酿酒中起什么作用？ （2）酒药为什么要与米混合均匀？ （3） 发酵后米饭表面的绒毛是什么？ （4）如果酿酒的时间拖长，味道会发生什么变化？ （5）同学在酿酒的过程中注意了哪些问题？

回答： （1）酒药中有曲霉、毛霉、酵母菌等微生物。可用米饭作为原进行酒精发酵，产生酒精。 （2）酒药与米饭混合均匀的目的是使酒药生物更充分地利用米酒作为原料，加快发酵的速度。 （3）米饭表面的绒毛是霉菌的菌丝。 （4）如果酿酒的时间拖长，有更多的糖被酵母菌发酵产生酒精，所以米酒的甜度会减少，酒味变浓 。 （5）注意酒药的质量和米饭充分均匀混合，温度不能太高，适宜的温度，米饭要煮熟煮透等。

小结： 酿酒时酒药与米饭充分混匀，酒药的质量要合格，发酵的温度要适宜，创造无氧的环境。

提前预祝我和大家在即将到来的生物会考中取得优异成绩！！ 最后，希望大家将我们两年所学的生物知识使用于日常生活中，做到学以致用。 提前预祝我和大家在即将到来的生物会考中取得优异成绩！！