酸奶的制作及温度的影响

绿翠中学陈夏君酸奶的制作及温度的影响5-1酸奶的制作及温度的影响摘要：准备好器材，将实验分成六组，探究温度对酸奶形成的影响。根据结果进行讨论后，得出结论。关键词：酸奶牛奶发酵乳酸菌温度时间一、探究背景乳酸发酵使食物中的蛋白质初步分解，提高了人体对蛋白质的利用率，从而明显提高了食物的营养价值。特别是酸奶，还有预防肠胃病、克服乳糖不适症、促进少年儿童发育的功效。酸奶是乳酸杆菌和嗜热链球菌在鲜奶中发酵的产物。在发酵中，这两种细菌（以下简称乳酸菌）利用分解鲜奶中的蛋白质及糖所得的养料快速生长，并产生乙醛、双乙醛、乳酸使酸奶具有特殊的香味。温度是影响发酵的重要因素，酸奶发酵最适宜的温度条件是什么？在其他不适宜的温度条件下，酸奶是否可以形成？为什么？不能形成酸奶是由于乳酸菌繁殖太慢，还是不能存活？希望找到这些问题的答案，我设计了本实验。二、项目设计目的1.通过做此探究，希望证实温度条件对酸奶发酵的影响。2.通过对发酵温度和时间的控制，研究乳酸菌存在及繁殖的温度条件。3.锻炼动手能力、提高思维能力、培养对科学探究的兴趣。三、项目内容此探究实验不仅探究了酸奶的制作，同时在此基础上探究在不同的温度状态下酸奶的发酵状况。本次实验分六组进行，另外一组空白，在低温下、常温下、高温下等情况的加入菌种的纯牛奶（以下称混合奶），观察他们在保温、常温及低温下保存时，不同时间和改变条件使得发酵状况，找出最适合酸奶发酵的温度，分析温度对乳酸菌的生存和繁殖的影响规律。四、课题研究的时间、地点绿翠中学陈夏君酸奶的制作及温度的影响5-21.时间：2006.42.地点：家五、设计过程1.提出方案用酸奶作菌种，加入纯牛奶中发酵制作酸奶，分六组在不同温度条件下进行实验：①在室温下混合菌种和鲜奶，在室温下放置，观察是否有酸奶生成，验证室温是否适合酸奶的发酵。②在45℃下混合菌种和酸奶，室温存放，观察酸奶是否生成。验证在对酸奶发酵（乳酸菌生长）适宜的温度45℃后下降到不适宜的室温时，酸奶可否形成。③在45℃下混合菌种和酸奶，保温存放，观察酸奶是否生成，验证45℃是否适合酸奶发酵（乳酸菌生长）。④在45℃下混合菌种和酸奶，4℃冰箱中存放，观察酸奶是否生成，验证在对酸奶发酵（乳酸菌生长）适宜的温度45℃后下降到不适宜的温度4℃时，酸奶可否形成。观察②③④是否生成酸奶，比较室温、45℃、4℃生成速度，验证发酵速度和温度的关系。⑤⑥在煮沸时，95-100℃下混合菌种和酸奶，45℃保温存放，为验证高温是否会破坏乳酸菌，一个样品混合后立即冷却，另一个样加热煮沸30分钟再冷却，观察酸奶生成情况。⑦空白样：将不加菌种的纯牛奶在45℃左右保温放置，看3小时、10小时及更长时间是否有酸奶形成，与加入菌种的混合奶对照。如果以上样品（①②④）在10小时内仍未形成酸奶，则将温度改变为最适宜的45℃，保温存放，如果与③相似（含乳酸菌的纯牛奶在适宜的温度下发酵），说明乳酸菌未受到破坏；如果与⑦（未加乳酸菌）的情况接近，说明乳酸菌已受到破坏。2.实验准备（1）任意品牌酸奶100ml（200ml燕塘酸奶半瓶）（2）纯牛奶（蒙牛纸盒纯牛奶1kg）（3）约200毫升有盖的广口玻璃容器7个，并标好序号（4）温度计，保温装置(衣物或棉被，“热水瓶”，塑料盆)，保鲜膜（5）电饭锅，搅拌棒绿翠中学陈夏君酸奶的制作及温度的影响5-3（6）台秤3．设计流程（1）将需要使用的容器和器具用自来水洗净，再在水中煮沸30min消毒一遍。（2）称量纯牛奶100g倒入容器①中，在另外称取10g酸奶倒入，搅拌均匀后盖上保鲜膜，拧紧瓶盖，置于常温（约25℃）下。（3）将剩余的纯牛奶放入沸水中加热6～10分钟取出，冷却至约50℃；分别称取100g纯牛奶，45℃时加入10g酸奶于容器②，③，④号中，搅拌后盖上保鲜膜，拧紧瓶盖。将②号混合奶置于保温条件下，温度条件控制在35～45℃；将③号混合奶置于常温条件下（约25℃）；将④号混合奶置于冰箱中（约4℃）。（4）⑤⑥号奶在沸腾时混合，搅拌后盖上保鲜膜，拧紧瓶盖。⑤号奶搅拌后立即取出，降至45℃左右后保温；⑥号奶在95～100℃的沸水中恒温30min后，取出，温度降至45℃后，置于保温条件下，温度条件控制在35～45℃。※注意：1.容器消毒不要用消毒液，因为如果冲洗不干净，会杀死乳酸菌，使发酵失败。加热消毒是最安全的方法。2.倒奶时应将纸盒上的水珠擦去，以防漏入混合奶中。3.在测量温度时，应避免温度计玻璃泡与容器壁碰撞摩擦（易损坏温度计）。六、实验结果及分析下表为实验的条件和结果，从表中我们可以看出在各温度和时间条件下酸奶是否生成，从而判断在实验温度条件下对酸奶发酵及乳酸菌的影响：1．当纯牛奶与菌种在室温混合并放置时(样①)，混合奶短时间（10小时）内不能形成酸奶，室温下继续放置24小时，升温至45℃保温后可形成酸奶；说明室温下乳酸菌对牛奶的作用很慢，但并未受到破坏，依然存在，发酵时间适当延长（24小时）或温度改变为适合的温度（45℃保温），发酵便会进行下去（与③相似）。2．45℃下与菌种混合的牛奶，保温放置时(样③)可在短时间（3小时）可形成酸奶，是实验中发酵速度最快的一组，因此45℃左右是实验中酸奶发酵的适宜温度；表：加有菌种的奶在不同温度条件下发酵的结果绿翠中学陈夏君酸奶的制作及温度的影响5-4序号①号混合奶②号混合奶③号混合奶④号混合奶⑤号混合奶⑥号混合奶温度条件常温混合常温放置45℃混合常温放置45℃混合保温放置45℃混合4℃放置95-100℃混合，降到45℃保温放置95-100℃混合，降到45℃保温放置实验现象及结果3小时后液体状（未形成酸奶）略稠的液体状（开始形成酸奶）半凝固状，表面洁白光滑，有乳清（淡黄色透明液体）析出(酸奶形成)液体状（未形成酸奶）液体状（未形成酸奶）液体状（未形成酸奶）10小时后液体状（未形成酸奶）半凝固状，表面洁白光滑，有乳清（淡黄色透明液体）析出(酸奶形成)同上液体状（未形成酸奶）液体状（未形成酸奶）液体状（未形成酸奶）升至45℃保温3小时有凝固物，有乳清（淡黄色透明液体）析出(酸奶形成)同上同上有凝固物，有乳清（淡黄色透明液体）析出(酸奶形成)有凝固物，有乳清（淡黄色透明液体）析出(酸奶形成)液体状（未形成酸奶）3．45℃下与菌种混合的牛奶，常温（25℃）下放置时(样②)3小时不足以形成酸奶，需要的时间稍长（10小时）。与常温混合常温保存的样①相比（10小时不足以形成，要24小时或升温至适宜的45℃时才开始有酸奶形成），发酵速度快许多，这可能是由于在纯牛奶与菌种混合时的温度为乳酸菌繁殖的适宜温度，在温度下降至室温前这段时间乳酸菌大量繁殖，所以在降至室温时，样②比样①含有更多的乳酸菌，可以在更短的时间内形成酸奶。4．45℃下与菌种混合的牛奶，低温（4℃）放置时(样④)短时间（10小时）不可形成酸奶，升温至45℃保温后可形成酸奶。说明低温（4℃）下乳酸菌对牛奶的作用很慢，与样②相比，虽然两者开始时条件相同（45℃下与菌种混合）,而且当它们的温度自然降至室温时，两个样品中的乳酸菌数目等条件是基本相同的，但在室温存放的样②在10小时开始有酸奶产生时，在较低的4℃存放的样④无酸奶生成，说明较低温度下发酵的速度较慢。在0-50℃范围内，发酵速度的顺序为：45℃（适宜温度）20℃（室温）4℃（低温）。5．样④在4℃时10小时（甚至更长时间入24小时）仍无酸奶生成，但当样品温度改变为适合的温度（45℃保温）时，即在与样③(乳酸菌完好无损)同样的时间内生成酸奶，说明低温（4℃）不会破坏乳酸菌，只是乳酸菌分解牛奶的速度降低，一旦有适宜的条件(45℃绿翠中学陈夏君酸奶的制作及温度的影响5-5保温),发酵便正常进行下去（与③相似）。6．95～100℃下与菌种的牛奶，混合后立即降温到适宜温度45℃后保温（样⑤），在10小时内不能形成酸奶；但当延长保温时间3小时后，混合奶有凝固物，有乳清析出。说明高温可以破坏乳酸菌，以致前10小时不能形成酸奶；但由于时间短，乳酸菌没有完全杀死，所以在后来在适宜温度下，经过较长的时间可以形成酸奶。而混合后煮沸半小时的牛奶（样⑥），再降温到适宜温度45℃后保温，20小时仍未形成酸奶，说明乳酸菌受到严重破坏。所以说，加入菌种的牛奶在0～45℃范围内，并且其他条件相同时，温度越高，发酵速度越快。加入菌种的牛奶在45℃以下，虽然发酵缓慢，但是乳酸菌没被破坏，在一定的时间下，可形成酸奶。高温（95～100℃）下加入菌种的牛奶，在短时间沸腾，乳酸菌没被完全破坏，较长时间后可形成酸奶。而煮沸30分钟后，酸奶在适宜温度45℃左右很长时间内都难以生成，说明长时间的高温（95～100℃）严重破坏乳酸菌，难以形成酸奶。七、结论1．在50-0℃的温度范围，温度越低，发酵速度越慢。2.在50-0℃的温度范围，低温并不破坏乳酸菌，温度适宜时仍以正常速度形成酸奶。3.在较高温度下（95～100℃）乳酸菌受到破坏，温度适宜时需较长时间形成酸奶。4.在长时间高温度下（95～100℃）乳酸菌被严重破坏，难以形成酸奶。八、收获和体会1、通过此次实验，证实了温度条件对酸奶发酵的影响、乳酸菌存在及繁殖的温度条件。2、通过对希望了解的规律设计并实施实验，学习科学研究的基本方法，认识到其实科学研究并非高不可攀。3、通过对实验现象的观察、对比、分析，锻炼了观察及分析能力，增强了对科学探究的兴趣。九、建议与对策希望能够在生物探究中采取此实验，希望学生做点此类型的探究，让我们自己动脑动手，设计和改进实验，开拓思维。