研究性學習 酸奶的制作及其原理的探究

合肥168中學研究性學習年級：2013級班級：21班2014年8月 目錄·中學研究性學習開題評價表·中學研究性學習開題報告·中學研究性學習活動過程評價表（1-5）·關于酸奶制作及其原理探究的資料搜集報告·中學研究性學習結題評價表·中學研究性學習結題報告·中學研究性學習成績評定表中學研究性學習開題報告課題題目酸奶制作及其原理探究指導教師李課題組成員``````課題背景說明酸奶作為保健飲品，不僅含鈣量高、營養(yǎng)成分豐富，而且易消化，可降低膽固醇。但乳酸菌究竟是如何發(fā)揮作用的卻是我們一直不曾解開的難題。正值學校開展研究性學習活動，為我們拓寬視野、開拓創(chuàng)新提供了廣闊的空間，對現(xiàn)實生活中的科學的渴求和興趣使我們開始了這項研究性課題。面對一個未知的領域，我們充滿了幻想與希望。相信在指導老師的帶領下，我們會成功地完成這項課題，從而解開成長中的一個個問號。研究課題的目的1.了解酸奶制作的一般工藝。2.掌握酸奶制作過程中乳酸菌的具體作用以及發(fā)酵條件。3.初步事件發(fā)酵過程。研究課題涉及的相關學科生物化學研究方法查閱有關資料詢問老師行動研究任務分工：負責安排組織活動的開展；撰寫開題結題報告。：查找資料請教老師：實驗操作。：操作實物。實驗步驟1）洗凈粗口玻璃瓶或瓷瓶(罐頭瓶因口太大易發(fā)生雜菌污染不能使用)，裝滿牛奶，用潔凈的雙層塑料膜蓋蓋住瓶口，并用線繩捆好，線繩捆扎要松，因在加熱過程中瓶內(nèi)會產(chǎn)生很多蒸汽，如捆扎太緊，薄膜就會鼓破，易發(fā)生污染。2）把裝有牛奶的玻璃瓶放入鍋內(nèi)煮沸30分鐘，水浸沒牛奶面為宜，不要蓋鍋蓋，然后取出冷卻到手背觸及不燙手時即可。3）倒人2％～4％的市場銷售的新鮮純酸奶，如佳寶牌純酸奶，勤農(nóng)牌純酸奶等。加入買來的酸奶后立即把塑料膜扎緊，以保證瓶內(nèi)的無氧環(huán)境。4）室溫下10小時后（夏季30℃以上的室溫即可），鮮奶乳凝如同豆腐腦，酸奶即成。5）把酸奶瓶放入0～5℃的冰箱中冷藏2～4小時，即可食用?；顒舆M度與計劃第一階段：選題階段（7.3-7.4）通過老師提供的課題和自己喜歡的課題，選擇適合自己的課題，與他人組成研究小組。第二階段：開題階段（8.1-8.3）查找有關資料，了解相關的制作方法，購買所需要的用品和材料。第三階段：研究階段（8.4-8.6）進行對照試驗，找出制作酸奶的最佳方法，并記錄下來。第四階段：結題階段（8.7-8.10）將得出的方法和結論通過組員的商討，將最后結果和方法整理成文，做成研究報告。注意事項所用菌種酸奶不可以用加入果料的，更不可用果味酸奶。牛奶加熱的溫度如過高，會殺死酸奶中的乳酸菌造成發(fā)酵失敗，如溫度過低又會造成發(fā)酵緩慢，以摸著不燙手為度。不可用電飯鍋的保溫檔進行發(fā)酵，因為保溫的溫度過高，保溫發(fā)酵時，電飯鍋必須斷電。如果在冬天制酸奶，可以把瓷杯放在暖氣上發(fā)酵。發(fā)酵容器用帶蓋瓷杯最好，硬塑料杯子也可，但如杯子質(zhì)量不過關的話，加熱消毒時容易變形。蓋子很重要，乳酸菌是厭氧菌，無氧環(huán)境更有利于發(fā)酵。容器消毒最好不用消毒液，因為如果沖洗不干凈，會殺死乳酸菌，使發(fā)酵失敗。加熱消毒是最安全的方法。有抗奶（含有抗生素）或還原奶（用奶粉還原成的牛奶）都不適合作制作酸奶的原料成功的酸奶呈半凝固狀，表面潔白光滑，沒有乳清（淡黃色透明液體）析出，聞之有奶香味，如不怕胖又喜歡甜食，可在吃前加砂糖。不可在發(fā)酵前放糖。自制酸奶保質(zhì)期為2～3天。可行性分析這個話題非常貼近生活，大家都對它有著濃厚的興趣。所以大家的積極性和熱情都很高，都會盡自己最大的努力投入到這個課題的研究中。大家會相互分工，相互合作，工作開展的會異常順利。這個課題的實踐操作比較簡便，也有老師的指導?？赡艽嬖趩栴}1.手工制作的酸奶太過粘稠。2.接種量過多，酸度過高。3.發(fā)酵時溫度要適宜，溫度過低不利于乳酸菌充分繁殖，溫度過高乳酸菌會被殺死。預期結果1．我們了解了酸奶的益處和美味，并鼓勵其他同學也喝酸奶。2.我們粗略研究出了酸奶機的工作原理。3.我們觀察到了酸奶機的工作過程。4．我們可以自己動手做酸奶，并學會做各種口味的酸奶。關于酸奶制作及其原理探究的資料搜集報告酸奶是以新鮮的牛奶為原料，經(jīng)過巴氏殺菌后再向牛奶中添加有益菌（發(fā)酵劑），經(jīng)發(fā)酵后，再冷卻灌裝的一種牛奶制品。目前市場上酸奶制品多以凝固型、攪拌型和添加各種果汁果醬等輔料的果味型為多。酸奶不但保留了牛奶的所有優(yōu)點，而且某些方面經(jīng)加工過程還揚長避短，成為更加適合于人?？崭箷r胃內(nèi)的酸度大（PH值2），乳酸菌易被胃酸殺死，保健作用減弱。飯后2小時左右，飯后胃也被稀釋，胃內(nèi)的酸堿度（PH值上升到3-5）最適合乳酸菌生長（適宜乳酸菌生長的PH值為5.4以上）。因此，這個時候是喝酸奶的最佳時間。高溫不僅會殺死酸奶中的乳酸菌，而且會使酸奶變性形成小沉淀，大大降低了酸奶的營養(yǎng)和風味。夏天酸奶可以直接飲用，冬天可以將酸奶放置水溫不超過30℃的溫水中，待不冰冷時喝即可。酸奶的發(fā)酵過程使奶中糖、蛋白質(zhì)有20%左右被水解成為小的分子（如半乳糖和乳酸、小的肽鏈和氨基酸等），奶中脂肪含量一般是3%-5%。經(jīng)發(fā)酵后，乳中的脂肪酸可比原料奶增加2倍，這些變化使酸奶更易消化和吸收，各種營養(yǎng)酸的利用率得以提高。酸奶由純牛奶發(fā)酵而成，除保留了鮮牛奶的全部營養(yǎng)成分外，在發(fā)酵過程中乳酸菌可以一產(chǎn)生人體營養(yǎng)所必須的多種維生素，如VB1、vb2、VB6、VB12等。同時酸奶具有豐富的營養(yǎng)價值好處作用：一是能將牛奶中的乳糖和蛋白質(zhì)分解，使人體更容易消化和吸收二是酸奶有促進胃液分泌、提高食欲、促進和加強消化的功效。三是乳酸菌能減少某些致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，因而具有防癌作用。四是能抑制腸道內(nèi)腐敗菌的繁殖，并減弱腐敗菌在腸道內(nèi)產(chǎn)生的毒素。五是有降低膽固醇的作用，特別適宜高血脂的人飲用。六是一般來說，無論是手術后，還是急性、慢性病愈后的病人，為治療疾病或防止感染都曾服用或注射了大量抗生素，使腸道菌叢發(fā)生很大改變，甚至一些有益的腸道菌也統(tǒng)統(tǒng)被抑制或殺死，造成菌群失調(diào)。酸奶中含有大量的乳酸菌，每天喝0.25-0.5千克，可以維持腸道正常菌叢平衡，調(diào)節(jié)腸道有益菌群到正常水平。所以大病初愈者多喝酸奶，對身體恢復有著其他食物不能替代的作用。對于久病初愈的人來說也是最需要的。酸奶除了營養(yǎng)豐富外，還含有乳酸菌，所以具有保健作用。這些作用是：1．維護腸道菌群生態(tài)平衡，形成生物屏障，抑制有害菌對腸道的入侵。2．通過產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸促進腸道蠕動及菌體大量生長改變滲透壓而防止便秘。3．酸奶含有多種酶，促進消化吸收。4．通過抑制腐生菌在腸道的生長，抑制了腐敗所產(chǎn)生的毒素，使肝臟和大腦這免受些毒素的危害，防止衰老。5．通過抑制腐生菌和某些菌在腸道的生長。從而也抑制了這些菌所產(chǎn)生的致癌因子，達到防癌的目的。6．提高人體免疫功能，乳酸菌可以產(chǎn)生一些增強免疫功能的物質(zhì)，可以提高人體免疫，防止疾病。含有大量活性菌的酸奶可以幫助改善乳糖不耐、便秘、腹瀉、腸炎、幽門螺桿菌感染等病癥。美國農(nóng)業(yè)部的人類營養(yǎng)學研究中心正在塔夫斯大學進行老年研究工作，研究員吉恩邁爾表示，酸奶不僅可以改善腸道環(huán)境，還可以提高機體免疫力。無獨有偶，臺灣的一項研究也發(fā)現(xiàn)，酸奶能提高某些消炎藥的治療效果。7.降低血壓：美國哈佛大學公共衛(wèi)生學院流行病學研究員艾爾瓦羅·阿良索博士介紹說，研究發(fā)現(xiàn)，在那些每天飲2—3份或更多酸奶的人中，高血壓的發(fā)病危險比那些不喝的人降低了50%。 功效：這種“牛奶因子”有天生的降血脂降膽固醇、阻礙人體對脂肪的吸收功能，而且酸奶中還含有一種乳酸，能有效的抑制腸內(nèi)腐敗菌的繁殖，抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生，促進腸子的蠕動，因而極具減肥瘦身價值。[我們之所以說酸奶是很好的減肥食品，是因為它富含的乳酸菌。乳酸菌進入腸道后，會增生雙歧桿菌，抑制有害菌的活動，令腸道環(huán)境得以改善，有效地治療慢性便秘的問題。同時，酸奶也是乳制品，乳制品中的鈣能減少甲狀腺激素的數(shù)量，而甲狀旁腺激素正是阻礙酵素的活動，令體內(nèi)脂肪燃燒的進程減慢。 瘦身作用：發(fā)酵后牛奶的蛋白質(zhì)還保留著，鈣的含量也沒有損失，酸奶還比其他的鈣源補鈣效果更好。最讓減肥女性們驚喜的是，燃燒脂肪的重要元素——B族維生素，在發(fā)酵后會增加。酸奶有很強的飽腹感，喝了特飽，而且營養(yǎng)也很豐富，既有碳水化合物，又有脂肪、蛋白質(zhì)，還有那么多種維生素，熱量也不高，所以在餐前喝一小杯，可以減少你的進餐量。甚至可以用酸奶來多代餐充饑。酸奶含有大量的活性乳酸菌和短鏈脂肪酸，可以促進腸道的蠕動，從而治療便秘，減輕體重。營養(yǎng)分析：1．酸奶能促進消化液的分泌，增加胃酸，因而能增強人的消化能力，促進食欲2．酸奶中的乳酸不但能使腸道里的弱酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成弱堿性，而且還能產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，對人體具有保健作用。2．酸奶中的乳酸不但能使腸道里的弱酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成弱堿性，而且還能產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，對人體具有保健作用。3．據(jù)墨西哥營養(yǎng)專家們說，經(jīng)常喝酸奶可以防止癌癥和貧血，并可改善牛皮癬和緩解兒童營養(yǎng)不良。4．制作酸奶時，某些乳酸菌能合成維生素C，使維生素C含量增加。5．在婦女懷孕期間，酸奶除提供必要的能量外，還提供維生素、葉酸和磷酸；在婦女更年期時，還可以抑制由于缺鈣引起的骨質(zhì)疏松癥；在老年時期，每天吃酸奶可矯正由于偏食引起的營養(yǎng)缺乏。6．酸牛奶能抑制腸道腐敗菌的生長，還含有可抑制體內(nèi)合成膽固醇還原酶的活性物質(zhì)，又能刺激機體免疫系統(tǒng)，調(diào)動機體的積極因素，有效地抗御癌癥，所以，經(jīng)常食用酸牛奶，可以增加營養(yǎng)，防治動脈硬化、冠心病及癌癥，降低膽固醇。附錄：酸奶的營養(yǎng)成分表(每100g)：營養(yǎng)成分表(每100g)：營養(yǎng)成分含量營養(yǎng)成分含量營養(yǎng)成分含量熱量(大卡)72胡蘿卜素(微克)0鋅(毫克)0.53碳水化合物(克)9.3硫胺素(毫克)0.03銅(毫克)0.03脂肪(克)2.7核黃素(毫克)0.15錳(毫克)0.02蛋白質(zhì)(克)2.5煙酸(毫克)0.2鉀(毫克)150纖維素(克)0膽固醇(毫克)15磷(毫克)85維生素A(微克)26鎂(毫克)12鈉(毫克)39.8維生素C(毫克)1鈣(毫克)118硒(微克)1.71維生素E(毫克)0.12鐵(毫克)0.4資料來源：百度百科中學研究性學習結題報告摘要：本文是我們小組經(jīng)過一周時間共同勞動的成果，具體闡述了我們對于酸奶制作及其原理探究這一課題的操作過程和原理分析。同時對于實踐中所存在的問題進行陳述，并對其進行實驗改進。關鍵詞：酸奶制作原理探究實驗改進實驗操作：首先，本身這是一個比較簡單的小實驗，但整個實驗的時間跨度較大，并且在相關變量的控制方面會有些吃力。這也就直接導致了整個實驗的完美性。比如說在溫度和糖的控制方面，這些對實驗都會有或多或少的影響。除此之外，整個實驗在某些方面也難以保證絕對準確，像是完全殺毒，確保在無氧條件下發(fā)酵等等。這對于我們普通的中學生而言，要做到確實是屬不易，可能需要借助一些更為專業(yè)的實驗儀器。當然對于我們而言，我們已經(jīng)通過自己的努力，品嘗到了美味可口的酸奶，已經(jīng)通過團結協(xié)作地做好了這次的研究性學習。或許，這才是一份成功。風味對比：自制酸奶與購買的酸奶之間的對比，我們幾個一致認為，在色澤上，自制酸奶明顯偏黃；在味道上，自制酸奶叫購買的酸奶而言會更甜；而在口感上，自制酸奶也過于黏稠?？傮w而言，自制酸奶與購買酸奶相比，確實存在一定差距，而且自制酸奶也難以做到各種各樣的口味。不過畢竟是我們第一次做這樣一個研究性的實踐，能夠較好地完成，我想就已經(jīng)很不錯了。實驗改進建議：1.原料鮮奶必須選用不含抗菌素，不含抗菌素，不含防腐劑，脂肪含量不超過0.03，非脂干物質(zhì)大于8盒裝酸奶的0.05，酸度小于0.0016的鮮牛奶為原料。2.加糖量一般控制在0.05與0.1之間。3.殺菌將稱重后的鮮奶按比例加入白糖3min，過濾。4.降溫，接種將煮沸過濾后的牛奶迅速降溫到38度后接入乳酸菌種。5..發(fā)酵，冷卻及成品抽樣檢驗接入乳酸菌種后的鮮牛奶裝瓶后及時封口在37度下發(fā)酵5小時。發(fā)酵后期隨時抽樣檢查半成品的酸度和凝固情況，酸度以0.58為佳。經(jīng)檢查確認酸度和凝固都達到要求即可停止發(fā)酵，小心取出先在室內(nèi)自然冷卻至室溫，再移入2至6度冰箱冷卻，可以防止發(fā)酵過度，有助于酸奶凝固。6.最后抽樣進行成品檢驗。感悟與體會：（組長）： 自制酸奶是一個比較簡單的生物實踐操作，雖然簡單，蛋對于我們這些常常‘沉溺’于書本知識而又很少自己實踐的中學生而言，既是一個挑戰(zhàn)又是一個新的學習機會。在這次實踐活動中，我與組員相互協(xié)作，較好地完成了酸奶制作這一實踐，同時也知曉了其中的原理。當然，也難免出現(xiàn)了許多問題。但幸好有我的組員，有了他們才使得我們成功完成這一任務，體驗其中的快樂。王：在整個研究性學習過程中，我們鍛煉了手腦結合的能力，激發(fā)了創(chuàng)造熱情。我們學會了團結合作。實驗讓我們學到了經(jīng)驗。我們充分利用互聯(lián)網(wǎng)這個學習工具擴大我們知識面，并且制作酸奶的成功給予了我們更多的自信和成就感，也品嘗到了美味可口的酸奶。孫：我們通過這次課題實驗研究活動，獲得了很多在課堂上學習不來的知識和文化，并因此培養(yǎng)了我們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，勇于探究的精神，提高了我們觀察、思考、總結等能力及學科學、用科學