高中生物选修一1.1 果酒和果醋的制作

葡萄美酒夜光杯欲饮琵琶马上催君若问酒何处来此功当属酵母菌专题1传统发酵技术的应用选修1果酒制作的原理(a).酵母菌是单细胞真菌，真核生物，细胞大小为1~30um，呈圆形、椭圆形等。(1)果酒的制作离不开酵母菌(b).酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖（出芽生殖、分裂生殖、孢子生殖），但多以出芽生殖进行。温度低时形成孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。(c).酵母菌大量分布于土壤中，以菌落形式存在。(d).酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中，如葡萄等。过程：母体芽体新个体一、基础知识(e).酵母菌是异养兼性厌氧微生物.在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。反应式为：在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。反应式为：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量(2)果酒制作原理什么叫发酵？•发酵概念：•广义：是通过微生物的培养来大量生产微生物菌体各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。•狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。•所以：发酵≠无氧呼吸。（3）发酵所需的适宜条件：厌氧制酒1.温度20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃。2.pH值4.0~5.8为最适pH值，在最低pH=2.5，最高pH=8.0时尚能生存，但生长极其缓慢而且容易死亡。3.充足的糖源喜欢葡萄汁等含糖量高的果汁。(f.)应用：做面包，馒头；酿酒。(1)制醋所用的醋酸菌果醋制作的原理a.醋酸菌的形态:从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，属原核生物，不形成芽孢，以分裂方式繁殖。b.醋酸菌的来源：土壤中分离醋酸菌或直接使用醋曲，也可尝试自然接种。一、基础知识若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式：C6H12O6→3CH3COOH2C2H5OH+O2→2CH3CHO+2H2O2CH3CHO+O2→2CH3COOH若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式：（2）果醋的制作原理醋酸菌是一种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，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。1.温度温度控制在30～35℃为适宜。2.氧气条件醋酸菌是好氧细菌，发酵过程中适时向发酵液中充气。有氧制醋(3)制醋发酵所需的条件1、制作果酒、果醋的实验流程图冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋挑选水果鉴定鉴定二、果酒和果醋的制作实验安排在9月或10月进行：正值收获季节，葡萄价格便宜，品种多样。此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好。温度适宜，发酵现象非常明显。2、发酵装置的设计（1）阅读教材3-4页，对A、B两同学的实验装置进行讨论：•A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上多层纱布，进行葡萄醋的发酵。来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌。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连接，其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。•B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？（2）对实验装置的改进•a、可用塑料瓶替换玻璃瓶，有利放气。b、家庭操作简便装置c、实验室操作简便装置3、实验操作中的注意事项(1)材料的选择与处理•选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。•①、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。•②、用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，为什么？）讨论：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。需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。①榨汁机要清洗干净，并晾干。②发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。(2)灭菌•讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？(3)榨汁将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。(4)发酵：发酵装置如图：•①将葡萄汁装人发酵瓶，要留大约1／3的空间(如图右图所示)，并封闭充气口。•②制葡萄酒的过程中，密闭，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过从出料口取样对发酵的情况进行及时的监测。•③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。思考1：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌能生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。思考2：其他微生物与酵母菌的关系是什么？竞争关系学习活动：讨论并完成思考1～2〖思考1〗在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？〖思考2〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入。无菌空气暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用；留有一定的O2，利于酵母菌繁殖。简述果酒、果醋制作的基本过程。①对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒。②取葡萄500g，用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多）③去除枝梗和腐烂的叶子。④榨汁后装入发酵瓶。⑤将发酵瓶置于适宜的温度（18～25℃）下发酵。⑦10天后，取样检验。⑧加入醋酸菌或醋曲，然后移至30－35℃条件下发酵，适时充气以制备葡萄醋。⑥简易装置12h天排气一次。（拧松瓶盖）1、如何检测果醋的制作是否成功？闻一闻有没有醋味尝一尝有没有醋酸观察菌膜的形成检测和比较醋酸发酵前后的pH值显微镜观察是否有醋酸菌存在三、课题成果评价2、如何检测果酒的制作是否成功？闻一闻有没有酒味尝一尝有没有酒精用显微镜观察酵母菌并用重铬酸钾检测是否有酒精【课题延伸】用重铬酸钾检测是否有酒精【原理】橙红色灰绿色重铬酸钾重铬酸钾与酒精反应【实验】发酵液对照组实验组H2SO4H2SO4重铬酸钾重铬酸钾酒精【结果分析与评价】•1、由于发酵作用，糖分大部分转变为CO2和乙醇。CO2排出越来越旺盛，使发酵液沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18～25℃；发酵过程中，色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。结果评价：葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。课题1果酒和果醋的制作1、发酵过程中，不会直接引起pH变化的是A．营养物质的消耗B．微生物呼出的CO2C．微生物细胞数目的增加D．次级代谢产物的积累C练习课题1果酒和果醋的制作练习2、酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是A.降低温度B.隔绝空气C.加缓冲液D.加新鲜培养基B3、在酿酒的过程中，温度对酒精的发酵过程起到重要的作用，应把发酵温度控制在：A0-10℃B25-35℃C18-25℃D40℃以上4、在酿酒和酿醋的过程中都要涉及各种微生物，在上述两个过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别？A前者有细胞结构，后者没有细胞结构B前者没有细胞结构，后者有细胞结构C前者有成形的细胞核，后者没有成形细胞核D前者没有成形的细胞核，后者有成形细胞核CC5、在制造葡萄醋时为什么要适时通过充气口充气：A醋酸菌的新陈代谢类型为自养需氧型B醋酸菌的新陈代谢类型为异养需氧型C醋酸菌的新陈代谢类型为自养厌氧型D醋酸菌的新陈代谢类型为异养厌氧型6、在果酒制作实验结束时我们要检测试验是否成功，通常用重铬酸钾来检测酒精的有无，原理是在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应是：A蓝色B砖红色C灰绿色D深紫并带金属光泽BC7、酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2:A．2/5A摩尔B．1/12A摩尔C．6A摩尔D．3A摩尔8、用重铬酸钾检验发酵液中是否有酒精生成，正确的操作为:A．先在试管中加入发酵液2mL，再滴加3滴重铬酸钾溶液B．先在试管中加入发酵液2mL，，再加人3mol×L－1的H2SO43滴，摇匀，再滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴C．直接将2mL重铬酸钾倒入发酵液中D．用试管取2mL发酵液放在酒精灯上加热，待温度降至常温时，再往里面加入3滴mol×L－1的H2SO4，摇匀后，再加入3滴常温下饱和的重铬酸钾溶液DB9、某同学用带盖的瓶子制葡萄酒（如图）（2）此后再将瓶盖拧紧，目的是（3）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，原因是（4）分析此发酵装置不足之处（1）发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？酒精发酵过程中产生CO2，瓶盖拧松放出CO2防止进入O2，继续进行酒精发酵制造有氧条件，进行醋酸发酵易被杂菌污染方程式为:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O酶课题1果酒和果醋的制作应用练习10、下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析回答下列问题：（1）把原料放入沸水中混合的原因是。（2）在混合物中加入糖的理由是：。（3）在混合物冷却后才把酵母加进去，是因为；假如冷却时不慎使温度骤降到0℃，当温度逐渐回升到25℃时，酵母是否还具有活性？。原因是______________________________________________________________________________为了除去原料中O2糖是啤酒酵母发酵的原料防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度有低温使酶的活性降低，但没有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母菌生长繁殖恢复正常课题1果酒和果醋的制作（4）说出酵母菌细胞所进行的生化反应过程的名称并用反应式叙述这一整个过程。（5）酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的顶部，原因是________________________________________________________________。（6）为什么啤酒要至少搁置21天才可以过滤装瓶，请说出一种理由。酒精发酵C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量酶酵母菌细胞内产生的CO2，增大了本身在液体中的浮力，使其上升使酵母菌充分发酵，有利于混合物中杂质沉淀；进一步降低啤酒中的含糖量等。在酒的制作中，依种类分大体上可有白酒、果酒、啤酒和黄酒四类。制作方法各不相同，但相同部分是它们都是由酵母完成的。酵母在自然界中广泛分布，已知有几百种之多，也是应用最广的一类微生物。如面包制作、酒精制造、药用酵母片、酿酒等。酒的种类根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。•干葡萄酒：含糖量低于4克/升；•半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间；•半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间；•甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。干红与干白•白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；•红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；红葡萄酒和白葡萄酒(5)操作的注意事项及细节•①酿酒的葡萄不能用洗涤灵等化学洗涤剂清洗。•②容器很关键，应用清水或洗涤灵冲洗干净，并用70%的酒精擦洗；•③塑料瓶中不能装满葡萄液汁，应留一定空间，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成种群优势。•④在酒精发酵过程中应盖好容器的盖子，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。•⑤在发酵过程中应注意温度的控制。