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专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作学习目标：1.了解传统发酵技术在日常生活中的应用。2.掌握发酵作用的基本原理和方法。(重点)3.学习制作果酒、果醋的实验操作技能。(重点)4.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。(难点)自主预习探新知1．果酒、果醋的制作原理(1)果酒的制作原理①菌种是______，其代谢类型为________型。②反应式：ⅰ有氧条件下：_________________________________。ⅱ无氧条件下：__________________________________。酵母菌兼性厌氧C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2OC6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2③菌种来源：自然发酵过程中，来源于____________上的野生型酵母菌。④条件：ⅰ氧气：酵母菌先在____条件下进行有氧呼吸大量繁殖，然后在无氧条件下进行________产生酒精。ⅱ温度：最适繁殖温度为_______左右，发酵温度一般控制在_____________。附着在葡萄皮有氧酒精发酵20℃18～25℃⑤葡萄酒呈现深红色的原因：在酒精发酵过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的____也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。(2)果醋的制作原理①菌种是______，其代谢类型为______。②原理：ⅰ当氧气充足、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成____。色素醋酸菌需氧型醋酸ⅱ当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为____。反应简式为：_____________________________。③发酵所需条件：ⅰ环境条件：____充足。ⅱ温度：最适生长温度_____________。醋酸C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O氧气30～35℃2．果酒和果醋的制作流程(1)实验流程挑选葡萄―→____―→榨汁―→________―→醋酸发酵↓↓果酒____冲洗酒精发酵果醋(2)实验操作提示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____，除去____。②消毒防污染：ⅰ榨汁机要________，并晾干。ⅱ发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为______的酒精消毒。冲洗枝梗清洗干净70%③榨汁：将冲洗干净并除去枝梗的葡萄放入榨汁机榨取________。④装瓶：将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约______的空间，并封闭______。葡萄汁1/3充气口⑤发酵条件控制：ⅰ制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在__________℃，时间控制在__________d左右，可通过______对发酵的情况进行及时监测。ⅱ制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在__________℃，时间控制在______d左右，并注意适时通过充气口____。18～2510～12出料口30～357～8充气(3)产物检测①果汁发酵后是否有酒精产生，可以用________来检验。在____条件下，________与酒精反应呈现______。也可通过闻气味来判定。②证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是通过闻____、品尝或用________鉴定。重铬酸钾酸性重铬酸钾灰绿色气味pH试纸1．判断对错(1)制作葡萄酒的过程中，要定时拧松瓶盖放出CO2。()(2)葡萄酒的自然发酵中，起主要作用的是野生型酵母菌。()(3)变酸的酒表面常有一层醋酸菌大量繁殖而形成的菌膜。()(4)制作果酒和果醋的连续过程中要保持温度恒定。()提示：(1)√(2)√(3)√(4)×果酒制作时，酒精发酵一般将温度控制在18～25℃，在无氧条件下；而果醋制作将温度控制在30～35℃条件下，适时充气。2．下列关于果酒制作过程的叙述，正确的是()A．应先除去葡萄枝梗，然后反复冲洗，直至彻底干净B．将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间C．酵母菌存在广泛、生命力强，因此果酒制作时不需对所用器具消毒灭菌D．对发酵产物的检测可以在碱性条件下进行B[在精选葡萄后应先冲洗1～2次，然后除去枝梗，原因是要除去污垢，但不能洗去附着在表面的酵母菌，先去枝梗会造成汁液流失，增加被污染的概率。在酒精发酵时，一定要对器具消毒，以免杂菌污染和危害酵母菌的作用，影响酒的品质。检测的发酵产物是酒精，应在酸性条件下利用重铬酸钾进行。]3．在果醋制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受污染()A．榨汁机用沸水进行清洗并晾干B．发酵瓶用温水清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干C．葡萄先去除枝梗，再冲洗多次D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开C[葡萄应先冲洗，除去污物，再去除枝梗。若先去除枝梗，会使大量杂菌侵入葡萄内部，给消毒带来困难。]合作探究攻重难果酒和果醋的制作原理[合作交流]1．利用酵母菌进行酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？提示：“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，“密封”的目的是使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。2．果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？提示：发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。3．在制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？提示：醋酸菌是好氧细菌，在将糖或酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。[归纳总结]1．酵母菌和醋酸菌的比较酵母菌醋酸菌生物学分类单细胞，真核生物单细胞，原核生物代谢方式异养兼性厌氧型异养需氧型生长繁殖的最适宜温度20℃左右30～35℃主要繁殖方式出芽生殖二分裂生殖生产、生活应用酿酒、发面等制醋2.果酒制作与果醋制作的比较果酒制作果醋制作发酵菌种酵母菌醋酸菌菌种来源传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌发酵产物酒精、二氧化碳醋酸、水温度一般控制在18～25℃30～35℃时间10～12d7～8d氧气初期需氧，后期不需氧始终需要氧发酵条件pH最适pH为4.5～5.0最适pH为5.4～6.0反应式①在有氧条件下：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O②在无氧条件下：C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2①氧气、糖源都充足时：C6H12O6＋2O2―→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O②缺少糖源时：2C2H5OH＋O2―→2CH3CHO(乙醛)＋2H2O2CH3CHO＋O2―→2CH3COOH(醋酸)[典题通关]如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是()A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下B．过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中C．过程③和④都需要氧气的参与D．过程①～④所需的最适温度基本相同C[据图分析可知，过程①表示细胞呼吸的第一阶段，其在有氧或无氧的条件下都可以进行，且是在细胞质基质中进行的，而非线粒体中，A、B错误；过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，过程④表示乙醇氧化为醋酸的阶段，过程③和④都必须在有氧的条件下才可以进行，C正确；过程①②③是果酒制作阶段的化学反应，其适宜温度为18～25℃，过程④是果醋制作阶段的化学反应，其适宜温度为30～35℃，D错误。]1．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖的因素是()A．含糖量高的培养基B．温度在20℃左右C．pH＝2.5D．pH＝6C[酵母菌生活在偏酸性、含糖量高的环境中，温度为20℃左右，pH约为6时酵母菌能快速生长繁殖。故正确答案为C。]2．下列哪种条件下，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸()A．氧气、糖源充足B．氧气充足、缺少糖源C．缺少氧气、糖源充足D．氧气、糖源都缺少A[因醋酸菌为好氧菌，当缺少糖源、氧气充足时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸；只有在氧气和糖源均充足时，醋酸菌才能将糖直接分解成醋酸。]3．下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是()A．两者的正常繁殖都离不开氧气B．在无氧条件下，酵母菌可以生产酒精，醋酸菌则不能生产醋酸C．两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖D．醋酸菌可以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸C[醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生理活动；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，仅能满足其自身代谢的需求，基本不繁殖，所以两者的正常繁殖都离不开氧气。醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，而酵母菌在无氧环境中能产生酒精。]果酒和果醋制作的实验设计与操作[合作交流]1．啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？提示：醋酸菌是一种好氧菌，若发酵罐密封不严，酒精就会在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸。2．在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？提示：(1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗。(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。(3)发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。[归纳总结]1．发酵装置(1)各部位的作用：①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气的污染。③出料口：用来取样。(2)装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。2．实验流程(1)器具的清洗、消毒：榨汁机要洗净晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒。(2)材料的选择和处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗1～2遍除去污物后，再去枝梗。(3)榨汁装瓶：将冲洗干净并除去枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁，然后将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间，并封闭充气口。(4)发酵：①制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d，每天定时排出发酵产生的CO2，10d后开始从出料口抽样，监测酒精浓度或菌体数量。②制葡萄醋的过程中，用充气泵不断从充气口泵入空气，温度严格控制在30～35℃，发酵7～8d，即可制成果醋。3．结果分析与评价(1)分析与评价①果酒制作：发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾溶液检验酒精的存在。成功制作的葡萄酒应色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味。②果醋制作：首先可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH(可用pH试纸)做进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步鉴定。制作成功的果醋为琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。(2)酒精检测的对照实验设计A组B组C组3mol/L的H2SO43滴振荡后加入酸性饱和重铬酸钾溶液3滴步骤振荡、观察颜色变化颜色变化不变色灰绿色灰绿色结论果汁经发酵后产生酒精特别提醒：(1)在制果酒时，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。(2)果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液而使发酵液pH下降。[典题通关]下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题。图1图2(1)图1中方框内的实验流程是____________________。(2)冲洗的主要目的是_____________________________，冲洗时应特别注意不能______________，以防菌种的流失。(3)图2所示装置中的充气口在________时关闭，在________时连接充气泵，并连续不断地向内________。(4)排气口在果酒制作时排出的气体是由________(填生物名称)产生的________。[解析]本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理，同时还考查了两种微生物的代谢类型、生存环境。酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行酒精发酵，反应式分别为C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O，C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2。因此制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧细菌，在氧气、糖源都充足时，其可将葡