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,课题1 果酒和果醋的制作,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,130um,，,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：,C,6,H,12,O,6,+6O,2, 6CO,2,+6H,2,O+,能量,C,6,H,12,O,6,2,C,2,H,5,OH,+,2CO,2,+,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,4.05.8,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：,C,6,H,12,O,6,3CH,3,COOH,2,C,2,H,5,OH,+,O,2,2CH,3,CHO+2H,2,O,2CH,3,CH,O+,O,2, 2CH,3,COOH,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,。,、取葡萄,500g,，去除枝梗和腐烂的叶子。,、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。榨汁机要,清洗干净,，并晾干。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：,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。,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。,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。,对发酵瓶、纱布、榨汁器等,用具进行清洗并消毒,。,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）,去除枝梗,和腐烂的叶子。,榨汁后装入发酵瓶。,将发酵瓶置于适宜的温度（,18,25,）下发酵。,10,天后,，取样检验。,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,。,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,H,2,SO,4,H,2,SO,4,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,CO,2,和乙醇。,CO,2,排出越来越旺盛，使,发酵液沸腾，,CO,2,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,CO,2,C,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,B,3,、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：,A 0-10 B 25-35 C 18-25 D 40,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,C,C,5,、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,B,C,7,、酵母菌无氧呼吸产生,A,摩尔的,CO,2,，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成,CO,2,:,A,2/5 A,摩尔,B,1/12 A,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,2,mL,，再滴加,3,滴重铬酸钾溶液,B,先在试管中加入发酵液,2,mL,，再加人,3,mol,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,2,mL,重铬酸钾倒入发酵液中,D,用试管取,2,mL,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,D,B,9,、,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CO,2,，瓶盖拧松放出CO,2,防止进入O,2,，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:,C,2,H,5,OH+O,2,CH,3,COOH+H,2,O,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,O,2,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,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH,2CO,2,能量,酶,酵母菌细胞内产生的,CO,2,，,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,你知道吗,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,你知道吗,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,你知道吗,(5),操作的注意事项及细节,酿酒的葡萄,不能用洗涤灵,等化学洗涤剂,清洗,。,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；,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。,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。,在发酵过程中应,注意温度的控制,。,