高中生物 專(zhuān)題1 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 課題1 果酒和果醋的制作課件 新人教版選修11

目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四一、果酒制作的原理1.發(fā)酵菌種及代謝類(lèi)型:酵母菌,其代謝類(lèi)型為異養(yǎng)兼性厭氧型。2.制酒原理:在無(wú)氧條件下,酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。反應(yīng)式為:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2。3.溫度要求:酵母菌繁殖的最適溫度為20 左右,酒精發(fā)酵溫度一般控制在1825 。 4.菌種來(lái)源:在葡萄酒的自然發(fā)酵過(guò)程中,起主要作用的是附著在葡萄果皮上的野生型酵母菌。5.葡萄酒呈現(xiàn)紅色的原因:在酒精發(fā)酵過(guò)程中,隨著酒精度數(shù)的提高,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四二、果醋制作的原理1.發(fā)酵菌種及代謝類(lèi)型:醋酸菌,其代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型。2.制醋原理:當(dāng)氧氣和糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸;當(dāng)缺少糖源時(shí),醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?再將乙醛變?yōu)榇姿?。反?yīng)式為:C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O。3.溫度要求:醋酸菌最適生長(zhǎng)溫度為3035 。 一年之中,制作葡萄酒的最佳時(shí)期是什么時(shí)候?提示：制作葡萄酒的最佳時(shí)期是秋季的9月或10月。因?yàn)榇藭r(shí)制作葡萄酒有如下適宜的條件:(1)正值收獲季節(jié),葡萄的價(jià)格便宜,品種多樣;(2)此時(shí)葡萄上的酵母菌數(shù)量多且活力強(qiáng),發(fā)酵釀酒的效 果好;(3)溫度適宜,發(fā)酵現(xiàn)象非常明顯。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程示意圖:挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵 果酒 果醋2.果酒和果醋的發(fā)酵裝置 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四四、實(shí)驗(yàn)操作提示1.材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄沖洗,并除去枝梗。2.消毒防污染(1)榨汁機(jī)要清洗干凈,并晾干。(2)發(fā)酵瓶要清洗干凈,并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒,或用洗潔精洗滌。3.榨汁將沖洗除去枝梗的葡萄放入榨汁機(jī)榨取葡萄汁。4.裝瓶將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶,要留有大約1/3的空間,并封閉充氣口。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四5.發(fā)酵條件控制(1)制葡萄酒的過(guò)程中,要將溫度嚴(yán)格控制在1825 ,時(shí)間控制在1012 d左右,可通過(guò)出料口對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)。(2)制葡萄醋的過(guò)程中,要將溫度嚴(yán)格控制在3035 ,時(shí)間控制在78 d左右,并注意適時(shí)通過(guò)充氣口充氣。6.產(chǎn)物檢測(cè)(1)果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可以用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。在酸性條件下,重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。也可通過(guò)聞氣味來(lái)判定。(2)證明葡萄醋中有醋酸生成,簡(jiǎn)單易行的方法是通過(guò)聞氣味、品嘗或用pH試紙鑒定。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四你如何證實(shí)葡萄汁轉(zhuǎn)化成葡萄酒,是由于酵母菌的發(fā)酵作用?提示：可通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。將葡萄汁進(jìn)行高壓滅菌,分別裝入A、B兩個(gè)發(fā)酵瓶,并各留有1/3空間,A瓶加入酵母菌,B瓶不加,進(jìn)行發(fā)酵,可證明葡萄酒的產(chǎn)生是由于酵母菌的作用。 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)一二一、果酒和果醋制作的原理1.果酒和果醋制作原理的比較 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)一二2.果酒和果醋的發(fā)酵裝置(1)發(fā)酵裝置各部分的作用充氣口:在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣。排氣孔:在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出CO 2。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接,其目的是防止空氣中微生物的污染,其作用類(lèi)似于巴斯德的鵝頸瓶。出料口:取樣檢測(cè)和放出發(fā)酵液。(2)使用方法:在進(jìn)行果酒發(fā)酵時(shí)要關(guān)閉充氣口;在進(jìn)行醋酸發(fā)酵時(shí),充氣口要連續(xù)充入無(wú)菌空氣。 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)一二 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)【例1】 某研究性學(xué)習(xí)小組以櫻桃番茄為材料進(jìn)行果酒、果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述正確的是() (導(dǎo)學(xué)號(hào)52260000)A.酵母菌是嗜溫菌,所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度較高B.先供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵,然后隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵C.與人工接種的發(fā)酵相比,自然發(fā)酵獲得的產(chǎn)品品質(zhì)更好D.適當(dāng)加大接種量可以提高發(fā)酵速率、抑制雜菌生長(zhǎng)繁殖解析：酵母菌適合繁殖的溫度是20 左右,酒精發(fā)酵一般將溫度控制在1825 ,而醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為3035 ,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。應(yīng)該先進(jìn)行果酒發(fā)酵,再進(jìn)行果醋發(fā)酵,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。人工接種的發(fā)酵菌種經(jīng)過(guò)多次人工選擇,發(fā)酵效率高,獲得的產(chǎn)品品質(zhì)較高,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。發(fā)酵菌種與雜菌競(jìng)爭(zhēng)有機(jī)物和生存空間,適當(dāng)加大接種數(shù)量,讓菌體快速形成優(yōu)勢(shì)菌群,可以抑制雜菌生長(zhǎng),提高發(fā)酵速率,故D項(xiàng)正確。 答案：D 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)小李嘗試制作果酒,他將葡萄汁放入已滅菌的發(fā)酵裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如右圖),下列做法中不恰當(dāng)?shù)氖?)A.加入適量的酵母菌B.一直打開(kāi)閥b排氣C.一直關(guān)緊閥a,定時(shí)打開(kāi)閥b幾秒鐘D.把發(fā)酵裝置放到1825 的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析：酵母菌在無(wú)氧環(huán)境中可以利用葡萄糖進(jìn)行發(fā)酵,產(chǎn)生酒精,果酒的制作即應(yīng)用了此原理。1825 的環(huán)境有利于酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵。答案：B 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)果酒變酸的原因葡萄酒變酸的原因是在發(fā)酵過(guò)程中混入了醋酸菌且密封不好,提供了有氧環(huán)境。醋酸菌是一種好氧細(xì)菌,當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸;當(dāng)缺少糖源時(shí),醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?再將乙醛變?yōu)榇姿?。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)二、果酒、果醋制作的具體操作流程1.制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)2.酒精產(chǎn)生與否的檢驗(yàn)方法果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可以用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。在酸性條件下,重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。檢測(cè)時(shí),先在試管中加入發(fā)酵液2 mL,再滴入物質(zhì)的量濃度為3 mol/L的H2SO43滴,振蕩混勻,最后滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴,振蕩試管,觀察顏色的變化。注:酒精的檢測(cè)原理屬于顏色反應(yīng),檢測(cè)樣品是否含有酒精,一般把酒精溶液和蒸餾水作為對(duì)照。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)【例2】 下列有關(guān)果酒自然發(fā)酵流程的敘述,正確的是()A.應(yīng)將選擇好的葡萄進(jìn)行反復(fù)沖洗,防止雜菌污染B.應(yīng)將選擇好的葡萄只沖洗12次,防止菌種流失C.應(yīng)去梗再?zèng)_洗,防止沖洗時(shí)梗刺破葡萄皮造成污染D.應(yīng)對(duì)榨取的葡萄汁進(jìn)行滅菌處理,防止雜菌污染解析：在果酒自然發(fā)酵中,沖洗這一步操作的主要目的是除去浮塵,不能沖洗得過(guò)于干凈,也不能去皮,因?yàn)樽匀话l(fā)酵的菌種來(lái)自葡萄皮上的野生型酵母菌。去梗的操作應(yīng)在沖洗之后,否則會(huì)因?yàn)槿スＴ斐芍毫鞒龊驮斐呻s菌的污染。滅菌會(huì)使酵母菌被滅活,無(wú)法產(chǎn)生果酒。答案：B 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)在一個(gè)普通的錐形瓶中,加入大半瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液后密封。下列坐標(biāo)圖不正確的是()解析：在空間和葡萄糖總量一定的環(huán)境條件下,剛開(kāi)始時(shí)酵母菌的數(shù)量因?yàn)樵谟醒鯒l件下大量繁殖快速增多,但是隨著氧氣的消耗,進(jìn)入無(wú)氧發(fā)酵階段,最后因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗,代謝廢物的積累,酵母菌種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇,總體數(shù)量逐漸減少。因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程中不斷有二氧化碳的產(chǎn)生,所以pH會(huì)逐步降低,當(dāng)葡萄糖消耗完之后pH不再降 低。酒精總量在葡萄糖消耗完之后,也不再增加。答案：B 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)1.防止發(fā)酵液被污染,需要對(duì)發(fā)酵制作的過(guò)程進(jìn)行全面的考慮,因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉伎赡芑烊腚s菌。為避免雜菌污染,榨汁機(jī)要洗凈并晾干;發(fā)酵裝置要洗凈并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒;及時(shí)封閉充氣口;排氣管要使用長(zhǎng)而彎曲的膠皮管;若用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置,每隔一定時(shí)間排氣時(shí)只需擰松瓶蓋,不要完全揭開(kāi)瓶蓋等。2.果醋是在果酒生產(chǎn)基礎(chǔ)上發(fā)酵產(chǎn)生的,無(wú)氧條件下好氧性的醋酸菌會(huì)大量死亡。所以制作果醋時(shí)要不斷通過(guò)充氣口充氣,以保持有氧環(huán)境。也可以人工接種醋酸菌,以保證醋酸發(fā)酵的順利進(jìn)行。 一二知識(shí)架構(gòu) 酒精發(fā)酵為無(wú)氧發(fā)酵,并非開(kāi)始就是嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境。發(fā)酵前期適量通氧,有利于酵母菌繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗發(fā)酵液中的氧氣,形成無(wú)氧環(huán)境后,開(kāi)始進(jìn)行酒精發(fā)酵。【例題】 人類(lèi)利用微生物發(fā)酵制作果酒、果醋的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (導(dǎo)學(xué)號(hào)52260001)(1)果酒的制作離不開(kāi)酵母菌,酵母菌是一類(lèi)(呼吸類(lèi)型)微生物。在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,其反應(yīng)式為。在無(wú)氧條件下,酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸,其反應(yīng)式為。 (2)溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20 左右最適合酵母菌繁殖,酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在。在葡萄酒的自然發(fā)酵過(guò)程中,起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。在發(fā)酵過(guò)程中,隨著酒精度數(shù)的提高,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。在的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖,而絕大多數(shù)其他微生物卻因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。 (3)醋酸菌是一種好氧細(xì)菌,只有當(dāng)氧氣充足時(shí),才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)。在變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實(shí)驗(yàn)表明,醋酸菌對(duì)氧氣的含量。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成;當(dāng)缺少糖源時(shí),醋酸菌將乙醇變?yōu)?再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)椤４姿峋淖钸m生長(zhǎng)溫度為。 (4)果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可以用化學(xué)試劑來(lái) 檢驗(yàn)。在酸性條件下,該試劑與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)色。 解析：(1)酵母菌是一類(lèi)兼性厭氧型微生物。在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,其反應(yīng)式為 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O。在無(wú)氧條件下,酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸,其反應(yīng)式為C6H12O6 2C2H5OH+2CO2。(2)酵母菌繁殖最適溫度是20 左右,酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在1825 。在葡萄酒的自然發(fā)酵過(guò)程中,起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。在發(fā)酵過(guò)程中,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖,而絕大多數(shù)其他微生物卻因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。(3)醋酸菌是一種好氧細(xì)菌,在變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸;當(dāng)缺少糖源時(shí),醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿?。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為3035 。(4)在酸性 條件下,酒精與重鉻酸鉀反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。 答案：(1)兼性厭氧(2)1825 缺氧、呈酸性(3)特別敏感醋酸乙醛醋酸3035 (4)重鉻酸鉀灰綠