人教版生物选修一专题一课题1-果酒和果醋的制作

背景知识 酒文化简介 中国是酒的王国。酒，形态万千，色泽纷 呈；品种之多，产量之丰，皆堪称世界之冠。 中国更是酒文化的极盛地，饮酒的意义远不止 口腹之乐；在许多场合，它都是作为一个文化 符号，一种文化消费，用来表示一种礼仪，一 种气氛，一种情趣，一种心境；酒与诗，从来 就结下了不解之缘…... 1、酒文化简介 吃醋的由来 到底什么是“吃醋”呢？原来，唐太宗李 世民当年赐给房玄龄几名美女做妾，房不敢受， 李世民料到是房的夫人横加干涉，不肯答应。于 是唐太宗派太监持一壶“毒酒”传旨房夫人，如 不接受这几名美妾，即赐饮毒酒。夫人面无惧色， 接过“毒酒”一饮而尽。结果并未丧命，原来壶 中装的是醋，皇帝以此来考验她，开了一个玩笑。 于是“吃醋”的故事传为千古趣谈。 现代生活中，有些人见别人受到表扬或奖励， 心存嫉妒，眼红别人，也被戏称为“吃醋”。 2、吃醋的由来 课题1 果酒和果醋的制作 （一）、果酒制作的原理 （1）用到的微生物是 ，它的代谢类型是 。 ①有氧呼吸的反应式： ②无氧呼吸的反应式： （2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。 ①酵母菌生长的最适温度是 ； 酒精发酵一般将温度控制在 。 ②酒精发酵过程中，要保持 环境。 （有氧、缺氧、酸性、碱性） 酵母菌 兼性厌氧 C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 →2C2H5OH+2 CO2+能量 酶 酶 20℃ 18～25℃ 缺氧、酸性 一、基础知识 课题1 果酒和果醋的制作 〖思考1〗在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”。 “通气”的目的是 。 “密封”的目的是                〖思考2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象， 其原因是什么？ 酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行 无氧呼吸才产生酒精。 学习活动1：阅读教材，讨论并完成思考。 使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖 使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。 课题1 果酒和果醋的制作 〖思考3〗葡萄酒呈现深红色的原因是在发酵过 程中葡萄皮的 进入到发酵液中。 〖思考4〗酵母菌在环境适宜时进行 生 殖，环境不适宜时产生 进入休眠状态。 〖思考5〗自然发酵菌种来源： 色素 出芽 孢子 附着在葡萄皮上的野生酵母菌。 （二）果醋的制作原理 （1）果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的 原理是 。   思考：变酸的酒表面有菌膜，菌膜是怎样形 成的？溶液内部能形成菌膜吗？   果醋的制作过程中如何进行深层发酵？ （2）果醋发酵时将温度控制在 ℃，原因 是 。 （3）醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是： C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O 醋酸菌在液面大量繁殖形成的；不能。 及时补充氧气 30-35 醋酸菌在此温度条件下生长繁殖最快 醋酸菌为好氧型细菌，二分裂生殖。 课题1 果酒和果醋的制作 二、实验设计 学习活动2：阅读“实验设计”，完成下图。 画出果酒和果醋实验流程示意图。 挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 果酒 醋酸发酵 果醋 课题1 果酒和果醋的制作 学习活动3：阅读［资料］，设计果酒发酵装置 排出 CO2 便 于 取 样 检 查 和 放 出 发 酵 液 排气口胶管长而弯曲的作用？ 防止空气中杂菌感染 制 酒 时 关 闭 课题1 果酒和果醋的制作 利用水缸、塑料桶、陶罐等均可。 （但注意密封性、温度控制、防止杂菌感染方 面的设计。） 〖思考６〗根据你的理解，设计出家庭实用型发酵装置。 课题1 果酒和果醋的制作 三、发酵操作 1.材料的选择与处理？ 2.2. 防止发酵液被污染？ 〖思考７〗先冲洗后去枝梗的目的是 学习活动4：阅读教材，思考 防止杂菌感染 。 注意不要反复冲洗！ 为防止发酵液被杂菌污染， 实验中所用的 榨汁机 、发酵装置 等器械进行消毒，   并使发酵装置处于 封闭 状态。 课题1 果酒和果醋的制作 〖思考８〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处 理，其目的是 3.控制发酵条件 消灭发酵液中的杂菌 。 （1）发酵液装瓶后保持   的剩余空间。 （2）酒精发酵的温度要控制在      范围内，   发酵时间控制在      天左右。 1/3 18～25℃ 10～12   （1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。   （2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。   （3）制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制 在 d左右，可通过 对发酵的情况进行及 时的监测。   （4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 ，时 间控制在 d，并注意适时通过 充气。   思考：酵母菌和醋酸菌的生殖方式有什么不同？  4．操作过程应注意的问题： 70%酒精 1/3 18-25 ℃ 10-12 从出料口取样 30-35 ℃ 7-8 充气口 课题1 果酒和果醋的制作 四、结果分析与评价 学习活动5：根据前面所学知识，思考。 实验现象 发酵 酒精发酵 气味和味道 气泡和泡沫 发酵液颜色 混浊 酒味 有气泡和泡沫 课题1 果酒和果醋的制作 学习活动6：阅读“课题延伸”，思考。 五、课题延伸 原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈 。 酒精发酵后是否有酒精产生，可用 来检验。重铬酸钾 灰绿色 方法：（填表，注意对照原则） 操作 试管甲 试管乙 发酵液 2mL － 蒸馏水 3mol/LH2SO4 饱和重铬酸钾溶液 现象 2mL 3滴 3滴 3滴 3滴 灰绿色 橙色 － 课题1 果酒和果醋的制作 六、相关链接 学习活动7：阅读“相关链接”，思考。 为了提高果酒的产量和品质，抑制其他微生物的生长， 还可直接在果汁中加入 人工培养的优良菌种 。 课题1 果酒和果醋的制作 1.下列叙述能够防止发酵液被污染的是( ) A.榨汁机要清洗干净，并晾干。 B.发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70％的酒精消毒。 C.装入葡萄汁后，封闭充气口。 D.发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶 身连接。 2.关于酵母菌的叙述，错误的是( ) A.酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧。 B.酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖。 C.酵母菌只在酒精发酵中发挥作用。 D.酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存。 当堂反馈 B B 课题1 果酒和果醋的制作 应用练习 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_______________________ ______________________________________________________。 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。酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量 酶 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 1．（03上海）生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的 特征是 （ ）   A．都是异养生物 B．仅在有水条件下繁殖   C．仅在有氧条件下生长 D．生存温度都超过80℃ 解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、 水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类 的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所 需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按 异化作用可分为需氧型和厌氧型。答案：B 反馈练习： B 2．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CO2 。   C．微生物细胞数目的增加。 D．次级代谢产物的积累。 解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物 质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化；微生物的 呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化；同时产物的种类也能 引起pH的变化。答案：C C 3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下： 将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初 期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增 多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质 和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：   （1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点 是 。   （2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。   （3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代 谢产物。   （4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵 产物。其余1.5%则用于 。   （5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。 C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2+能量 既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 出芽生殖 无氧呼吸 自身的生长繁殖 课题1 果酒和果醋的制作 课后练习题 1．果酒和果醋中的各种营养物质含量高，有助于人体 健康。果酒和果醋可以利用多种水果和野果酿制，提高 原料利用率，并创造经济价值。 2．大规模工业化生产需要更加周密的考虑和更多技术、 资金的支持，如原料来源与选择、菌种培育与选择、 发酵设备、发酵条件的自动化控制、产品的提纯和包 装以及严格控制杂菌污染等。 • 旁栏思考题 • 1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？ 为什么？ • 答：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。 • 2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ • 提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考 虑。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。 • 3.制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～ 25 ℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在 30～35 ℃？ • 答：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。 20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温 度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜 温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将 温度控制在30～35 ℃。 • 4.制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充 气？ • 答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时 需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。 • ［资料］发酵装置的设计讨论题 • 请分析此装置中的充气口、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？结合果酒、果 醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发 酵装置？ • 答：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 CO2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，其作用类似巴斯 德的鹅颈瓶。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。 • 练习 • 2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考 虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发 酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格 控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡萄酒或葡萄 醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产 品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得 成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如 橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味 和色泽。 • 3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工 人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、 利润等问题。