课堂新坐标版高中生物第3部分生物技术在食品加工中的应用实验8果酒及果醋的制作教案浙科版选修1.docx

课堂新坐标版高中生物第3部分生物技术在食品加工中的应用实验8果酒及果醋的制作教案浙科版选修1.docx

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课堂新坐标版高中生物第3部分生物技术在食品加工中的应用实验8果酒及果醋的制作教案浙科版选修1

实验8果酒及果醋的制作

课　标　解　读

重　点　难　点

1.制作果酒。

2.制作果醋。

1.果酒、果醋制作的原理。

2.设计并安装简单的果酒及果醋的生产装置。

一、实验原理

1．与酒、醋生产有关的微生物分别是酵母菌和醋杆菌，菌种不同，所产生的酒和醋的风味也不同。

2．葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行酒精发酵的产物，酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵，即将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇的浓度超过16%时，酵母菌就会死亡，相关反应式为C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH。

3．醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸，醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%，其反应式为C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。

二、用葡萄制作葡萄酒

1．材料

紫葡萄、新鲜酵母或干酵母。

2．步骤

（1）冲洗

↓

↓

↓

↓

将葡萄在高锰酸钾溶液中浸泡的目的是什么？

【提示】　消毒。

（2）榨汁

用多功能榨汁机以低速将葡萄打成浆状（也可以用杵和研钵捣烂）。

（3）制作酵母悬液

将适量干酵母（2.5kg葡萄约用1g干酵母）放在一小烧杯中使干酵母成为糊状。

（4）装入发酵瓶

①装量不要超过2/3。

②瓶上所加的玻璃管最好是弯曲的，否则效果不好。

玻璃管弯曲有什么好处？

【提示】　阻止杂菌进入瓶内。

（5）酒精发酵

①发酵温度：

25～30℃。

若温度偏低，则发酵时间相对延长；若温度高于30℃，要采取降温措施，否则酒的风味不佳。

③鉴别发酵完毕的依据：

发酵瓶中停止出现气泡。

（6）过滤、分装、保存

　　　　　发酵液（浑浊）

↓

滤液（仍然浑浊）

↓

　　　　取上清液即为葡萄酒（清澈）

为什么在酒精发酵过程中往往“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厌氧呼吸，产生酒精。

三、用果汁制作果酒

用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低（平均的体积分数为8%），而用果汁制作的果酒，酒精含量较高（体积分数约为15%）、含糖量也较高。

1．制作果酒的材料

（1）水果：

苹果（最好）、梨、柑橘或其他水果。

（2）新鲜酵母或干酵母。

2．步骤

（1）制取果汁

苹果切成大块→多功能榨汁机打碎→双层纱布过滤即成果汁。

（2）配料（以1L为例）

向2L左右发酵瓶中加入约200g蔗糖→倒入果汁→转动发酵瓶，使蔗糖完全溶解→倒入酵母悬液（约1g干酵母），混匀、加盖。

（3）发酵

3天后可见到气泡冒出→10天后剧烈的发酵停止→取出果酒过滤和分装。

3．注意事项

（1）发酵开始时，由于微生物的有氧呼吸会使瓶内出现负压，该情况不能持续出现3天以上。

（2）若3天后还看不到气泡，必须加更多的酵母，使发酵作用尽快发生。

（3）静置5～6个月后，用虹吸法取出上清液即为果酒。

四、用果酒制果醋

1．实验材料

果酒和醋化醋杆菌。

2．实验步骤

果醋发酵装置中涉及甲、乙、丙三个瓶，把800mL酒—水混合物倒入甲瓶中，乙瓶为发酵瓶，（将适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加在200mL酒—水混合物中混匀，并调pH至7.0后倒入，使锯末均匀湿透）。

将水族箱通气泵的出气管与乙瓶连接，进行通气，48h后每天用pH试纸检查乙瓶中流出液的pH，若显酸性，可调节甲瓶流入乙瓶液体流量为每5分钟1滴，滴入丙瓶的液体也是每5分钟1滴。

每天用pH试纸检测流出液的pH，监控发酵进行的情况，等到流出液pH不再减少，或甲瓶中的液体全部流入乙瓶时，停止实验。

果酒和果醋的制作原理

比较

果酒制作

果醋制作

菌种

酵母菌（真菌）

醋杆菌（细菌）

代谢类型

异养、兼性厌氧型

异养、需氧型

菌种来源

人工接种酵母菌（干酵母与水混合后加入）

接种人工繁殖的醋化醋杆菌或直接加入醋曲

制作原理

葡萄酒是酵母菌利用葡萄糖进行酒精发酵的产物，酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，反应式如下：

C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2

醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸，醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%，反应式如下：

C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O

影响因素

①温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，酒精发酵时一般将温度控制在25℃～30℃，若高于30℃，要采取降温措施，否则，酒的风味不佳

②进入发酵产酒精阶段，须保持发酵装置的“厌氧环境”，否则不利于酒精的产生

①温度也是醋杆菌生长和发酵的重要条件，醋杆菌的最适生长温度为30℃～35℃

②醋杆菌是一种好氧菌，只有当O2充足时，方可进行旺盛的生理活动——实验表明醋杆菌对O2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，也会引起醋杆菌死亡

①当氧气、糖源都充足时，醋杆菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式为：

C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O

②当培养液中酒精的含量超过16%时，酵母菌就会死亡——这正是果酒酒精含量较低的根本原因。

　葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：

（1）利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________。

（2）该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和________。

注：

各发酵瓶的左侧管为充气管，右侧管为排气管

（3）甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。

发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。

据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________。

丙同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是_________________。

上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。

（4）在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________。

【思路点拨】　酵母菌无氧呼吸可以产生酒精和CO2，是葡萄酒制作过程中发挥作用的微生物。

酵母菌只有在无氧条件下，才能进行无氧呼吸产生酒精；甲装置的充气口始终开放，不能创造瓶内无氧环境，不能用来生产果酒；在有氧条件下，醋杆菌可以利用葡萄糖产生醋酸。

酵母菌在发酵过程中产生的CO2导致乙装置中气压升高，要定期打开排气管进行放气。

丙装置瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，不利于放气；同时导致瓶内氧气过少，不利于发酵前期酵母菌的大量繁殖。

【答案】　

（1）酵母菌　

（2）葡萄糖　乙醇　CO2　（3）未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出，发酵液变酸　瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口排气时发酵液从排气管流出　葡萄醋（或果醋）　葡萄酒（或果酒）　葡萄酒（或果酒）　（4）未及时排气

1．下列关于果醋制作的叙述，错误的是（　　）

A．果醋的制作需用醋化醋杆菌，醋化醋杆菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通氧气

B．醋化醋杆菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50℃左右

C．醋化醋杆菌能将果酒变成果醋

D．当氧气、糖源充足时，醋化醋杆菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸

【解析】　醋化醋杆菌的最适生长温度为30℃～35℃。

【答案】　B

果酒和果醋的制作流程

比较

用葡萄制作葡萄酒

用果汁制作果酒

用果酒制作果醋

原料

成熟葡萄

苹果（或梨、柑橘）果汁

果酒

发酵装置示意图

实验流程

特点

葡萄酒不含糖，酒精含量也低（平均体积分数为8%）

果酒酒精含量较高（平均体积分数约15%），糖含量也较高

结果检测

可以嗅味和品尝，或用重铬酸钾检测酒精的产生

可用品尝法或用pH试纸测定醋酸生成

果酒与果醋制作实验操作提示

①材料的选择与处理

选择新鲜的葡萄，榨汁前应先冲洗，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防止发酵液被污染

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。

为避免杂菌污染：

榨汁机要洗净并晾干，发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。

③葡萄酒发酵过程中，发酵瓶装入葡萄汁后留有大约1/3的空间，目的是先让酵母菌有氧呼吸快速繁殖，消耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。

　“每天喝一点，健康多一点”，这是“宁夏红”率先提出的消费理念，将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来，更增添了品牌的文化魅力和优势。

下图为“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图，据图回答：

选料→？

→粉碎→灭菌→接种→发酵→？

→果酒

（1）流程中？

处的内容应为________、________。

（2）制作果酒时，温度应该控制在________，果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？

____________，说明理由_______________________________________。

（3）果酒制作离不开酵母菌，与醋杆菌相比，酵母菌在结构上的主要特点是____________________________________________________________。

（4）枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是________________________________。

（5）若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？

______________________________。

（6）果酒制作是否成功，需发酵后用____________来鉴定，在________条件下，该物质与酒精反应呈现____________色。

【思路点拨】　

（1）由图可知，“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图的？

处的内容应为冲洗、过滤。

选料完毕以后必须冲洗，发酵后应该过滤，除去滤渣。

（2）制作果酒时，温度应该控制在25～30℃条件下，在酒精发酵旺盛时，醋杆菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸，因为醋杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境（或因醋杆菌需要在有氧且温度是30～35℃条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是25～30℃）。

（3）与醋杆菌相比，酵母菌是真核生物，所以在结构上的主要特点是有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器。

（4）接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量。

（5）若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好适宜的温度、pH以及通气量。

（6）检验酒精一般用重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应呈现灰绿色。

【答案】　

（1）冲洗　过滤

（2）25℃～30℃　不能　因醋杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境（或因醋杆菌需要在有氧且温度是30～35℃条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是25～30℃）

（3）有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器

（4）在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量

（5）适宜的温度、pH、通气量

（6）重铬酸钾溶液　酸性　灰绿

2．生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如制作泡菜、果醋、果酒就是生活中常见的例子。

请分析回答下列问题：

（1）图示________的发酵装置，其中发挥作用