北師大版選修一 第3章 第9課時 果酒和果醋的制作 學案.docx

第9課時果酒和果醋的制作學習導航1.閱讀教材p48、p51內容，了解制作果酒和果醋的原理。2.結合教材p4950內容，學會利用果汁發(fā)酵制作酒和醋。重難點擊1.簡述制作果酒和果醋的原理。2.學會利用果汁發(fā)酵制作酒和醋。一、果酒和果醋制作的原理發(fā)酵技術離不開微生物的作用，果酒制作中要用到酵母菌，釀造果醋需要醋酸菌。1.果酒制作的原理(1)菌種：酵母菌。菌種來源：主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。生物類型：單細胞真核生物。代謝類型：異養(yǎng)兼性厭氧型。繁殖方式：出芽生殖和孢子生殖。溫度低時形成孢子，進入休眠狀態(tài)；溫度適宜時，進行出芽生殖，繁殖速度快。分布場所：分布廣泛，尤其種植水果類的土壤中。(2)發(fā)酵原理條件反應式發(fā)酵作用有氧條件c6h12o66o26co26h2o大量繁殖無氧條件c6h12o62c2h5oh2co2酒精發(fā)酵(3)發(fā)酵所需條件環(huán)境條件：缺氧、ph呈酸性。溫度：一般控制在2530 。2.果醋制作的原理(1)菌種：醋酸菌。菌種來源：人工接種醋酸菌。生物類型：單細胞原核生物。代謝類型：異養(yǎng)需氧型，對氧氣的含量特別敏感。繁殖方式：二分裂。(2)發(fā)酵原理氧氣、糖源充足：醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。氧氣充足、缺少糖源：醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿?。反應式如下：ch3ch2ohch3choch3cooh。(3)發(fā)酵所需條件環(huán)境條件：氧氣充足。溫度：一般控制在2530 。3.傳統(tǒng)的醋酸發(fā)酵常利用固體自然發(fā)酵，現(xiàn)代工藝多采用人工接種、液體深層發(fā)酵，但要保證充足的通氣。1.發(fā)酵菌種觀察下面酵母菌與醋酸菌結構模式圖，比較回答：(1)酵母菌和醋酸菌在細胞結構方面的主要區(qū)別是什么？答案酵母菌屬于真核生物，醋酸菌屬于原核生物，酵母菌中有以核膜為界限的細胞核而醋酸菌沒有。(2)酵母菌和醋酸菌的主要細胞分裂方式分別是哪種？答案酵母菌主要進行出芽生殖和孢子生殖，醋酸菌主要進行二分裂。(3)酵母菌和醋酸菌發(fā)酵場所有何不同？答案酵母菌的有氧呼吸場所是細胞質基質和線粒體，無氧呼吸場所是細胞質基質。醋酸菌是原核生物，只進行有氧呼吸，全過程均在細胞質中進行。2.發(fā)酵原理(1)在酒精發(fā)酵過程中往往“先通氣后密封”，為什么？答案通氣的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖；密封的目的是使酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。(2)酒精發(fā)酵過程中發(fā)生“先來水后來酒”現(xiàn)象，其原因是什么？答案酵母菌首先進行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進行無氧呼吸才產(chǎn)生酒精。(3)為什么果酒擱置時間過久會有酸味，而且表面常有一層菌膜？答案醋酸菌在缺乏糖源時，可以將酒精轉化為乙醛，再將乙醛轉化為醋酸，所以果酒擱置時間過久，會因醋酸菌的代謝而產(chǎn)生醋酸。菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。(4)醋酸菌進行醋酸發(fā)酵時，無論是利用糖源還是酒精，都需要氧氣這一重要條件，請說明原因。答案醋酸菌是好氧菌，在生活過程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會引起醋酸菌的死亡。歸納總結(1)發(fā)酵是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程，包括有氧發(fā)酵(如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵)和無氧發(fā)酵(如酒精發(fā)酵)，發(fā)酵不等于無氧呼吸。(2)果酒的發(fā)酵過程分兩個階段有氧呼吸階段和無氧呼吸階段，有氧呼吸階段的目的是使酵母菌大量繁殖，無氧呼吸階段是產(chǎn)生酒精的時期。制作過程中產(chǎn)生的酒精更不利于雜菌生長。(3)醋酸菌是異養(yǎng)需氧菌，對氧氣的含量非常敏感，當進行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌的死亡。醋酸菌能氧化多種有機碳源，其氧化能力隨菌種而異。(4)在糖源供應不足的情況下，可以用果酒發(fā)酵后產(chǎn)生的乙醇來制造果醋。開瓶后的葡萄酒如果密封不嚴，很快變酸也是這一原因。1.下列關于果酒和果醋制作原理的敘述中，正確的是()a.果酒和果醋制作分別需要醋酸菌和酵母菌b.制作果酒或果醋，都需要不斷充入氧氣c.果酒和果醋制作過程中都有氣體產(chǎn)生d.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源進行發(fā)酵答案d解析果酒制作需要的微生物是酵母菌，果醋制作需要的微生物是醋酸菌，a錯誤；由于酵母菌要在無氧狀態(tài)下才能產(chǎn)生酒精，所以在酒精發(fā)酵階段不能通入氧氣，b錯誤；酵母菌在發(fā)酵過程中始終有氣體產(chǎn)生，而醋酸菌在缺少糖源時的發(fā)酵過程中無氣體產(chǎn)生，c錯誤；酵母菌可以通過無氧呼吸將葡萄糖轉化成酒精，醋酸菌可以在氧氣和糖源都充足的條件下將葡萄糖轉化為醋酸，d正確。2.酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧和無氧條件下均能生長。如果向培養(yǎng)酵母菌的葡萄糖懸濁液中通入空氣。在短時間內發(fā)生的變化是()乙醇的產(chǎn)量增加乙醇的產(chǎn)量降低葡萄糖消耗下降葡萄糖消耗明顯增加a. b. c. d.答案b解析在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸產(chǎn)生co2和h2o，乙醇的產(chǎn)量降低，而酵母菌數(shù)量大大增加，使葡萄糖的消耗明顯增加。二、利用發(fā)酵法以果汁制作酒和醋在實驗室中，我們可以利用簡易的裝置，以果汁為原料制作果酒和果醋，簡易裝置如下圖，請結合教材實驗內容進行探究：1.該實驗裝置中，a是進氣口， b是出氣口。判斷的依據(jù)是瓶內的進氣管長，要浸入液面以下。2.果酒的制備(1)果汁制備：挑選成熟的葡萄進行榨汁。(2)補糖加抑菌劑：用折射糖度計檢測果汁中糖的濃度，加白糖調整其質量分數(shù)為24%；加入h2so3，使其最終的質量分數(shù)為0.15%，以抑制雜菌生長。(3)接種發(fā)酵：將果汁倒入滅菌的發(fā)酵裝置內，接入10%的啤酒酵母菌溶液，蓋好塞子，保持止水夾m關閉，止水夾n關閉，在25 30 條件下，厭氧發(fā)酵35 d。(4)取樣：將排氣管連接加氧器，從進氣管取樣。當糖消耗到20%以上時，分瓶、密封一年或者更長時間，獲得果酒。3.果醋的制備(1)接種：當制備果酒的果汁發(fā)酵液中糖的消耗量在10%左右時，用移液管接入10%已培養(yǎng)好的醋酸菌溶液。(2)發(fā)酵：止水夾m打開，n打開，進氣管連接加氧器，在25 30 條件下，發(fā)酵34 d。(3)取樣：利用壓差取樣，測定醋酸的濃度。(4)過濾、滅菌：當醋酸濃度達到質量分數(shù)4%5%時，加入少量食鹽，用雙層紗布過濾，濾液用90 95 的水浴殺菌1015 min后，完成果醋的制作。1.材料的選擇與處理(1)沖洗時先去梗還是先沖洗葡萄？為什么？答案應該先沖洗葡萄再去梗，防止先去梗時損傷葡萄，再沖洗時增加被雜菌污染的機會。(2)為什么沖洗葡萄的次數(shù)不能過多？答案以防將葡萄皮上的野生型酵母菌沖洗掉。2.發(fā)酵條件的控制(1)葡萄汁充入發(fā)酵瓶后，為什么不能超過發(fā)酵瓶總體積的2/3?答案因為有氧呼吸階段酵母菌需要氧氣，保留1/3的體積(空氣)可以為酵母菌提供氧氣，還可以防止發(fā)酵液在發(fā)酵過程中溢出甚至引起爆炸。(2)為防止雜菌污染，實驗中采取了哪些措施？答案需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮。例如，先沖洗葡萄再去梗；清洗榨汁機和發(fā)酵瓶并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒；果酒發(fā)酵過程中擰松瓶蓋，而不是擰開瓶蓋。3.實驗結果分析與評價(1)試分析在果酒制作過程中酵母菌數(shù)量、酒精濃度及發(fā)酵液的ph分別有何變化。答案酵母菌數(shù)量、酒精濃度先增加后穩(wěn)定，發(fā)酵液的ph先下降后穩(wěn)定。(2)制作果酒時經(jīng)檢測發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量適宜，但是沒有產(chǎn)生酒精，試分析可能的原因是什么。答案酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，可能是發(fā)酵瓶密封不嚴。(3)試分析在制作果醋時發(fā)酵液中醋酸菌的數(shù)量、發(fā)酵液的ph有何變化。答案醋酸菌數(shù)量先增加后穩(wěn)定，發(fā)酵液ph先下降后穩(wěn)定。(4)制作果醋時，醋酸菌不能大量繁殖，試分析最可能的原因是什么。答案最可能是氧氣不足造成的。醋酸菌是嚴格的好氧細菌，短時間缺氧就會大量死亡。歸納總結果酒和果醋制作流程和發(fā)酵條件的控制比較項目果酒制作果醋制作發(fā)酵溫度25 30 25 30 發(fā)酵時間35 d34 d氣體控制先通氣一段時間后再密封發(fā)酵容器或預留發(fā)酵容器1/3的空間需不斷通入氧氣(無菌空氣)雜菌控制實驗材料的沖洗和實驗用具的滅菌酸性的發(fā)酵液具有抑菌的作用發(fā)酵菌種迅速形成優(yōu)勢種制作流程挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵 果酒 果醋聯(lián)系制作果醋可在酒精發(fā)酵的基礎上進行醋酸發(fā)酵3.下面是果酒和果醋制作的實驗流程和某同學設計的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。下列相關敘述中，錯誤的是()a.根據(jù)圖1可知，利用葡萄制作果醋時，必須先進行酒精發(fā)酵，然后再進行果醋發(fā)酵b.沖洗葡萄時不能次數(shù)過多，否則果酒的制作會失敗c.圖2中的裝置中排氣管長而彎曲的目的是防止被雜菌污染d.制作果酒要關閉充氣口、打開排氣口，制作果醋時充氣口和排氣口都要打開答案a解析圖1中的流程是酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生果酒及醋酸菌利用果酒發(fā)酵產(chǎn)生果醋的過程，但醋酸菌也可以在糖源和氧氣充足的條件下直接利用糖類進行果醋發(fā)酵，a錯誤。個人用簡易裝置制作果酒時，所利用的酵母菌來自葡萄皮的表面，所以不能將葡萄沖洗次數(shù)過多，否則會沖洗掉葡萄皮上的野生酵母菌，b正確。圖2中的排氣管長而彎曲的目的是防止發(fā)酵液被雜菌污染，c正確。由于酵母菌在有氧呼吸階段利用的氧氣來自裝置中的空氣，且無氧呼吸階段需要保持無氧狀態(tài)，所以無需打開充氣口，而發(fā)酵過程中都會有二氧化碳產(chǎn)生，所以要打開排氣口；醋酸菌屬于好氧菌，所以要始終將充氣口和排氣口打開，d正確。4.下列評價果酒和果醋制作是否成功的方法中，錯誤的是()a.通過觀察相關微生物的存在或數(shù)量變化進行鑒定b.通過向果酒發(fā)酵液中加入重鉻酸鉀試劑進行鑒定c.通過檢測果酒發(fā)酵前后發(fā)酵液的溫度變化進行鑒定d.通過檢測果醋發(fā)酵前后發(fā)酵液的酸堿度變化進行鑒定答案c解析發(fā)酵成功，微生物的數(shù)量會增加，a正確。酸性條件下重鉻酸鉀溶液與酒精反應呈現(xiàn)灰綠色，b正確。果醋發(fā)酵過程中醋酸菌產(chǎn)生醋酸，發(fā)酵液ph會下降，d正確。果酒制作果醋制作1.下列有關酵母菌和醋酸菌的敘述，不正確的是()a.兩者的正常繁殖都離不開氧氣b.在無氧條件下，酵母菌可以生產(chǎn)酒精，醋酸菌則不能生產(chǎn)醋酸c.兩者都是異養(yǎng)生物，生存都離不開葡萄糖d.醋酸菌可以以酵母菌的某種代謝產(chǎn)物為原料來合成醋酸答案c解析醋酸菌是好氧型生物，在氧氣充足的環(huán)境中才能完成其正常的生命現(xiàn)象；酵母菌屬于兼性厭氧型生物，在有氧和無氧環(huán)境中都能生存，但其無氧呼吸產(chǎn)生的能量少，不能滿足其繁殖對能量的需求，所以兩者的正常繁殖都離不開氧氣，a、b正確；醋酸菌在缺乏糖源時，能以酒精為原料合成醋酸，而酵母菌在無氧環(huán)境中能產(chǎn)生酒精，c錯誤、d正確。2.在釀制果醋的過程中，下列相關說法正確的是()a.果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厭氧型細菌，需先通一段時間氧氣后密封b.在發(fā)酵過程中，溫度控制在18 25 時，發(fā)酵效果最好c.當氧氣、糖源充足時，醋酸菌可將葡萄汁中的糖分解成醋酸而釀制成果醋d.醋酸菌對氧氣特別敏感，但僅在深層發(fā)酵時缺氧影響其代謝活動答案c解析果醋制作利用醋酸菌發(fā)酵，它屬于需氧型細菌，所以要始終通入氧氣，a錯誤；果醋制作的適宜溫度是25 30 ，b錯誤；糖源和o2充足時醋酸菌可將糖分解為醋酸，c正確；醋酸菌對氧氣特別敏感，所以在制作果醋過程中要始終通入氧氣，d錯誤。3.下列哪種條件下，醋酸菌可以將葡萄汁中的糖分分解成醋酸()a.氧氣、糖源充足 b.氧氣充足、缺少糖源c.缺少氧氣、糖源充足 d.氧氣、糖源都缺答案a解析醋酸菌是一種好氧細菌，當氧氣、糖源都充足時，可將葡萄汁中的糖分分解成醋酸，a項正確，b、c、d三項均錯誤。4.下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意圖，請據(jù)圖判斷下列說法正確的是()a.制作果酒時，先用清水沖洗掉葡萄皮表面的白色雜菌b.榨汁前，榨汁機和發(fā)酵瓶都需要用體積分數(shù)為30%的鹽酸消毒c.a過程是酒精發(fā)酵，a過程完成后，只需要提高一定的溫度就能進行果醋發(fā)酵d.根據(jù)流程圖可知導致發(fā)酵產(chǎn)物不同的重要因素是溫度、時間、菌種等答案d解析制作果酒，用清水沖洗時不能除去葡萄皮表面上的白色雜菌；榨汁前要將榨汁機清洗晾干，發(fā)酵瓶需要清洗干凈并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒；a過程是酒精發(fā)酵，a過程完成后，需要打開充氣口并適當提高溫度才能進行果醋發(fā)酵。5.某果酒廠的果酒滯銷，預計將生產(chǎn)的部分果酒“轉變”為果醋。研究人員設置了如圖所示的裝置，其中乙瓶為發(fā)酵瓶。請回答下列問題：(1)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)果酒時，需要向果汁中接種純凈的 菌種，整個生產(chǎn)過程需要在 條件下進行。(2)在乙瓶中，當缺少糖源時，醋酸菌先將酒精變?yōu)?，最后變?yōu)榇姿?。在果?