高中生物選修1《第3章食品加工技術(shù)第1節(jié)發(fā)酵食品加工【實驗】利用發(fā)酵法以果汁》14北師大教案設(shè)計

《果酒和果醋的制作》教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能目標(biāo)本節(jié)要知道果酒、果醋制作所需的菌種，果酒、果醋制作的原理，會寫反應(yīng)式；說出果酒、果醋的實驗流程，正確理解影響發(fā)酵的因素。2、過程與方法目標(biāo)根據(jù)實驗流程示意圖和提供的資料，自行設(shè)計果醋制作過程，學(xué)會收集、整理和分析實驗資料，定量表述實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論；在學(xué)習(xí)中體會已有知識的不足和進(jìn)一步探究、拓展的必要性。3、情感與價值觀目標(biāo)積極參加實驗設(shè)計，在合作交流中探索未知，在發(fā)現(xiàn)、探究、操作過程中，獲得知識，體驗成功的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，樹立學(xué)習(xí)的信心。重點、難點果酒和果醋的制作原理，設(shè)計制作裝置，制作出果酒和果醋為重點。制作過程中發(fā)酵條件的控制為難點。教學(xué)理念《選修1》總的來說是一門以學(xué)生為主體，通過實驗設(shè)計和操作實踐，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的選修課程，本模塊重在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗，動手操作，收集證據(jù)等科學(xué)探究能力。本節(jié)課首先通過創(chuàng)設(shè)情景，課前做好果酒實驗，請學(xué)生觀察，在整個教學(xué)中，采用自學(xué)——探討——歸納方法，并自主參與，使學(xué)生有較大自主性，在學(xué)習(xí)中體會已有知識的不足和進(jìn)一步探究、拓展的必要性。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件：展示相關(guān)資料、圖片、例題和習(xí)題。教學(xué)過程[一]創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回?！边@是唐詩中提及的葡萄酒。其實人類用不同原料釀酒的歷史約有 5000年了。但直到19世紀(jì)，法國的巴斯德才發(fā)現(xiàn)葡萄汁變酒是酵母菌的發(fā)酵作用。利用不同微生物的發(fā)酵作用制作食品，歷史悠久，遍布民間，一般稱做傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。在中華民族悠久的歷史長河中，很多事物都走在世界前列，酒也一樣，有著它本身的光輝篇章。在酒的記載中，有許多關(guān)于酒的有趣傳說。猿猴釀酒說——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季節(jié)收貯大量的水果在“石洼”中，一段時間后，就有特殊香味的液體流生，這就是最早的果酒。在國內(nèi)市場上，近幾年出現(xiàn)了越來越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。果酒中雖然含有酒精，但含量與白酒、啤酒和葡萄酒比起來非常低，一般為5到10度，最高的也只有 14度。因此，被很多成年人當(dāng)作飯后或睡前的軟飲料來喝。果酒簡單來說就是汲取了水果中的全部營養(yǎng)而做成的酒，其中含有豐富的維生素和人體所需的氨基酸。有時候即使生吃水果也不能吸收的營養(yǎng)，通過果酒卻可以吸收，因為營養(yǎng)成分已經(jīng)完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人體中堆積的作用，使人不容易積累脂肪和贅肉。此外，與其他酒類相比，果酒對于護(hù)理心臟、調(diào)節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。相信大家都吃過酒釀，家住在本市盛產(chǎn)葡萄的徐市、梅李、那里的人自己家都會做葡萄酒，我們這個專題就是來學(xué)習(xí)這些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，相信每個人的收獲是很大的。教師拿出預(yù)先買好的葡萄酒和果醋，還有自己先做的蘋果酒展示，推出標(biāo)題——果酒和果醋的制作。[二]新課講解一、基礎(chǔ)知識1．果酒制作的原理回顧已學(xué)知識，閱讀課本，完成以下問題:（1）果酒的制作需要什么微生物？（2）酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、繁殖方式、生存環(huán)境如何？（3）酵母菌的代謝類型及其呼吸過程的反應(yīng)式如何？（4）酵母菌的繁殖適宜溫度是多少？酒精發(fā)酵時的溫度范圍是多少？（5）為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？（6）什么叫發(fā)酵？發(fā)酵等同于無氧呼吸嗎？酵母菌有何實際應(yīng)用？（7）果酒制作時的酵母菌來源？、形態(tài)、結(jié)構(gòu)醉母菌是單細(xì)胞真菌，屬真核生物，細(xì)胞大小為 1?30umi呈圓形、橢圓形等。思考：你認(rèn)為酵母菌的細(xì)胞中有哪些結(jié)構(gòu)？你認(rèn)為細(xì)菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？、繁殖方式酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式進(jìn)行無性生殖。溫度低時形成孢子，進(jìn)入休眠狀態(tài)，溫度適宜時，進(jìn)行出芽生殖，繁殖速度快。、生存的環(huán)境自然界中，酵母菌分布廣泛，但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中，如水果、花、樹皮上，（有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母 （醬油釀造）、球擬酵母屬、粉狀畢赤氏酵母等。）一年四季，土壤始終是酵母菌的大本營。思考：在發(fā)酵制作葡萄酒的時候，要對葡萄進(jìn)行消毒嗎？為什么？其他微生物與酵母菌的關(guān)系是什么？競爭關(guān)系在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌能生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。、酵母菌的代謝類型及其呼吸過程酵母菌的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型生物。果酒的制作離不開酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，反應(yīng)式如下：酶C6H1206+6H20+6O"6CO2+6H20+后量在無氧條件下，反應(yīng)式如下：酶C6H12O62C2H5OH+2C02+能量思考：在發(fā)酵過程中，如果要使酵母菌進(jìn)行大量繁殖，應(yīng)怎樣處理？如果要獲得酒精呢？為什么？、溫度要求繁殖的最適溫度：20℃；酒精發(fā)酵的溫度范圍：18~25℃。思考：你知道酵母菌需要適宜溫度的原因嗎？酵母菌有不同的最適溫度說明了什么？補(bǔ)充：溫度對發(fā)酵的影響酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10℃，酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快， 20℃時為最佳繁殖溫度，此時酵母菌生殖速度快、生活力強(qiáng)。超過 35℃，酵母菌生長受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少損耗，必須控制好發(fā)酵溫度。、一般情況下，葡萄酒呈紅色的原因？在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈紅色。、發(fā)酵發(fā)酵概念：廣義：是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)微生物菌體各種代謝產(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）。狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）所以：發(fā)醉不無氧呼吸。、應(yīng)用：釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。、菌種來源：成熟的葡萄上本身就含有大量的酵母菌，放久的葡萄有酒味就是這個道理。也可以適當(dāng)接種食品發(fā)酵的酵母菌。（在果酒的工業(yè)生產(chǎn)中為了提高果酒的品質(zhì)也可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌，例如：干酵母或酒藥）2、果醋制作的原理閱讀課本，思考以下問題：1）醋酸菌的形態(tài)？細(xì)胞結(jié)構(gòu)？2）醋酸菌的代謝類型？3）醋酸菌的最適生長溫度為多少？4）醋酸菌有哪些方面的實際應(yīng)用？5）果醋的制作原理？、醋酸菌形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝類型從橢圓到桿狀，有單個，有成對，有成鏈狀，以鞭毛運(yùn)動或不運(yùn)動，不形成芽孢，屬原核生物，以分裂方式繁殖，新陳代謝類型為異養(yǎng)需氧型。（醋酸菌與酵母菌相比，最主要的特點是什么？）、對酵母菌和醋酸菌的比較生物學(xué)分類生活方式適宜溫度主要生殖方式主要應(yīng)用酵母菌真核生物異養(yǎng)兼性厭氧20℃出芽生殖釀酒、發(fā)面醋酸菌原核生物異養(yǎng)需氧30℃一 35℃二分裂生殖釀醋、應(yīng)用：食醋、果醋、果醋制作的原理，醋酸菌是—種好氧性細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時，才能進(jìn)行旺盛的生理活動。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。實驗表明，醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分分解成醋酸；應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會。滅菌討論：你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？(需要從發(fā)酵制作的過程進(jìn)行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。)①榨汁機(jī)要清洗干凈，并晾干。②發(fā)醉裝置要清洗干凈，并用 70%的酒精消毒。榨汁將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機(jī)榨取葡萄汁。發(fā)酵：發(fā)酵裝置如下：①將葡萄汁裝人發(fā)醉瓶，要留大約1/3的空間(如圖右圖所示)，并封閉充氣口。②制葡萄酒的過程中，密閉，將溫度嚴(yán)格控制在18c?25C,時間控制在10?12d左右，可通過生料口對發(fā)醉的情況進(jìn)行。及時的監(jiān)測。③制葡萄醋的過程中， 將溫度嚴(yán)格控制在30c?35C,時間控制在前7?8d左右，并注意適時通過充氣口充氣。操作的注意事項及細(xì)節(jié)①釀酒的葡萄不能用洗滌靈等化學(xué)洗滌劑清洗。②容器很關(guān)鍵，應(yīng)用清水或洗滌靈沖洗干凈，并用 70%勺酒精擦洗；③塑料瓶中不能裝滿葡萄液汁，應(yīng)留一定空間，有利于醉母菌有氧呼吸大量繁殖形成種群優(yōu)勢。④在酒精發(fā)醉過程中應(yīng)蓋好容器的蓋子，使醉母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。⑤在發(fā)酵過程中應(yīng)注意溫度的控制。醋酸菌菌種的來源前期厭氧果酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并不是嚴(yán)格厭氧，因此有少量的醋酸菌存留，當(dāng)轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵時，殘存的醋酸菌會大量繁殖，產(chǎn)生醋酸。同時，在我們的實驗條件下并不是嚴(yán)格無菌，通入的空氣中會有一些醋酸菌，帶到發(fā)酵液中，大量繁殖，而其他的菌因不適應(yīng)這種條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵是要人工接種醋酸菌的，以保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行，而不是采取我們實驗的方法。另外，在實際操作時，由于菌株的量較少，可能需要很長的時間。為了縮短時間，制作果酒時可以從市場上買一些菌株；