高中生物选修一1.1-果酒和果醋的制作.ppt

葡萄美酒夜光杯 欲饮琵琶马上催 君若问酒何处来 此功当属酵母菌 专题1 传统发酵技术的应用 选修1 果酒制作的原理果酒制作的原理 (a).(a).酵母菌是单细胞真菌，酵母菌是单细胞真菌，真核生物真核生物，细胞大小为细胞大小为 130um130um，呈圆形、椭圆形等。呈圆形、椭圆形等。 (1) (1) 果酒的制作离不开果酒的制作离不开酵母菌酵母菌 (b).(b).酵母菌的繁殖方式主要为酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖无性生殖（出芽生殖、分裂（出芽生殖、分裂 生殖、孢子生殖），但多以生殖、孢子生殖），但多以出芽生殖出芽生殖进行。进行。温度低时形成温度低时形成 孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖 速度快。速度快。 (c).(c).酵母菌大量分布于土壤中，以菌落形式存在。 (d).(d).酵母菌分布在含酵母菌分布在含糖糖较高的较高的偏酸偏酸环境中，如环境中，如葡萄等。等。 过程：母体过程：母体 芽体芽体 新个体新个体 一、基础知识 (e). (e). 酵母菌是酵母菌是异养兼性厌氧微生物异养兼性厌氧微生物. . 在在有氧条件有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 。 反应式为：反应式为： 在在无氧条件无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。下，酵母菌能进行酒精发酵。 反应式为：反应式为： C C6 6 HH12 12O O 6 6 +6O+6O 2 2 6CO 6CO 2 2 +6H+6H 2 2 O+O+能量能量 C C6 6 HH12 12O O 6 6 2 2C C 2 2 HH 5 5 OHOH+ +2CO2CO 2 2 + +能量能量 (2)(2)果酒制作原理果酒制作原理 什么叫发酵？ 发酵概念： 广义：是通过微生物的培养来大量生产微生 物菌体各种代谢产物的过程。包括有氧发酵 （如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（ 如酒精发酵）。 狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发 酵、乳酸发酵等）。 所以：发酵无氧呼吸。 （3 3）发酵所需的适宜条件：）发酵所需的适宜条件： 厌氧制 酒 1.1.温度温度 20 左右最适合酵母菌繁 殖，酒精发酵时一般将温度 控制在1825 。 2.pH值 4.05.8为最适pH值，在最低 pH=2.5，最高pH=8.0时尚能生 存，但生长极其缓慢而且容易死亡 。 3.充足的糖源 喜欢葡萄汁等含糖量高的果汁。 (f.)应用：做面包，馒头；酿酒。 (1)制醋所用的醋酸菌 果果醋制作的原理醋制作的原理 a.a.醋酸菌的形态醋酸菌的形态: : 从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链 状，以鞭毛运动或不运动，属原核生物，不 形成芽孢，以分裂方式繁殖。 b.b.醋酸菌的来源：醋酸菌的来源： 土壤中分离醋酸菌或直接使用醋曲土壤中分离醋酸菌或直接使用醋曲，也可 尝试自然接种。 一、基础知识 若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中 的糖分解成醋酸，其反应式： C C 6 H H 1212O O 6 6 3CH 3CH 3 3 COOHCOOH 2 2C C 2 2H H5 5 OHOH+ +OO2 2 2CH2CH 3 3 CHO+2HCHO+2H 2 2 OO 2CH2CH 3 3 CHCHO+O+OO2 2 2CH 2CH 3 3 COOHCOOH 若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛， 再将乙醛变为醋酸，其反应式： （2）果醋的制作原理 醋酸菌是一种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才 能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜 就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸 菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只 是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。 1.1.温度温度 温度控制在3035 为适宜。 2.2.氧气条件氧气条件 醋酸菌是好氧细菌，发酵过程中适时向发酵液中充气。 有氧制 醋 (3)(3)制醋发酵所需的条件制醋发酵所需的条件 1 1、制作果酒制作果酒、果醋的实验流程图果醋的实验流程图 冲洗冲洗榨汁榨汁 酒精发酵酒精发酵 醋酸发酵醋酸发酵 果酒果酒 果醋果醋 挑选水果挑选水果 鉴定鉴定 鉴定鉴定 二、果酒和果醋的制作实验 安排在9月或10月进行： o正值收获季节，葡萄价格便宜，品种 多样。 o此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力 强，发酵酿酒的效果好。 o温度适宜，发酵现象非常明显。 2、发酵装置的设计 （1）阅读教材3-4页，对A、B两同学的实验装置进行讨论： A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开 瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上多层纱 布，进行葡萄醋的发酵。 来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能 混入杂菌。 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二氧化碳的；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。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。 B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、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？ （2）对实验装置的改进 a、可用塑料瓶替换玻璃瓶，有利放气。 b、家庭操作简便装置 c、实验室操作简便装置 3、实验操作中的注意事项 (1)材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗 ，除去枝梗。 、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。 、用清水冲洗葡萄12次除去污物。（注 意冲洗次数不宜太多，为什么？） 讨论： 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗 ？为什么？ 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。 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。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。 榨汁机要清洗干净，并晾干。 发酵装置要清洗干净，并用70的酒精消毒。 (2)灭菌 讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液 被污染？ (3)榨汁 将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 (4)发酵：发酵装置如图： 将葡萄汁装人发酵瓶，要留大约13的空间 ( 如图右图所示)，并封闭充气口。 制葡萄酒的过程中，密闭，将温度严格控制 在1825，时间控制在1012d左右，可通 过从出料口取样对发酵的情况进行及时的监测 。 制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30 35，时间控制在前78d左右，并注意适时 通过充气口充气。 思考1：在发酵制作葡萄酒的时候， 要对葡萄进行消毒吗？为什么？ 在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌 能生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因 无法适应这一环境而受到抑制。 思考2：其他微生物与酵母菌的关系 是什么？ 竞争关系 学习活动：讨论并完成思考12 思考1在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余 空间？ 思考2在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充 氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通 入 。 无菌空气 暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用；留有一定的O2， 利于酵母菌繁殖。 简述果酒、果醋制作的基本过程。 对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒。 取葡萄500g，用清水冲洗葡萄12次除去污物。 （注意冲洗次数不宜太多） 去除枝梗和腐烂的叶子。 榨汁后装入发酵瓶。 将发酵瓶置于适宜的温度（1825）下发酵 。 10天后，取样检验。 加入醋酸菌或醋曲，然后移至 3035条件下发酵，适时充 气以制备葡萄醋。 简易装置12h天排气一次。（拧松瓶盖） 1、如何检测果醋的制作是否成功？ 闻一闻有没有醋味 尝一尝有没有醋酸 观察菌膜的形成 检测和比较醋酸发酵前后的pH值 显微镜观察是否有醋酸菌存在 三、课题成果评价 2、如何检测果酒的制作是否成功？ 闻一闻有没有酒味 尝一尝有没有酒精 用显微镜观察酵母菌 并用重铬酸钾检测是否有酒精 【课题延伸】 用重铬酸钾检测是否有酒精 【原理】 橙 红 色 灰 绿 色 重铬酸钾 重铬酸钾与酒精反应 【实验】 发酵液 对照组实验组 H2SO4 H2SO4 重铬酸钾 重铬酸钾 酒 精 【结果分析与评价】 1、由于发酵作用，糖分大部分转变 为CO2和乙醇。CO2排出越来越旺盛， 使发酵液沸腾，CO2从排气口排出 ，在发酵10天后，现象最明显。发 酵过程产热，会使发酵液温度上升 ，但酒精发酵温度应严格控制在18 25 ；发酵过程中，色素及其他 成分逐渐溶解于发酵液中。 结果评价： 葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁 的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色， 具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味， 不涩。 课题1 果酒和果醋的制作 1、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 C 练习 课题1 果酒和果醋的制作 练习 2、酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量 适宜但却不产生酒精，应采取的措施是 A.降低温度 B.隔绝空气 C.加缓冲液 D.加新鲜培养基 B 3、在酿酒的过程中，温度对酒精的发酵过程起到重要的作 用，应把发酵温度控制在： A 0-10 B 25-35 C 18-25 D 40以上 4、在酿酒和酿醋的过程中都要涉及各种微生物，在上述两 个过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别？ A前者有细胞结构，后者没有细胞结构 B前者没有细胞结构，后者有细胞结构 C前者有成形的细胞核，后者没有成形细胞核 D 前者没有成形的细胞核，后者有成形细胞核 C C 5、在制造葡萄醋时为什么要适时通过充气口充气： A醋酸菌的新陈代谢类型为自养需氧型 B 醋酸菌的新陈代谢类型为异养需氧型 C醋酸菌的新陈代谢类型为自养厌氧型 D 醋酸菌的新陈代谢类型为异养厌氧型 6、在果酒制作实验结束时我们要检测试验是否成功，通常用 重铬酸钾来检测酒精的有无，原理是在酸性条件下，重铬酸钾 与酒精反应是： A蓝色 B砖红色 C灰绿色 D深紫并带金属光泽 B C 7、酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情 况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2: A2/5 A摩尔 B1/12 A摩尔 C6A摩尔 D3A摩尔 8、用重铬酸钾检验发酵液中是否有酒精生成，正确的操作为 : A先在试管中加入发酵液2 mL，再滴加3滴重铬酸钾溶液 B先在试管中加入发酵液2 mL，再加人3 molL1的 H2SO43滴，摇匀，再滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴 C直接将2 mL重铬酸钾倒入发酵液中 D用试管取2 mL发酵液放在酒精灯上加热，待温度降至常 温时，再往里面加入3滴molL1的H2SO4，摇匀后，再加 入3滴常温下饱和的重铬酸钾溶液 D B 9、某同学用带盖的瓶子制葡萄酒（如图） （2）此后再将瓶盖拧紧，目的是 （3）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布 ，原因是 （4）分析此发酵装置不足之处 （1）发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧 松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？ 酒精发酵过程中产生CO2，瓶盖拧松放出CO2 防止进入O2，继续进行酒精发酵 制造有氧条件，进行醋酸发酵 易被杂菌污染 方程式为:C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O 酶 课题1 果酒和果醋的制作 应用练习 10、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_ _ 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 课题1 果酒和果醋的制作 （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。 （5）酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的 顶部，原因是_ _。 （6）为什么啤酒要至少搁置21天才可以过滤装瓶，请说出一 种理由。 酒精发酵 C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量 酶 酵母菌细胞内产生的CO2，增大了本身在液体 中的浮力，使其上升 使酵母菌充分发酵，有利于混合物中杂质沉淀；进一步降低 啤酒中的含糖量等。 在酒的制作中，依种类分大体上可有白 酒、果酒、啤酒和黄酒四类。 制作方法各不相同，但相同部分是它们 都是由酵母完成的。 酵母在自然界中广泛分布，已知有几 百种之多，也是应用最广的一类微生物。 如面包制作、酒精制造、药用酵母片、酿 酒等。 酒的种类 根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜 、甜四种。 干葡萄酒：含糖量低于4克/升； 半干葡萄