生物：1.1《果酒和果醋的制作》课件(新人教版选修1).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 课题1果酒和果醋的制作 果酒制作原理果酒制作原理 (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，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）（出芽生殖） (c).(c).酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面光滑、湿酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面光滑、湿 润，大多呈乳白色，也有少数呈红色、黑色。润，大多呈乳白色，也有少数呈红色、黑色。 (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，如水果等。环境中，如水果等。 酵母菌是酵母菌是兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物. . 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 OO C C6 6 HH12 12O O 6 6 2 2C C 2 2 HH 5 5 OHOH+ +2CO2CO 2 2 (2)(2)果酒制作原理果酒制作原理 什么叫发酵？ 发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代 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） 。 所以：发酵无氧呼吸。 应用：酿酒、蒸馒头 （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 1825 ，20 左右是 最适宜温度。 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。 附着在果皮(如:葡萄皮)上的野生型酵母菌。 （4 4）传统发酵技术所使用的酵母菌的来源 (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，属原核细胞，以分裂方式繁殖 。 b.b.醋酸菌的特性：醋酸菌的特性： 新陈代谢类型为异养好氧型，只有当氧气充足时 ，才能进行旺盛的生理活动。 c.c.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。 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 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 醋酸发酵 果酒 酒精发酵 果醋 挑选葡萄冲洗榨汁 发酵瓶 四、实验设计 思考讨论 酿酒实验中应控制的发酵条件 （1）在酵母菌发酵过程中，如果要使酵 母菌进行大量繁殖，应怎样处理？ （2）如果要获得酒精，应怎 样处理？ （3）酿酒时还需要控制 什么条件？ 1 1、材料的选择与处理材料的选择与处理 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，去除枝梗和腐烂的子粒。 、用清水冲洗葡萄12次除去污物。 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 六、实验操作六、实验操作 2 2、清洗（、清洗（WHYWHY？）？） 3 3、榨汁榨汁 将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 4 4、发酵：发酵装置如下、发酵：发酵装置如下 5 5、注意事项、注意事项 将葡萄汁装人发酵瓶，将葡萄汁装人发酵瓶， 要留大约要留大约1 13 3的空间的空间 ( (如图右图所示如图右图所示) )，并封，并封 闭充气口。闭充气口。（为什么？）（为什么？） 塑料瓶中不能装满葡萄液汁，应留一定空间塑料瓶中不能装满葡萄液汁，应留一定空间 ，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成种群优势。，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成种群优势。 防止爆裂防止爆裂 防止榨汁机、发酵瓶带菌引起发酵液污染防止榨汁机、发酵瓶带菌引起发酵液污染 70%70%酒精消毒或用洗洁精洗涤酒精消毒或用洗洁精洗涤 出料口 充气口 排气口 乙 装置的充气口在装置的充气口在 时关闭，排气口主要是排时关闭，排气口主要是排 出出 ；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶 身相连，这样做的目的是身相连，这样做的目的是 ；出料口的；出料口的 作用是作用是 。 酒精发酵酒精发酵 COCO 2 2 防止微生物污染防止微生物污染 对发酵情况进行及时的监测对发酵情况进行及时的监测 在酒精发酵过程中往往在酒精发酵过程中往往“ “先通气后密封先通气后密封” ”的原因？的原因？ 先使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖再使酵母菌进行先使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖再使酵母菌进行 无氧呼吸产生酒精无氧呼吸产生酒精 酒精发酵过程中发生酒精发酵过程中发生“ “先来水后来酒先来水后来酒” ”现象的原因？现象的原因？ 酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，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。然后进行无氧呼吸才产生酒精。 随着发酵的进行，溶液密度的变化？为什么？随着发酵的进行，溶液密度的变化？为什么？ 变低。发酵产生酒精和二氧化碳，酒精密度比水低变低。发酵产生酒精和二氧化碳，酒精密度比水低 制作葡萄酒的酵母菌主要来源于哪里？ 附着在葡萄皮上的野生酵母菌。 为提高果酒品质，可以加入人工培养的酵母 菌或干酵母。 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？ 拧松是为了及时放出拧松是为了及时放出CO2CO2气体，防止爆裂；气体，防止爆裂； 不打开是为了防止杂菌污染不打开是为了防止杂菌污染 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，减少空气中尘土等的 污染 易被杂菌污染 方程式为:C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O 酶 应该从哪些方面防止发酵液被污染？应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒 。 每次排气时只要拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等每次排气时只要拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等 。 发酵停止的标志是什么？发酵停止的标志是什么？ 停止产生气泡停止产生气泡 产生的果酒较浑浊的原因？产生的果酒较浑浊的原因？ 纤维素、果胶纤维素、果胶 制葡萄醋制葡萄醋的过程中，要适时的过程中，要适时通过充气口充气通过充气口充气。 将温度严格控制在将温度严格控制在30303535， 时间控制在时间控制在7 78d8d左右。左右。 制葡萄酒制葡萄酒的过程中，要的过程中，要严格密闭严格密闭， 将温度严格控制在将温度严格控制在18182525， 时间控制在时间控制在101012d12d左右左右，可通过出料口对发酵，可通过出料口对发酵 的情况进行及时的监测。的情况进行及时的监测。 一般情况下，葡萄酒是红色的原因？一般情况下，葡萄酒是红色的原因？ 在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮 的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。 葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？ 根据葡萄酒的颜色分根据葡萄酒的颜色分 白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵； 红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵； 桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的 发酵时间短。发酵时间短。 根据葡萄酒的含糖量分根据葡萄酒的含糖量分 干葡萄酒：含糖量低于干葡萄酒：含糖量低于4 4克克/ /升；升； 半干葡萄酒：含糖量介于半干葡萄酒：含糖量介于4 4克克-12-12克克/ /升之间；升之间； 半甜葡萄酒：含糖量介于半甜葡萄酒：含糖量介于1212克克-50-50克克/ /升之间；升之间； 甜葡萄酒：含糖量高于甜葡萄酒：含糖量高于5050克克/ /升。升。 用葡萄制作的果酒酒精含量低，怎么办？用葡萄制作的果酒酒精含量低，怎么办？ 加蔗糖加蔗糖 选用糖分多的水果（苹果）选用糖分多的水果（苹果） 六、如何检验果酒、果醋的制作是否成功？ 果酒的制作是否成功的鉴定方法是： 嗅味和品尝、显微镜观察、用重铬酸钾检验酒精的存在 果醋的制作是否成功的鉴定方法是： 观察菌膜的形成、嗅味和品尝、比较发酵前后的PH值显 微镜观察 课题1 果酒和果醋的制作 酒精检测检测 方法 操作试试管甲试试管乙 发发酵液2mL 蒸馏馏水2mL 3mol/LH2SO43滴3滴 饱饱和重铬铬酸钾钾溶液3滴3滴 现现象灰绿绿色橙色 如果进行大规模生产果酒、果醋时，需要解 决哪些问题？ 大规模生产果酒、果醋时，需要解决全面考虑，如： a: 原料的来源和选择 b: 菌种的培养 c: 发酵设备、发酵条件的自动化控制 d：严格控制杂菌污染等 e: 实际生产中还要考虑沉淀、消毒包装、保存，风味色泽等 课题1 果酒和果醋的制作 酒精发发酵和醋酸发发酵的区别别和联联系： 区别别酒精发发酵醋酸发发酵 微生物 最适温度 氧气 联联系酒精发发酵为为醋酸发发酵提供 。 酵母菌 醋酸菌 20左右 3035 无氧有氧 酒精 课题1 果酒和果醋的制作 实验现实验现 象 发发酵酒精发发酵醋酸发发酵 气味和味道酒味酸味 气泡和泡沫 有气泡和泡沫无气泡和泡沫 发发酵液颜颜 色 混浊浊混浊浊，液面形成白色菌膜 【课外探究】 课题1、如何将葡萄上附着 的酵母菌分离出来？ 课题2、尝试从食醋中分 离醋酸菌。 课题1 果酒和果醋的制作 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 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 2. 严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的 关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多 的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( ) A温度控制 B 溶氧控制 CpH控制 D酶的控制 D 练习： 3 3果酒制作过程中，操作有误的是（ 果酒制作过程中，操作有误的是（ ） 将消毒过的葡萄汁装满发酵装置将消毒过的葡萄汁装满发酵装置 将温度严格控制在将温度严格控制在 榨汁机要清洗干净并晾干榨汁机要清洗干净并晾干 进行榨汁将冲洗除枝梗的葡萄放入进行榨汁将冲洗除枝梗的葡萄放入 已冲洗并晾干的榨汁机内已冲洗并晾干的榨汁机内 A 4、关于酵母菌的叙述，错误的是（ ） A、酵母菌的代谢类型为异养、兼 性厌氧型 B、酵母菌主要的繁殖方式为孢子 生殖 C、酵母菌只在酒精发酵中发挥作 用 BC （多选） 5下列叙述能够防止发酵液被污染的是 ( ) 榨汁机要清洗干净，并晾干 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 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 ABCD （多选） 例：例：葡萄汁、葡萄酒都具有一定的保健养生功效，随着人葡萄汁、葡萄酒都具有一定的保健养生功效，随着人 们生活水平的提高，我国葡萄汁、葡萄酒的需求量逐年们生活水平的提高，我国葡萄汁、葡萄酒的需求量逐年 增长。请回答：增长。请回答： 葡萄可用来制作葡萄汁、葡萄酒，为减少资源浪费，提葡萄可用来制作葡萄汁、葡萄酒，为减少资源浪费，提 高产品的附加值，可对葡萄做怎样的处理？高产品的附加值，可对葡萄做怎样的处理？ （2 2）制作葡萄酒时，为防止发酵液被污染，应采取的措）制作葡萄酒时，为防止发酵液被污染，应采取的措 施是施是 ；在制作过程中，一；在制作过程中，一 般将温度控制在般将温度控制在18182525，原因是，原因是 。 可先用来制作葡萄汁，滤渣等再用来发酵制作葡萄酒可先用来制作葡萄汁，滤渣等再用来发酵制作葡萄酒 在该范围的温度是在该范围的温度是 酵母菌生长发酵较适宜的温度酵母菌生长发酵较适宜的温度 将器具洗净且用酒精消毒将器具洗净且用酒精消毒 （3 3）为研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常要取样统计）为研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常要取样统计 分析，并测定分析，并测定pHpH，判断取样先后顺序的主要依据是，判断取样先后顺序的主要依据是 。 （4 4）葡萄梗的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，）葡萄梗的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素， 但是酵母菌无法直接利用，原因是其但是酵母菌无法直接利用，原因是其 。请你提出一种。请你提出一种 解决该问题的方法解决该问题的方法 。 pHpH的大小，的大小，pHpH越小取样时间越靠后。越小取样时间越靠后。WHY?WHY? 缺乏相应分解酶系缺乏相应分解酶系 （或缺乏纤维素酶和半纤维素酶）（或缺乏纤维素酶和半纤维素酶） 在酵母菌中转入分解酶系相关基因（或在酵母菌中转入分解酶系相关基因（或 利用酶或微生物分解葡萄梗；利用物理和化学方法分解葡利用酶或微生物分解葡萄梗；利用物理和化学方法分解葡 萄梗；将酵母菌与其他能分解葡萄梗的微生物混合发酵等萄梗；将酵母菌与其他能分解葡萄梗的微生物混合发酵等 ） 为提高葡萄酒的品质并降低生产成本，许多厂家使用固为提高葡萄酒的品质并降低生产成本，许多厂家使用固 定化酵母细胞。下面是制备固定化酵母细胞的实验过程：定化酵母细胞。下面是制备固定化酵母细胞的实验过程： A.A.使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化。使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化。 B.B.将无水氯化钙溶解在自来水中，配成氯化钙溶液。将无水氯化钙溶解在自来水中，配成氯化钙溶液。 C.C.用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液。用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液。 D.D.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加放入已活化的酵母向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加放入已活化的酵母 细胞，充分搅拌并混合均匀转入注射器。细胞，充分搅拌并混合均匀转入注射器。 E.E.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入蒸馏水中，将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入蒸馏水中， 观察凝胶珠形成。观察凝胶珠形成。 请你改正其中错误的操作：请你改正其中错误的操作： B B中自来水应改用蒸馏水、中自来水应改用蒸馏水、 C C中大火应改为小火或间断加热、中大火应改为小火或间断加热、 D D中刚溶化的海藻酸钠中刚溶化的海藻酸钠 溶液应冷却至室温、溶液应冷却至室温、 E E中蒸馏水应改用中蒸馏水应改用CaCl2CaCl2 解析解析 本题综合考查微生物发酵、酵母细胞的固定化等知识。本题综合考查微生物发酵、酵母细胞的固定化等知识。 （1 1）为减少资源浪费，提高产品的附加值，葡萄可先制）为减少资源浪费，提高产品的附加值，葡萄可先制 作葡萄汁，剩下的葡萄渣等再用于发酵制作葡萄酒。作葡萄汁，剩下的葡萄渣等再用于发酵制作葡萄酒。 （2 2）用于发酵的器具要洗净且酒精消毒，防止发酵液受）用于发酵的器具要洗净且酒精消毒，防止发酵液受 污染；温度为污染；温度为18182525是酵母菌生长发酵的较适宜的温度是酵母菌生长发酵的较适宜的温度 。 （3 3）由于发酵过程中酵母菌产生）由于发酵过程中酵母菌产生CO2CO2，随发酵时间的推移，随发酵时间的推移 ，发酵液的，发酵液的pHpH会逐渐变小，即会逐渐变小，即pHpH越小取样时间越靠后。越小取样时间越靠后。 1 1、在制作葡萄酒的实验中，将葡萄浆加入发酵瓶的装量、在制作葡萄酒的实验中，将葡萄浆加入发酵瓶的装量 不要超过不要超过2 23 3，其原因是，其原因是 。 保证酵母菌在有氧时代谢旺盛，快速增殖（出芽生殖保证酵母菌在有氧时代谢旺盛，快速增殖（出芽生殖 ），当无氧时，进行发酵可以产生较多酒精。），当无氧时，进行发酵可以产生较多酒精。 2 2、甲同学是利用酵母菌研究种群增长规律：、甲同学是利用酵母菌研究种群增长规律： (1)(1)该实验制备的该实验制备的5 5葡萄糖溶液，须加热、冷却后再使葡萄糖溶液，须加热、冷却后再使 用，原因是用，原因是 。 (2)(2)取取A A、B B两个锥形瓶，各加入等量恒定容积的葡萄糖溶两个锥形瓶，各加入等量恒定容积的葡萄糖溶 液，液，A A组接种少量酵母菌，组接种少量酵母菌，B B组不做处理。本实验设置组不做处理。本实验设置B B 瓶作为对照实验的目的是瓶作为对照实验的目的是 。 （1 1）消灭杂菌）消灭杂菌和和防止温度过高酵母不能生存防止温度过高酵母不能生存 （2 2）排除排除无菌葡萄糖溶液浑浊度变化无菌葡萄糖溶液浑浊度变化对实验结果的影响对实验结果的影响 (3)(3)分别对分别对A A、B B瓶进行瓶进行 取样，通过测定培取样，通过测定培 养液的浑浊度，可估算酵母菌的养液的浑浊度，可估算酵母菌的 ，进行，进行 取样计数之前，需将锥形瓶轻轻震荡几次，目的是取样计数之前，需将锥形瓶轻轻震荡几次，目的是 。 定期定期 （等时间取样）（等时间取样） 种群数量种群数量 使培养液中的酵母菌使培养液中的酵母菌均匀分布均匀分布，以，以减少减少实验中的计实验中的计 数误差。数误差。 （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。 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 回答问题： 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_ _ 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。 综合练习 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