果酒果醋的制作原理

生物选修一 生物技术实践 远古人类发现 吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料 人类最早发明的酒 专题1传统发酵技术的应用 果酒和果醋的制作 课题1 课题目标 1 简述发酵原理2 阐明酒酵母的代谢特点3 尝试利用简单的装置制作果酒和果醋 一 果酒的制作原理阅读课本 完成以下问题 1 果酒的制作需要什么微生物 2 酵母菌的形态 结构 分布 种类及菌落 3 酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何 4 酵母菌的适宜温度是多少 5 为什么在一般情况下葡萄酒呈红色 6 什么叫发酵 发酵等同于无氧呼吸吗 酵母菌有何实际应用 1 酵母菌的形态 结构 分布 种类及菌落 1 形态结构酵母菌是单细胞真菌 属真核生物 细胞大小为1 30um 呈圆形 椭圆形等 思考 你认为酵母菌的细胞中有哪些结构 你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别 2 繁殖酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖 出芽生殖 分裂生殖 孢子生殖 又多以出芽方式进行 3 菌落 你知道什么的菌落吗 在生态学上一个菌落属于什么 酵母菌在固体培养基上形成的菌落 其表面湿润 呈白色或粉红色 4 生存的环境酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中 如水果等 思考 在发酵制作葡萄酒的时候 要对葡萄进行消毒吗 为什么 2 酵母菌的代谢类型及其呼吸过程 1 代谢类型异养兼性厌氧型 既能进行有氧呼吸 又能进行无氧呼吸 2 反应式 有氧呼吸 无氧呼吸 思考 在发酵过程中 如果要使酵母菌进行大量繁殖 应怎样处理 如果要获得酒精呢 为什么 3 发酵 1 发酵概念广义 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 狭义 是指微生物的无氧呼吸 包括酒精发酵 乳酸发酵等 2 所以 发酵 无氧呼吸 3 应用 酿酒 发馒头 面包制作 酒精制造 生产药用酵母片 生产维生素 生产抗菌素等 4 温度要求繁殖的最适温度 20 酒精发酵的最适温度 18 25 你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗 1 一般情况下 葡萄酒呈红色的原因 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 2 葡萄酒分成干红 干白等种类的依据是什么 1 根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒 红葡萄酒和桃红葡萄酒三种 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 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 2 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 半干葡萄酒 含糖量介于4克 12克 升之间 半甜葡萄酒 含糖量介于12克 50克 升之间 甜葡萄酒 含糖量高于50克 升 5 果酒的制作原理 1 发酵所需的适宜条件 温度 18 25 20 左右是最适宜温度pH值 4 0 5 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 2 传统发酵技术所使用的酵母菌的来源 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 6 制作果酒和果醋的过程 安排在9月或10月进行 正值收获季节 葡萄价格便宜 品种多样 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 温度适宜 发酵现象非常明显 1 实验流程示意图 2 实验材料 用具 1 对发酵瓶 纱布 榨汁器等用具进行清洗并消毒 2 取葡萄500g 用清水冲洗葡萄1 2次除去污物 冲洗次数不宜太多 去除枝梗 榨汁装入发酵瓶 3 实验过程 3 将发酵瓶置于适宜的温度 18 25 下发酵 4 简易装置2 4天排气一次 拧松瓶盖 5 10天后 取样检验 酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色 6 取果酒的上清液 加入醋酸菌 然后移至30 35 条件下发酵 适时充气以制备葡萄醋 排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的 出料口是用来取样的 充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的 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 其作用类似巴斯德的鹅颈瓶 1 材料的选择与处理 2 防止发酵液被污染 3 控制好发酵的条件 操作提示 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 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 思考讨论P4旁栏思考题回答下列问题 厌氧制酒 二 果醋制作的原理阅读课本 思考以下问题 1 醋酸菌的形态 细胞结构 2 醋酸菌有哪些方面的实际应用 3 醋酸菌的代谢类型 4 果醋的制作原理 5 画出果酒和果醋实验流程示意图 1 醋酸菌的形态 1 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 不形成芽孢 属原核细胞 以分裂方式繁殖 新陈代谢类型为异养需氧型 2 醋酸菌 2 应用 食醋 果醋 2 果醋的制作原理 1 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 2 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 有氧制醋 3 果酒和果醋实验流程示意图 挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 醋酸发酵 果酒 果醋 你认为果酒的制作和果醋的制作发酵的条件一样吗 请你说出果酒和果醋制作的操作步骤 发酵装置 试验步骤 1 对发酵瓶 纱布 榨汁器等用具进行清洗并消毒 为什么 2 取葡萄500g 去除枝梗和腐烂的叶子 为什么 3 用清水冲洗葡萄1 2次除去污物 注意冲洗次数不宜太多 为什么 4 榨汁后装入发酵瓶 5 将发酵瓶置于适宜的温度 18 25 为什么 下发酵 6 简易装置2 4天排气一次 拧松瓶盖 但不要打开 目的是什么 7 10天后 取样检验 操作提示 1 材料的选择和处理 选择新鲜的葡萄 榨汁前先冲洗还是先去枝梗 为什么 2 防止发酵液被污染 你认为应从哪些方面防止发酵液被污染 3 控制发酵条件 制葡萄酒时 为何将温度控制在18 25 制葡萄醋时 为何要将温度控制在30 35 4 制葡萄醋时 为什么要适时通过通气口冲气 结果分析与评价 P4 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 2 设置对照组 将葡萄汁进行高压灭菌 分别装入1和2号发酵瓶中 1号加入酵母菌 2号不加 比较发酵结果 证明醋酸 则用品尝或pH试纸 3 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 课题延伸 如何证明果汁发酵后有酒精产生 原理 在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色 怎样操作 想一想 如果要使检验的结果更有说服力 你应该怎么做 练习 1 关于酵母菌的叙述 错误的是 多选 A 酵母菌的代谢类型为异养 兼性厌氧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D 酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存 BCD 2 下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是 A 含糖量高的培养基B 温度20 左右C pH 2 5D pH 6 C 3 下列关于果醋的制作 错误的是A 果醋的制作需用醋酸菌 醋酸菌是一种好氧菌 所以在制作的过程中需通氧气B 醋酸菌是一种嗜温菌 温度要求高 一般在50 左右 C 醋酸菌能将果酒变成果醋 D 当氧气 糖源都充足时 醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸 B 4 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C PH控制D 酶的控制 D 相关知识 果酒制作用的是酵母菌的无氧发酵和果醋制作用的是醋酸杆菌的有氧发酵 不论酵母菌还是醋酸杆菌都是微生物 那么什么是微生物 哪些生物属于微生物呢 1 微生物的概念形体微小 结构简单 通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物的统称 2 微生物的类群 微生物的种类大约有10万种 微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源 微生物的种类仅次于昆虫 是生命世界里的第二大类群 然而由于微生物的微观性 以及研究手段的限制 许多微生物的种群还不能分离培养 其已知种占估计种的比例仍很小 无细胞结构的 有细胞结构的 原核生物界 细菌 蓝藻等 真菌界 酵母菌 霉菌 食用菌 原生