2017春高中生物专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作课件

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典题例解
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在一个普通的锥形瓶中,加入大半瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液后 密封。下列坐标图不正确的是( )
解析：在空间和葡萄糖总量一定的环境条件下,刚开始时酵母菌 的数量因为在有氧条件下大量繁殖快速增多,但是随着氧气的消耗, 进入无氧发酵阶段,最后因为营养物质的消耗,代谢废物的积累,酵 母菌种内斗争加剧,总体数量逐渐减少。因为发酵过程中不断有二 氧化碳的产生,所以pH会逐步降低,当葡萄糖消耗完之后pH不再降 低。酒精总量在葡萄糖消耗完之后,也不再增加。 答案：B
专题 1 传统发酵技术的应用
课题 1 果酒和果醋的制作
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1.记住果酒和果醋的制作原理。 2.设计制作果酒和果醋的装置。 3.完成果酒和果醋的制作。
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一、果酒制作的原理 1.发酵菌种及代谢类型:酵母菌,其代谢类型为异养兼性厌氧型。 2.制酒原理:在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵产生酒精。 反应式为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2。 3.温度要求:酵母菌繁殖的最适温度为20 ℃左右,酒精发酵温度 一般控制在18~25 ℃。 4.菌种来源:在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在 葡萄果皮上的野生型酵母菌。 5.葡萄酒呈现红色的原因:在酒精发酵过程中,随着酒精度数的提 高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。
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二、果醋制作的原理 1.发酵菌种及代谢类型:醋酸菌,其代谢类型是异养需氧型。 2.制醋原理:当氧气和糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解 成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。 反应式为:C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O。 3.温度要求:醋酸菌最适生长温度为30~35 ℃。
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番茄为材料进行果酒、果醋 发酵实验。下列相关叙述正确的是( ) (导学号52260000) A.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度较高 B.先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵 C.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好 D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖 解析：酵母菌适合繁殖的温度是20 ℃左右,酒精发酵一般将温 度控制在18~25 ℃,而醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃,故A项错 误。应该先进行果酒发酵,再进行果醋发酵,故B项错误。人工接种 的发酵菌种经过多次人工选择,发酵效率高,获得的产品品质较高, 故C项错误。发酵菌种与杂菌竞争有机物和生存空间,适当加大接 种数量,让菌体快速形成优势菌群,可以抑制杂菌生长,提高发酵速 率,故D项正确。 答案：D
比较项目 菌种 发酵反应 发酵温度 菌种相关应用
果酒 酵母菌 C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2 18~25 ℃ 酿酒、发面
果醋 醋酸菌 C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O 30~35 ℃ 酿醋
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2.果酒和果醋的发酵装置
(1)发酵装置各部分的作用 ①充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 ②排气孔:在酒精发酵时用来排出CO2。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 用类似于巴斯德的鹅颈瓶。 ③出料口:取样检测和放出发酵液。 (2)使用方法:在进行果酒发酵时要关闭充气口;在进行醋酸发酵 时,充气口要连续充入无菌空气。
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酒精发酵为无氧发酵,并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期 适量通氧,有利于酵母菌繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的 氧气,形成无氧环境后,开始进行酒精发酵。 【例题】 人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。 请回答下列问题。 (导学号52260001) (1)果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是一类 (呼吸 类型)微生物。在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,其反应式 为 。在无氧条件 下,酵母菌进行无氧呼吸,其反应式为 。
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你如何证实葡萄汁转化成葡萄酒,是由于酵母菌的发酵作用? 提示：可通过对照实验来证明。将葡萄汁进行高压灭菌,分别装 入A、B两个发酵瓶,并各留有1/3空间,A瓶加入酵母菌,B瓶不加,进 行发酵,可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。
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一、果酒和果醋制作的原理 1.果酒和果醋制作原理的比较
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1.防止发酵液被污染,需要对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。为避免杂菌污染,榨汁机要洗净 并晾干;发酵装置要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒;及时封闭 充气口;排气管要使用长而弯曲的胶皮管;若用简易的发酵装置,每 隔一定时间排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。 2.果醋是在果酒生产基础上发酵产生的,无氧条件下好氧性的醋 酸菌会大量死亡。所以制作果醋时要不断通过充气口充气,以保持 有氧环境。也可以人工接种醋酸菌,以保证醋酸发酵的顺利进行。
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小李尝试制作果酒,他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实 验(如右图),下列做法中不恰当的是( ) A.加入适量的酵母菌 B.一直打开阀b排气 C.一直关紧阀a,定时打开阀b几秒钟 D.把发酵装置放到18~25 ℃的环境中 进行实验 解析：酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵,产生酒精, 果酒的制作即应用了此原理。18~25 ℃的环境有利于酵母菌进行 酒精发酵。 答案：B
一年之中,制作葡萄酒的最佳时期是什么时候? 提示：制作葡萄酒的最佳时期是秋季的9月或10月。因为此时 制作葡萄酒有如下适宜的条件:(1)正值收获季节,葡萄的价格便宜, 品种多样;(2)此时葡萄上的酵母菌数量多且活力强,发酵酿酒的效 果好;(3)温度适宜,发酵现象非常明显。
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三、实验设计 1.制作果酒和果醋的实验流程示意图: 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓ ↓ 果酒 果醋 2.果酒和果醋的发酵装置
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5.发酵条件控制 (1)制葡萄酒的过程中,要将温度严格控制在18~25 ℃,时间控制在 10~12 d左右,可通过出料口对发酵的情况进行及时监测。 (2)制葡萄醋的过程中,要将温度严格控制在30~35 ℃,时间控制在 7~8 d左右,并注意适时通过充气口充气。 6.产物检测 (1)果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性 条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。也可通过闻气味来判定。 (2)证明葡萄醋中有醋酸生成,简单易行的方法是通过闻气味、品 尝或用pH试纸鉴定。
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二、果酒、果醋制作的具体操作流程 1.制作果酒和果醋的实验流程
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2.酒精产生与否的检验方法 果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条 件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。检测时,先在试管中加入 发酵液2 mL,再滴入物质的量浓度为3 mol/L的H2SO43滴,振荡混匀, 最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴,振荡试管,观察颜色的变 化。 注:酒精的检测原理属于颜色反应,检测样品是否含有酒精,一般 把酒精溶液和蒸馏水作为对照。
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果酒变酸的原因 葡萄酒变酸的原因是在发酵过程中混入了醋酸菌且密封不好,提 供了有氧环境。醋酸菌是一种好氧细菌,当氧气、糖源都充足时, 醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇 变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。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。
(2)温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 ℃左右最适合酵母 菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在 。在葡萄酒的自然发 酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。在发 酵过程中,随着酒精度数的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使 葡萄酒呈现深红色。在 的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖, 而绝大多数其他微生物却因无法适应这一环境而受到抑制。 (3)醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的 生理活动。在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 。当氧 气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成 ;当缺 少糖源时,醋酸菌将乙醇变为 ,再进一步转变 为 。醋酸菌的最适生长温度为 。 (4)果汁发酵后是否有酒精产生,可以用化学试剂 来 检验。在酸性条件下,该试剂与酒精反应呈现 色。
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四、实验操作提示 1.材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗。 2.消毒防污染 (1)榨汁机要清洗干净,并晾干。 (2)发酵瓶要清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,或用洗 洁精洗涤。 3.榨汁 将冲洗除去枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 4.装瓶 将葡萄汁装入发酵瓶,要留有大约1/3的空间,并封闭充气口。
答案：(1)兼性厌氧 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 (2)18~25 ℃ 缺氧、呈酸性 (3)特别敏感 醋酸 乙醛 醋酸 30~35 ℃ (4)重铬酸钾 灰绿