2017-2018学年高中生物第3章食品加工技术第9课时果酒和果醋的制作同步备课教学案北师大版选修1

第9课时 果酒和果醋的制作[学习导航] 1.阅读教材P 48、P 51内容，了解制作果酒和果醋的原理。

2.结合教材P 49～50内容，学会利用果汁发酵制作酒和醋。

[重难点击] 1.简述制作果酒和果醋的原理。

2.学会利用果汁发酵制作酒和醋。

一、果酒和果醋制作的原理发酵技术离不开微生物的作用，果酒制作中要用到酵母菌，酿造果醋需要醋酸菌。

1.果酒制作的原理(1)菌种：酵母菌。

①菌种来源：主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。

②生物类型：单细胞真核生物。

③代谢类型：异养兼性厌氧型。

④繁殖方式：出芽生殖和孢子生殖。

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，繁殖速度快。

⑤分布场所：分布广泛，尤其种植水果类的土壤中。

(2)发酵原理 条件反应式 发酵作用 有氧条件C 6H 12O 6＋6O 2――→酶6CO 2＋6H 2O 大量繁殖 无氧条件C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2 酒精发酵(3)发酵所需条件①环境条件：缺氧、pH 呈酸性。

②温度：一般控制在25～30 ℃。

2.果醋制作的原理(1)菌种：醋酸菌。

①菌种来源：人工接种醋酸菌。

②生物类型：单细胞原核生物。

③代谢类型：异养需氧型，对氧气的含量特别敏感。

④繁殖方式：二分裂。

(2)发酵原理①氧气、糖源充足：醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。

②氧气充足、缺少糖源：醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

反应式如下： CH 3CH 2OH ――→乙醇脱氢酶CH 3CHO ――→乙醛脱氢酶CH 3COOH 。

(3)发酵所需条件①环境条件：氧气充足。

②温度：一般控制在25～30 ℃。

3.传统的醋酸发酵常利用固体自然发酵，现代工艺多采用人工接种、液体深层发酵，但要保证充足的通气。

1.发酵菌种观察下面酵母菌与醋酸菌结构模式图，比较回答：(1)酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区别是什么？答案 酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物，酵母菌中有以核膜为界限的细胞核而醋酸菌没有。

(2)酵母菌和醋酸菌的主要细胞分裂方式分别是哪种？答案 酵母菌主要进行出芽生殖和孢子生殖，醋酸菌主要进行二分裂。

(3)酵母菌和醋酸菌发酵场所有何不同？答案 酵母菌的有氧呼吸场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸场所是细胞质基质。

醋酸菌是原核生物，只进行有氧呼吸，全过程均在细胞质中进行。

2.发酵原理(1)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？答案 通气的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；密封的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。

(2)酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？答案 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。

(3)为什么果酒搁置时间过久会有酸味，而且表面常有一层菌膜？答案 醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，所以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢而产生醋酸。

菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。

(4)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件，请说明原因。

答案醋酸菌是好氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。

归纳总结(1)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)，发酵不等于无氧呼吸。

(2)果酒的发酵过程分两个阶段——有氧呼吸阶段和无氧呼吸阶段，有氧呼吸阶段的目的是使酵母菌大量繁殖，无氧呼吸阶段是产生酒精的时期。

制作过程中产生的酒精更不利于杂菌生长。

(3)醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。

醋酸菌能氧化多种有机碳源，其氧化能力随菌种而异。

(4)在糖源供应不足的情况下，可以用果酒发酵后产生的乙醇来制造果醋。

开瓶后的葡萄酒如果密封不严，很快变酸也是这一原因。

1.下列关于果酒和果醋制作原理的叙述中，正确的是( )A.果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌B.制作果酒或果醋，都需要不断充入氧气C.果酒和果醋制作过程中都有气体产生D.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵答案 D解析果酒制作需要的微生物是酵母菌，果醋制作需要的微生物是醋酸菌，A错误；由于酵母菌要在无氧状态下才能产生酒精，所以在酒精发酵阶段不能通入氧气，B错误；酵母菌在发酵过程中始终有气体产生，而醋酸菌在缺少糖源时的发酵过程中无气体产生，C错误；酵母菌可以通过无氧呼吸将葡萄糖转化成酒精，醋酸菌可以在氧气和糖源都充足的条件下将葡萄糖转化为醋酸，D正确。

2.酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。

如果向培养酵母菌的葡萄糖悬浊液中通入空气。

在短时间内发生的变化是( )①乙醇的产量增加②乙醇的产量降低③葡萄糖消耗下降④葡萄糖消耗明显增加A.②③B.②④C.①③D.①④答案 B解析在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸产生CO2和H2O，乙醇的产量降低，而酵母菌数量大大增加，使葡萄糖的消耗明显增加。

二、利用发酵法以果汁制作酒和醋在实验室中，我们可以利用简易的装置，以果汁为原料制作果酒和果醋，简易装置如下图，请结合教材实验内容进行探究：1.该实验装置中，A是进气口， B是出气口。

判断的依据是瓶内的进气管长，要浸入液面以下。

2.果酒的制备(1)果汁制备：挑选成熟的葡萄进行榨汁。

(2)补糖加抑菌剂：用折射糖度计检测果汁中糖的浓度，加白糖调整其质量分数为24%；加入H2SO3，使其最终的质量分数为0.15%，以抑制杂菌生长。

(3)接种发酵：将果汁倒入灭菌的发酵装置内，接入10%的啤酒酵母菌溶液，盖好塞子，保持止水夹m关闭，止水夹n关闭，在25 ℃～30 ℃条件下，厌氧发酵3～5 d。

(4)取样：将排气管连接加氧器，从进气管取样。

当糖消耗到20%以上时，分瓶、密封一年或者更长时间，获得果酒。

3.果醋的制备(1)接种：当制备果酒的果汁发酵液中糖的消耗量在10%左右时，用移液管接入10%已培养好的醋酸菌溶液。

(2)发酵：止水夹m打开，n打开，进气管连接加氧器，在25 ℃～30 ℃条件下，发酵3～4 d。

(3)取样：利用压差取样，测定醋酸的浓度。

(4)过滤、灭菌：当醋酸浓度达到质量分数4%～5%时，加入少量食盐，用双层纱布过滤，滤液用90 ℃～95 ℃的水浴杀菌10～15 min后，完成果醋的制作。

1.材料的选择与处理(1)冲洗时先去梗还是先冲洗葡萄？为什么？答案应该先冲洗葡萄再去梗，防止先去梗时损伤葡萄，再冲洗时增加被杂菌污染的机会。

(2)为什么冲洗葡萄的次数不能过多？答案以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。

2.发酵条件的控制(1)葡萄汁充入发酵瓶后，为什么不能超过发酵瓶总体积的2/3?答案因为有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气，保留1/3的体积(空气)可以为酵母菌提供氧气，还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。

(2)为防止杂菌污染，实验中采取了哪些措施？答案需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。

例如，①先冲洗葡萄再去梗；②清洗榨汁机和发酵瓶并用体积分数为70%的酒精消毒；③果酒发酵过程中拧松瓶盖，而不是拧开瓶盖。

3.实验结果分析与评价(1)试分析在果酒制作过程中酵母菌数量、酒精浓度及发酵液的pH分别有何变化。

答案酵母菌数量、酒精浓度先增加后稳定，发酵液的pH先下降后稳定。

(2)制作果酒时经检测发酵液中酵母菌数量适宜，但是没有产生酒精，试分析可能的原因是什么。

答案酒精发酵为无氧发酵，可能是发酵瓶密封不严。

(3)试分析在制作果醋时发酵液中醋酸菌的数量、发酵液的pH有何变化。

答案醋酸菌数量先增加后稳定，发酵液pH先下降后稳定。

(4)制作果醋时，醋酸菌不能大量繁殖，试分析最可能的原因是什么。

答案最可能是氧气不足造成的。

醋酸菌是严格的好氧细菌，短时间缺氧就会大量死亡。

归纳总结果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制比较项目果酒制作果醋制作发酵温度25 ℃～30 ℃25 ℃～30 ℃发酵时间3～5 d 3～4 d气体控制先通气一段时间后再密封发酵容器或预留发酵容器1/3的空间需不断通入氧气(无菌空气) 杂菌控制①实验材料的冲洗和实验用具的灭菌②酸性的发酵液具有抑菌的作用③发酵菌种迅速形成优势种制作流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵↓↓果酒果醋联系制作果醋可在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵3.下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。

下列相关叙述中，错误的是( )A.根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵，然后再进行果醋发酵B.冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败C.图2中的装置中排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染D.制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开答案 A解析图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A错误。

个人用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉葡萄皮上的野生酵母菌，B正确。

图2中的排气管长而弯曲的目的是防止发酵液被杂菌污染，C正确。

由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于好氧菌，所以要始终将充气口和排气口打开，D正确。

4.下列评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，错误的是( )A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定B.通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度变化进行鉴定答案 C解析发酵成功，微生物的数量会增加，A正确。

酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色，B正确。

果醋发酵过程中醋酸菌产生醋酸，发酵液pH会下降，D正确。

果酒制作⎩⎪⎨⎪⎧ 菌种：酵母菌原理：①有氧条件进行大量繁殖， 反应式：C 6H 12O 6＋6O 2――→酶6CO 2＋6H 2O ②无氧条件进行酒精发酵， 反应式：C 6H 12O 6――→氧化酶2C 2H 5OH ＋2CO 2果醋制作⎩⎪⎨⎪⎧ 菌种：醋酸菌原理：①氧气、糖源充足：把糖类转化为醋酸②氧气充足、糖源不充足：将乙醇转变成乙醛， 再转变成醋酸1.下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是( )A.两者的正常繁殖都离不开氧气B.在无氧条件下，酵母菌可以生产酒精，醋酸菌则不能生产醋酸C.两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖D.醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸答案 C解析 醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命现象；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不能满足其繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气，A 、B 正确；醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，而酵母菌在无氧环境中能产生酒精，C 错误、D 正确。