高中生物第二章发酵技术实践第4课时运用发酵技术加工食品(Ⅰ)同步备课教学案苏教选修1

第4课时 运用发酵技术加工食品(Ⅰ)

[学习导航] 1.结合教材P 37，掌握发酵作用的基本原理和方法。2.结合教材P 39～40，学习制作果酒、果醋的实际操作技能。3.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。

[重难点击] 1.掌握发酵作用的基本原理和方法。2.学习制作果酒、果醋的实际操作技能。

3.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。

一、果酒、果醋制作的原理

1.发酵技术的应用

(1)发酵：是指利用微生物的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。

(2)发酵技术：是指利用微生物的发酵作用，大规模生产发酵产品的技术。

(3)应用：发酵技术在生产单细胞蛋白(如酵母菌)、含醇饮料(如果酒、白酒、啤酒)、发酵乳制品(如酸奶、奶酪)、调味品和发酵食品(如味精、醋、腐乳、泡菜)、甜味剂(如木糖醇、糖精)、食品添加剂(如柠檬酸、赖氨酸)等方面具有广泛的应用。

2.果酒的酿制

(1)原料：各种果汁为原料。

(2)利用技术：通过微生物发酵而制成的含酒精的饮料。

(3)菌种：酿酒酵母菌。

①类型：真核生物，具有由核膜包被的细胞核。

②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。

③代谢类型：异养兼性厌氧微生物。

(4)制作原理

①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，反应式为：C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶6CO 2

＋12H 2O ＋能量。

②在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，反应式为：

C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋能量。

3.果醋制作的原理

(1)醋酸菌：又名醋酸杆菌。

①类型：单细胞原核生物。

②繁殖方式：二分裂。

③代谢类型：异养需氧型。

(2)制作原理：在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精转化为醋酸。

反应式：C 2H 5OH ＋O 2――→酶CH 3COOH ＋H 2O ＋能量。

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，酵母菌中有由核膜包被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 酵母菌主要进行有丝分裂，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，只能进行有氧呼吸，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 醋酸菌能将酒精转化为醋酸，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.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，相关叙述正确的是( ) H 2O ＋CO 2 醋酸＋H 2O

③↑ ④↑ 葡萄糖――→①丙酮酸――→②乙醇＋CO 2

A.过程①和②都只能发生在无氧条件下

B.过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中

C.过程③和④都需要氧气的参与

D.过程①～④所需的最适温度基本相同

答案 C

解析 过程①为细胞呼吸的第一阶段，有氧、无氧条件均可以发生；过程②为无氧呼吸的第二阶段，只能发生在无氧条件下，故A 错误。过程①在细胞质基质中进行，过程③为有氧呼吸的第二、三阶段，在酵母菌线粒体内进行，需要氧气参与，故B 错误。过程④为醋酸发酵