专题1 传统发酵技术的应用 第1课时

第1课时果酒和果醋的制作

[学习导航] 1.通过回顾“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，掌握果酒制作的原理。2.结合教材P3图1－3，理解并掌握果酒和果醋制作的过程。3.结合教材P4图1－4b及操作提示，学会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.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代谢类型：异养兼性厌氧型。

③生长繁殖最适温度：20 ℃左右。

④分布场所：分布广泛，尤其种植水果类的土壤中。

(2)发酵原理

(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18～25 ℃。

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代谢类型：异养需氧型，对氧气的含量特别敏感。

(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。反应简式如下：C2H5OH ＋O2→CH3COOH＋H2O。

(3)发酵所需条件

①环境条件：氧气充足。

②温度：最适生长温度为30～35 ℃。

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.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为醋酸发酵阶段，在醋酸菌细胞内进行，需要氧气参与，过程③也需要氧气参与，故C正确。过程①②③为酵母菌的呼吸作用，最适宜温度范围为18～25 ℃；过程④为醋酸发酵阶段，最适宜温度为30～35 ℃，故D错误。

易错辨析果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的辨析

(1)在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌进行大量繁殖，醋酸菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。

(2)酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生CO2，醋酸菌在缺少糖源时不产生CO2。

二、果酒、果醋的制作流程

1.果酒、果醋的制作流程及装置分析

(1)实验流程

挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵

↓↓

果酒果醋

(2)实验装置

①充气口；②排气口；③出料口。

2.果酒、果醋制作的操作要求及结果分析

(1)材料的选择与处理

选择新鲜的葡萄，先冲洗，再除去枝梗。

(2)防止发酵液被污染

①榨汁机要清洗干净，并晾干。