2024高中生物專題1傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用課題1果酒和果醋的制作教案新人教版選修1

PAGE8-課題1果酒和果醋的制作[學習目標]1.說明果酒和果醋制作的原理。2.設計果酒和果醋的發(fā)酵裝置，完成果酒和果醋的制作。學問點一果酒和果醋的制作原理學問梳理1.果酒制作的原理及條件(1)菌種：eq\o(□,\s\up4(01))酵母菌。①菌種來源：自然發(fā)酵過程中，起主要作用的是附著在eq\o(□,\s\up4(02))葡萄皮上的野生型酵母菌。②代謝類型：eq\o(□,\s\up4(03))異養(yǎng)兼性厭氧型。(2)發(fā)酵原理(3)發(fā)酵所需條件①環(huán)境條件：eq\o(□,\s\up4(08))缺氧，pH呈eq\o(□,\s\up4(09))酸性。②溫度：eq\o(□,\s\up4(10))20_℃左右最適合酵母菌繁殖，一般限制在eq\o(□,\s\up4(11))18～25_℃進行酒精發(fā)酵。③發(fā)酵時間：10～12d。(4)葡萄酒深紅色緣由隨酒精度數(shù)的提高，eq\o(□,\s\up4(12))紅葡萄皮的色素進入發(fā)酵液，使葡萄酒呈eq\o(□,\s\up4(13))深紅色。2．果醋制作的原理及條件(1)菌種：eq\o(□,\s\up4(01))醋酸菌。①菌種來源：人工接種醋酸菌。②代謝類型：eq\o(□,\s\up4(02))異養(yǎng)需氧型，對eq\o(□,\s\up4(03))氧氣的含量特殊敏感。(2)發(fā)酵原理①當氧氣和糖源都足夠時，醋酸菌將葡萄汁中的eq\o(□,\s\up4(04))糖分解成eq\o(□,\s\up4(05))醋酸。反應式：eq\o(□,\s\up4(06))C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O。②當氧氣足夠，缺少糖源時，醋酸菌將eq\o(□,\s\up4(07))乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?。反應式：eq\o(□,\s\up4(08))C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。(3)發(fā)酵所需條件①環(huán)境條件：eq\o(□,\s\up4(09))氧氣足夠。②溫度：醋酸菌的最適生長溫度為eq\o(□,\s\up4(10))30～35_℃。③發(fā)酵時間：7～8d。1.在酒精發(fā)酵過程中往往“先通氣后密封”，為什么？提示：通氣的目的是使酵母菌進行有氧呼吸而大量繁殖；密封的目的是使酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。2．酵母菌和醋酸菌在細胞結構方面的主要區(qū)分是什么？提示：酵母菌屬于真核生物，醋酸菌屬于原核生物，真核細胞中有以核膜為界限的細胞核而原核細胞沒有。3．醋酸菌可以將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?。若果汁中含有醋酸菌，則在酒精發(fā)酵旺盛時，醋酸菌能否將乙醇發(fā)酵為醋酸？提示：不能。因為酒精發(fā)酵時為無氧環(huán)境，能抑制醋酸菌生長，醋酸菌的發(fā)酵條件是氧氣足夠，且發(fā)酵所需的溫度不同。典題分析題型一果醋和果酒制作原理分析[例1]下圖表示果酒和果醋制作過程中的物質(zhì)改變過程，相關敘述正確的是()A．果酒發(fā)酵的過程包括①②，果醋發(fā)酵的過程包括①③②④B．過程①和③都發(fā)生在酵母菌細胞的線粒體中C．過程③和④都須要氧氣的參加D．過程①～④所需的最適溫度基本相同解題分析據(jù)圖分析可知：①表示細胞呼吸的第一階段；②表示無氧呼吸的其次階段；③包括了有氧呼吸的其次、第三兩個階段；④表示乙醇被氧化為醋酸的階段。果酒發(fā)酵的過程包括①③②，果醋的發(fā)酵過程不包括③過程，A錯誤；①發(fā)生在酵母菌細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中，B錯誤；③④都必需在有氧的條件下才可以進行，C正確；①、②、③是果酒制作階段的化學反應，其相宜的溫度為18～25℃，④是果醋制作階段的化學反應，其相宜的溫度為30～35℃，D錯誤。答案C題型二微生物代謝類型和特點[例2]下列有關酵母菌和醋酸菌的敘述，不正確的是()A．兩者的正常繁殖都離不開氧氣B．在無氧條件下，酵母菌可以生產(chǎn)酒精，醋酸菌則不能生產(chǎn)醋酸C．兩者都是異養(yǎng)生物，生存都離不開葡萄糖D．醋酸菌能以酵母菌的某種代謝產(chǎn)物為原料來合成醋酸解題分析醋酸菌是好氧型生物，在氧氣足夠的環(huán)境中才能完成其正常的生理活動，酵母菌屬于兼性厭氧型生物，在有氧和無氧環(huán)境中都能生存，但其無氧呼吸產(chǎn)生的能量少，僅能滿意其自身代謝的需求，基本不繁殖，所以兩者的正常繁殖都離不開氧氣，A正確；醋酸菌在缺乏糖源時，能以酒精為原料合成醋酸，而酵母菌在無氧環(huán)境中能產(chǎn)生酒精，C錯誤，B、D正確。答案C學問拓展(1)發(fā)酵≠無氧呼吸，發(fā)酵是通過微生物的培育來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程，包括有氧發(fā)酵(如醋酸發(fā)酵)和無氧發(fā)酵(如酒精發(fā)酵)。(2)酵母菌和醋酸菌二者最適生長溫度不同，是由于不同生物中不同酶的最適溫度不同。(3)酒精發(fā)酵過程中保持發(fā)酵液缺氧呈酸性的狀態(tài)，不僅可以保證酵母菌的正常生長繁殖，還可以抑制其他絕大多數(shù)微生物的生長繁殖。學問點二果酒和果醋的制作過程學問梳理1.發(fā)酵裝置(1)各部位的作用①充氣口：在eq\o(□,\s\up4(01))醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣。②排氣口：排出eq\o(□,\s\up4(02))酒精發(fā)酵時產(chǎn)生的CO2；與排氣管相連的長而彎曲的膠管的作用是eq\o(□,\s\up4(03))阻擋空氣中微生物的進入，避開來自空氣的污染。③出料口：eq\o(□,\s\up4(04))用來取樣。(2)裝置的運用：運用該裝置制作果酒時，應當eq\o(□,\s\up4(05))關閉充氣口；制作果醋時，應將充氣口連接充氣泵，輸入eq\o(□,\s\up4(06))氧氣。2．果酒和果醋的制作過程3．結果鑒定(1)果酒：發(fā)酵后取樣，可通過嗅味和品嘗進行初步鑒定。此外，還可用顯微鏡視察酵母菌，并用eq\o(□,\s\up4(01))重鉻酸鉀檢驗酒精的存在。(2)果醋：可通過視察eq\o(□,\s\up4(02))菌膜的形成、嗅味和品嘗進行初步鑒定，再通過檢測和比較醋酸發(fā)酵前后的eq\o(□,\s\up4(03))pH(可用pH試紙)做進一步的鑒定。此外，還可以通過在顯微鏡下視察發(fā)酵液中是否有eq\o(□,\s\up4(04))醋酸菌，并統(tǒng)計其數(shù)量做進一步鑒定。4．酒精的檢測方法(1)檢測試劑：eq\o(□,\s\up4(01))重鉻酸鉀。(2)檢測條件：eq\o(□,\s\up4(02))酸性條件下。(3)試驗現(xiàn)象：由橙色變?yōu)閑q\o(□,\s\up4(03))灰綠色。(4)檢驗步驟：先在試管中加入eq\o(□,\s\up4(04))發(fā)酵液2mL，再滴入物質(zhì)的量濃度為3mol/L的eq\o(□,\s\up4(05))H2SO43滴，振蕩混勻，最終滴加常溫下飽和的eq\o(□,\s\up4(06))重鉻酸鉀溶液3滴，振蕩試管，視察eq\o(□,\s\up4(07))顏色改變。1.先沖洗葡萄后去枝梗的緣由？為什么沖洗葡萄的次數(shù)不能過多？提示：先沖洗再除去枝梗可以避開除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會；沖洗葡萄的次數(shù)不能過多，以防將葡萄皮上的野生型酵母菌沖洗掉。2．葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，為什么不能超過發(fā)酵瓶總體積的2/3?提示：因為初期有氧呼吸階段酵母菌須要氧氣，保留1/3的體積(空氣)可以為酵母菌供應氧氣，使酵母菌可以大量增殖，還可以防止發(fā)酵液在發(fā)酵過程中溢出甚至引起爆炸。3．裝入葡萄汁后，為什么封閉充氣口？提示：創(chuàng)設無氧環(huán)境進行酒精發(fā)酵，并可以防止好氧細菌污染發(fā)酵液。4．制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？提示：醋酸菌是好氧菌，醋酸菌的生存及產(chǎn)生醋酸的反應都須要氧的參加，因此要適時向發(fā)酵液中充氣。5．你認為應當從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？提示：須要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮。①葡萄先沖洗再去枝梗；②榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈，并晾干；③用帶蓋瓶子制葡萄酒時，每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要打開瓶蓋等；④發(fā)酵裝置的排氣管用長并彎曲的膠管；⑤用帶蓋瓶子進行酒精發(fā)酵之后，將蓋子打開需蓋上一層紗布，再進行醋酸發(fā)酵。6．為什么果酒擱置時間過久會有酸味？提示：醋酸菌在缺乏糖源時，可以將酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸，所以果酒擱置時間過久，會因醋酸菌的代謝產(chǎn)生醋酸而有酸味。典題分析題型三果酒和果醋發(fā)酵過程的考查[例3]下面是果酒和果醋制作的試驗流程和某同學設計的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。下列相關敘述中，錯誤的是()A．利用葡萄制作果醋時，必需先進行酒精發(fā)酵然后再進行果醋發(fā)酵B．沖洗葡萄時不能次數(shù)過多，否則果酒的制作會失敗C．圖2中的裝置中排氣口彎曲可防止被空氣中的雜菌污染D．制作果酒要關閉充氣口、出料口、間斷打開排氣口，制作果醋時充氣口和排氣口都要打開、關閉出料口解題分析利用葡萄制作果醋時，可以先進行酒精發(fā)酵然后再進行果醋發(fā)酵，當氧氣、糖源足夠時，醋酸菌也可以將葡萄汁中的糖干脆分解成醋酸，A錯誤；果酒制作過程中，應先沖洗，后除去葡萄枝梗，而且沖洗時不能反復沖洗，防止菌種流失，從而導致果酒制作的失敗，B正確；圖2中的裝置中排氣口彎曲可防止發(fā)酵液被空氣中的雜菌污染，C正確；果酒發(fā)酵是在無氧環(huán)境中進行的，而果醋制作是在有氧環(huán)境中進行的，所以制作果酒要關閉充氣口、出料口、間斷打開排氣口，排出二氧化碳，制作果醋時充氣口和排氣口都要打開，關閉出料口，D正確。答案A技法提升果酒和果醋制作流程和發(fā)酵條件的限制題型四發(fā)酵結果的分析[例4]下列評價果酒和果醋制作是否勝利的方法中，不合理的是()A．通過視察相關微生物的存在或數(shù)量改變進行鑒定B．通過向果酒發(fā)酵液中加入重鉻酸鉀試劑進行鑒定C．通過檢測果醋發(fā)酵前后發(fā)酵液的pH改變進行鑒定D．通過檢測果酒發(fā)酵前后發(fā)酵液的溫度改變進行鑒定解題分析果酒和果醋制作是否勝利的評價方法有多種?？梢酝ㄟ^視察相關微生物的存在或數(shù)量改變進行鑒定，A正確；也可以通過向果酒發(fā)酵液中加入重鉻酸鉀試劑進行鑒定，B正確；還可以通過檢測果醋發(fā)酵前后發(fā)酵液的pH改變進行鑒定，C正確；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都會釋放熱量，導致發(fā)酵液的溫度發(fā)生改變，因此不能通過檢測果酒發(fā)酵前后發(fā)酵液的溫度改變鑒定果酒制作是否勝利，D錯誤。答案D學問拓展酒精發(fā)酵進程的兩種檢測方法(1)酵母菌數(shù)量的檢測：在整個發(fā)酵過程中，酵母菌數(shù)量應呈“S”型增長，可用抽樣檢測的方法進行檢測。(2)酒精含量的檢測：正常發(fā)酵過程中，可以通過出料口取樣用酒精計進行檢測，酒精含量應先增加，后穩(wěn)定。課堂小結當堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．下列關于酵母菌的敘述中，錯誤的是()A．酵母菌是營異養(yǎng)生活的真菌B．酵母菌無氧呼吸時能產(chǎn)生乳酸C．酵母菌在有氧存在時，能將葡萄糖分解成CO2和H2OD．酵母菌的無氧呼吸是酒精發(fā)酵答案B解析酵母菌無氧呼吸只能產(chǎn)生二氧化碳和酒精，B錯誤。2．下列哪種條件下，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸()A．氧氣、糖源足夠 B．氧氣足夠、缺少糖源C．缺少氧氣、糖源足夠 D．氧氣、糖源都缺少答案A解析醋酸菌是需氧型微生物，可以利用糖類或酒精作為養(yǎng)分物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)化成醋酸。當氧氣、糖源都足夠時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸，當糖源不足時，醋酸菌可以將酒精先變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?．制作果醋時，要適時通過充氣口進行充氣是因為()A．醋酸菌是好氧菌，將酒精變成醋酸時須要O2的參加B．酵母菌進行酒精發(fā)酵時須要O2C．通氣，防止發(fā)酵液霉變D．防止發(fā)酵時產(chǎn)生的CO2氣體過多而引起發(fā)酵瓶的爆裂答案A解析醋酸菌是好氧細菌，在發(fā)酵過程中須要有足夠的氧氣，即使短暫的無氧也會引起醋酸菌死亡。4．下列關于果酒和果醋制作的敘述，錯誤的是()A．制作果酒時瓶口需密閉，而制作果醋時中斷通氧可能會引起醋酸菌死亡B．溫度對酵母菌酒精發(fā)酵的影響很大，而對醋酸菌的發(fā)酵影響不大C．在變酸的果酒的表面視察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的D．制作果酒和果醋時都應用體積分數(shù)為70%的酒精對發(fā)酵瓶消毒并留意無菌操作答案B解析溫度對酵母菌和醋酸菌的發(fā)酵都有影響，在制作果酒時溫度要限制在18～25℃，而在制作果醋時則要將溫度限制在30～35℃，B錯誤。5．果酒、果醋等是日常生活中常用的一類飲料。紅葡萄酒中的色素主要來自紅葡萄皮中，它不僅給葡萄酒以美的紅色，還具有酸堿指示劑的作用，如遇小蘇打(堿性)會變顏色。(1)在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，菌種的來源主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。從呼吸角度看，酵母菌屬于________菌，寫出酵母菌無氧呼吸的反應式________________________________，是否有酒精產(chǎn)生可在酸性條件下用________溶液來檢驗。(2)某同學在用帶蓋的瓶子進行葡萄釀酒時，在發(fā)酵過程中，每隔一段時間應________，以防瓶子爆裂。(3)制作果醋時，需通氣，可以說明醋酸菌為_______