传统发酵技术的应用第2课时 【新教材 备课精讲精研】 高二生物高效课件(人教版2019选择性必修3)_第1页
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文档简介

课标内容要求核心素养对接举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。1.生命观念:运用结构功能观认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构特点和代谢特点。2.科学探究:运用发酵原理,设计并完成利用天然菌种制作泡菜、果酒和果醋的实验探究并对实验结果进行分析和评价。3.社会责任:关注食品安全和健康的生活方式。第1节传统发酵技术的应用第1章发酵工程葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回。

从社会中来葡萄酒和葡萄醋是人类以葡萄为原料利用微生物发酵制作而来的,它们的制作方法有什么不同?你想不想自己动手制作呢?葡萄及葡萄酒(三)制作果酒和果醋1.制作原理(1)许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌,在它们作用下,水果可以发酵成果酒。(2)酵母菌在有氧条件下,进行有氧呼吸,大量繁殖;酵母菌在无氧条件下能进行酒精发酵。酶反应式:C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量C6H12O6→2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量酶C2H5OH+O2→CH3COOH(醋酸)+H2O+能量酶(3)醋酸菌在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸;当缺少糖源时,将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量酶

②洗洁精、体积分数70﹪的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等①新鲜的水果(如葡萄、苹果、山楂和龙眼等)2.材料用具3.制作流程器具消毒将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用冲洗葡萄取新鲜葡萄,用清水冲洗1-2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干榨汁装瓶用榨汁机榨取葡萄汁,将葡萄汁装入发酵瓶(注意:要留有大约1/3的空间),盖好瓶盖酒精发酵将温度控制在18-30℃进行发酵,在发酵过程中,每隔12h左右将瓶盖拧松一点(注意:不是打开瓶盖),此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d.①70%的酒精的作用:②冲洗的目的:③冲洗1-2次即可,能否反复冲洗,为什么?④为什么去梗前冲洗:⑤葡萄汁装入发酵瓶时,为何要留有1/3的空间?⑥每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的:⑦拧松但不打开的目的:消毒去除表面灰尘、污物防止野生菌种数量减少,影响发酵避免葡萄破损,减少被杂菌污染的机会a.先让酵母菌进行有氧呼吸,快速繁殖,耗尽O2后,再进行酒精发酵;b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出不能,排出气体防止杂菌污染打开瓶盖,盖上纱布当葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃,时间为7-8d。果醋检测果酒检测可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测⑧如何检测果酒的发酵情况(检测是否产生酒精)?a.闻b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测橙色→灰绿色⑨醋酸菌从何而来?⑩如何检测果醋的发酵情况?a.闻;b.品尝;c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值;d.观察醋酸菌膜是否形成;打开瓶盖后,空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖,其他的菌因不适应环境条件(不能利用乙醇)而不能繁殖4.实验分析与思考①在制作果酒和果醋的过程中,发酵液分别有哪些变化?其中最明显的变化发生在发酵后多少天?引起变化的原因是什么?a.在葡萄酒的制作过程中,发酵液会产生气泡,这是因为酵母菌发酵产生了CO2;b.开始发酵后,CO2产生越来越多,会使发酵液出现“沸腾”现象,在发酵的10天后,这种现象最明显;c.发酵过程产热,会使发酵液温度上升,应注意控温;d.发酵过程中,由果皮进入发酵液的花青素会越来越多,因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色;e.果醋发酵完成后,发酵液的液面上会出现一层菌膜,即醋酸菌膜;②在制作果酒的过程中,除了酵母菌,是否还有其他微生物生长?它们会对果酒发酵产生影响吗?如果有,如何避免这种影响?

还有一些乳酸菌和醋酸菌;乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等,从而使果酒变质,而在有氧的情况下,醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量;可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量;③在制作果醋的过程中,酵母菌是否还会继续发酵?采用什么措施可以加快果醋的制作?随着醋酸发酵的进行,发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖,因此酵母菌活性很低,不会继续发酵。在工业上,后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌;或者买一瓶醋,将其打开暴露于空气中,一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(即醋酸菌膜),用这层薄膜进行接种亦可;④果酒制作过程中,在不灭菌的情况下,酵母菌是如何成为优势菌种的?发酵后期在缺氧和酸性发酵液中,绝大多数微生物的生命活动受到抑制,而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种a.发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用;b.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗;c.排气时只需拧松瓶盖,不要打开瓶盖⑤在果酒和果醋制作中,哪些做法可防止发酵液被污染?5、设计果酒发酵与果醋发酵装置结构作用酒精发酵时状态醋酸发酵时状态充气口排气口出料口通入空气关闭打开,并接入气泵排出CO2打开打开便于取样检查和放出发酵液关闭关闭思考:1.为什么排气口胶管长而弯曲?2.该装置还能继续改进吗?防止空气中微生物的污染可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置,以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。发酵瓶小结1:实验设计流程图无氧有氧挑选葡萄冲洗榨汁醋酸发酵酒精发酵果酒果醋项目果酒制作果醋制作发酵菌种

菌种来源菌种代谢类型

菌种细胞类型发酵原理在有氧条件下:在无氧条件下:

氧气、糖源都充足时:缺少糖源时:发酵条件温度

时间氧气

酵母菌小结2:果酒制作与果醋制作的比较醋酸菌主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌异养兼性厌氧型异养需氧型真核细胞原核细胞C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶空气中的野生型醋酸菌C6H12O6+2O2

2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2

CH3COOH+H2O+能量酶28℃30-35℃10-12d7-8d初期需氧,后期不需氧需要氧气(1)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖,通过无氧呼吸可以产生酒精()(2)各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒()(3)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感,所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气()(4)只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵()(5)果酒发酵的温度一般控制在30~35℃,果醋发酵的温度一般控制在18~30℃()(6)在利用葡萄发酵生产果酒的后期,加入醋酸菌即可产生乙酸()【基础过关】√×√×××【典例】果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素,有良好的营养和保健作用,受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题:(1)图中A过程指

,B过程是指

,去除葡萄的枝梗应在A过程

(填“之前”或“之后”)。(2)图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是

。(3)从装置图可以看出,加入发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/3,目的是

。(4)制果醋时,要适时通过[]

进行充气,原因是

。冲洗沥干酒精发酵之后是否有以核膜为界的细胞核让酵母菌在有氧条件下大量繁殖①充气口醋酸菌是需氧型细菌,发酵过程需要氧气的参与到社会中去2023/1/22

少量制作转向大规模生产时,会遇到许多新问题。例如,少量制作果醋时,不需要专门的搅拌装置。而大规模生产果醋时,由于发酵罐容积很大,就需要安装搅拌器,以保障醋酸菌对O2的需求。可见在大规模生产发酵产品时,需要进行更为全面周详的考虑,如考虑原料的来源与选样、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意义上的产品。在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等过程才能获得成品酒或醋。果酒还需要在一定条件下进行后续发酵,以获得特定的风味和色泽。通过深入思考,可以感悟到,工程、技术与科学的不同——科学以“发现”为核心,技术以“发明”为核心,工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节,将一系列相关技术体系化地组合起来,才能转化应用在工程中,大规模生产人们需要的产品。左:葡萄酒窖;中:啤酒酒窖;右:白酒酒窖

技术与工程:工业上大规模生产时通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它们接种到物料中发酵。【网络构建】1.如图为果酒与果醋发酵的简易装置及某兴趣小组设计的改进装置示意图,下列说法错误的是(

)A.用70%左右的酒精对上述装置进行消毒后,再装入果汁B.甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大C.丙装置转为果醋发酵更容易,只需通过气阀2通气即可D.与甲装置相比,乙装置中的气压更容易保持相对稳定C【当堂训练】2.某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法错误的是(

)A.选择新鲜的葡萄略加冲洗,除去枝梗后榨汁B.将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁C.酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气D.酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵B3.下列与果酒、果醋和泡菜制作有关的叙述,正确的是(

)A.制作果醋的前提是制作果酒,因为醋酸菌可将酒精氧化为乙酸B.通常情况下,泡菜制作1~2天即可食用,并需偶尔进行排气操作C.使用的菌种通常取自于自然环境,若要提高产品品质,可接种优良菌种D.所用制作原料和器具都需要进行严格灭菌,且发酵全过程都需在无菌环境C4.葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的。酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。回答下列问题:(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是_______________________________________________(答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约1/3的空间,这种做法的目的是__________________________________________________(答出两点即可)。不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出(3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),

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