2024高中生物专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作教案新人教版选修1

PAGE8-课题1果酒和果醋的制作[学习目标]1.说明果酒和果醋制作的原理。2.设计果酒和果醋的发酵装置，完成果酒和果醋的制作。学问点一果酒和果醋的制作原理学问梳理1.果酒制作的原理及条件(1)菌种：eq\o(□,\s\up4(01))酵母菌。①菌种来源：自然发酵过程中，起主要作用的是附着在eq\o(□,\s\up4(02))葡萄皮上的野生型酵母菌。②代谢类型：eq\o(□,\s\up4(03))异养兼性厌氧型。(2)发酵原理(3)发酵所需条件①环境条件：eq\o(□,\s\up4(08))缺氧，pH呈eq\o(□,\s\up4(09))酸性。②温度：eq\o(□,\s\up4(10))20_℃左右最适合酵母菌繁殖，一般限制在eq\o(□,\s\up4(11))18～25_℃进行酒精发酵。③发酵时间：10～12d。(4)葡萄酒深红色缘由随酒精度数的提高，eq\o(□,\s\up4(12))红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈eq\o(□,\s\up4(13))深红色。2．果醋制作的原理及条件(1)菌种：eq\o(□,\s\up4(01))醋酸菌。①菌种来源：人工接种醋酸菌。②代谢类型：eq\o(□,\s\up4(02))异养需氧型，对eq\o(□,\s\up4(03))氧气的含量特殊敏感。(2)发酵原理①当氧气和糖源都足够时，醋酸菌将葡萄汁中的eq\o(□,\s\up4(04))糖分解成eq\o(□,\s\up4(05))醋酸。反应式：eq\o(□,\s\up4(06))C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O。②当氧气足够，缺少糖源时，醋酸菌将eq\o(□,\s\up4(07))乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。反应式：eq\o(□,\s\up4(08))C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。(3)发酵所需条件①环境条件：eq\o(□,\s\up4(09))氧气足够。②温度：醋酸菌的最适生长温度为eq\o(□,\s\up4(10))30～35_℃。③发酵时间：7～8d。1.在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？提示：通气的目的是使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖；密封的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。2．酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区分是什么？提示：酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物，真核细胞中有以核膜为界限的细胞核而原核细胞没有。3．醋酸菌可以将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。若果汁中含有醋酸菌，则在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将乙醇发酵为醋酸？提示：不能。因为酒精发酵时为无氧环境，能抑制醋酸菌生长，醋酸菌的发酵条件是氧气足够，且发酵所需的温度不同。典题分析题型一果醋和果酒制作原理分析[例1]下图表示果酒和果醋制作过程中的物质改变过程，相关叙述正确的是()A．果酒发酵的过程包括①②，果醋发酵的过程包括①③②④B．过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中C．过程③和④都须要氧气的参加D．过程①～④所需的最适温度基本相同解题分析据图分析可知：①表示细胞呼吸的第一阶段；②表示无氧呼吸的其次阶段；③包括了有氧呼吸的其次、第三两个阶段；④表示乙醇被氧化为醋酸的阶段。果酒发酵的过程包括①③②，果醋的发酵过程不包括③过程，A错误；①发生在酵母菌细胞的细胞质基质中，B错误；③④都必需在有氧的条件下才可以进行，C正确；①、②、③是果酒制作阶段的化学反应，其相宜的温度为18～25℃，④是果醋制作阶段的化学反应，其相宜的温度为30～35℃，D错误。答案C题型二微生物代谢类型和特点[例2]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．醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸解题分析醋酸菌是好氧型生物，在氧气足够的环境中才能完成其正常的生理活动，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，仅能满意其自身代谢的需求，基本不繁殖，所以两者的正常繁殖都离不开氧气，A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，B、D正确。答案C学问拓展(1)发酵≠无氧呼吸，发酵是通过微生物的培育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)和无氧发酵(如酒精发酵)。(2)酵母菌和醋酸菌二者最适生长温度不同，是由于不同生物中不同酶的最适温度不同。(3)酒精发酵过程中保持发酵液缺氧呈酸性的状态，不仅可以保证酵母菌的正常生长繁殖，还可以抑制其他绝大多数微生物的生长繁殖。学问点二果酒和果醋的制作过程学问梳理1.发酵装置(1)各部位的作用①充气口：在eq\o(□,\s\up4(01))醋酸发酵时连接充气泵进行充气。②排气口：排出eq\o(□,\s\up4(02))酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管的作用是eq\o(□,\s\up4(03))阻挡空气中微生物的进入，避开来自空气的污染。③出料口：eq\o(□,\s\up4(04))用来取样。(2)装置的运用：运用该装置制作果酒时，应当eq\o(□,\s\up4(05))关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入eq\o(□,\s\up4(06))氧气。2．果酒和果醋的制作过程3．结果鉴定(1)果酒：发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜视察酵母菌，并用eq\o(□,\s\up4(01))重铬酸钾检验酒精的存在。(2)果醋：可通过视察eq\o(□,\s\up4(02))菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的eq\o(□,\s\up4(03))pH(可用pH试纸)做进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下视察发酵液中是否有eq\o(□,\s\up4(04))醋酸菌，并统计其数量做进一步鉴定。4．酒精的检测方法(1)检测试剂：eq\o(□,\s\up4(01))重铬酸钾。(2)检测条件：eq\o(□,\s\up4(02))酸性条件下。(3)试验现象：由橙色变为eq\o(□,\s\up4(03))灰绿色。(4)检验步骤：先在试管中加入eq\o(□,\s\up4(04))发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的eq\o(□,\s\up4(05))H2SO43滴，振荡混匀，最终滴加常温下饱和的eq\o(□,\s\up4(06))重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，视察eq\o(□,\s\up4(07))颜色改变。1.先冲洗葡萄后去枝梗的缘由？为什么冲洗葡萄的次数不能过多？提示：先冲洗再除去枝梗可以避开除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；冲洗葡萄的次数不能过多，以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。2．葡萄汁装入发酵瓶时，为什么不能超过发酵瓶总体积的2/3?提示：因为初期有氧呼吸阶段酵母菌须要氧气，保留1/3的体积(空气)可以为酵母菌供应氧气，使酵母菌可以大量增殖，还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。3．装入葡萄汁后，为什么封闭充气口？提示：创设无氧环境进行酒精发酵，并可以防止好氧细菌污染发酵液。4．制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？提示：醋酸菌是好氧菌，醋酸菌的生存及产生醋酸的反应都须要氧的参加，因此要适时向发酵液中充气。5．你认为应当从哪些方面防止发酵液被污染？提示：须要从发酵制作的过程进行全面的考虑。①葡萄先冲洗再去枝梗；②榨汁机、发酵装置要清洗干净，并晾干；③用带盖瓶子制葡萄酒时，每次排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖等；④发酵装置的排气管用长并弯曲的胶管；⑤用带盖瓶子进行酒精发酵之后，将盖子打开需盖上一层纱布，再进行醋酸发酵。6．为什么果酒搁置时间过久会有酸味？提示：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，会因醋酸菌的代谢产生醋酸而有酸味。典题分析题型三果酒和果醋发酵过程的考查[例3]下面是果酒和果醋制作的试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．利用葡萄制作果醋时，必需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中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染D．制作果酒要关闭充气口、出料口、间断打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开、关闭出料口解题分析利用葡萄制作果醋时，可以先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵，当氧气、糖源足够时，醋酸菌也可以将葡萄汁中的糖干脆分解成醋酸，A错误；果酒制作过程中，应先冲洗，后除去葡萄枝梗，而且冲洗时不能反复冲洗，防止菌种流失，从而导致果酒制作的失败，B正确；图2中的装置中排气口弯曲可防止发酵液被空气中的杂菌污染，C正确；果酒发酵是在无氧环境中进行的，而果醋制作是在有氧环境中进行的，所以制作果酒要关闭充气口、出料口、间断打开排气口，排出二氧化碳，制作果醋时充气口和排气口都要打开，关闭出料口，D正确。答案A技法提升果酒和果醋制作流程和发酵条件的限制题型四发酵结果的分析[例4]下列评价果酒和果醋制作是否胜利的方法中，不合理的是()A．通过视察相关微生物的存在或数量改变进行鉴定B．通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定C．通过检测果醋发酵前后发酵液的pH改变进行鉴定D．通过检测果酒发酵前后发酵液的温度改变进行鉴定解题分析果酒和果醋制作是否胜利的评价方法有多种。可以通过视察相关微生物的存在或数量改变进行鉴定，A正确；也可以通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定，B正确；还可以通过检测果醋发酵前后发酵液的pH改变进行鉴定，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会释放热量，导致发酵液的温度发生改变，因此不能通过检测果酒发酵前后发酵液的温度改变鉴定果酒制作是否胜利，D错误。答案D学问拓展酒精发酵进程的两种检测方法(1)酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”型增长，可用抽样检测的方法进行检测。(2)酒精含量的检测：正常发酵过程中，可以通过出料口取样用酒精计进行检测，酒精含量应先增加，后稳定。课堂小结当堂检测——查漏补缺巩固提升1．下列关于酵母菌的叙述中，错误的是()A．酵母菌是营异养生活的真菌B．酵母菌无氧呼吸时能产生乳酸C．酵母菌在有氧存在时，能将葡萄糖分解成CO2和H2OD．酵母菌的无氧呼吸是酒精发酵答案B解析酵母菌无氧呼吸只能产生二氧化碳和酒精，B错误。2．下列哪种条件下，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸()A．氧气、糖源足够 B．氧气足够、缺少糖源C．缺少氧气、糖源足够 D．氧气、糖源都缺少答案A解析醋酸菌是需氧型微生物，可以利用糖类或酒精作为养分物质并将其转化成醋酸。当氧气、糖源都足够时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，当糖源不足时，醋酸菌可以将酒精先变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。3．制作果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为()A．醋酸菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时须要O2的参加B．酵母菌进行酒精发酵时须要O2C．通气，防止发酵液霉变D．防止发酵时产生的CO2气体过多而引起发酵瓶的爆裂答案A解析醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中须要有足够的氧气，即使短暂的无氧也会引起醋酸菌死亡。4．下列关于果酒和果醋制作的叙述，错误的是()A．制作果酒时瓶口需密闭，而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡B．温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大C．在变酸的果酒的表面视察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的D．制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒并留意无菌操作答案B解析温度对酵母菌和醋酸菌的发酵都有影响，在制作果酒时温度要限制在18～25℃，而在制作果醋时则要将温度限制在30～35℃，B错误。5．果酒、果醋等是日常生活中常用的一类饮料。红葡萄酒中的色素主要来自红葡萄皮中，它不仅给葡萄酒以美的红色，还具有酸碱指示剂的作用，如遇小苏打(碱性)会变颜色。(1)在葡萄酒的自然发酵过程中，菌种的来源主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。从呼吸角度看，酵母菌属于________菌，写出酵母菌无氧呼吸的反应式________________________________，是否有酒精产生可在酸性条件下用________溶液来检验。(2)某同学在用带盖的瓶子进行葡萄酿酒时，在发酵过程中，每隔一段时间应________，以防瓶子爆裂。(3)制作果醋时，需通气，可以说明醋酸菌为_______