生物素材：教材梳理專題課題果酒和果醋的制作

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識?巧學一、果酒制作的原理1。果酒制作離不開酵母菌。酵母菌為真核生物,繁殖的最適溫度為20℃，酒精發(fā)酵時溫度一般控制在18~25℃，適宜pH為4.0～5。0。2。代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型：在有氧條件下進行有氧呼吸,反應式為C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量在無氧條件下，進行酒精發(fā)酵,反應式為C6H12O62C2H5OH+2CO2＋能量3.在葡萄酒的自然發(fā)酵中,起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌.發(fā)酵液因為產(chǎn)生了較多的碳酸而呈酸性，在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌能大量繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應這一環(huán)境而受到抑制。聯(lián)想發(fā)散有氧呼吸和無氧呼吸的公共途徑是呼吸作用第一階段（糖酵解)，都是在細胞質基質中進行的。在沒有氧氣的條件下,糖酵解過程的產(chǎn)物丙酮酸被[H］還原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物體內由于酶的不同，其還原的產(chǎn)物也不同。在有氧氣的條件下,丙酮酸進入線粒體繼續(xù)被氧化分解.如下圖所示：由于無氧呼吸分解有機物是不徹底的，釋放的能量很少,轉移到ATP中的能量就更少；還有大量的能量儲存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物中。二、果醋制作的原理1.醋酸菌是一種好氧細菌，原核生物。代謝類型為異養(yǎng)需氧型，最適生長溫度為30～35℃,繁殖方式為二分裂生殖。當氧氣、糖源都充足時,醋酸菌將葡萄汁中的果糖分解成醋酸，當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇氧化為乙醛，再將乙醛氧化成醋酸。反應式表示為C2H5OH+O2CH3COOH+H2O辨析比較果酒制作與果醋制作的比較：比較項目常用微生物代謝類型發(fā)酵溫度主要反應過程果酒制作酵母菌兼性厭氧型18～25℃通過有氧呼吸大量繁殖;無氧呼吸產(chǎn)生酒精果醋制作醋酸菌好氧細菌30~35℃糖源充足時:將糖分解成醋酸；糖源不充足時：乙醇變?yōu)橐胰┰僮優(yōu)榇姿嵋c提示新陳代謝從同化作用角度分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型，從異化作用角度可分為需氧型、厭氧型和兼性厭氧型，各種代謝類型生物舉例如下:自養(yǎng)需氧型:綠色植物、硝化細菌、藍藻、鐵細菌、硫細菌自養(yǎng)厭氧型：紅硫細菌、綠硫細菌異養(yǎng)需氧型:除體內寄生蟲外的動物、真菌、好氧細菌、菟絲子異養(yǎng)厭氧型：寄生蟲、厭氧菌（乳酸菌、破傷風桿菌、肺炎雙球菌、產(chǎn)甲烷桿菌等）兼性厭氧型：酵母菌兼性異養(yǎng)型：綠眼蟲三、制作果酒和果醋的實驗設計1。對設備進行消毒。包括發(fā)酵瓶，紗布，榨汁機,盛葡萄的器皿等，先用溫水反復沖洗幾次，再用體積分數(shù)為70％的酒精擦拭消毒，晾干待用。2.挑選葡萄.3。沖洗。用清水沖洗葡萄一到兩遍除去污物。4.除去枝梗及腐爛的籽粒.5.榨汁裝瓶。用榨汁機榨取葡萄汁后,將其裝入發(fā)酵瓶。6。將發(fā)酵瓶置于18～25℃溫度下進行發(fā)酵.7。檢驗。10～12天后可以進行檢驗.8。制作果醋.當果酒制成后，在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲，移至30～35℃溫度下發(fā)酵，適時向發(fā)酵液中充氣。要點提示操作過程最關鍵是防止雜菌污染，具體操作注意事項:（1）材料處理：選擇新鮮的葡萄，榨汁前先沖洗，再去枝梗。（2）發(fā)酵液處理：榨汁機要洗干凈，晾干。（3）發(fā)酵裝置處理：發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分數(shù)為70％酒精消毒,裝入葡萄汁后,封閉充氣口.其次是控制好發(fā)酵條件。疑點突破(1)制葡萄酒的過程中，發(fā)酵液最明顯的變化是產(chǎn)生大量二氧化碳，發(fā)酵液溫度上升發(fā)生在第10d，引起變化的原因是酵母菌先進行有氧呼吸后進行無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和熱量。（2)設計對照實驗,即對葡萄汁進行煮熟處理和未處理，可以證明葡萄汁轉化成葡萄酒是由于酵母菌的發(fā)酵作用?？梢酝ㄟ^檢測和比較醋酸發(fā)酵前后pH的變化來鑒定葡萄醋中是否有醋酸。難點剖析剖析果酒和果醋的發(fā)酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的;排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出二氧化碳的；出料口是用來取樣的.排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口;制醋時,應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。深化升華空氣對發(fā)酵的影響。酵母菌繁殖需要空氣。在完全隔絕空氣的情況下，酵母菌繁殖幾代就停止了。稍微與空氣接觸,酵母菌又能繼續(xù)繁殖。如果長時間得不到空氣，大部分的酵母菌就會死亡.要維持酵母菌長時間發(fā)酵，必需供給微量的氧氣。在具體控制發(fā)酵條件的時候一般是先通氣，讓酵母在有氧氣的情況下快速繁殖，然后密閉，形成厭氧環(huán)境，使酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精。問題?探究問題1果酒制作過程中，在不滅菌的情況下,如何使酵母菌成為優(yōu)勢菌種?思路:要根據(jù)微生物代謝特點的不同,設置不同的培養(yǎng)條件來抑制其他微生物的生長繁殖。酵母菌成為優(yōu)勢菌種前與其他微生物種群之間主要表現(xiàn)為競爭關系，但酵母菌是兼性厭氧型生物，有氧和無氧環(huán)境都可以生長繁殖,對氧氣環(huán)境適應范圍廣，而大多數(shù)微生物不具有這種特性。探究:將盛有葡萄汁的發(fā)酵瓶先通入一段時間氧氣，這時嚴格厭氧型微生物的生長被抑制，好氧型微生物和酵母菌生長良好。一段時間后，密閉發(fā)酵罐，這時好氧型微生物不能生長繁殖，這樣酵母菌即可成為優(yōu)勢菌種。問題2儲藏較長時間的酒表面有菌膜，菌膜是怎樣形成的？如何減少菌膜的產(chǎn)生？思路:菌膜首先應該是微生物代謝產(chǎn)生的，菌膜存在于酒的表面說明該種微生物是好氧型的，通過控制該種微生物與空氣的接觸面積，可以使減少菌膜或者杜絕菌膜的產(chǎn)生.探究:選用不同口徑的儲酒容器，盛等量的釀造酒，觀察并比較產(chǎn)生菌膜的多少。如果出現(xiàn)儲酒容器口徑大小與菌膜面積成正比,則說明菌膜是由一種好氧型微生物產(chǎn)生的。典題?熱題例1生產(chǎn)果醋用的乳酸菌等細菌都具有的特征是（)A.都是異養(yǎng)生物B。需要在有水條件下繁殖C。僅在有氧條件下生長D。生存溫度都超過80℃解析：考查細菌代謝。細菌的生長所必需的營養(yǎng)元素包括:碳源、氮源、無機鹽、水和生長因子，其中碳源、氮源、無機鹽和生長因子因細菌種類的不同,所需的種類也不一樣，而水是所有微生物生長共同所需要的物質。細菌按同化作用可分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩種；按異化作用可分為需氧型和厭氧型.也有耐高溫的,但不都是.答案：B誤區(qū)警示因審題不準確而導致產(chǎn)生錯誤，把題干理解成僅僅是指乳酸菌，實際上題干描述的是細菌，一類原核生物。例2在啤酒生產(chǎn)過程中,發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐.初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多.當糖度下降到一定程度后，結束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質和啤酒。根據(jù)上述過程，回答以下問題：（1）該過程表明啤酒酵母異化作用的特點是______________________________。（2)初期,酵母菌迅速繁殖的主要方式是______________________________.(3）酒精主要是啤酒酵母菌進行__________作用產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。(4)經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中,98。5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物。其余1。5％則用于______________________________.（5）請寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應方程式。_______________________________。______________________________________________________________________________。解析：考查酵母菌代謝和繁殖等知識,酵母菌在有氧條件下進行有氧呼吸,在無氧條件下進行無氧呼吸，有氧時酵母菌能通過出芽生殖的方式大量繁殖，種群數(shù)量增加很快，無氧時能分解糖類產(chǎn)生酒精,釋放出的能量，大部分儲存在發(fā)酵產(chǎn)物中,極少數(shù)用于自身生長繁殖。答案：（1)既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸(2）出芽生殖（3）無氧呼吸（4)自身的生長繁殖（5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6，C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量方法歸納酵母菌是典型的兼性厭氧型微生物,既可以進行有氧呼吸也可以進行無氧呼吸.掌握反應式是關鍵.例3下列關于果醋的制作，錯誤的是(）A。果醋的制作需用醋酸菌,醋酸菌是一種好氧菌,所以在釀醋階段需通入氧氣B。醋酸菌是一種高嗜高溫菌,溫度要求較高，一般在50℃左右C.醋酸菌能將果酒變成果醋D。當氧氣、糖源充足時,醋