2017_2018年高中生物第3部分酶的應(yīng)用實驗8果酒及果醋的制作學(xué)案浙科版選修.doc

實驗8 果酒及果醋的制作課標(biāo)解讀重點難點1.制作果酒。2.制作果醋。1.果酒、果醋制作的原理。2.設(shè)計并安裝簡單的果酒及果醋的生產(chǎn)裝置。一、實驗原理1與酒、醋生產(chǎn)有關(guān)的微生物分別是酵母菌和醋桿菌，菌種不同，所產(chǎn)生的酒和醋的風(fēng)味也不同。2葡萄酒是酵母利用葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵的產(chǎn)物，酵母菌只有在無氧條件下才能進(jìn)行酒精發(fā)酵，即將葡萄糖氧化成乙醇，而且當(dāng)培養(yǎng)液中乙醇的濃度超過16%時，酵母菌就會死亡，相關(guān)反應(yīng)式為C6H12O62CO22C2H5OH。3醋桿菌在有氧條件下才能將乙醇氧化為醋酸，醋桿菌所產(chǎn)生的醋酸可使培養(yǎng)液中醋酸的含量高達(dá)13%，其反應(yīng)式為C2H5OHO2CH3COOHH2O。二、用葡萄制作葡萄酒1材料紫葡萄、新鮮酵母或干酵母。2步驟(1)沖洗將葡萄在高錳酸鉀溶液中浸泡的目的是什么？【提示】消毒。(2)榨汁用多功能榨汁機(jī)以低速將葡萄打成漿狀(也可以用杵和研缽搗爛)。(3)制作酵母懸液將適量干酵母(2.5 kg葡萄約用1 g干酵母)放在一小燒杯中使干酵母成為糊狀。(4)裝入發(fā)酵瓶裝量不要超過2/3。瓶上所加的玻璃管最好是彎曲的，否則效果不好。玻璃管彎曲有什么好處？【提示】阻止雜菌進(jìn)入瓶內(nèi)。(5)酒精發(fā)酵發(fā)酵溫度：2530 。若溫度偏低，則發(fā)酵時間相對延長；若溫度高于30 ，要采取降溫措施，否則酒的風(fēng)味不佳。發(fā)酵時間：23天。鑒別發(fā)酵完畢的依據(jù)：發(fā)酵瓶中停止出現(xiàn)氣泡。(6)過濾、分裝、保存 發(fā)酵液(渾濁) 濾液(仍然渾濁) 取上清液即為葡萄酒(清澈)為什么在酒精發(fā)酵過程中往往“先通氣后密封”？【提示】“通氣”的目的是使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌進(jìn)行厭氧呼吸，產(chǎn)生酒精。三、用果汁制作果酒用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均的體積分?jǐn)?shù)為8%)，而用果汁制作的果酒，酒精含量較高(體積分?jǐn)?shù)約為15%)、含糖量也較高。1制作果酒的材料(1)水果：蘋果(最好)、梨、柑橘或其他水果。(2)新鮮酵母或干酵母。2步驟(1)制取果汁蘋果切成大塊多功能榨汁機(jī)打碎雙層紗布過濾即成果汁。(2)配料(以1 L為例)向2 L左右發(fā)酵瓶中加入約200 g蔗糖倒入果汁轉(zhuǎn)動發(fā)酵瓶，使蔗糖完全溶解倒入酵母懸液(約1 g干酵母)，混勻、加蓋。(3)發(fā)酵3天后可見到氣泡冒出10天后劇烈的發(fā)酵停止取出果酒過濾和分裝。3注意事項(1)發(fā)酵開始時，由于微生物的有氧呼吸會使瓶內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，該情況不能持續(xù)出現(xiàn)3天以上。(2)若3天后還看不到氣泡，必須加更多的酵母，使發(fā)酵作用盡快發(fā)生。(3)靜置56個月后，用虹吸法取出上清液即為果酒。四、用果酒制果醋1實驗材料果酒和醋化醋桿菌。2實驗步驟果醋發(fā)酵裝置中涉及甲、乙、丙三個瓶，把800 mL酒水混合物倒入甲瓶中，乙瓶為發(fā)酵瓶，(將適量醋化醋桿菌的培養(yǎng)物或醋曲懸液加在200 mL酒水混合物中混勻，并調(diào)pH至7.0后倒入，使鋸末均勻濕透)。將水族箱通氣泵的出氣管與乙瓶連接，進(jìn)行通氣，48 h后每天用pH試紙檢查乙瓶中流出液的pH，若顯酸性，可調(diào)節(jié)甲瓶流入乙瓶液體流量為每5分鐘1滴，滴入丙瓶的液體也是每5分鐘1滴。每天用pH試紙檢測流出液的pH，監(jiān)控發(fā)酵進(jìn)行的情況，等到流出液pH不再減少，或甲瓶中的液體全部流入乙瓶時，停止實驗。果酒和果醋的制作原理比較果酒制作果醋制作菌種酵母菌(真菌)醋桿菌(細(xì)菌)代謝類型異養(yǎng)、兼性厭氧型異養(yǎng)、需氧型菌種來源人工接種酵母菌(干酵母與水混合后加入)接種人工繁殖的醋化醋桿菌或直接加入醋曲制作原理葡萄酒是酵母菌利用葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵的產(chǎn)物，酵母菌在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，反應(yīng)式如下：C6H12O62C2H5OH2CO2醋桿菌在有氧條件下將乙醇氧化為醋酸，醋桿菌所產(chǎn)生的醋酸可使培養(yǎng)液中醋酸的含量高達(dá)13%，反應(yīng)式如下：C2H5OHO2CH3COOHH2O影響因素溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件，酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在25 30 ，若高于30 ，要采取降溫措施，否則，酒的風(fēng)味不佳進(jìn)入發(fā)酵產(chǎn)酒精階段，須保持發(fā)酵裝置的“厭氧環(huán)境”，否則不利于酒精的產(chǎn)生溫度也是醋桿菌生長和發(fā)酵的重要條件，醋桿菌的最適生長溫度為30 35 醋桿菌是一種好氧菌，只有當(dāng)O2充足時，方可進(jìn)行旺盛的生理活動實驗表明醋桿菌對O2的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋桿菌死亡當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋桿菌可將葡萄汁中的糖分解成醋酸，反應(yīng)式為：C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O當(dāng)培養(yǎng)液中酒精的含量超過16%時，酵母菌就會死亡這正是果酒酒精含量較低的根本原因。葡萄發(fā)酵可產(chǎn)生葡萄酒，請利用相關(guān)的知識回答問題：(1)利用葡萄制作葡萄酒的過程中，發(fā)揮作用的微生物是_。(2)該微生物通過無氧呼吸可分解_，產(chǎn)生的終產(chǎn)物是_和_。注：各發(fā)酵瓶的左側(cè)管為充氣管，右側(cè)管為排氣管(3)甲、乙、丙三位同學(xué)將葡萄榨成汁后分別裝入相應(yīng)的發(fā)酵瓶中，在溫度等適宜的條件下進(jìn)行發(fā)酵，如圖所示。發(fā)酵過程中，每隔一段時間均需排氣一次。據(jù)圖分析，甲和丙同學(xué)的操作有誤，其中甲同學(xué)的錯誤是_，導(dǎo)致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是_。丙同學(xué)的錯誤是_，導(dǎo)致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是_。上述發(fā)酵過程結(jié)束后，甲、乙、丙同學(xué)實際得到的發(fā)酵產(chǎn)品依次是_、_、_。(4)在上述制作葡萄酒的過程中，假設(shè)乙同學(xué)的某一步驟操作錯誤導(dǎo)致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開，該操作錯誤是_?！舅悸伏c撥】酵母菌無氧呼吸可以產(chǎn)生酒精和CO2，是葡萄酒制作過程中發(fā)揮作用的微生物。酵母菌只有在無氧條件下，才能進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精；甲裝置的充氣口始終開放，不能創(chuàng)造瓶內(nèi)無氧環(huán)境，不能用來生產(chǎn)果酒；在有氧條件下，醋桿菌可以利用葡萄糖產(chǎn)生醋酸。酵母菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2導(dǎo)致乙裝置中氣壓升高，要定期打開排氣管進(jìn)行放氣。丙裝置瓶中發(fā)酵液過多，淹沒了排氣管在瓶內(nèi)的管口，不利于放氣；同時導(dǎo)致瓶內(nèi)氧氣過少，不利于發(fā)酵前期酵母菌的大量繁殖。【答案】(1)酵母菌(2)葡萄糖乙醇CO2(3)未夾住發(fā)酵瓶的充氣管發(fā)酵液從充氣管流出，發(fā)酵液變酸瓶中發(fā)酵液過多，淹沒了排氣管在瓶內(nèi)的管口排氣時發(fā)酵液從排氣管流出葡萄醋(或果醋)葡萄酒(或果酒)葡萄酒(或果酒)(4)未及時排氣1下列關(guān)于果醋制作的敘述，錯誤的是()A果醋的制作需用醋化醋桿菌，醋化醋桿菌是一種好氧菌，所以在制作過程中需通氧氣B醋化醋桿菌是一種嗜溫菌，溫度要求較高，一般在50 左右C醋化醋桿菌能將果酒變成果醋D當(dāng)氧氣、糖源充足時，醋化醋桿菌可將葡萄汁中的糖分解成醋酸【解析】醋化醋桿菌的最適生長溫度為30 35 ?！敬鸢浮緽果酒和果醋的制作流程比較用葡萄制作葡萄酒用果汁制作果酒用果酒制作果醋原料成熟葡萄蘋果(或梨、柑橘)果汁果酒發(fā)酵裝置示意圖實驗流程特點葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均體積分?jǐn)?shù)為8%)果酒酒精含量較高(平均體積分?jǐn)?shù)約15%)，糖含量也較高結(jié)果檢測可以嗅味和品嘗，或用重鉻酸鉀檢測酒精的產(chǎn)生可用品嘗法或用pH試紙測定醋酸生成果酒與果醋制作實驗操作提示材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前應(yīng)先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會。防止發(fā)酵液被污染需要從發(fā)酵制作的過程進(jìn)行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。為避免雜菌污染：榨汁機(jī)要洗凈并晾干，發(fā)酵裝置要洗凈并用70%的酒精消毒；若用簡易的發(fā)酵裝置，每隔一定時間排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。葡萄酒發(fā)酵過程中，發(fā)酵瓶裝入葡萄汁后留有大約1/3的空間，目的是先讓酵母菌有氧呼吸快速繁殖，消耗盡氧氣后再進(jìn)行酒精發(fā)酵；其次，防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液的溢出?！懊刻旌纫稽c，健康多一點”，這是“寧夏紅”率先提出的消費理念，將積淀了千百年的枸杞藥食文化和中國紅文化完美結(jié)合起來，更增添了品牌的文化魅力和優(yōu)勢。下圖為“寧夏紅”枸杞果酒生產(chǎn)工藝流程簡圖，據(jù)圖回答：選料？粉碎滅菌接種發(fā)酵？果酒(1)流程中？處的內(nèi)容應(yīng)為_、_。(2)制作果酒時，溫度應(yīng)該控制在_，果酒釀造過程中如果果汁滅菌不合格，含有醋桿菌，在酒精發(fā)酵旺盛時，醋桿菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸？_，說明理由_。(3)果酒制作離不開酵母菌，與醋桿菌相比，酵母菌在結(jié)構(gòu)上的主要特點是_。(4)枸杞果酒制作過程中，接種完成后要先向發(fā)酵罐中通入一段時間的無菌空氣，目的是_。(5)若要提高果酒的產(chǎn)量，發(fā)酵過程中關(guān)鍵要控制好哪些條件？_。(6)果酒制作是否成功，需發(fā)酵后用_來鑒定，在_條件下，該物質(zhì)與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)_色。【思路點撥】(1)由圖可知，“寧夏紅”枸杞果酒生產(chǎn)工藝流程簡圖的？處的內(nèi)容應(yīng)為沖洗、過濾。選料完畢以后必須沖洗，發(fā)酵后應(yīng)該過濾，除去濾渣。(2)制作果酒時，溫度應(yīng)該控制在2530 條件下，在酒精發(fā)酵旺盛時，醋桿菌不能將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸，因為醋桿菌是好氧型細(xì)菌，而果酒發(fā)酵是無氧環(huán)境(或因醋桿菌需要在有氧且溫度是3035 條件下，才能將糖轉(zhuǎn)化成醋酸，而此時發(fā)酵罐中的條件是無氧且溫度是2530 )。(3)與醋桿菌相比，酵母菌是真核生物，所以在結(jié)構(gòu)上的主要特點是有成形細(xì)胞核、有除核糖體以外的多種細(xì)胞器。(4)接種完成后要先向發(fā)酵罐中通入一段時間的無菌空氣，目的是在有氧條件下，使酵母菌迅速繁殖，增加數(shù)量。(5)若要提高果酒的產(chǎn)量，發(fā)酵過程中關(guān)鍵要控制好適宜的溫度、pH以及通氣量。(6)檢驗酒精一般用重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色?！敬鸢浮?1)沖洗過濾(2)25 30 不能因醋桿菌是好氧型細(xì)菌，而果酒發(fā)酵是無氧環(huán)境(或因醋桿菌需要在有氧且溫度是3035 條件下，才能將糖轉(zhuǎn)化成醋酸，而此時發(fā)酵罐中的條件是無氧且溫度是2530 )(3)有成形細(xì)胞核、有除核糖體以外的多種細(xì)胞器(4)在有氧條件下，使酵母菌迅速繁殖，增加數(shù)量(5)適宜的溫度、pH、通氣量(6)重鉻酸鉀溶液酸性灰綠2生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用十分廣泛，如制作泡菜、果醋、果酒就是生活中常見的例子。請分析回答下列問題：(1)圖示_的發(fā)酵裝置，其中發(fā)揮作用的菌種是_，酒水混合物應(yīng)倒入_瓶中，圖中_瓶為發(fā)酵瓶，乙瓶下口的雙孔橡膠塞的另一孔插入一直角玻璃管，管內(nèi)塞棉花用以_。(2)在果醋發(fā)酵過程中，用一種簡單方法證明是否有醋酸生成：_。(3)如果將該裝置改為酒精的發(fā)酵裝置，則需要修改的地方是_。酒精發(fā)酵階段需要的菌種是_。(4)下列有關(guān)酒精發(fā)酵和果醋發(fā)酵的說法正確的是()A后者菌種具有成形的細(xì)胞核B前者菌種無具膜細(xì)胞器C兩種菌種都具有細(xì)胞壁D兩種菌種都對青霉素敏感【答案】(1)果醋醋化醋桿菌甲乙過濾空氣(2)pH試紙(3)不需要通入空氣酵母菌(4)C1在釀酒和釀醋的過程中都要涉及各種微生物，在上述兩過程中所涉及的微生物在結(jié)構(gòu)上有什么本質(zhì)區(qū)別()A前者有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，后者沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)B前者沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，后者有細(xì)胞結(jié)構(gòu)C前者有成形的細(xì)胞核，后者沒有成形的細(xì)胞核D前者沒有成形的細(xì)胞核，后者有成形的細(xì)胞核【解析】本題考查果酒和果醋發(fā)酵的菌種以及真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的區(qū)別。果酒發(fā)酵的菌種是酵母菌，屬真核生物；果醋發(fā)酵的菌種是醋桿菌，屬原核生物。真核細(xì)胞和原核細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上最顯著的區(qū)別是真核細(xì)胞有成形的細(xì)胞核，而原核細(xì)胞無成形的細(xì)胞核?！敬鸢浮緾2下列關(guān)于酵母菌的敘述中，錯誤的是()A酵母菌是異養(yǎng)生活的真菌B酵母菌進(jìn)行無氧呼吸時能產(chǎn)生乳酸C酵母菌在有氧氣存在時，能將葡萄糖分解成CO2和H2OD在無氧條件下酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵【解析】酵母菌為異養(yǎng)兼性厭氧型微生物，在有氧條件下，能進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2和H2O，在無氧條件下，能進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2?！敬鸢浮緽3下列關(guān)于果酒制作過程的敘述，正確的是()A應(yīng)先去除葡萄的枝梗，再進(jìn)行沖洗，這樣洗得徹底B使發(fā)酵裝置的溫度維持在25 30 時較好C在發(fā)酵過程中，需從充氣口不斷通入空氣D由于酵母菌的繁殖能力很強(qiáng)，所以不需要對所用裝置進(jìn)行消毒處理【解析】在洗葡萄時應(yīng)先沖洗12次，再去除枝梗，以防葡萄破損被雜菌污染；酵母菌的繁殖能力雖然很強(qiáng)，但仍要對所用裝置進(jìn)行消毒處理，因為其內(nèi)含有對葡萄酒發(fā)酵有害的微生物，影響酒的品質(zhì)；酵母菌只有在無氧條件下才能進(jìn)行酒精發(fā)酵?！敬鸢浮緽4關(guān)于用塑料瓶制果酒和果醋的敘述，正確的是()A為了提高果酒的產(chǎn)出量，果汁應(yīng)盡量裝滿發(fā)酵瓶B醋酸發(fā)酵階段應(yīng)封閉瓶口，防止雜菌污染C制果酒過程中每天需適時打開瓶蓋D果酒制成后，可將裝置轉(zhuǎn)移至溫度較高的環(huán)境中制果醋【解析】本題主要考查果酒和果醋制作過程中的條件控制。葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留出大約1/3的空間，既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒發(fā)酵時產(chǎn)生大量二氧化碳使果汁溢出。醋酸發(fā)酵是需氧發(fā)酵，應(yīng)通入氧氣，發(fā)酵時應(yīng)敞開瓶口并在瓶口蓋上紗布以防雜菌污染。制果酒過程中定時擰松瓶蓋既可排出氣體又可避免雜菌污染。醋桿菌發(fā)酵適宜的溫度比酵母菌高?！敬鸢浮緿5下面是利用微生物制作果醋的流程示意圖，請回答有關(guān)問題：挑選葡萄沖洗榨汁AB果醋(1)B過程表示的是_，參與該過程的微生物的最適生長溫度是_。參與A、B兩過程的微生物在結(jié)構(gòu)上的最大不同是_。(2