生物素材：教材梳理專題課題果酒和果醋的制作

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識(shí)?巧學(xué)一、果酒制作的原理1。果酒制作離不開(kāi)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(shí)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(jìn)行有氧呼吸,反應(yīng)式為C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量在無(wú)氧條件下，進(jìn)行酒精發(fā)酵,反應(yīng)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?yàn)楫a(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(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。聯(lián)想發(fā)散有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的公共途徑是呼吸作用第一階段（糖酵解)，都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。在沒(méi)有氧氣的條件下,糖酵解過(guò)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(nèi)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(jìn)入線粒體繼續(xù)被氧化分解.如下圖所示：由于無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物是不徹底的，釋放的能量很少,轉(zhuǎn)移到ATP中的能量就更少；還有大量的能量?jī)?chǔ)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(xì)菌，原核生物。代謝類型為異養(yǎng)需氧型，最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃,繁殖方式為二分裂生殖。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的果糖分解成醋酸，當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇氧化為乙醛，再將乙醛氧化成醋酸。反應(yīng)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(xiàng)目常用微生物代謝類型發(fā)酵溫度主要反應(yīng)過(guò)程果酒制作酵母菌兼性厭氧型18～25℃通過(guò)有氧呼吸大量繁殖;無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精果醋制作醋酸菌好氧細(xì)菌30~35℃糖源充足時(shí):將糖分解成醋酸；糖源不充足時(shí)：乙醇變?yōu)橐胰┰僮優(yōu)榇姿嵋c(diǎn)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(xì)菌、藍(lán)藻、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌自養(yǎng)厭氧型：紅硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌異養(yǎng)需氧型:除體內(nèi)寄生蟲(chóng)外的動(dòng)物、真菌、好氧細(xì)菌、菟絲子異養(yǎng)厭氧型：寄生蟲(chóng)、厭氧菌（乳酸菌、破傷風(fēng)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(chóng)三、制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1。對(duì)設(shè)備進(jìn)行消毒。包括發(fā)酵瓶，紗布，榨汁機(jī),盛葡萄的器皿等，先用溫水反復(fù)沖洗幾次，再用體積分?jǐn)?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(jī)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(jìn)行發(fā)酵.7。檢驗(yàn)。10～12天后可以進(jìn)行檢驗(yàn).8。制作果醋.當(dāng)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(shí)向發(fā)酵液中充氣。要點(diǎn)提示操作過(guò)程最關(guān)鍵是防止雜菌污染，具體操作注意事項(xiàng):（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(jī)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?jǐn)?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(diǎn)突破(1)制葡萄酒的過(guò)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(jìn)行有氧呼吸后進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和熱量。（2)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),即對(duì)葡萄汁進(jìn)行煮熟處理和未處理，可以證明葡萄汁轉(zhuǎn)化成葡萄酒是由于酵母菌的發(fā)酵作用?？梢酝ㄟ^(guò)檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后pH的變化來(lái)鑒定葡萄醋中是否有醋酸。難點(diǎn)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(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的;排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出二氧化碳的；出料口是用來(lái)取樣的.排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制醋時(shí),應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。深化升華空氣對(duì)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(zhǎng)時(shí)間得不到空氣，大部分的酵母菌就會(huì)死亡.要維持酵母菌長(zhǎng)時(shí)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(shí)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(wèn)題?探究問(wèn)題1果酒制作過(guò)程中，在不滅菌的情況下,如何使酵母菌成為優(yōu)勢(shì)菌種?思路:要根據(jù)微生物代謝特點(diǎn)的不同,設(shè)置不同的培養(yǎng)條件來(lái)抑制其他微生物的生長(zhǎng)繁殖。酵母菌成為優(yōu)勢(shì)菌種前與其他微生物種群之間主要表現(xiàn)為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，但酵母菌是兼性厭氧型生物，有氧和無(wú)氧環(huán)境都可以生長(zhǎng)繁殖,對(duì)氧氣環(huán)境適應(yīng)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(shí)間氧氣，這時(shí)嚴(yán)格厭氧型微生物的生長(zhǎng)被抑制，好氧型微生物和酵母菌生長(zhǎng)良好。一段時(shí)間后，密閉發(fā)酵罐，這時(shí)好氧型微生物不能生長(zhǎng)繁殖，這樣酵母菌即可成為優(yōu)勢(shì)菌種。問(wèn)題2儲(chǔ)藏較長(zhǎng)時(shí)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(yīng)該是微生物代謝產(chǎn)生的，菌膜存在于酒的表面說(shuō)明該種微生物是好氧型的，通過(guò)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(chǔ)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(chǔ)酒容器口徑大小與菌膜面積成正比,則說(shuō)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(xì)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(zhǎng)D。生存溫度都超過(guò)80℃解析：考查細(xì)菌代謝。細(xì)菌的生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素包括:碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水和生長(zhǎng)因子，其中碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子因細(xì)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(zhǎng)共同所需要的物質(zhì)。細(xì)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?qū)忣}不準(zhǔn)確而導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤，把題干理解成僅僅是指乳酸菌，實(shí)際上題干描述的是細(xì)菌，一類原核生物。例2在啤酒生產(chǎn)過(guò)程中,發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過(guò)程大致如下：將經(jīng)過(guò)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(dāng)糖度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和啤酒。根據(jù)上述過(guò)程，回答以下問(wèn)題：（1）該過(guò)程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)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(jìn)行__________作用產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。(4)經(jīng)測(cè)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(qǐng)寫(xiě)出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式。_______________________________。______________________________________________________________________________。解析：考查酵母菌代謝和繁殖等知識(shí),酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，有氧時(shí)酵母菌能通過(guò)出芽生殖的方式大量繁殖，種群數(shù)量增加很快，無(wú)氧時(shí)能分解糖類產(chǎn)生酒精,釋放出的能量，大部分儲(chǔ)存在發(fā)酵產(chǎn)物中,極少數(shù)用于自身生長(zhǎng)繁殖。答案：（1)既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸(2）出芽生殖（3）無(wú)氧呼吸（4)自身的生長(zhǎng)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(jìn)行有氧呼吸也可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸.掌握反應(yīng)式是關(guān)鍵.例3下列關(guān)于果醋的制作，錯(cuò)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(dāng)氧氣、糖源充足時(shí),醋