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人教-选修1-专题1-课题1-果酒果醋的制作1


主要内容
传统发酵技术的应用
微生物的培养与应用
?专

植物的组织培养技术
酶的研究与应用



DNA和蛋白质技术
植物有效成分的提取

? 本模块是一门以学生为主体,通过

试验设计和操作实践,学习科学探
究的选修课程。

课题1.果酒和果醋的制作

一、课题目标

? 1.说明果酒和果醋的制作原理 ? 2.设计果酒和果醋的发酵装置 ? 3.制作果酒和果醋

二、课题背景知识

? 远古人类发现,吃剩的米粥数日后变成 ? 了醇香可口的饮料—人类最早发明的酒

甲古文中的酒文字

<<周礼>>中的“五齐”、“三酒”

<<周礼· 天官> >中记载:“酒正,中士四人,下士八 人,府二人,史八人”。“酒正掌酒之政令, 以式法 授酒材,……,辨五齐之名,一曰泛齐,二曰醴齐,三 曰盎齐,四曰醍齐,五曰沉齐。辨三酒之物,一曰事酒, 二曰昔酒,三曰清酒。"

<<礼记>>中的“六必”
反映秦汉以前各种礼仪制度的<<礼记>> 作于西汉。其中记载了至今仍被认为是酿酒技 术精华的一段话: “仲冬之月,乃命大酋,秫稻必齐,
曲蘖必时,湛炽必洁,水泉必香,

陶器必良, 火齐必得 。兼用六物,
大酋监之,毋有差忒”

三、基础知识分析
? 在酒的制作中,依种类分大体上可有白酒、 果酒、啤酒和黄酒四类。 ? 制作方法各不相同,但相同部分是它们都是 由酵母完成的。酵母在自然界中广泛分布, 已知有几百种之多,也是应用最广的一类微 生物。如面包制作、酒精制造、药用酵母片、 酿酒等。

1.酿酒酵母
? 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)属子 囊菌纲、内孢霉目、酵母菌属,细胞卵圆形,每一 子囊有孢子1-4个,光面圆形。在厌氧条件下,将 双糖或单糖进行糖酵解,并进行乙醇发酵,产生乙 醇。

基础知识分析

(a).酵母菌是单细胞真菌,属真核生物, 呈圆形、椭圆形等。 (b).酵母菌的繁殖方式为无性生殖(出芽 生殖、分裂生殖、孢子生殖),但多以出芽 方式进行。 (c).酵母菌在固体培养基上形成的菌落, 其表面湿润、呈白色或粉红色。 (d).酵母菌分布在含糖较高的偏酸环境中, 如水果等。

2.工业生产果酒和醋
将葡萄榨汁 18-25℃ 厌氧发酵产生乙醇
过滤后

贮存在橡木桶中(低温酒窖“陈化”)

左:葡萄酒窖;中:啤酒酒窖;右:白酒酒窖

3.干红与干白
? 干是葡萄酒中的糖分要在一定的水平之下 (低于4g/升),几乎全部被降解发酵,甜葡 萄酒(每升总糖50g以上)。

? 红葡萄酒和白葡萄酒都可以是由红色葡萄制 作的,但白葡萄酒在葡萄榨汁时,不使皮和 子中的色素出来,因此得白葡萄酒,而红葡 萄酒是将皮和子部分捣碎,有了红色素而得 红葡萄酒,

4..制酒和制醋的原理

? 糖变酒的机理直到19世纪才搞清 ? 首先是巴斯德证明,糖变酒是微生物的发酵 作用。

? 其全部生物化学过程,直到1940年德国的 Embden,Meyerhof和Parnas发现的糖 酵解过程,因此糖酵解也叫E-M- P途径, 在这一途径中1个葡萄糖可转变成2个丙酮 酸。

? 人和动物体内没有丙酮酸脱羧酶,因
此,人体的丙酮酸不能转变与乙醛, 也不能再还原成乙醇.

? 酵母有糖酵途径,也有丙酮酸脱羧酶,将

丙酮酸转变成乙醛,在乙醇脱氢酶的作用
下还原成乙醇,制酒是厌氧发酵完成的, 但糖酵解是不需氧的过程,有氧也可进行。 ? C6H12O6 +6O2 ? C6H12O6 CO2+6H2O 2CH3CH2OH+2CO2

? 厌氧制酒

? 乙醇转变成乙酸的氧化过程是由醋杆菌完

成的,这一过程是需氧过程。

C2H5OH+O2

CH3COOH+H2O

? 有氧制醋

四、试验案例

(一)时间安排
? 建议安排在9月或10月进行: ? 正值收获季节,葡萄价格便宜,品种多样。 ? 此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强,发 酵酿酒的效果好。 ? 温度适宜,发酵现象非常明显。

(二)发酵装置

(三)试验步骤
? 1.对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗
并消毒。

? 2.取葡萄500g,去除枝梗和腐烂的叶子。
? 3.用清水冲洗葡萄1-2次除去污物。(注 意冲洗次数不宜太多) ? 4.榨汁后装入发酵瓶。

? 5.将发酵瓶置于适宜的温度(18-25℃)下 发酵。

? 6.简易装置2-4天排气一次。(拧松瓶盖)
? 7.10天后,取样检验(酒精的重铬酸钾显色 反应)。

? 8.加入醋酸菌或醋曲,然后移至30-
35℃条件下发酵7天-8天,适时充气。

注意事项
? ⑴认清操作的目的和原理
? ⑵详细设计试验,合理安排时间 ? ⑶了解操作对象和工具的性质,多次练习 ? 操作的要领,熟能生巧 ? ⑷熟悉操作的顺序 ? ⑸观察和分析操作的效果,做好实验记录 ? ⑹杜绝操作中的安全事故

? 旁栏思考题

? 1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为 什么? ? 答:应该先冲洗,然后再除去枝梗,以避免除 去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机 会。
? 2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染? ? 提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。 例如,榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排 气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。

? 3.制葡萄酒时,为什么要将温度控制在18~ 25 ℃?制葡萄醋时,为什么要将温度控制在 30~35 ℃? ? 答:温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控 制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌, 最适生长温度为30~35 ℃,因此要将温度控 制在30~35 ℃。 ? 4.制葡萄醋时,为什么要适时通过充气口充气? ? 答:醋酸菌是好氧菌,在将酒精变为醋酸时需 要氧的参与,因此要适时向发酵液中充气。

? [资料]发酵装置的设计讨论题

? 请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分 别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而 弯曲的胶管与瓶身连接?结合果酒、果醋的制 作原理,你认为应该如何使用这个发酵装置? ? 答:充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充 气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出CO2 的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个 长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空 气中微生物的污染,其作用类似巴斯德的鹅颈 瓶。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制 醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。

? 练习 ? 2.提示:大规模生产时需要进行更为全面周详的考 虑,如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发 酵的设备、发酵条件的自动化控制,以及如何严格 控制杂菌污染;等等。此外,无论是葡萄酒或葡萄 醋,实验时所检测的发酵液,并非商品意义上的产 品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得 成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下(如 橡木桶和地窖)进行后续发酵,以获得特定的风味 和色泽。 ? 3.提示:需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工 人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、 利润等问题。

练习
?

? ? ? ? ? ? ? ? ?

1、关于酵母菌的叙述,错误的是( BCD)。 A、酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧 B、酵母菌主要的繁殖方式为孢子生殖 C、酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 D、酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存 2、食醋生产具有协同作用的菌是( ACD)。 A、曲霉 B、细菌 C、酵母菌 D、醋酸菌 3、下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( C )。 A.含糖量高的培养基 B.温度20 ℃ 左右 C.pH=2.5 D.pH=6


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