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2015-2016高中生物 专题1 课题1 果酒和果醋的制作课件 新人教版选修1


专题一
传统发酵技术的应用

●教学目的
本专题的三个课题均依照课程标准制定的具体内容标准编 排,其对应关系如下表。 具体内容标准 对应课题 课题1、课题2、课题3 课题3

运用发酵食品加工的基本方法 测定食品加工可能产生的有害物质

在本专题的学习中,学生需要了解传统发酵食品的制作工 艺,并能够动手实践。学生应当学会设计简易的实验装置,应

当掌握发酵食品加工的基本原理和方法,学会摸索发酵的最佳
条件,初步了解食品加工中产生的某些有害物质的检测方法。

●内容提要 本专题包括“果酒和果醋的制作”、“腐乳的制作”、 “制作泡菜并检测亚硝酸盐含量”三个课题。围绕传统发酵食 品的制作展开,主要是通过学习果酒、果醋、腐乳及泡菜的制

作技术,培养学生设计实验、动手操作等科学探究的能力。重
点是三项技术的制作原理和设计装置,难点是制作过程中发酵 条件的控制。

●要点聚焦
发酵是个过程,是通过微生物培养大量生产各种代谢产物 的过程,而发酵工程是应用于发酵过程中的一种技术。对发酵 工程内容的掌握,以果酒和果醋的制作、腐乳的制作、泡菜的 制作及亚硝酸盐含量的测定三个实验过程,归纳出发酵工程的

具体内容,特别是在所提供资料的基础上查阅资料、思考问题,
依据实验原理,控制发酵条件,自行设计实验,对数据进行处 理,对结果进行分析并评价,激发学生的创新精神、实践能力

和综合分析能力。

●学法建议 无论是单科考试还是理科综合,生物实验一直是生物高考 的必考内容,特别是依据基础资料,设计实验原理,选择实验

器材,安排实验步骤,进行变量因素控制,对数据结果的处理
分析,更是高考的热点和发展趋势。

专题一 课题1 果酒和果醋的制作

1

课前预习导学

2

课堂合作探究

4

知识体系构建

3

思维创新升华

5









课前预习导学

1.说明果酒、果醋的制作原理。 2.学习制作果酒、果醋的实际操作技能。 3.能对制作的果酒、果醋进行评价。

一、果酒制作的原理
真核 生物。 (1)菌种:________ 酵母菌 是单细胞真菌,属于________ (2)酵母菌的繁殖方式:出芽生殖和孢子生殖。温度低时形 出芽生殖 ,繁殖 成孢子,进入休眠状态;温度适宜时,进行__________ 速度快。 20℃ 。 (3)生长繁殖最适温度:________

土壤 始终是其主要分 (4)主要分布场所:分布广泛,但________ 布场所。

(5)代谢类型:酵母菌的代谢类型是异养型、兼性厌氧型 __________________。
酶 C H O + 6O ――→ 6CO2+6H2O。无氧 6 12 6 2 有氧条件下,方程式______________________________ 酶 C H O ――→ 2C2H3OH+2CO2。 6 12 6 条件下,方程式____________________________

葡萄酒(干红)为什么呈现深红色? 在酒精发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红色葡萄皮细

胞的细胞膜失去选择透过性,红葡萄皮内的红色素进入发酵
液,使葡萄酒呈深红色。

二、果醋制作的原理 醋酸菌 是单细胞细菌,属于________ 原核 生物。 菌种:________
异养需氧型 , 果 酒 制 果 醋 的 方 程 式 (1) 代 谢 类 型 : ____________
酶 C 2H5OH+O2――→CH3COOH+H2O __________________________________________ 。

30~35℃ 。 (2)最适生长温度___________

三、果酒和果醋的制作过程: 实验流程:

冲洗 —______ 榨汁 —_________ 酒精发酵 —醋酸发酵 挑选葡萄—______
↓ 果酒 ↓

果醋 ________

变酸的酒表面有菌膜,菌膜是怎样形成的?溶液内部能形 成菌膜吗?

醋酸菌大量繁殖形成的。不能,醋酸菌是好氧生物。

1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么? 应该先冲洗葡萄,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被污染?
需要从发酵的制作过程进行全面的考虑,因为操作的每一 步都可能混入杂菌。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,为什么温度控制在 18~ 25℃?制葡萄醋 时,为什么要将温度控制在30~35℃? 制葡萄酒所用的酵母菌的最适生长温度是18~25℃,故制 葡萄酒时,需将温度控制在18~25℃。而醋酸菌是嗜温菌,最 适生长温度为 30 ~ 35℃,因此制葡萄醋时,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? 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。

课堂合作探究

果酒制作的原理

1.酵母菌生物学特征 果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌属真核生物,繁殖方式

有有性生殖和无性生殖,在营养条件适宜时进行出芽生殖,其
新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。

2.果酒的制作原理 (1)酵母菌的生活方式是兼性厌氧型。 在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,反应式 如下: 酶 C6H12O6+6O2――→6CO2+6H2O 在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵,反应式如下: 酶 C6H12O6――→2C2H5OH+2CO2

(2) 发酵所需条件:温度一般控制在 18 ~ 25℃,最适温度 20℃,pH呈酸性(pH为5.0~6.0) (3)菌种来源:自然发酵来源于附属于葡萄皮上的野生型酵 母菌。

(4)酒精发酵“先通气后密封”:“通气”的目的是使酵母
菌进行有氧呼吸大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌进行无 氧呼吸产生酒精。

下列对果酒制作过程的叙述,正确的是( A.应先去除葡萄的枝梗,再进行冲洗,这样洗得彻底

)

B.使发酵装置的温度维持在20℃左右最好
C.在发酵过程中,需从充气口不断通入空气 D.由于酵母菌的繁殖能力很强,不需对所用装置进行消 毒处理

[解析]

在选葡萄时应先冲洗1~2次,再去除枝梗以防葡

萄破损汁液流失和被杂菌污染;酵母菌的繁殖力虽然很强,但 仍要对所用装臵进行消毒处理,因为其内含有对葡萄酒有害的

微生物,影响酒的品质;酵母菌只有在20℃左右的无氧条件下
才能进行酒精发酵。答案为B。 [答案] B

某酒厂在利用酵母菌发酵生产酒精时,投放的适宜原料和 在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( )

A.玉米粉和有氧
C.玉米粉和无氧 [答案] [解析] C

B.大豆粉和有氧
D.大豆粉和无氧

酵母菌在有氧时进行有氧呼吸,把糖类等有机物

彻底氧化分解成 CO2 和水,不产生酒精。大豆粉主要含蛋白

质,用作酿酒不合适,原因有二:一是酵母菌含有更多的直接
把糖类转化为酒精的酶类,发酵快,而蛋白质转化复杂,并产 生含氮副产物,对酵母菌生命活动不利;二是成本高。

果醋制作的原理

1.醋酸菌生物学特征
醋酸菌属于原核生物,繁殖方 式是二分裂,新陈代谢类型是异养 需氧型,有氧呼吸的场所是细胞膜 内表面,日常生活中用醋酸菌进行

酿醋等。

2.果醋的制作原理 (1)醋酸菌的生活方式是需氧型。 (2)在果醋制作过程中,若氧气、糖源都充足时,酵母菌 酶 将葡萄汁中的糖分解成醋酸,其反应式是C6H12O6+2O2 ――→ 2CH3COOH+2CO2+2H2O。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇 酶 变成乙醛,再变成醋酸,其反应式为:2C2H5OH+O2 ――→ 酶 2CH3CHO+2H2O;2CH3CHO+O2――→2CH3COOH。 (3)发酵条件:氧气充足,最适温度为30~35℃。 (4)菌种来源于空气。

下列关于果醋制作的叙述中,错误的是( 制作过程中需通入氧气

)

A.制作果醋需用醋酸菌,醋酸菌是一种好氧菌,所以在 B.醋酸菌是一种嗜温菌,对温度要求较高,一般在50℃

左右
C.醋酸菌能将果酒变成果醋 D.当氧气、糖源充足时,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解 成醋酸

[解析]

醋酸菌是好氧菌,所以在发酵过程中需要适时通

入氧气。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。当氧气、糖源都 充足时,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源

时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
[答案] B

利用果酒制作果醋的原理是 (
A.醋酸菌将乙醇还原为醋酸 B.醋酸菌将乙醇氧化为醋酸

)

C.醋酸菌将乙醇分解为CO2、水和醋酸 D.醋酸菌直接将乙醇氧化为醋酸,不需其他中间转化过 程 [答案] B

[解析]

醋酸菌在氧气充足的条件下进行发酵产生醋酸,

有两条途径:一是在糖源充足时,可直接将葡萄汁中的糖氧化 分解为醋酸;二是在糖源不足时,可以利用酵母菌发酵产生的

乙醇为原料,先在氧气的作用下,将乙醇氧化为乙醛,再进一
步将乙醛氧化为乙酸,进而生成醋酸。因此只有 B 项叙述正 确。

实验设计

一、果酒和果醋的发酵装置

1.发酵装置各部分的作用。
(1)充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 (2)排气口:在酒精发酵时用来排出 CO2。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,其作用类似于巴斯德的鹅颈瓶。 (3)出料口:取样检查和放出发酵液。 2 .使用方法:在进行果酒发酵时要关闭充气口;在进行 果醋发酵时,充气口要连续充入无菌空(氧)气。

3 .果酒制作过程中,前期通入空气或在发酵瓶中留出一 定的空间(大约1/3),可以给酵母菌提供氧气,酵母菌进行有氧 呼吸 ( 产生 CO2) ,大量繁殖。后期缺氧,酵母菌进行酒精发

酵,发酵液中有大量的CO2产生,发酵瓶中的空间可暂时存储
CO2,起到缓冲作用。

二、果酒和果醋的制作过程

1.果酒和果醋实验流程示意图

注意:果醋制作先在无氧条件下进行酒精发酵产生乙醇, 再在有氧条件下进行醋酸发酵产生果醋。

2.实验操作 步骤: (1)材料的选择与处理 (2)无菌 (3)榨汁 (4)发酵

下列叙述不能够防止发酵被污染的是( A.榨汁机要清洗干净,并晾干

)

B.发酵瓶要清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒
C.装入葡萄汁后,封闭充气口 D.发酵装置的排气口直接与瓶身连接

[解析]

发酵工程中所用的菌种大多是单一的纯种,整个

发酵过程不能混入其他微生物(称杂菌),一旦污染杂菌,将导 致产量大大下降,甚至得不到产品。榨汁机清洗,并晾干,发 酵瓶清洗,并用70%酒精消毒,是防止器材上的菌种进入发酵

液;装入葡萄汁,封闭充气口,可防止空气中的菌种进入,发
酵装臵的排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,阻挡外 面空气中的菌种进入发酵液。 [答案] D

下列实验装置可用于生物技术实践的相关实验,下列有关

叙述错误的是(

)

A.装置甲可用于果酒制作,装置乙不能用于果酒制作

B.装置乙可先用于果酒的制作,后用于果醋的制作
C.乙装置中设置出料口的目的之一是用于取样 D.乙装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管,可防止空

气中微生物的污染

[答案] [解析]

A 装臵甲密封时可用于果酒制作,但要定时旋转瓶

盖以放出产生的二氧化碳气体。装臵乙的充气口关闭时可用于

果酒制作,充气口打开时可用于果醋制作。为防止空气中微生
物的污染,排气口可连接一个长而弯曲的胶管。设臵出料口的 目的之一是便于取样。

下图中甲是果醋发酵装置,乙是发酵过程中培

养液pH变化曲线图,下列叙述正确的是(

)

A.发酵初期不通气,溶液中没有气泡产生 B.中期可以闻到酒香,说明进行了酒精发酵 C.后期接种醋酸菌,适当通气并保持原有温度

D.图乙中能正确表示pH变化的曲线是③

[解析]

果醋发酵时,发酵初期不通气,酵母菌先利用发

酵装臵中的氧气进行有氧呼吸产生CO2和水,然后再进行酒精 发酵,溶液中会产生酒精和CO2,因而有气泡产生。中期酒精 发酵继续,可以闻到酒香。后期接种醋酸菌,进行醋酸发酵, 由于醋酸菌是好氧菌,因而要适当通气,但醋酸菌的最适生长

温度高于酵母菌,因而后期要适当升高温度,酒香会逐渐变成
醋香。发酵开始时无氧呼吸产生酒精和CO2,pH会稍下降。接 种醋酸菌后产生醋酸, pH 会下降更快,因而曲线②可以表示 整个发酵过程培养液pH的变化。 [答案] B

下列关于果酒和果醋制作的叙述,不正确的是(
A.参与发酵的微生物都含有线粒体 B.发酵过程中培养液pH都会下降

)

C.制果酒时瓶口需密闭,而制果醋时需要通入氧气
D.果酒制成后可将装置移至温度略高的环境中制果醋 [答案] A

[解析]

制果酒的酵母菌是真核细胞,有线粒体,制果醋

的醋酸菌是原核细胞,无线粒体。果酒发酵产生CO2,果醋发 酵产生醋酸,都会使 pH 下降。制果酒时瓶口密闭,给酵母菌 提供无氧环境;制果醋时通入氧气,使醋酸菌进行有氧发酵。

果酒的发酵温度为18~25℃,果醋的发酵温度为30~35℃,因
此,果酒制成后将装臵移至温度略高的环境中制果醋。

思维创新升华

(1)果酒、果醋制作的区别与联系
果酒制作 菌种特点 代谢类型 果醋制作

酵母菌为单细胞、真核生物, 醋酸菌为单细胞、原核 多以出芽方式进行无性生殖 生物,分裂生殖 异养、兼性厌氧 异养、好(需)氧 ①当氧气、糖源都充足 时,醋酸菌将葡萄汁中 的糖分解成醋酸; ②当缺少糖源时,醋酸 菌将乙醇变为乙醛,再 将乙醛变成醋酸,反应 式:C2H5OH+ O2―→CH3COOH+ H2O

①在有氧条件下,酵母菌进行 有氧呼吸,大量繁殖,反应 式: 酶 C6H12O6+6O2――→ 制作原理 6CO2+6H2O ②在无氧条件下,酵母菌进行 酒精发酵,反应式: 酶 C6H12O6――→ 2C2H5OH+2CO2

果酒制作 发 酵 适宜pH 条 是否需氧 件 时间

果醋制作

适宜温度

18~25℃
5.4~6.3 初期需氧,后期不需氧

30~35℃
3.5~5.3 始终需要氧

10~12d

7~8d

制作流程

挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓ ↓ 果酒 果醋

(2)果汁发酵后的酒精鉴定 原理:在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。 方法:先在试管中加入发酵液2mL,再滴入物质的量浓度 为3mol/L的H2SO4 3滴,振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重

铬酸钾溶液 3滴,振荡试管,观察颜色的变化。同时,设计把
发酵液换成2mL蒸馏水,其他操作完全相同的对照实验。 (3) 果醋的鉴定:方法有很多,如品尝、 pH 试纸检测和化 学定性鉴定等。

知识体系构建

[答案] 酵母菌 繁殖 酒精发酵 酵母菌 ↓ 糖类 醋酸 醋酸菌 ↓ 乙醛

挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓ 果酒 ↓ 果醋


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