1、1.1 果酒和果醋的制作 教案 （人教版选修 1）课标要求利用酒酵母由果汁制酒，再利用乙酸菌由酒制醋。设计并安装简单的生产果汁酒以及生产醋的装置。课标解读1说明果酒和果醋制作的原理。2设计制作果酒和果醋的装置。3完成果酒和果醋的制作。教学地位果酒和果醋是日常生活中比较常见的发酵制品，以果酒和果醋的制作为载体，使学生了解传统发酵技术的应用、乳酸菌及醋酸菌的生活特点等知识。果酒的制作与必修中细胞呼吸部分的内容联系紧密，通过本课题的学习，也可培养学生理论联系实际的能力。教法指导1.本专题为传统发酵技术，在本课题授课开始时，教师首先要明确什么是传统发酵技术，在此基础上才能解决课题中的一些问题，如葡萄为
2、什么不能反复冲洗等。2在果酒制作部分，首先应该让学生明确酵母菌的生活方式，如酵母菌的分布、代谢类型及生活特点等。通过这些知识的学习，理解利用酵母菌发酵需要一定的条件。然后再联系实际，果汁放置过久之后会变质，引导学生讨论在发酵过程中如何控制发酵条件，如何避免发酵液污染等问题。3对于果醋的制作，先让学生了解果醋制作的原理，然后再明确醋酸菌的生活方式，并于酵母菌进行比较。最后让学生自己总结发酵过程中醋酸菌的来源、发酵条件的控制及产物的检测等。新课导入建议人类酿酒制醋的历史悠久，导入本课时可结合有关酿酒的传说、小故事等材料作为引入本课题的引子，以激发学生的学习兴趣。也可以利用本专题课题背景中的材料导入
3、，酿酒不仅是一直食品制作技术，更是一种文化现象，反映了人类文明发展的足迹。教学流程设计学生课前预习：阅读教材 P15 ，填写【课前自主导学】 ，完成“思考交流1、2” 。步 骤 1：情 景 导 课 ：以 【新 课 导 入 建 议 】引 出 专 题 和 课 题 ， 并 介 绍 什 么 是 传 统 发 酵 技 术 。 步骤 2：根据创设的情景，引出果酒、果醋制作的相关内容，并通过【课堂互动探究】探究 1 对果酒和果醋制作进行比较。通过例 1 巩固、提高。步 骤 3：根 据 比 较 结 果 ， 引 入 果 酒 、果 醋 制 作 过 程 的 教 学 。步 骤 7：回 顾 基 础 知 识 ， 将 检 查
4、 、批 阅 【课 前 自 主 导 学 】时 学 生 出 错 较 多 的 部 分 进 行 强 化 ， 重 点 对 【正 误 判 断 】部 分 进 行 辨 析 。 步 骤 6：根 据 学 生 的 理 解 情 况 ， 利 用 【课 堂 互 动 探 究 】探 究 2对 果 酒 、果 醋 制 作 的 过 程 进 行 分 析 ， 并 讨 论 发 酵 过 程 中 发 酵 液 可 能 出 现 的 变 化 。利 用 例 2巩 固 、提 高 。 步 骤 5：学 生 阅 读 教 材 中 的 资 料 ， 思 考 在 制 作 果 酒 和 果 醋 时 ， 不 同 的 发 酵 应 该 如 何 使 用 。 步 骤 4：学 生
5、 阅 读 教 材 中 的 资 料 ， 思 考 在 制 作 果 酒 和 果 醋 时 ， 不 同 的 发 酵 应 该 如 何 使 用 。步骤 8：引导学生通过合作，整理本课题的重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。理解并记忆【结论语句】 。步 骤 9：通 过 【当 堂 双 基 达 标 】 进 行 当 堂 检 测 验 收 。课 标 解 读 重 点 难 点1.说明果酒和果醋制作的原理。2.设计制作果酒和果醋的装置。3.完成果酒和果醋的制作。1.说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置。(重点)2.制作过程中发酵条件的控制。(难点)果酒和果醋制作的原理1.果酒制作的原理(1)发挥作用
6、的菌种酵母菌，该菌属于真核生物，其代谢类型属于异养兼性厌氧，生长繁殖的最适温度为 20_左右。(2)原理：在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，并大量繁殖。写出酵母菌进行有氧呼吸的反应式：C 6H12O66O 2 6CO 26H 2O。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。写出该过程的反应式：C6H12O6 2C 2H5OH2CO 2。(3)酒精发酵时，一般将温度控制在 1825_。在发酵过程中，随酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。(4)在缺氧、呈酸性 的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。1根据果酒制作的原理，你认为在果酒
7、制作过程中应如何控制氧气的通入？【提示】 果酒制作的前期要提供一定的氧气，以便酵母菌迅速增殖，缩短发酵时间；在产生酒精阶段要求严格的无氧条件。2果醋制作的原理(1)果醋制作过程中，起作用的菌种是醋酸菌，该菌种为原核生物，其代谢类型是异养需氧型。最适生长温度为 3035_。(2)原理：当氧气、糖源充足时，醋酸菌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，其反应式为：C 2H5OHO 2 CH 3COOHH 2O。3制作流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒醋酸发酵果醋发酵装置的设计及关键操作1.装置设计甲乙(1)利用甲装置(带盖的瓶子) 制作果酒、果醋时，在发酵过程
8、中，每隔 12 h将瓶盖拧松一次( 注意，不能打开瓶盖)，目的是放出 CO2。当发酵产生酒精后，对装置的处理是打开瓶盖，盖上一层纱布。(2)乙图中充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气；排气口的作用是排出气体。果酒发酵中应关闭充气口，果醋发酵中应将充气口连接气泵，输入无菌空气。2关键操作(1)材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。(2)防止发酵液被污染榨汁机要清洗干净，并晾干。发酵装置要清洗干净，并用体积分数为 70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。装入榨好的葡萄汁后，封闭充气口。(3)控制好发酵条件将葡萄汁装入发酵瓶，留大约 1/3 的空间。制葡萄酒的过程中，将
9、温度严格控制在 1825_，时间控制在 1012天左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。在制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 3035_，时间控制在 78天左右，并注意适时通过充气口充气。结果分析与评价1.可通过嗅闻、观察和品尝初步鉴定(可能的结果如下)酒精发酵 醋酸发酵气味和味道 酒味 酸味气泡和泡沫 有气泡和泡沫 无气泡和泡沫发酵液状态 浑浊浑浊，液面形成白色菌膜2.发酵后是否有酒精产生，可用重铬酸钾检验。先在试管中加入 2 mL 发酵液，再滴入几滴 H2SO4，振荡混匀，最后滴加几滴 重铬酸钾溶液，如果有酒精产生，则会观察到的现象是出现灰绿色，否则为橙色。证明是否产生醋酸，可用
10、pH 试纸。2在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？【提示】 (1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗。(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。(3)发酵瓶要清洗干净，并用 70%的酒精消毒。(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。1冲洗葡萄时应先去枝梗再冲洗。()【提示】 应先冲洗再除去枝梗。2只要有充足的氧气，醋酸菌就可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。()【提示】 还需充足的糖源，适宜的温度和 pH 值。3利用带盖的瓶子制作果酒时，应将瓶子装满，以创设无氧环境。()【提示】 应留有 1/3 的空间，可提供氧气供酵母菌大量繁殖 ，同时还可以防止发酵液溢出。果酒、果醋制作的比较【问
11、题导思】 果酒、果醋制作过程所用的菌种有什么区别？制作果酒和果醋的发酵条件有何不同？酵母菌 醋酸菌发酵菌种生物学分类 单细胞，真核生物 单细胞，原核生物代谢方式异养兼性厌氧型异养需氧型生长繁殖的最适宜温度 20 左右 3035 主要繁殖方式 出芽生殖 二分裂生殖生产、生活应用 酿酒、发面等 制醋发酵条件温度 一般控制在1825 3035 时间 1012 d 78 d氧气初期需氧，后期不需要 始终需要氧环境 呈酸性的发酵液中 最适生长 pH 在5.06.5 之间制作原理在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O66O 2 6CO 26H2O在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵C6H12
12、O6 2C2H5OH2CO 2当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸C6H12O6 3CH3COOH当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸2C2H5OHO 2 2CH 3CHO(乙醛)2H 2O，2CH3CHOO 2 2CH 3COOH(醋酸)1酵母菌在氧气和营养物质丰富时，进行出芽生殖，而在没有氧气的条件下进行孢子生殖。2由于在长期进化过程中，酵母菌和醋酸菌中的酶各自有其适宜的温度，所以两种生物生长适宜的温度范围不同。(2013包头高二检测 )请回答制作果酒和果醋的有关问题：(1)果酒和果醋的制作依次利用了_和_两种微生物，两者在结构上最主要区别是_；从代谢类型上
13、看，两者的相同之处是_。(2)在设计发酵装置时，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，其原因是_。(3)果酒发酵时间一般为 1012 d，但也可能因为_等外界条件而发生改变，可定期取发酵液与_试剂反应检测发酵情况，如发酵液中含有酒精则溶液呈现_现象。(4)果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是_。(5)在变酸的酒的表面可以观察到菌膜，其形成原因是_。【审题导析】酵母菌与醋酸菌具有不同的结构，前者为真菌，后者为细菌。发酵装置的设计要从发酵过程中的变化以防止杂菌入侵方面考虑。根据实验原理判断发酵液的变化。【精讲精析】 (1)制作果酒和果醋分别用到酵母菌和醋酸菌，前者是真核生物，后者是原核生物
14、，它们的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。但二者都不能利用无机物制造有机物，所以都属于异养生物。(2)装置中的排气口弯曲可以避免外界空气中的杂菌进入装置。(3)发酵温度适宜可以尽快完成发酵过程，但如果温度不适宜会延长发酵时间。可以根据发酵液中酒精的产生量来确定发酵情况(用重铬酸钾进行检测)，因为酒精是酵母菌无氧呼吸的第二阶段产物，也是果酒制作中所要获得的物质。(4)在缺乏糖源而氧气充足的前提下，醋酸菌可以利用乙醇产生醋酸。(5)醋酸菌利用乙醇产生果醋后，自身也增殖，在液面形成菌膜。【答案】 (1)酵母菌 醋酸菌 后者无核膜 都是异养生物(2)防止空气中杂菌的进入(3)温度 重铬酸钾 灰绿色(
15、4)在氧气充足时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(5)醋酸菌在液面大量繁殖果酒与果醋的制作过程【问题导思】 依据果酒、果醋的制作原理，应如何设计发酵装置？果酒、果醋制作时气体条件如何控制？果酒、果醋制作过程中应注意哪些事项？1装置选择(1)A 瓶上面留一定空间的作用：提供一定量的氧气，满足发酵初期酵母菌对氧气的需求。(2)图 B 充气口、排气口和出料口的作用充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。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。出料口：用来取样。(3)A 装置因为没有通气结构，可
16、以通过定期拧松瓶盖的方式放气，但不容易向里面输入气体，较适合用来制作果酒；如果用来制作果醋需将瓶盖打开，盖上一层纱布。B 装置既可直接用来制作果酒，也可直接用来制作果醋。2装置使用(1)使用 A 装置每隔 12 h 左右就要将瓶盖拧松一次，因为制酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，若不及时放出会把瓶子或瓶盖涨破，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入。(2)使用 B 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。3具体操作制果酒 制果醋制作流程 挑 选 葡 萄 冲 洗 榨 汁酒 精 发 酵 醋 酸 发 酵 果 酒 果 醋选材及处理选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗 12 遍除
17、去污物后，再去枝梗发酵制作发酵液，防止杂菌污染发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意量不要超过塑料瓶总体积的 2/3条件控制将温度严格控制在 1825 ，时间控制在 1012 d 左右。发酵旺盛期的 CO2 产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂将温度严格控制在 3035 ，时间控制在 78 d 左右，并注意适时通过充气口充气产物检测检测指标：710 d 以后，可以开始进行取样检验。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量、进行酵母菌的镜检、测定 pH 等检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的 pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵
18、液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定发酵过程中发酵液的变化1放出气体：由于发酵作用，葡萄汁中的糖分大部分转变为CO2、 C2H5OH 及少量的发酵副产品。CO 2排出越来越旺盛 ，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵 10 天后，现象最明显。2放热：发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在 1825_。3颜色变化：发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。4菌体数量变化：果酒制作的初期发酵液中酵母菌数目增多，后期酵母菌的数目不再增多；果醋制作的任何阶段，只要条件适宜，发酵液中醋酸菌数目可以不断增多，在发酵液表面形成菌膜。葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用
19、相关的知识回答问题：(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是_。(2)该微生物通过无氧呼吸可分解_，产生的终产物是_和_。甲 乙 丙注：各发酵瓶的左侧管为充气管，右侧管为排气管(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如上图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是_，导致发酵中出现的主要异常现象是_。丙同学的错误是_，导致发酵中出现的主要异常现象是_。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是_、_、_。(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误
20、导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是_。【思维导图】有氧呼吸：大量繁殖无氧酵 母 菌 的代 谢 方 式 异 养 ：培 养 液 中 需 加 入 有 机 物 兼 性 厌 氧 型呼吸：产生酒精【精讲精析】 酵母菌无氧呼吸可以产生酒精和 CO2，是葡萄酒制作过程中发挥作用的微生物。酵母菌只有在无氧条件下，才能进行无氧呼吸产生酒精。甲装置的充气口始终开放，不能创造瓶内无氧环境，不能用来生产果酒；在有氧条件下，醋酸菌可以利用葡萄糖产生醋酸。酵母菌在发酵过程中产生的 CO2导致乙装置中气压升高，要定期打开排气管进行放气。丙装置瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，不利于放气，同时导致瓶内氧气过少，不利于发
21、酵前期酵母菌的大量繁殖。【答案】 (1)酵母菌 (2)葡萄糖 乙醇 CO 2 (3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或果酒) 葡萄酒(或果酒 ) (4)未及时排气本 课 知 识 小 结网 络 构 建结 论 语 句1两种发酵成功的关键是对氧气的严格控制，即酒精发酵需控制无氧条件，而醋酸发酵则需充足的氧气。2果酒、果醋制作时的反应式分别为：C6H12O62C 2H5OH2CO 2，C2H5OHO 2CH 3COOHH 2O。3酒精发酵、醋酸发酵应控制的温度范围分别为：1825 、30
22、35 。4果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。5发酵装置中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。1下列有关果酒和果醋制作的叙述，正确的是( )A果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成B制果醋的温度要比制果酒的温度高些C传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种D葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满【解析】 果醋的制作利用的是醋酸菌，A 项错误；果醋制作时 ，温度一般控制在 3035 ，果酒制作时温度一般控制在 1825 ，B 项正确；传统发酵技术利用的是原料携带的菌种，一般不需要人工接种，C 项错误；葡萄汁装瓶时应留有 1/3 的空
23、间，D 项错误。【答案】 B2小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(见图)，恰当的做法是( )A加入适量的酵母菌B一直打开阀 b 通气C一直关紧阀 a，始终不打开阀门 bD把发酵装置放到 4 冰箱中进行实验【解析】 若一直打开阀 b 通气，酵母菌就只进行有氧呼吸，则不会产生酒精。若把装置放到 4 冰箱中，温度过低会导致呼吸作用有关酶的活性降低，则无氧呼吸产生酒精的效率会极低。酵母菌无氧呼吸会产生 CO2，偶尔打开阀b 可排出 CO2。【答案】 A3严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产品，通常所指的发酵条件不包括( )A温度控
24、制 B溶氧控制CpH 控制 D酶的控制【解析】 通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。酶是自身调节物质，不属于发酵条件。【答案】 D4在果酒制作实验结束时要检验是否有酒精产生，正确的操作步骤是( )A先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入硫酸和饱和的重铬酸钾溶液的混合液B先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入饱和的重铬酸钾溶液，混匀后滴加硫酸C先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入硫酸，混匀后滴加饱和的重铬酸钾溶液D先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入硫酸，混匀后滴加饱和的重铬酸钾溶液，并加热。【解析】 在酸性环境下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。检测时，先在试管中加入发酵液
25、 2 mL，再滴入物质的量浓度为 3 mol/L 的硫酸 3 滴，振荡混匀，最后滴加饱和的重铬酸钾溶液 3 滴，振荡试管，观察颜色的变化。这个反应在常温下即可进行，无需加热。【答案】 C5(2011浙江高考改编 )杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下，请回答相关问题：(1)在制备杨梅酒的过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和果胶酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是_。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有_，说明发酵基本完毕。(2)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经_处理的木材刨花，然后加入含_菌的培养液，使该
26、菌_在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的 pH 可通过控制杨梅酒的_来调节。(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中 CO2 的产生量是_。A甲罐的两倍 B与甲罐的相等C甲罐的一半 D几乎为零(4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如下，该物质是_。【解析】 (1)酒精发酵为无氧呼吸过程，需要提供无氧环境，所以弯管处加水的目的是防止空气进入，发酵完成后，CO 2的生成结束 ，所以发酵罐内液面不再有气泡冒出。(2)制备醋酸过程需要避免其他杂菌干扰，所以乙罐内填充经灭菌处理的木材刨花。制备醋酸需要的菌种为醋酸菌，加刨花的目的是让醋酸菌附着在刨花上，使醋酸菌与培养液充分接触，杨梅醋的产生量与流入乙罐的杨梅酒的量有关，所以杨梅醋的 pH 可通过控制杨梅酒的流速来调节。 (3)当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(C2H5OHO 2 CH 3COOHH 2O)。该过程并没有 CO2产生，所以乙罐的CO2产生量几乎为零。(4) 在酿制杨梅醋的过程中， 酵母菌能进行酒精发酵，所以酒精浓度先升高，后期酒精产量减少，同时醋酸菌又消耗酒精，所以酒精浓度在整个过程中的变化如题图所示。【答案】 (1)防止空气进入 气泡冒出(2)灭菌 醋酸 附着 流速(3)D(4)酒精
