1、选修一 生物技术实践,认清操作的目的和原理 了解操作对象和工具的性质 熟悉操作的顺序和要领 观察和分析操作的效果 杜绝操作中的安全事故,专题1 传统发酵技术的应用,洪荒时代的古猿将一时吃不完的果实藏于岩洞、石洼中，久而久之，果实腐烂，那含有糖分的野果通过自然界的野生酵母菌自然发酵而生成酒精、酒浆，因而有了“猿猴善采百花酿酒”、“尝于石岩深处得猿酒”等传说。,发酵,人们把利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程统称为发酵（ferment）根据对氧气需求情况可分为有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。,1.天然发酵阶段,2.纯培养阶段,3.
2、深层培养阶段,4.微生物工程阶段,课题1 果酒和果醋的制作,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,【实验原理】,一、果酒的制作原理 （阅读课本，思考以下问题）：1、从果汁到果酒是通过何种微生物的生命活动实现的？请写出相关反应式 2、关于酵母菌的生物学特性你还知道些什么？ 3、果酒制作过程中需要控制怎样的温度空气条件？ 4、传统发酵技术所使用的酵母菌来源于哪里？其他微生物与酵母菌的关系是什么？在制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？ 5、为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？你知道白葡萄酒怎么形成的吗？葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？
3、,1.酒精发酵的参与者酵母菌,同化作用类型： 异化作用类型： 适宜发酵温度： 分类： 生殖（主要方式）：,异养型,兼性厌氧型,1825,出芽生殖,真菌(真核生物),来源,主要是附着在葡萄皮上的 野生型酵母菌,2.酒精发酵需要适宜的条件：,1）温度是酵母菌生长和发酵的重要条件 最适：20 左右。 发酵：1825 时间：10-12天 2）充足的糖源。 3）生活在偏酸、无氧环境中。 最适：4.05.8 最低pH=2.5，最高pH=8.0时尚能生存，易死亡。,二、果醋的制作原理1、果醋制作的原理是什么？写出反应式。 2、关于醋酸菌的生物学特性你知道哪些？ 3、果醋制作时应给予怎样的时间、温度、空气等条
4、件？,1.醋酸发酵参与者醋酸菌,代谢类型： 适宜发酵温度： 生殖方式： 分类：,异养需氧型,3035,原核生物,分裂生殖,2.果醋制作的原理,当氧气、糖源都充足时，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。,1）温度,繁殖：3035 时间：7-8天,2）氧气条件,好氧细菌，适时向发酵液中充气。,3.制醋发酵所需的条件,酵母菌，真菌,醋酸菌，细菌,需氧型,兼性厌氧型,20,3035,4.05.8,5.46.3,【实验设计】,一、实验流程,二、发酵装置的设计,A同学用带盖的瓶子制葡萄酒，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意，不是打开瓶盖），
5、再拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行制醋的发酵。,（2）此后再将瓶盖拧紧，目的是,（3）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，原因是,（4）分析此发酵装置不足之处,（1）发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？,酒精发酵过程中产生CO2，瓶盖拧松放出CO2,防止进入O2，继续进行酒精发酵,制造有氧条件，进行醋酸发酵,易被杂菌污染,方程式为:,思考讨论,（2）装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？,（3）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？,（1）为什么发酵瓶中只装入2/3的液体？,答：充气口在醋酸发酵时连接充气泵进行充
6、气。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 答：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。,答：让酵母菌先进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽氧气后再进行无氧呼吸；同时防止产生的CO2造成发酵液溢出。,思考,如果进行大规模生产果酒、果醋时，需要解决哪些问题？,大规模生产果酒、果醋时，需要解决全面考虑，如： a: 原料的来源和选择 b: 菌种的培养 c: 发酵设备、发酵条件的自动化控制 d：严格控制杂菌污染等 e: 实际生产中还要考虑沉淀、消毒包装、保存，风味
7、色泽等,左：葡萄酒窖；中：啤酒酒窖；右：白酒酒窖,大规模生产果酒的发酵和保存,【实验操作】,(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。 、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。 、用清水冲洗葡萄12次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，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；同时防止葡萄汁流失。,讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？,(2)灭菌 讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒。每次排气时只要拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。 (3)榨汁 将冲
8、洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 (4)发酵 将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约13的空间（为什么？）,将发酵瓶置于适宜的温度（1825）下发酵。简易装置24天排气一次。（拧松瓶盖）,10天后，取样检验。（酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色）,取果酒的上清液，加入醋酸菌，然后移至3035条件下发酵，适时充气以制备葡萄醋。,【结果分析与评价】,1、如何检测果酒的制作是否成功？,闻一闻有没有酒味 尝一尝有没有酒精 用显微镜观察酵母菌 并用重铬酸钾检测是否有酒精,2、如何检测果醋的制作是否成功？,闻一闻有没有醋味 尝一尝有没有醋酸 观察菌膜的形成 检测和比较醋酸发酵前后的pH值 显微镜观察是否有
9、醋酸菌存在,1由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为C2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。 C2排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾， C2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。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，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；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。,2、设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入1和2号发酵瓶中，1号加入酵母菌，2号不加。比较发酵结果。证明醋酸，则用品尝或pH试纸。,3、理想的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。,【课
10、题延伸】,用重铬酸钾检测是否有酒精,【原理】,橙红色,灰绿色,重铬酸钾,重铬酸钾与酒精反应,【实验】,发酵液,对照组,实验组,H2SO4,H2SO4,重铬酸钾,重铬酸钾,酒 精,【相关链接】,课题1、如何将葡萄上附着的酵母菌分离出来？,课题2、尝试从食醋中分离醋酸菌。,一、基础知识,（一）、果酒制作 1、发酵菌种： （1）分类地位：单细胞 生物 （真菌） （2）代谢类型： . （3）发酵条件： 温度：是酵母菌 和 的重要条件。酵母菌生长繁殖的最适温度为 左右，酒精发酵时将温度严格控制在 。 氧气：前期需O2，后期 。（理由是） PH：呈 。（5.06.0）,真核,异养兼性厌氧型,生长 发酵,2
11、0,1825,不需O2,酸性,先有氧呼吸大量繁殖，后无氧条件酒精发酵,在 、 的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，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。故在利用酵母菌自制葡萄酒的过程中，不需要进行灭菌。2、制作原理：（用反应式表示）（1） ；（2） .,缺氧 呈酸性,（二）、果醋制作,1、菌种： （1）分类地位：单细胞 生物 （2）代谢类型： . （3）发酵条件： 温度：醋酸菌的最适生长温度为 ，醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。 氧气：醋酸菌是好氧细菌，要供应充足，要 不断通入氧气。 PH：呈 。,原核,异养需氧型,3035,酸性,2、原理：（用反应式表示） （1）氧气、糖源都
12、 ：醋酸菌将葡萄汁中的 分解成 。 （糖制醋）（2）氧气充足、糖源不足：醋酸菌将 乙醛 。 （酒变醋）果酒制作果醋的反应式为:。,充足,糖,醋酸,乙醇,醋酸,（1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。 （2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。 （3）制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制在 d左右，可通过 对发酵的情况进行及时的监测。 （4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控在 ，时间控制在 d，并注意适时通过 充气。,操作过程应注意的问题：,70%酒精,1/3,18-25 ,10-12,从出料口取样,30-35 ,7-8,充气口,在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量增殖，反应式为： _。 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，反应式为：_。,C6H12O66O26CO26H2O,C6H12O62C2H5OH2CO2,
