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2019-2020年高中生物果酒和果醋的制作教案29 新人教版选修1最新标准要求 一、知识与技能目标 本节要知道果酒、果醋制作所需的菌种,果酒、果醋制作的原理,会写反应式;说 出果酒、果醋的实验流程,正确理解影响发酵的因素。 二、过程与方法目标 根据实验流程示意图和提供的资料,自行设计果醋制作过程,学会收集、整理和 分析实验资料,定量表述实验结果,得出实验结论;在学习中体会已有知识的不足和 进一步探究、拓展的必要性。 三、情感与价值观目标 积极参加实验设计,在合作交流中探索未知,在发现、探究、操作过程中,获得知 识,体验成功的乐趣,激发学习的热情,树立学习的信心。教材内容全解 课题1从课题背景人手,然后从实验原理、实验流程示意图和提供的资料,较全 面的介绍了果酒和果醋的制作过程。 一、基础知识 1果酒制作的原理 (1)酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落 酵母菌是单细胞真菌,其细胞大小为15微米X530微米,最长可达100微米。呈圆形、椭圆形、卵圆形、柠檬形、香肠形等,某些菌种可形成假菌丝。 酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖,但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子,进入休眠状态,温度适宜时,进行出芽生殖,繁殖速度快。 酵母菌在固体培养基上形成的菌落,其表面湿润、黏稠,呈白色或粉红色,在液体培养基中,有些在液体表面形成菌膜,或在容器壁上出现酵母环,或产生沉淀。 自然界中,酵母菌分布广泛,但多分布在含糖较高的偏酸环境中,如水果、花、树皮上,有些可与昆虫共生,有些使人致病,如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。一年四季,土壤始终是酵母菌的大本营。 (2)果酒制作的原理 酵母菌的呼吸果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物,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 C6H1206+6O26CO2+6H20 在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵,反应式如下: 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2C02 实例1 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 大豆粉和有氧 C玉米粉和无氧 大豆粉和无氧 讲解: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, 对酵母茵生命活动不利;二是成本高。 答案:C 影响酵母菌繁殖的因素 酵母菌分布广泛,“喜欢”葡萄汁等含糖量高的果汁。培养酵母菌一般用麦芽汁培养基,麦芽汁组成复杂,能为酵母菌提供足够的营养物质。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,酒精发酵时一般将温度控制在18一25。酵母菌生活在偏酸环境中,最适pH为4。058。在最低pH=25,最高pH:8o的两种环境中,酵母菌尚能生存和生长,但生长非常缓慢而且易死亡。 实验2 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,产量多的理想产物,通常所指的发酵条件不包括( ) A温度控制 B溶氧控制 CpH控制 D酶的控制讲解: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:D酵母菌发酵过程 在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。发酵过程中,随着酒精度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。在缺氧、呈酸性的发酵液中,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。实例3 生产用菌种的来源主要是( )自然环境 收集菌株筛选 购置生产用菌种 培养基 C 讲解:工业微生物所用菌种的4g$-来源是自然环境,筛选分离发酵产品所需的菌株,经培育改良后可能成为菌种。如果已知所需发酵产品的产生种名,则尽量多地收集该种菌的不同菌株,并筛选。一般都是购置专用菌种或向单位购买产量高的菌种。答案:D2果醋制作的原理(1)醋酸菌形态醋酸菌的形状从椭圆到杆状,有单个的,成对的,也有成链状的。以鞭运动或不运动,不形成芽孢,幼龄细胞呈革兰氏阴性,老龄菌不稳定。(2)果醋制作的原理 ,醋酸菌是种好氧性细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明,醋酸菌对氧气的含当量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通人氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30一35。 酶C2H5OH+O2 CH3COOH +H20实例4酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( ) 需氧型厌氧型 兼性厌氧型 A C 讲解:酵母茵在有氧时进行有氧呼吸,在无氧时进行无氧呼吸;乳酸菌为严格厌氧菌;醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌为严格好氧菌。 答案:B二、实验设计 1果酒和果醋实验流程示意图(1L1) 制作果酒和果醋的实验流程示意图 2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。 (2)灭菌 榨汁机要清洗干净,并晾干。 发酵装置要清洗干净,并用70的酒精消毒。 (3)榨汁 将冲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 (如图右图所示),并封闭充气口。 制葡萄酒的过程中,将温度严格控制在1825,时间控制在1012d左右,可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。 制葡萄醋的过程中,将温度严格控制在3035,时间控制在前78d左右,并注意适时通过充气口充气。 实例5 下列叙述能够防止发酵液被污染的是( ) 榨汁机要清洗干净,并晾干 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 发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接 讲解: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。榨油机清洗,并晾干,发酵瓶清洗,并用70酒精消毒,防止器材上的菌种进入发酵液;装入葡萄汁,封闭充气口,防止空气中的菌种进入,发酵装置的排气O2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:ABCD 三、结果分析与评价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。C02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。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A、B两个发酵瓶,并各留有13空间,A组加入酵母菌,B组不加,进行发酵,可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成,简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。3制作的葡萄酒色泽鲜艳、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。四、课题延伸果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下,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2mL,再滴人物质的量浓度为3molL的H2SO43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。想一想,如果要使检验的结果更有说服力,应该如何设计对照?五、相关链接1为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。而人工培养酵母菌,首先需要获得纯净的酵母菌菌种。如何将葡萄上附着的酵母菌分离出来,获得纯净的菌种呢?你可以在参考“专题2 微生物的培养与应用”的基础上,进一步查阅资料,再做尝试。2制作果醋时,也可以直接在果酒中加入醋酸菌。醋酸菌的菌种可以到当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。你也可以尝试从食醋中分离醋酸菌,分离的方法参见专题2。例1 关于酵母菌的叙述,错误的是( ) A酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧 B酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖 C酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存方法指导:酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢予生殖,在条件好时进行出芽生殖,条件恶劣时进行孢子生殖,但多以出芽生殖方式进行无性生殖。酵母菌在酱油酿造、醋酸发酵、酒精发酵等过程中发挥作用。在含青霉素的培养基中能选择出酵母酋和霉菌。答案:BCD例2 食醋生产具有协同作用的菌是( ) 曲霉 细菌 酵母菌 醋酸菌 C 方法指导:食醋酿造与果醋酿造所用原料不同,食醋酿造一般用粮食,内含大量淀粉,先用曲霉使淀粉水解成糖,使蛋白质水解成氨基酸。然后用酵母菌使糖转变成酒精。最后用醋酸菌使酒精氧化成醋酸。食醋生产就是这些菌协同作用的结果。答案:C例3 下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( ) A含糖量高的培养基 B温度20左右 CPh25 pH6方法指导:酵母菌生活在偏酸,含糖量高的环境中,温度为20左右,pH约为6时酵母菌能快速生长繁殖,在pH25的环境中尚能生长,但生长非常缓慢极易死亡答案:C例4葡萄的糖分是( ) 乳糖 麦芽糖 葡萄糖 蔗糖 果糖 A C 方法指导:乳糖在动物乳汁中含有,发芽的小麦种子中含丰富的麦芽糖,葡萄中的糖分全部由葡萄糖与果糖构成,成熟时两者比例相等。答案:D例5 关于发酵的叙述,正确的是( ) 发酵就是无氧呼吸 发酵就是发酵工程 C发酵就是只获得微生物的代谢产物 发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程方法指导:发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵和无氧发酵,通过发酵可以获得微生物的代谢产物或微生物的菌
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