1、专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作一、果酒制作的原理一、果酒制作的原理1.1.菌种菌种:主要是附着在葡萄皮上的野生型主要是附着在葡萄皮上的野生型_。(1)(1)生物类属生物类属:真菌真菌,属于属于_生物。生物。(2)(2)代谢类型代谢类型:_:_。(3)(3)生长繁殖最适温度生长繁殖最适温度:_:_左右。左右。(4)(4)主要分布场所主要分布场所:分布广泛分布广泛,尤其种植水果类的尤其种植水果类的_中。中。酵母菌酵母菌真核真核异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型2020土壤土壤C C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2C C6 6H H
2、1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO6CO2 2+6H+6H2 2O O2.2.原理原理:3.3.发酵所需条件发酵所需条件:(1)(1)环境条件环境条件:_:_、pHpH呈呈_。(2)(2)温度温度:一般控制在一般控制在_,_,生长繁殖最适温度生长繁殖最适温度_左左右。右。有氧时：有氧时：_无氧时：无氧时：_缺氧缺氧酸性酸性181825252020C C2 2H H5 5OH+OOH+O2 2 CHCH3 3COOH+HCOOH+H2 2O O二、果醋制作的原理二、果醋制作的原理1.1.菌种菌种醋酸菌醋酸菌:(1)(1)生物类属生物类属:细菌细菌,属于属于_生物。生物。(2)(2)代
3、谢类型代谢类型:异养需氧型异养需氧型,对对_的含量特别敏感。的含量特别敏感。(3)(3)生长繁殖最适温度生长繁殖最适温度:_:_。2.2.原理原理:(1)(1)当氧气充足、糖源充足时当氧气充足、糖源充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成_。(2)(2)当氧气充足、缺少糖源时当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙再将乙醛变为醛变为_。反应简式如下。反应简式如下:_:_。原核原核氧气氧气30303535醋酸醋酸醋酸醋酸3.3.发酵所需条件发酵所需条件:(1)(1)环境条件环境条件:_:_充足。充足。(2)(2)温度温度:最适生长温度最适生长温
4、度_。氧气氧气30303535三、果酒、果醋的制作流程及装置分析三、果酒、果醋的制作流程及装置分析1.1.实验流程：实验流程：2.2.酒精的检测酒精的检测:(1)(1)检测试剂检测试剂:_:_。(2)(2)现象现象:在在_条件下条件下,反应呈现反应呈现_。冲洗冲洗酒精发酵酒精发酵重铬酸钾重铬酸钾酸性酸性灰绿色灰绿色【思考辨析【思考辨析】1.1.判断正误判断正误(1)(1)变酸的葡萄酒表面的白膜是酵母菌。变酸的葡萄酒表面的白膜是酵母菌。()【分析【分析】变酸的葡萄酒表面的白膜是醋酸菌。变酸的葡萄酒表面的白膜是醋酸菌。(2)(2)果汁发酵后是否有酒精产生果汁发酵后是否有酒精产生,可在酸性条件下用重
5、铬酸钾可在酸性条件下用重铬酸钾检测。检测。()(3)(3)醋酸菌是一种好氧菌醋酸菌是一种好氧菌,只有在氧气充足时才能进行旺盛的只有在氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。生理活动。()2.2.问题思考问题思考(1)(1)在果酒制作过程中在果酒制作过程中,在不灭菌的情况下在不灭菌的情况下,如何使酵母菌成为如何使酵母菌成为优势菌种优势菌种?提示：提示：控制微生物的生长条件控制微生物的生长条件,如在酒精发酵过程中如在酒精发酵过程中,要保持缺要保持缺氧、酸性的环境。氧、酸性的环境。(2)(2)葡萄酒呈现深红色的原因是什么葡萄酒呈现深红色的原因是什么?提示：提示：发酵过程中发酵过程中,随着酒精度数的提高随着
6、酒精度数的提高,红葡萄皮的色素也进红葡萄皮的色素也进入发酵液入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。使葡萄酒呈现深红色。一、酵母菌和醋酸菌的比较一、酵母菌和醋酸菌的比较酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌生物学分类生物学分类单细胞单细胞,真核生物真核生物单细胞单细胞,原核生物原核生物代谢方式代谢方式异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型生长繁殖的生长繁殖的最适宜温度最适宜温度2020左右左右30303535主要繁殖方式主要繁殖方式出芽生殖出芽生殖二分裂生殖二分裂生殖生产、生活应用生产、生活应用酿酒、发面等酿酒、发面等制醋制醋【易错提醒【易错提醒】关于酵母菌和醋酸菌认识的两点提醒关于酵母菌和醋酸菌认识的两点
7、提醒(1)(1)酵母菌在氧气和营养物质充足时酵母菌在氧气和营养物质充足时,进行出芽生殖进行出芽生殖,而在没有而在没有氧气的条件下进行孢子生殖氧气的条件下进行孢子生殖,醋酸菌主要进行二分裂生殖。醋酸菌主要进行二分裂生殖。(2)(2)酵母菌属于真菌酵母菌属于真菌,醋酸菌属于细菌醋酸菌属于细菌,二者最适生长温度不同二者最适生长温度不同的原因是不同生物中不同酶的最适温度不同。的原因是不同生物中不同酶的最适温度不同。【典例训练【典例训练1 1】(2010(2010四川高考改编四川高考改编)与酵母菌相比与酵母菌相比,醋酸菌具醋酸菌具有的特点是有的特点是()A.A.无线粒体无线粒体,只能通过无氧呼吸获得能量
8、只能通过无氧呼吸获得能量B.B.无核糖体无核糖体,只能依靠寄主细胞合成蛋白质只能依靠寄主细胞合成蛋白质C.C.无细胞核无细胞核,只能通过出芽生殖方式繁殖后代只能通过出芽生殖方式繁殖后代D.D.无染色体无染色体,只能在只能在DNADNA水平上产生可遗传变异水平上产生可遗传变异【解题关键【解题关键】解答本题时解答本题时,需要从结构和功能上区别酵母菌和需要从结构和功能上区别酵母菌和醋酸菌醋酸菌,特别是明确核糖体、线粒体的作用。特别是明确核糖体、线粒体的作用。【解析【解析】选选D D。A A项项,醋酸菌是原核生物醋酸菌是原核生物,虽无线粒体虽无线粒体,但仍可进但仍可进行有氧呼吸行有氧呼吸;B;B项项,
9、无论原核生物还是真核生物无论原核生物还是真核生物,均含有核糖体均含有核糖体,核糖体是合成蛋白质的场所核糖体是合成蛋白质的场所;C;C项项,醋酸菌是原核生物醋酸菌是原核生物,无成形的无成形的细胞核细胞核,其增殖方式是二分裂其增殖方式是二分裂;D;D项项,醋酸菌是原核生物醋酸菌是原核生物,无染色无染色体体,不可能产生染色体变异不可能产生染色体变异,只能在只能在DNADNA水平上产生可遗传变异。水平上产生可遗传变异。【变式训练【变式训练】关于醋酸菌的叙述关于醋酸菌的叙述,正确的是正确的是()A.A.醋酸菌为严格的有氧呼吸醋酸菌为严格的有氧呼吸B.B.醋酸菌在有氧或无氧的环境中都能生存醋酸菌在有氧或无
10、氧的环境中都能生存C.C.醋酸菌和酵母菌都是原核生物醋酸菌和酵母菌都是原核生物D.D.醋酸菌能将淀粉分解成醋酸醋酸菌能将淀粉分解成醋酸【解析【解析】选选A A。酵母菌为真核生物。醋酸菌为原核生物。酵母菌为真核生物。醋酸菌为原核生物,它是严它是严格的需氧型生物格的需氧型生物,在无氧环境中不能生存。在糖源、氧气充足在无氧环境中不能生存。在糖源、氧气充足条件下条件下,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。二、果酒和果醋的制作二、果酒和果醋的制作1.1.果酒制作与果醋制作的比较果酒制作与果醋制作的比较:果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发酵发酵菌种菌种酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸
11、菌菌种菌种来源来源传统的葡萄酒酿造采用自传统的葡萄酒酿造采用自然发酵然发酵,菌种主要是附着在菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌葡萄皮上的野生型酵母菌购买醋酸菌的菌种或从购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌食醋中分离醋酸菌发酵发酵产物产物酒精、二氧化碳酒精、二氧化碳醋酸、水醋酸、水果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发发酵酵条条件件温温度度一般控制在一般控制在1818252530303535时时间间10 d10 d12 d12 d7 d7 d8 d8 d氧氧气气初期需氧初期需氧,后期不需氧后期不需氧始终需要氧始终需要氧pHpH最适最适pHpH为为4.54.55.05.0最适最适pHpH为为5.4
12、5.46.06.0果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作反应式反应式在有氧条件下：在有氧条件下：C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 26CO6CO2 2+6H+6H2 2O O在无氧条件下：在无氧条件下：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2 氧气、糖源都充足时氧气、糖源都充足时:C C6 6H H1212O O6 6+2O+2O2 22CH2CH3 3COOH+2COCOOH+2CO2 2+2H+2H2 2O O缺少糖源时缺少糖源时:2C2C2 2H H5 5OH+OOH+O2 22CH2CH3 3CHO(CHO(乙醛乙醛)
13、+2H)+2H2 2O O2CH2CH3 3CHO+OCHO+O2 22CH2CH3 3COOH(COOH(醋酸醋酸)2.2.果酒、果醋的发酵装置果酒、果醋的发酵装置:(1)(1)各部件的作用各部件的作用:充气口充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。排气口排气口:排出酒精发酵时产生的排出酒精发酵时产生的COCO2 2。长而弯曲的胶管能防止。长而弯曲的胶管能防止空气中微生物的污染。空气中微生物的污染。出料口出料口:用来取样。用来取样。(2)(2)装置使用方法装置使用方法:酒精发酵酒精发酵:关闭充气口。关闭充气口。醋酸发酵醋酸发酵:充气口适时泵气。充气口适时泵气。
14、(3)(3)检验检验:通过出料口对发酵情况及时监测。通过出料口对发酵情况及时监测。酒精检测酒精检测:酸性条件下酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。【思维拓展【思维拓展】(1)(1)果酒制作的前期需要提供一定的氧果酒制作的前期需要提供一定的氧,以便酵母以便酵母菌迅速增殖菌迅速增殖,缩短发酵时间。在产生酒精的阶段要求严格的无缩短发酵时间。在产生酒精的阶段要求严格的无氧环境。氧环境。(2)(2)葡萄成熟后含有果糖等物质葡萄成熟后含有果糖等物质,葡萄酒中含有果糖越多葡萄酒中含有果糖越多,甜度甜度越大越大,若糖全部转化为酒精则不会甜。若糖全部转化为酒精则不会甜。(3)
15、(3)在缺氧、在缺氧、2020左右、呈酸性的发酵液中左右、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁酵母菌可以生长繁殖殖,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。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。【典例训练【典例训练2 2】人类利用微生物酿酒、制醋的历史源远流长。人类利用微生物酿酒、制醋的历史源远流长。请回答以下与发酵有关的问题请回答以下与发酵有关的问题:(1)(1)喝剩的葡萄酒放置长时间后变酸的原因是喝剩的葡萄酒放置长时间后变酸的原因是_。(2)(2)工业生产果酒时工业生产果酒时,为有利于葡萄的压榨、果酒清澈透明无沉为有利于葡萄的压榨、果酒清澈透明无沉淀淀,可加入的酶是
16、可加入的酶是_。(3)(3)如图为酿制葡萄酒的简易装置如图为酿制葡萄酒的简易装置,请分析回答请分析回答:制作果酒制作果酒,需将温度严格控制在需将温度严格控制在_。制作果酒后制果。制作果酒后制果醋醋,应将温度控制在应将温度控制在_。装置中装置中,A,A液体是液体是_,NaOH,NaOH溶液的作用是溶液的作用是_。葡萄汁装入发酵瓶时葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约要留有大约1/31/3的空间的空间,这是因为这是因为_ _。【解题关键【解题关键】解答本题时解答本题时,需要明确果酒和果醋的制作原理及需要明确果酒和果醋的制作原理及注意事项注意事项,特别是发酵过程中特别是发酵过程中COCO2 2的控制措施。
17、的控制措施。【解析【解析】(1)(1)在缺少葡萄糖的条件下在缺少葡萄糖的条件下,醋酸菌可以将乙醇转化成醋酸菌可以将乙醇转化成醋酸。醋酸。(2)(2)果胶酶的作用是水解果汁中的果胶果胶酶的作用是水解果汁中的果胶,使得果汁的出汁率和澄使得果汁的出汁率和澄清度提高。清度提高。(3)(3)制作果酒和制作果醋的适宜温度不同制作果酒和制作果醋的适宜温度不同,严格控制温度是成功严格控制温度是成功的关键的关键,因为温度直接影响相关微生物的生长。气体的控制也因为温度直接影响相关微生物的生长。气体的控制也非常重要非常重要,如发酵液只装入到发酵瓶的如发酵液只装入到发酵瓶的2/3,2/3,留出留出1/31/3的空间存
18、留的空间存留空气空气,目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖,消耗氧气后再消耗氧气后再进行酒精发酵进行酒精发酵,同时防止发酵过程中因为产生同时防止发酵过程中因为产生COCO2 2而造成发酵液而造成发酵液溢出。溢出。答案：答案：(1)(1)醋酸菌发酵产生醋酸醋酸菌发酵产生醋酸(2)(2)果胶酶果胶酶(3)(3)1818252530303535葡萄汁吸收酵母菌酒精发酵产生的葡萄汁吸收酵母菌酒精发酵产生的COCO2 2既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又防止发酵旺盛时汁又防止发酵旺盛时汁液溢出液溢出【变式训练【变式训练】果酒和果醋制作
19、过程中果酒和果醋制作过程中,发酵条件的控制至关重发酵条件的控制至关重要要,相关措施正确的是相关措施正确的是()A.A.葡萄汁要装满发酵瓶葡萄汁要装满发酵瓶,造成无氧环境造成无氧环境,有利于发酵有利于发酵B.B.在葡萄酒发酵过程中在葡萄酒发酵过程中,每隔每隔12 h12 h左右打开瓶盖一次左右打开瓶盖一次,放出放出COCO2 2C.C.果酒发酵过程中温度控制在果酒发酵过程中温度控制在30,30,果醋发酵过程中温度控制果醋发酵过程中温度控制在在2020D.D.在果醋发酵过程中在果醋发酵过程中,要适时通过充气口充气要适时通过充气口充气,有利于醋酸菌的有利于醋酸菌的代谢代谢 【解析【解析】选选D D。葡萄汁装入发酵瓶时要留有大约。葡萄汁装入发酵瓶时要留有大约1/31/3的空间的空间,一一方面有利于发酵开始时酵母菌进行有氧呼吸方面有利于发酵开始时酵母菌进行有氧呼吸,并迅速繁殖并迅速繁殖;另一另一方面发酵会产生气体方面发酵会产生气体,留出留出1/31/3的空间可以防止发酵液溢出。葡的空间可以防止发酵液溢出。葡萄酒发酵过程中萄酒发酵过程中,每隔每隔12 h12 h左右拧松瓶盖一次左右拧松瓶盖一次,不应该打开瓶盖不应该打开瓶盖,以防止杂菌污染。果酒发酵过程中温度控制在以防止杂菌污染。果酒发酵过程中温度控制在181825,25,果果醋发酵过程中温度控制在醋发酵过程中温度控制在30303535。
