果酒果醋的制作 课件21张 2021届高考生物二轮复习

第11单元 生物技术实践 第1讲 　传统发酵技术的应用 《选修一》P1-9 考纲要求 运用发酵加工食品的基本方法 利用发酵技术来生产特定的产物 [核心素养] 1.生命观念——结构与功能观：发酵菌种的结构与功能的关系。 2.科学思维——比较与分类：比较制作果酒、果醋、腐乳、泡菜 的制作原理、流程、发酵条件等的异同。 3.科学探究——设计实验探究理想的发酵条件。 4.社会责任——关注食品安全，倡导健康的生活方式。 第1讲需要掌握的内容 考点1 果酒和果醋的制作 一、 制作果酒和果醋时使用的菌种的比较 二、 制作果酒和果醋的原理及发酵条件 考点2 腐乳和泡菜的制作 一、 制作腐乳的发酵菌种、原理、流程及注意事项 二、 制作泡菜的原理、流程、关键操作及影响因素 三、 检测亚硝酸盐含量 三、 制作果酒和果醋的实验流程 四、 泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况 四、 制作果酒和果醋的结果分析和评价 考点1 果酒和果醋的制作 一、制作果酒和果醋时使用的菌种的比较 《选1》P2-3 《金版》P256 比较 项目 菌种 生物 类群 代谢 类型 菌种 来源 果酒 制作 真核 生物 异养__________型 果醋 制作 ____ 生物 异养__________型 酵母菌 兼性厌氧 附着在葡萄皮上 的酵母菌 醋酸（杆）菌 原核 好氧 变酸的酒的表面 的菌膜 酵母菌生存的适宜温度为__________℃；繁殖方式为_________ 醋酸菌生存的适宜温度为__________℃；繁殖方式为__________ 18-25 出芽生殖 30-35 二分裂 （一）制作果酒的原理及发酵条件 1.原理 ①有氧条件下，酵母菌大量繁殖，进行有氧呼吸，反应式如下： ②无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，反应式如下： 2.发酵条件 （1）温度：一般_________℃，最适为_______℃左右 （2）氧气：前期_______氧气，后期________氧气 （3）时间：____________天 二、制作果酒和果醋的原理及发酵条件 18-25 20 需要 不需要 先通气（进行有氧呼吸）后密封（进行无氧呼吸即酒精发酵） 10-12 影响酒精发酵的主要环境条件有 、 和 等温度 氧气 pH C6H12O6 + 6O2 + 6H20 → 6CO2 + 12H20 酶 C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 酶 （二）制作果醋的原理及发酵条件 1.原理 ①氧气、糖源充足时，醋酸菌进行的反应如下： ②氧气充足，但缺少糖源时，醋酸菌进行的反应如下： 2.发酵条件 （1）温度：最适为_______℃左右 （2）氧气：_______充足的氧气 （3）时间：____________天 30-35 需要 7-8 【醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变成醋酸：2C2H5OH+O2 →2CH3CHO（乙醛）+2H2O；2CH3CHO+O2 →2CH3COOH（醋酸）】 C6H12O6 +2O2 → 2CH3COOH+2CO2+2H20酶 C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O酶 （三）制作果酒和果醋的实验流程 1.实验大致流程 挑选葡萄 → 冲洗 → 榨汁 → 酒精发酵 → 醋酸发酵→ 果酒 → 果醋2.实验流程注意事项及分析 ②冲洗葡萄时不能_____________，原因是____________________ ____________________________________________________。 反复冲洗 防止洗去葡萄皮上的 野生酵母菌，导致菌种流失，不能正常发酵 ③先冲洗葡萄还是先除去葡萄的桔梗？为什么？ 应该先冲洗葡萄，后除去桔梗。 因为这样能避免除去枝梗时 引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会 ①葡萄酒呈现深红色的原因是什么？ 红葡萄皮的色素进入发酵液 ④应该从哪些方面防止发酵液被污染？ a.榨汁机要洗净并晾干 b.发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤 c.装入葡萄汁后，封闭充气口 完成《金版》P257【深化探究】2. 2．果酒制作时，尝试分析应从哪些方面防止发酵液被污染(至少答 两点)? (1)需要从发酵制作的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　 (2)每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。 ⑤在实际生产中，要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？ 消灭发酵液中的杂菌 整个发酵制作的过程都要防止杂菌污染! 3.发酵装置及相关问题分析 《选1》P4 图1-4a 使用该装置装入葡萄汁时要留有大约1/3 的空间，且每隔12h左右要将瓶盖拧松一次 （注意：不是打开瓶盖），此后再将瓶盖 拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开， 盖上一层纱布。 【分析1】发酵液装瓶后为什么要保持1/3 的剩余空间？ ①利于酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行酒精发酵 ②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出 【分析2】每隔一段时间（12h）拧松瓶盖的原因是什么？ 放出发酵过程中产生CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。 【分析3】此后再将瓶盖拧紧的目的是什么？ 适时排气 防止进入O2，继续进行酒精发酵 3.发酵装置及相关问题分析 《选1》P4 图1-4a 使用该装置装入葡萄汁时要留有大约1/3 的空间，且每隔12h左右要将瓶盖拧松一次 （注意：不是打开瓶盖），此后再将瓶盖 拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开， 盖上一层纱布。 【分析5】当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布的目 的是什么？ 制作有氧条件，进行醋酸发酵 【分析6】分析此发酵装置不足之处？ 易被杂菌污染 【分析5】酒精发酵过程中，要保持缺氧、 酸性环境的原因是什么？ 在缺氧酸性的发酵液中，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。 3.发酵装置及相关问题分析 《选1》P4 图1-4b 【分析1】充气口的作用是什么？ 醋酸发酵时充入无菌空气（氧气） 【分析2】排气口的作用是什么？ 酒精发酵时排出二氧化碳 【分析3】出料口的作用是什么？ 取样 【如取样检测是否有酒精生成：与酸性的重铬酸钾反应， 观察是否呈现灰绿色】 【分析4】选择长而弯曲的胶管而不是直管与瓶身连接作为排气 口的原因是什么？ 防止空气中微生物的污染 【分析4】结合果酒、果醋的制作原理，应如何使用这个发酵装置？ 制酒时，应关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气 3．甲、乙、丙三个制作果酒的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下 进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。 据图分析： ①发酵瓶甲的错误是_____________________，导致发酵中出现的主 要异常现象是______________________________________________ ________________________________________。 ②发酵瓶丙的错误是________________________________________， 导致发酵中出现的主要异常现象是__________________________。 注：各发酵瓶的左侧管为充气管，右侧管为排气管 未夹住发酵瓶的充气管 酵母菌呼吸产生的乙醇被氧化成醋酸，所以发酵液 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 发酵液会从排气管流出 ①放出气体： ②放热： ③颜色变化： ④菌体数量的变化： ⑤PH值变化： 四、 制作果酒和果醋的结果分析和评价 （一）果酒制作过程中发酵液的变化 CO2 初期发酵液中酵母菌数目增多，后期不再增多 发酵过程产热 随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液， 使葡萄酒呈现深红色。 CO2溶于发酵液而使PH下降 （二）如何评价果酒的制作是否成功 1. 通过嗅闻和品尝进行初步鉴定 2. 用显微镜观察酵母菌 3. 重铬酸钾检验酒精的存在 【取样发酵液，加入3mol/l的H2SO4，再加入重铬酸钾】 （三）如何评价果醋的制作是否成功 1. 观察菌膜的形成 2. 嗅闻和品尝进行初步鉴定 3. 检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定 4. 显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步 鉴定 （四）提高果酒、果醋品质的方法 1. 直接在果汁中加入人工培养的酵母菌 通过分离葡萄表面附着的酵母菌，获得纯净的菌种 2. 直接在果酒中加入醋酸菌 购买当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心的醋酸菌菌种；或者尝 试从食醋中分离醋酸菌 1．兴趣小组参加贫困县精准扶贫的山区苹果酒、苹果醋建厂的调研项 目。拟设计采用发酵罐生产。回答下列问题： (1)制备高产果酒的酵母菌菌株。①若利用该装置制备果酒，需接种的 菌种是________菌。在秋季的葡萄园中，应在葡萄成熟落地流出果汁 的周围土壤选取土样筛选菌株，理由是：__________________ __________。果酒发酵所依据的原理是____________________(用化 学反应简式表示)。 ②若利用该装置制备果醋，需接种是醋酸菌，若发酵液中无糖类但有 乙醇，则该发酵菌发酵获得醋酸的途径是：乙醇→______→醋酸。 (2)苹果酒、苹果醋的生产。①若利用该装置制备果酒时，早期通入除 菌后的空气，目的是____________________；若利用该装置制备果醋， 整个过程中需不间断地通入除菌空气，原因______________ ________________________________________________________。 ②苹果醋生产可在苹果酒生产基础上改变________和发酵条件进行； 评价生产苹果酒、苹果醋优劣的最常用方法是________________。 酵母 该土壤中酵母菌 大量繁殖 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 乙醛 使酵母菌大量繁殖 醋酸菌进行的是 有氧发酵（或短暂中断通入氧气，会导致醋酸菌死亡） 菌种 嗅闻和品尝 2．天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。 (1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶______ ________________________________________________。 (2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通 气，后密闭。通气能提高________的数量，有利于密闭时获得更多 的酒精产物。 (3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵 30 d。工艺如下。 在最适 温度条件下催化能力最强 酵母菌 ①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如图。据图 分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是 _________________________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化 的主要环境因素是_________________________________。 ②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵 缸中_________________________________________层的醋醅有利 于乳酸菌繁殖，积累乳酸。 ③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少， 主要原因是发酵后期营养物质消耗等 环境因素的改变，加剧了不同种类乳 酸菌的________________，淘汰了部 分乳酸菌种类。 先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH 颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下) 种间竞争(或竞争) 2．苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题： (1)酵母菌的呼吸代谢途径如下图所示。图中过程①和②是苹果醋 生产的第一阶段，在酵母菌细胞的____________中进行，其产物乙 醇与__________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验； 过程③在酵母菌细胞的________中进行。与无氧条件相比，在有氧 条件下，酵母菌的增殖速度______。 (2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用 下将第一阶段产生的乙醇转变为醋 酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作 用类型，该过程需要在________条件下才能完成。 (3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶 段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。 (4)醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含 有”或“不含有”)线粒体。 细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 有氧 低于 原 不含有 《三维设计》P106【练热点】1. 【补充练习】1.下图为葡萄酒的发酵装置示意图，回答下列问题： (1)发酵初期，集气管中收集不到气体，原因是_______________ ___________________________________________。 (2)集气管中的气体主要是______，可用_______________检测。 (3)发酵过程中，酵母菌种群数量增长呈“________”型增长。 (4)若发酵液表面出现菌膜，最可能的原因是__________________， 该菌膜中的微生物最可能是________________。 酵母菌只进行 有氧呼吸 CO2 澄清的石灰水 S 发酵瓶漏气 醋酸菌 【补充练习】2.下图为枸杞果酒的生产工艺流程简图，据图回答问 题。选料→？→粉碎→灭菌→接种→发酵→？→果酒 (1)流程中“？”处的内容应为________、________。 (2)制作果酒时，温度应该控制在________。果酒酿造过程中如果果 汁灭菌不合格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将果 汁中的糖发酵为醋酸？________。说明理由。_________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _____________________________________________。 (3)果酒制作离不开酵母菌，与醋酸菌相比，酵母菌在结构上的主要 特点是____________________________。 (4)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间 的无菌空气，目的是________________________________________。 (5)果酒制作是否成功，需发酵后用______________来鉴定，在 ________条件下，该物质与酒精反应呈现________色。 冲洗 过滤 18-25℃ 不能 因醋酸菌是需氧型 酒发酵的环境是无氧环境(或因醋酸菌需要在有氧且温度是30～35 ℃的条件下，才能将糖转化为醋酸，而此时发酵罐中的条件是无 氧且温度是18～25 ℃) 有核膜包被的细胞核　 在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量　 重铬酸钾溶液 酸性 灰绿 【补充练习】3.如图是果酒果醋的制作流程(如图所示)。请据图回答 以下问题： (1)在葡萄酒制作过程中出现葡萄酒变酸现象，其原因可能是发酵液中 混有________菌发酵产生乳酸；也可能是_____________________ _____________________________________________，导致________菌 生长繁殖，产生醋酸。 (2)某同学尝试用罐头瓶制作果酒，在培养过程中，每隔12 h左右将瓶 盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的主要目的：一是___________ __________，二是避免氧气进入和杂菌污染。 (3)在酸性条件下，可用_________来检测果酒发酵是否成功。若要进 一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度时，一般采用_____________法， 但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。 (4)在果酒制作中，加入的新鲜葡萄汁没有经过灭菌处理，但是在制出 的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析： 一 是酵母菌与杂菌之间存在________关系；二是由于果酒中的______不 利于杂菌的生长 乳酸 发酵装置密闭不严(答案 合理即可，如排气、防止装置爆裂、降压等) 醋酸 放掉发酵产 生的CO2 重铬酸钾 稀释涂布平板 竞争 酒精 【补充练习】4.蓝莓富含花青素等营养成分，具有保护视力、软化 血管、增强人体免疫力等功能。某同学尝试用蓝莓来制作蓝莓果酒 和蓝莓果醋。 (1)制酒中利用的微生物是________，取样后可用______________观 察该微生物。发酵时一般要先通气，通气的目的是______________ _____________________。制酒过程中可在酸性条件下用橙色的重铬 酸钾检验酒精的存在，检验后颜色变成____________。 (2)酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋 酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，分析其原因是____________ __________________________________________________________ ____________________。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源 ________(填“充足”或“缺少”)。 (3)酿制蓝莓果酒时，并不需要对蓝莓进行严格的消毒处理，这是因 为在_________________的发酵液中，绝大多数微生物无法适应这一 环境而受抑制。 (4)为鉴定蓝莓果醋是否酿制成功，除可以通过观察菌膜、尝、嗅之 外，还可以通过检测和比较___________________作进一步的鉴定。 酵母菌 （光学）显微镜 酵母菌可在有氧 条件下大量繁殖 灰绿色　 醋酸菌是好氧 最适生长温度为30～35 ℃，(夏天温度较高，导致醋酸菌大量生长 产生醋酸)　 缺少 缺氧、呈酸性 (醋酸)发酵前后的pH