专题1 传统发酵技术的应用
课题1.1 果酒和果醋的制作
一、【课题目标】
（一）知识与技能
1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。
2．掌握发酵作用的基本原理和方法。
3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。
4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置
???（二）过程与方法
1．引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力以及用简约科学术语表达问题的能力。
2．培养学生综合分析能力。
3．培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
1．对学生进行科学方法和科学态度的教育。
2．体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。
3．培养学生合作精神。。
二、【课题重点】
说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋
三、【课题难点】
制作过程中发酵条件的控制
四、【教学方法】
启发式教学
五、【教学工具】
多媒体课件
六、【教学过程】
（一）引入新课
俗语“无酒不成席”、“开门五件事、油盐酱醋茶”。酒和醋是人们日常生活离不开的传统发酵产品。从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。
（二）进行新课
（阅读“果酒制作的原理”，引导考学生自学基础知识。）
1．基础知识
1．1 果酒制作原理
（1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：①有氧条件：
②无氧条件：
（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。
①酒精发酵是一般将温度控制在18～25℃范围内，在20℃时最适宜。
②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。
（阅读教材资料，师生讨论并完成思考1～4。）
〖思考1〗为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？
“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖 。
“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 。
〖思考2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？
酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。
〖思考3〗葡萄酒呈现深红色的原因？
在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。
〖思考4〗酵母菌是如何进行生殖的？
酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。
（阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识）
1．2 果醋制作原理
（1）利用的微生物是醋酸菌 ，其异化作用类型是需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。
（2）醋酸发酵的最适宜温度为 30～35 ℃。
（师生讨论并完成思考5～6）
〖思考5〗影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？氧气和pH。
〖思考6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？醋酸菌大量繁殖形成的。
2．实验设计
2．1 实验流程
课件展示流程图
（讨论并完成思考7，提问）
〖思考7〗酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：
（阅读［资料］，学生讨论完成发酵过程的设计。）
2．2 设计发酵装置：根据图1－4a、4b回答
（1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？
在发酵过程中产生CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。
（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？
要持续向发酵液中补充氧气。
（3）在图1－4b装置中：
①充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气；
②排气口的作用是在发酵中排出 CO2或残余气体 ；
③出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ；
④排气口胶管长而弯曲的作用是防止 防止空气中杂菌感染 。
3．发酵操作
3．1材料选择和处理
选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。
〖思考9〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？ 防止杂菌感染 。
3．2 防止发酵液被污染
为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的 榨汁机 、 发酵装置 等器械进行消毒，并使发酵装置处于 封闭 状态。
〖思考10〗在实际生产中，还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 。
3．3 控制发酵条件
（1）发酵液装瓶后保持 1/3 的剩余空间。
（2）酒精发酵的温度要控制在 18～25℃ 范围内，发酵时间控制在 10～12 天左右。
（3）醋酸发酵的温度要控制在 30～35℃范围内，发酵时间控制在 7～8 天左右，并保持不断 充气 。
（学生分组讨论并完成思考11～12）
〖思考11〗在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？
暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用。
〖思考12〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入 无菌空气 。
4．结果分析与评价
4．1实验现象：
4．2 检验：
酒精发酵后是否有究竟产生，可用 重铬酸钾 来检验。
（1）原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。
【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物浓度、发酵菌含量、溶氧量和pH等。
（2）方法：（填表，注意对照原则）
5、相关链接
为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工培养的优良菌种 。
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．果酒和果醋制作的原理
2．制作果酒和果醋的实验流程
3．实验操作中的注意事项
4．实验结果分析与评价
学生应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。通过小组讨论、联系生活来提高合作探究的能力，并且增强学习生物学的兴趣。
（四）实例探究
例1．生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是 （ ）
A．都是异养生物 B．仅在有水条件下繁殖
C．仅在有氧条件下生长 D．生存温度都超过80℃
解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。答案：B
例2．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是
A．营养物质的消耗 B．微生物呼出的CO2
C．微生物细胞数目的增加 D．次级代谢产物的积累
解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化；同时产物的种类也能引起pH的变化。答案：C
☆综合应用
例3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。
（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于 。
（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。
答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
（2）出芽生殖 （3）无氧呼吸 （4）自身的生长繁殖
（5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
（五）巩固练习
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 Ｂ．大豆粉和有氧
C．玉米粉和无氧 Ｄ．大豆粉和无氧
答案：C
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 C．pH控制 D．酶的控制
答案：D
3．生产用菌种的来源主要是( )
①自然环境 ②收集菌株筛选 ③购置生产用菌种 ④培养基
Ａ．①②④ Ｂ．①③④ C．②③④ Ｄ．①②③
答案：D
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( )
①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型
A．①②①③ Ｂ．③②①① C．③②①② Ｄ．②②③①
答案：B
5．下列叙述能够防止发酵液被污染的是( )
Ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干
Ｂ．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
Ｄ．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
答案：ABCD
6．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
Ｄ．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存
答案：BCD
7．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为（ ）
A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S
C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O
答案：B
8．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 ．
C．Ph＝2．5 Ｄ．pH—6
答案：C
9．葡萄的糖分是( )
①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖
A．①②③④⑤ Ｂ．③④ C．①③④⑤ Ｄ．③⑤
答案：D
10．关于发酵的叙述，正确的是( )
Ａ．发酵就是无氧呼吸
Ｂ．发酵就是发酵工程
C．发酵就是只获得微生物的代谢产物
Ｄ．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
答案：D
七、【课余作业】
1、查阅资料，自主尝试利用现有材料酿制果酒
2、假如你是一位企业经理，准备上一条果醋生产线，你觉得应该在生产过程中注意那些安全问题？
八、【教学体会】
本课题学习的内容和生活联系比较密切，在教学中应当充分调动学生的学习兴趣，主动探究果酒和果醋的制作流程，并且通过和同学的合作完成相关的实验设计。有关实验原理的教学可以联系必修中微生物的相关内容，注重知识的前后联系。对于实验流程的设计则可以通过讨论完成。
九、【资料袋】
葡萄酒的类别
葡萄酒若以颜色区分，可分为白酒、红酒和玫瑰红酒，但无论是红葡萄或白葡萄所压榨出来的果汁都是没有颜色的，所以白酒可以用红葡萄酿造，红酒是由于在酿造时连葡萄的皮一起发酵，吸收红葡萄皮所释放出来的色素而成为有颜色的红葡萄酒，如将红葡萄皮提早分开，让酒的颜色变淡，即成为玫瑰红酒。每家酒厂的玫瑰红酒由于葡萄皮与酒接触的时间长短不一，故颜色的深浅也不一致。白葡萄皮因没有色素效果，故酿造时并没有连皮一起发酵。
葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所谓酿造葡萄酒，简单来说，只是把葡萄压榨后的果汁，在发酵过程中将果糖转换成酒精，如果果糖全部转成酒精，则我们称这些为不甜或乾(dry)的酒，如在转换个程中，提前终止发酵，保留多一点糖份，便变成甜酒。
葡萄在发酵过程时，并同时产生热能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒会让汽泡跑掉，但如把汽泡保存于葡萄酒中，便成为汽泡葡萄酒(Sparkling wine)，香槟便是名闻世界之代表作（只有在法国香槟产区依规定酿制之汽泡酒，才能命名香槟，法国其它地区或世界各地之酿制，只能称作汽泡酒）。
课件35张PPT。■高中生物课件（人教课标版） 安义中学 课题1：果酒和果醋的制作凉州词 唐朝 ——王翰葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。
醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。?
果酒果醋在酿造过程中，水果中富含的维生素、矿物质、氨基酸等被很好地保存，大大提高了原醋液的营养价值。实验表明，果醋中的醋酸、乳酸、氨基酸甘油和醛类化合物，对人的皮肤有柔和的刺激作用，能使血管扩张，增加血液循环，从而起到延缓衰老的作用。
以苹果、葡萄、山楂等为原料生产的果酒果醋饮料迎合了现代都市人绿色、健康的消费理念，也同时满足了现代都市女性保健、美容的需求。?
学习目标
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、了解制作果酒和果醋的过程
1、果酒的制作原理
（1）果酒制作的原理是什么？写出反应式。
（2）制作果酒的原料是什么？如果制作葡萄酒，取材时你认为应先冲洗还是先除去枝梗？
（3）制作葡萄酒的酵母菌主要来源于哪里？其它杂菌会不会引起发酵液的污染？你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
（4）果酒制作时应给予怎样的温度、空气条件？
（5）关于酵母菌的生物学特性你知道哪些？一、基础知识分析1、果酒的制作原理
（1）果酒制作的原理是什么？写出反应式。1、果酒的制作原理
（2）制作果酒的原料是什么？如果制作葡萄酒，取材时你认为应先冲洗还是先除去枝梗？
一、基础知识分析 制作果酒的原料是鲜果。制作葡萄酒时，应先冲洗葡萄，然后再除去枝梗，从而避免除去枝梗时，引起葡萄损坏，增加被杂菌感染的机会。1、果酒的制作原理
（3）制作葡萄酒的酵母菌主要来源于哪里？其它杂菌会不会引起发酵液的污染？你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 制作葡萄酒的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌。杂菌不会引起发酵液的污染，因为首先，葡萄在榨汁前要清洗；其次，在缺氧、酸性的发酵液中，绝大多数微生物无法适应环境而被抑制。
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。1、果酒的制作原理
（4）果酒制作时应给予怎样的时间、温度、空气条件？思考时间：10-12天
温度： 18－25℃
空气：缺氧厌氧制酒 1、果酒的制作原理
（5）关于酵母菌的生物学特性你知道哪些？同化作用类型：异养
异化作用类型：兼性厌氧型
主要分布：土壤
结构：单细胞
分类：真核生物
生殖（主要方式）：出芽生殖2、果醋的制作原理
（1）果醋制作的原理是什么？写出反应式。
（2）制作果醋的原料是什么？如果制作葡萄醋应先如何处理鲜葡萄？为什么要加入果胶酶？
（3）制作葡萄醋的醋酸菌主要来源于哪里？
（4）果醋制作时应给予怎样的时间、温度、空气等条件？
（5）关于醋酸菌的生物学特性你知道哪些？一、基础知识分析2、果醋的制作原理
（1）果醋制作的原理是什么？写出反应式。2、果醋的制作原理
（2）制作果醋的原料是什么？如果制作葡萄醋应先如何处理鲜葡萄？为什么要加入果胶酶？ 将葡萄洗净、蒸煮、榨汁，并加入一些果胶酶
使细胞壁溶解，获取更多的果汁。
2、果醋的制作原理
（3）制作葡萄醋的醋酸菌主要来源于哪里？ 制作葡萄醋的醋酸菌可以直接购买，或用选择培养基培养2、果醋的制作原理
（4）果醋制作时应给予怎样的时间、温度、空气等条件？时间：7-8天
温度： 30－35℃
空气：充足的氧有氧制醋 2、果醋的制作原理
（5）关于醋酸菌的生物学特性你知道哪些？同化作用类型：异养
异化作用类型：需氧
主要分布：酸性环境
结构：单细胞
分类：原核生物
生殖：分裂生殖二、果酒和果醋的发酵装置（1）实验室制作果酒、果醋的基本装置是什么？排气口、冲气口、出料口各有什么作用？
（2）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？
（3）如果进行大规模生产果酒、果醋时，需要解决哪些问题？
探究（1）实验室制作果酒、果醋的基本装置是什么？排气口、冲气口、出料口各有什么作用？（2）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？ 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的微生物污染。思考（3）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三、了解制作果酒和果醋的过程（1）简述果酒、果醋制作的基本过程。
（2）如何检验果酒、果醋的制作是否成功？
（1）简述果酒、果醋制作的基本过程。1.对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒。
2.取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。
3.用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多）
4.榨汁后装入发酵瓶。5.将发酵瓶置于适宜的温度（18－25℃）下发酵。
6.简易装置2－4天排气一次。（拧松瓶盖）7.10天后，取样检验。8.加入醋酸菌或醋曲，然后移至30－35℃条件下发酵，适时充气。
（2）如何检验果酒、果醋的制作是否成功？
果酒的制作是否成功的鉴定方法是：
嗅味和品尝、显微镜观察、用重铬酸钾检验酒精的存在果醋的制作是否成功的鉴定方法是：
观察菌膜的形成、嗅味和品尝、比较发酵前后的PH值显微镜观察巩固练习
1．下列关于果醋的制作，错误的是( )
A．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通氧气
B．醋酸菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50 ℃左右
C．醋酸菌能将果酒变成果醋
D．当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸2．在制作果酒时如果一直往发酵罐中通入充足的氧气，会发生何种现象？（）
A酵母菌死亡，不产生酒精
B酵母菌大量繁殖，长生较多酒精
C酵母菌大量繁殖，不产生酒精
D酵母菌数目较少，不长生酒精3．下列微生物属于严格厌氧的是：（ ）
酵母菌
B. 醋酸杆菌
C. 乳酸菌
D. 曲霉4．酵母菌在氧气充足的条件下，主要的生殖方式为（ ）
A出芽生殖
B分裂生殖
C孢子生殖
D卵式生殖
5.在酿酒的过程中，温度对酒精的发酵过程起到重要的作用，应把发酵温度控制在（ ）
A 0-10 ℃
B 25-35 ℃
C 18-25℃
D 40℃以上6.在酿酒和酿醋的过程中都要涉及各种微生物，在上述两个过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别？
A前者有细胞结构，后者没有细胞结构
B前者没有细胞结构，后者有细胞结构
C前者有成形的细胞核，后者没有成形细胞核
D 前者没有成形的细胞核，后者有成形细胞核7.在制造葡萄醋时为什么要适时通过充气口充气
A醋酸菌的新陈代谢类型为自养需氧型
B 醋酸菌的新陈代谢类型为异养需氧型
C醋酸菌的新陈代谢类型为自养厌氧型
D 醋酸菌的新陈代谢类型为异养厌氧型8.在果酒制作实验结束时我们要检测试验是否成功，通常用重铬酸钾来检测酒精的有无，原理是在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应是（ ）
A蓝色
B砖红色
C灰绿色
D深紫并带金属光泽 在酒的制作中，依种类分大体上可有白酒、果酒、啤酒和黄酒四类。
制作方法各不相同，但相同部分是它们都是由酵母完成的。
酵母在自然界中广泛分布，已知有几百种之多，也是应用最广的一类微生物。如面包制作、酒精制造、药用酵母片、酿酒等。
酒的种类 “干”是葡萄酒中的糖分要在一定的水平之下(低于4g/升)，几乎全部被降解发酵，甜葡萄酒(每升总糖50g以上)。
干红与干白 都可以是由红色葡萄制作的，但白葡萄酒在葡萄榨汁时，不使皮和子中的色素出来，因此得白葡萄酒，而红葡萄酒是将皮和子部分捣碎，有了红色素而得红葡萄酒，红葡萄酒和白葡萄酒思考 制作葡萄酒和葡萄醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？你能分析引起变化的原因吗？
葡萄酒制作图片学习知识动手实践收获美酒体会乐趣美味美妙享受生活谢谢大家
