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1、葡萄美酒夜光杯欲飲琵琶馬上催君若問酒何處來,此功當屬酵母菌,專題1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,課題1果酒和果醋的制作,果酒制作原理,(a).酵母菌是單細胞真菌，真核生物，呈圓形、橢圓形等。,(1)果酒的制作離不開酵母菌,(b).酵母菌的繁殖方式主要為無性生殖（出芽生殖）,(c).酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落，其表面光滑、濕潤，大多呈乳白色，也有少數(shù)呈紅色、黑色。,(d).酵母菌分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中，如水果等。,酵母菌是兼性厭氧微生物.在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖。反應(yīng)式為：在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵。反應(yīng)式為：,C6H12O6+6O26CO2+6H2O,C6H12O62C

2、2H5OH+2CO2,(2)果酒制作原理,什么叫發(fā)酵？,發(fā)酵是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程。包括有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）和無氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）。所以：發(fā)酵無氧呼吸。應(yīng)用：釀酒、蒸饅頭,（3）發(fā)酵所需的適宜條件：,厭氧制酒,1.溫度,1825，20左右是最適宜溫度。,2.pH值,4.05.8為最適pH值，在最低pH=2.5，最高pH=8.0時尚能生存，但生長極其緩慢而且容易死亡。,附著在果皮(如:葡萄皮)上的野生型酵母菌。,（4）傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所使用的酵母菌的來源,(1)制醋所用的醋酸菌,果醋制作的原理,a.醋酸菌的形態(tài):從橢圓到桿狀，有單個，有成對，有成鏈狀，以鞭毛運

3、動或不運動，屬原核細胞，以分裂方式繁殖。b.醋酸菌的特性：新陳代謝類型為異養(yǎng)好氧型，只有當氧氣充足時，才能進行旺盛的生理活動。c.醋酸菌的來源：土壤中分離醋酸菌或直接使用醋曲，也可嘗試自然接種。,若氧氣、糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反應(yīng)式：,C6H12O63CH3COOH,2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O,2CH3CHO+O22CH3COOH,若缺少糖源，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?，其反?yīng)式：,（2）果醋的制作原理,1.溫度,溫度控制在3035為適宜。,2.氧氣條件,醋酸菌是好氧細菌，發(fā)酵過程中適時向發(fā)酵液中充氣。,有氧制醋,(3)制醋發(fā)酵所需的條件,

4、四、實驗設(shè)計,思考討論釀酒實驗中應(yīng)控制的發(fā)酵條件,（1）在酵母菌發(fā)酵過程中，如果要使酵母菌進行大量繁殖，應(yīng)怎樣處理？,（2）如果要獲得酒精，應(yīng)怎樣處理？,（3）釀酒時還需要控制什么條件？,1、材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進行沖洗，除去枝梗。、取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的子粒。、用清水沖洗葡萄12次除去污物。討論：你認為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會,六、實驗操作,2、清洗（WHY？）,3、榨汁將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機榨取葡萄汁。4、發(fā)酵：發(fā)酵裝置如下,5、注意事項,將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶

5、，要留大約13的空間(如圖右圖所示)，并封閉充氣口。（為什么？）,塑料瓶中不能裝滿葡萄液汁，應(yīng)留一定空間，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成種群優(yōu)勢。防止爆裂,防止榨汁機、發(fā)酵瓶帶菌引起發(fā)酵液污染,70%酒精消毒或用洗潔精洗滌,裝置的充氣口在時關(guān)閉，排氣口主要是排出；排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連，這樣做的目的是；出料口的作用是。,酒精發(fā)酵,CO2,防止微生物污染,對發(fā)酵情況進行及時的監(jiān)測,在酒精發(fā)酵過程中往往“先通氣后密封”的原因？先使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖再使酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精酒精發(fā)酵過程中發(fā)生“先來水后來酒”現(xiàn)象的原因？酵母菌首先進行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進行無氧呼吸

6、才產(chǎn)生酒精。隨著發(fā)酵的進行，溶液密度的變化？為什么？變低。發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳，酒精密度比水低,制作葡萄酒的酵母菌主要來源于哪里？附著在葡萄皮上的野生酵母菌。為提高果酒品質(zhì)，可以加入人工培養(yǎng)的酵母菌或干酵母。,某同學(xué)用帶蓋的瓶子制葡萄酒（如圖）,（2）此后再將瓶蓋擰緊，目的是,（3）當發(fā)酵產(chǎn)生酒精后，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，原因是,（4）分析此發(fā)酵裝置不足之處,（1）發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次（注意不是打開瓶蓋）為什么？,擰松是為了及時放出CO2氣體，防止爆裂；不打開是為了防止雜菌污染,防止進入O2，繼續(xù)進行酒精發(fā)酵,制造有氧條件，進行醋酸發(fā)酵，減少空氣中塵土等的污染,易被

7、雜菌污染,方程式為:,應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？對發(fā)酵瓶、紗布、榨汁器等用具進行清洗并消毒。每次排氣時只要擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。發(fā)酵停止的標志是什么？停止產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生的果酒較渾濁的原因？纖維素、果膠,制葡萄醋的過程中，要適時通過充氣口充氣。將溫度嚴格控制在3035，時間控制在78d左右。,制葡萄酒的過程中，要嚴格密閉，將溫度嚴格控制在1825，時間控制在1012d左右，可通過出料口對發(fā)酵的情況進行及時的監(jiān)測。,一般情況下，葡萄酒是紅色的原因？在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進入發(fā)酵液，使葡萄酒呈紅色。葡萄酒分成干紅、干白等種類的依據(jù)是什么？根據(jù)葡萄酒的顏色分白葡

8、萄酒：用白葡萄釀造，皮汁分離發(fā)酵；紅葡萄酒：用紅葡萄釀造，皮汁混合發(fā)酵；桃紅葡萄酒：顏色介于白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮的發(fā)酵時間短。根據(jù)葡萄酒的含糖量分干葡萄酒：含糖量低于4克/升；半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之間；半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之間；甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。,用葡萄制作的果酒酒精含量低，怎么辦？加蔗糖選用糖分多的水果（蘋果）,六、如何檢驗果酒、果醋的制作是否成功？,果酒的制作是否成功的鑒定方法是：嗅味和品嘗、顯微鏡觀察、用重鉻酸鉀檢驗酒精的存在,果醋的制作是否成功的鑒定方法是：觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗、比較發(fā)酵前后的PH值顯微鏡觀察,思考,如果進

9、行大規(guī)模生產(chǎn)果酒、果醋時，需要解決哪些問題？,大規(guī)模生產(chǎn)果酒、果醋時，需要解決全面考慮，如：a:原料的來源和選擇b:菌種的培養(yǎng)c:發(fā)酵設(shè)備、發(fā)酵條件的自動化控制d：嚴格控制雜菌污染等e:實際生產(chǎn)中還要考慮沉淀、消毒包裝、保存，風味色澤等,酵母菌,醋酸菌,20左右,3035,無氧,有氧,酒精,【課外探究】,課題1、如何將葡萄上附著的酵母菌分離出來？,課題2、嘗試從食醋中分離醋酸菌。,發(fā)酵過程中，不會直接引起pH變化的是A營養(yǎng)物質(zhì)的消耗B微生物呼出的CO2C微生物細胞數(shù)目的增加D次級代謝產(chǎn)物的積累,C,練習,練習,酒廠利用酵母菌釀酒過程中，經(jīng)檢測活菌數(shù)量適宜但卻不產(chǎn)生酒精，應(yīng)采取的措施是A.降低溫

10、度B.隔絕空氣C.加緩沖液D.加新鮮培養(yǎng)基,B,2.嚴格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)量高，產(chǎn)量多的理想產(chǎn)物，通常所指的發(fā)酵條件不包括()A溫度控制B溶氧控制CpH控制D酶的控制,D,練習：,3果酒制作過程中，操作有誤的是（）將消毒過的葡萄汁裝滿發(fā)酵裝置將溫度嚴格控制在榨汁機要清洗干凈并晾干進行榨汁將沖洗除枝梗的葡萄放入已沖洗并晾干的榨汁機內(nèi),A,4、關(guān)于酵母菌的敘述，錯誤的是（）A、酵母菌的代謝類型為異養(yǎng)、兼性厭氧型B、酵母菌主要的繁殖方式為孢子生殖C、酵母菌只在酒精發(fā)酵中發(fā)揮作用,BC,（多選）,5下列敘述能夠防止發(fā)酵液被污染的是()榨汁機要清洗干凈，并晾干發(fā)

11、酵瓶要清洗干凈，用體積分數(shù)為70的酒精消毒C裝入葡萄汁后，封閉充氣口發(fā)酵裝置的排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接,ABCD,（多選）,例：葡萄汁、葡萄酒都具有一定的保健養(yǎng)生功效，隨著人們生活水平的提高，我國葡萄汁、葡萄酒的需求量逐年增長。請回答：葡萄可用來制作葡萄汁、葡萄酒，為減少資源浪費，提高產(chǎn)品的附加值，可對葡萄做怎樣的處理？（2）制作葡萄酒時，為防止發(fā)酵液被污染，應(yīng)采取的措施是；在制作過程中，一般將溫度控制在1825，原因是。,可先用來制作葡萄汁，濾渣等再用來發(fā)酵制作葡萄酒,在該范圍的溫度是酵母菌生長發(fā)酵較適宜的溫度,將器具洗凈且用酒精消毒,（3）為研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長狀況，常

12、要取樣統(tǒng)計分析，并測定pH，判斷取樣先后順序的主要依據(jù)是。,（4）葡萄梗的主要成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，但是酵母菌無法直接利用，原因是其。請你提出一種解決該問題的方法。,pH的大小，pH越小取樣時間越靠后。WHY?,缺乏相應(yīng)分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶）,在酵母菌中轉(zhuǎn)入分解酶系相關(guān)基因（或利用酶或微生物分解葡萄梗；利用物理和化學(xué)方法分解葡萄梗；將酵母菌與其他能分解葡萄梗的微生物混合發(fā)酵等）,為提高葡萄酒的品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本，許多廠家使用固定化酵母細胞。下面是制備固定化酵母細胞的實驗過程：A.使干酵母與蒸餾水混合并攪拌，使酵母菌活化。B.將無水氯化鈣溶解在自來水中，配成氯化鈣溶液。

13、C.用酒精燈大火連續(xù)加熱配制海藻酸鈉溶液。D.向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加放入已活化的酵母細胞，充分攪拌并混合均勻轉(zhuǎn)入注射器。E.將與酵母細胞混勻的海藻酸鈉溶液注入蒸餾水中，觀察凝膠珠形成。請你改正其中錯誤的操作：,B中自來水應(yīng)改用蒸餾水、C中大火應(yīng)改為小火或間斷加熱、D中剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c溶液應(yīng)冷卻至室溫、E中蒸餾水應(yīng)改用CaCl2,解析本題綜合考查微生物發(fā)酵、酵母細胞的固定化等知識。（1）為減少資源浪費，提高產(chǎn)品的附加值，葡萄可先制作葡萄汁，剩下的葡萄渣等再用于發(fā)酵制作葡萄酒。（2）用于發(fā)酵的器具要洗凈且酒精消毒，防止發(fā)酵液受污染；溫度為1825是酵母菌生長發(fā)酵的較適宜的溫度。（3）由于發(fā)酵

14、過程中酵母菌產(chǎn)生CO2，隨發(fā)酵時間的推移，發(fā)酵液的pH會逐漸變小，即pH越小取樣時間越靠后。,1、在制作葡萄酒的實驗中，將葡萄漿加入發(fā)酵瓶的裝量不要超過23，其原因是。,保證酵母菌在有氧時代謝旺盛，快速增殖（出芽生殖），當無氧時，進行發(fā)酵可以產(chǎn)生較多酒精。,2、甲同學(xué)是利用酵母菌研究種群增長規(guī)律：(1)該實驗制備的5葡萄糖溶液，須加熱、冷卻后再使用，原因是。(2)取A、B兩個錐形瓶，各加入等量恒定容積的葡萄糖溶液，A組接種少量酵母菌，B組不做處理。本實驗設(shè)置B瓶作為對照實驗的目的是。,（1）消滅雜菌和防止溫度過高酵母不能生存（2）排除無菌葡萄糖溶液渾濁度變化對實驗結(jié)果的影響,(3)分別對A、B

15、瓶進行取樣，通過測定培養(yǎng)液的渾濁度，可估算酵母菌的，進行取樣計數(shù)之前，需將錐形瓶輕輕震蕩幾次，目的是。,定期（等時間取樣）種群數(shù)量使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，以減少實驗中的計數(shù)誤差。,（1）為防止發(fā)酵液被污染，發(fā)酵瓶要用消毒。（2）葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留出大約的空間。（3）制作葡萄酒時將溫度嚴格控制在，時間控制在d左右，可通過對發(fā)酵的情況進行及時的監(jiān)測。（4）制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在，時間控制在d，并注意適時通過充氣。,操作過程應(yīng)注意的問題：,70%酒精,1/3,18-25,10-12,從出料口取樣,30-35,7-8,充氣口,回答問題：,應(yīng)用練習,下圖表示制造啤酒的過程方法。據(jù)圖

16、分析回答下列問題：（1）把原料放入沸水中混合的原因是。（2）在混合物中加入糖的理由是：。（3）在混合物冷卻后才把酵母加進去，是因為；假如冷卻時不慎使溫度驟降到0，當溫度逐漸回升到25時，酵母是否還具有活性？。原因是_,為了除去原料中O2,糖是啤酒酵母發(fā)酵的原料,防止酵母死亡，并達到酶適宜的溫度,有,（4）說出酵母菌細胞所進行的生化反應(yīng)過程的名稱并用反應(yīng)式敘述這一整個過程。（5）酵母比水更稠濃，但在化學(xué)反應(yīng)中它會上升到混合物的頂部，原因是_。（6）為什么啤酒要至少擱置21天才可以過濾裝瓶，請說出一種理由。,使酵母菌充分發(fā)酵，有利于混合物中雜質(zhì)沉淀；進一步降低啤酒中的含糖量等。,綜合練習,下圖表示

17、制造啤酒的過程方法。據(jù)圖分析回答下列問題：（1）把原料放入沸水中混合的原因是。（2）在混合物中加入糖的理由是：。（3）在混合物冷卻后才把酵母加進去，是因為；假如冷卻時不慎使溫度驟降到0，當溫度逐漸回升到25時，酵母是否還具有活性？。原因是_。,為了除去原料中O2,糖是啤酒酵母發(fā)酵的原料,防止酵母死亡，并達到酶適宜的溫度,有,（4）說出酵母菌細胞所進行的生化反應(yīng)過程的名稱并用反應(yīng)式敘述這一整個過程。（5）酵母比水更稠濃，但在化學(xué)反應(yīng)中它會上升到混合物的頂部，原因是_。（6）為什么啤酒要至少擱置21天才可以過濾裝瓶，請說出一種理由。,使酵母菌充分發(fā)酵，有利于混合物中雜質(zhì)沉淀；進一步降低啤酒中的含糖

18、量；增加啤酒中的CO2含量等。,2、一般情況下，葡萄酒呈紅色的原因？,你知道嗎？,1、為什么酒是陳的香？,在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進入發(fā)酵液，使葡萄酒呈紅色。,不論是果酒還是白酒，能散發(fā)芳香氣味的功臣是乙酸乙酯。但新酒中乙酸乙酯的含量是微乎其微的。而酒中的醛、酸不僅沒有香味，還有刺激喉嚨的作用。所以新釀造的酒喝起來生、苦、澀不那么適口。把新制的酒放在壇里密封好，長期存放在溫濕度適宜的地方，使之慢慢地發(fā)生化學(xué)變化，酒里的醛便不斷的氧化為羧酸；而羧酸再和酒精發(fā)生酯化反應(yīng)，生成具有芳香氣味的乙酸乙酯，從而使酒質(zhì)醇香，這個變化過程就是酒的陳化。但需要的時間很長，現(xiàn)代科技可縮短這個時間。,3、根據(jù)葡萄酒的顏色分成白葡萄酒、紅葡萄酒和桃紅葡萄酒三種。白葡萄酒：用白葡萄釀造，皮汁分離發(fā)酵；紅葡萄酒：用紅葡萄釀造，皮汁混合發(fā)酵；桃紅葡萄酒：顏色介于白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮的發(fā)酵時間短。,4、根據(jù)葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四種。干葡萄酒：含糖量低于4克/升；半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之間；半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之間；甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。,