葡萄美酒夜光杯欲飲琵琶馬上催君若問酒何處來,此功當(dāng)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(xì)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(jìn)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(jìn)行酒精發(fā)酵。反應(yīng)式為：,C6H12O6+6O26CO2+6H2O,C6H12O62C2H5OH+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(shí)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(gè)，有成對(duì)，有成鏈狀，以鞭毛運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)，屬原核細(xì)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(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)。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(shí)，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(xì)菌，發(fā)酵過程中適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。,有氧制醋,(3)制醋發(fā)酵所需的條件,四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),思考討論釀酒實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(rèn)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(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì),六、實(shí)驗(yàn)操作,2、清洗（WHY？）,3、榨汁將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機(jī)榨取葡萄汁。4、發(fā)酵：發(fā)酵裝置如下,5、注意事項(xiàng),將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，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(shì)。防止爆裂,防止榨汁機(jī)、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(shí)關(guān)閉，排氣口主要是排出；排氣口要通過一個(gè)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(duì)發(fā)酵情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè),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(jìn)行有氧呼吸大量繁殖再使酵母菌進(jìn)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(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進(jìn)行無氧呼吸才產(chǎn)生酒精。隨著發(fā)酵的進(jìn)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(dāng)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(shí)放出CO2氣體，防止爆裂；不打開是為了防止雜菌污染,防止進(jìn)入O2，繼續(xù)進(jìn)行酒精發(fā)酵,制造有氧條件，進(jìn)行醋酸發(fā)酵，減少空氣中塵土等的污染,易被雜菌污染,方程式為:,應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？對(duì)發(fā)酵瓶、紗布、榨汁器等用具進(jìn)行清洗并消毒。每次排氣時(shí)只要擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。發(fā)酵停止的標(biāo)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(shí)通過充氣口充氣。將溫度嚴(yán)格控制在3035，時(shí)間控制在78d左右。,制葡萄酒的過程中，要嚴(yán)格密閉，將溫度嚴(yán)格控制在1825，時(shí)間控制在1012d左右，可通過出料口對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)。,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(jìn)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(shí)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(yàn)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(yàn)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(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)果酒、果醋時(shí)，需要解決哪些問題？,大規(guī)模生產(chǎn)果酒、果醋時(shí)，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(dòng)化控制d：嚴(yán)格控制雜菌污染等e:實(shí)際生產(chǎn)中還要考慮沉淀、消毒包裝、保存，風(fēng)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(huì)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(xì)胞數(shù)目的增加D次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累,C,練習(xí),練習(xí),酒廠利用酵母菌釀酒過程中，經(jīng)檢測(cè)活菌數(shù)量適宜但卻不產(chǎn)生酒精，應(yīng)采取的措施是A.降低溫度B.隔絕空氣C.加緩沖液D.加新鮮培養(yǎng)基,B,2.嚴(yán)格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進(jìn)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(xí)：,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(yán)格控制在榨汁機(jī)要清洗干凈并晾干進(jìn)行榨汁將沖洗除枝梗的葡萄放入已沖洗并晾干的榨汁機(jī)內(nèi),A,4、關(guān)于酵母菌的敘述，錯(cuò)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(jī)要清洗干凈，并晾干發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分?jǐn)?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(gè)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(qǐng)回答：葡萄可用來制作葡萄汁、葡萄酒，為減少資源浪費(fèi)，提高產(chǎn)品的附加值，可對(duì)葡萄做怎樣的處理？（2）制作葡萄酒時(shí)，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，常要取樣統(tǒng)計(jì)分析，并測(cè)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(qǐng)你提出一種解決該問題的方法。,pH的大小，pH越小取樣時(shí)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(xì)胞。下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)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。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(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆蜣D(zhuǎn)入注射器。E.將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液注入蒸餾水中，觀察凝膠珠形成。請(qǐng)你改正其中錯(cuò)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(xì)胞的固定化等知識(shí)。（1）為減少資源浪費(fèi)，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)酵過程中酵母菌產(chǎn)生CO2，隨發(fā)酵時(shí)間的推移，發(fā)酵液的pH會(huì)逐漸變小，即pH越小取樣時(shí)間越靠后。,1、在制作葡萄酒的實(shí)驗(yàn)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(shí)代謝旺盛，快速增殖（出芽生殖），當(dāng)無氧時(shí)，進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)設(shè)置B瓶作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,(3)分別對(duì)A、B瓶進(jìn)行取樣，通過測(cè)定培養(yǎng)液的渾濁度，可估算酵母菌的，進(jìn)行取樣計(jì)數(shù)之前，需將錐形瓶輕輕震蕩幾次，目的是。,定期（等時(shí)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(shí)驗(yàn)中的計(jì)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(shí)，要留出大約的空間。（3）制作葡萄酒時(shí)將溫度嚴(yán)格控制在，時(shí)間控制在d左右，可通過對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)。（4）制葡萄醋的過程中，將溫度嚴(yán)格控制在，時(shí)間控制在d，并注意適時(shí)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(xí),下圖表示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(jìn)去，是因?yàn)?；假如冷卻時(shí)不慎使溫度驟降到0，當(dāng)溫度逐漸回升到25時(shí)，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(dá)到酶適宜的溫度,有,（4）說出酵母菌細(xì)胞所進(jìn)行的生化反應(yīng)過程的名稱并用反應(yīng)式敘述這一整個(gè)過程。（5）酵母比水更稠濃，但在化學(xué)反應(yīng)中它會(huì)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(qǐng)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(jìn)一步降低啤酒中的含糖量等。,綜合練習(xí),下圖表示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(jìn)去，是因?yàn)?；假如冷卻時(shí)不慎使溫度驟降到0，當(dāng)溫度逐漸回升到25時(shí)，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(dá)到酶適宜的溫度,有,（4）說出酵母菌細(xì)胞所進(jìn)行的生化反應(yīng)過程的名稱并用反應(yīng)式敘述這一整個(gè)過程。（5）酵母比水更稠濃，但在化學(xué)反應(yīng)中它會(huì)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(qǐng)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(jìn)一步降低啤酒中的含糖量；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(jìn)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(gè)變化過程就是酒的陳化。但需要的時(shí)間很長，現(xiàn)代科技可縮短這個(gè)時(shí)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(shí)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。,