第4课时 运用发酵技术加工食品(Ⅰ)第二章 发酵技术实践 学习导航1.结合教材P37，掌握发酵作用的基本原理和方法2.结合教材P39～40，学习制作果酒、果醋的实际操作技能3.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置重难点击1.掌握发酵作用的基本原理和方法2.学习制作果酒、果醋的实际操作技能3.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置 一、果酒、果醋制作的原理二、果酒、果醋的制作流程内容索引当堂检测 一、果酒、果醋制作的原理 1.发酵技术的应用发酵技术的应用(1)发酵：是指利用 的生命活动来制备微生物 或 的过程2)发酵技术：是指利用微生物的 作用，大规模生产发酵产品的技术3)应用：发酵技术在生产 (如酵母菌)、 饮料(如果酒、白酒、啤酒)、发酵乳制品(如酸奶、奶酪)、 (如味精、醋、腐乳、泡菜)、甜味剂(如木糖醇、糖精)、食品添加剂(如柠檬酸、赖氨酸)等方面具有广泛的应用基础梳理微生物菌体其代谢产物发酵单细胞蛋白含醇调味品和发酵食品 2.果酒的酿制果酒的酿制(1)原料：各种 为原料。
2)利用技术：通过 而制成的含酒精的饮料3)菌种： ①类型： ，具有由核膜包被的细胞核②繁殖方式：出芽生殖和孢子生殖温度低时形成孢子，进入休眠状态；温度适宜时，进行 ，繁殖速度快③代谢类型：异养兼性厌氧微生物果汁微生物发酵酿酒酵母菌真核生物出芽生殖 (4)制作原理①在有氧条件下，酵母菌进行 ，大量 ，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量②在无氧条件下，酵母菌进行 ，反应式为：C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量有氧呼吸繁殖酒精发酵 3.果醋制作的原理果醋制作的原理(1)醋酸菌：又名醋酸杆菌①类型： ②繁殖方式： ③代谢类型： 2)制作原理：在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精转化为醋酸。
反应式：C2H5OH＋O2 CH3COOH＋H2O＋能量单细胞原核生物二分裂异养需氧型 问题探究1.发酵菌种观察下面酵母菌与醋酸菌结构模式图，比较回答：(1)酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区别是什么？答案 答案 酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物，酵母菌中有由核膜包被的细胞核而醋酸菌没有答案 (2)酵母菌和醋酸菌的主要细胞分裂方式分别是哪种？答案 答案 酵母菌主要进行有丝分裂，醋酸菌主要进行二分裂3)酵母菌和醋酸菌发酵场所有何不同？答案 答案 酵母菌的有氧呼吸场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸场所是细胞质基质醋酸菌是原核生物，只能进行有氧呼吸，全过程均在细胞质中进行答案 2.发酵原理(1)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？答案 答案 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2)酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？答答案案 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答案 (3)为什么果酒搁置时间过久会有酸味，而且表面常有一层菌膜？答答案案 醋酸菌能将酒精转化为醋酸，所以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢而产生醋酸。
菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的4)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件，请说明原因答答案案 醋酸菌是好氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡答案 归纳总结归纳总结(1)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，包括有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)，发酵不等于无氧呼吸2)果酒的发酵过程分两个阶段——有氧呼吸阶段和无氧呼吸阶段，有氧呼吸阶段的目的是使酵母菌大量繁殖，无氧呼吸阶段是产生酒精的时期制作过程中产生的酒精更不利于杂菌生长 (3)醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡醋酸菌能氧化多种有机碳源，其氧化能力随菌种而异4)在糖源供应不足的情况下，可以用果酒发酵后产生的乙醇来制造果醋开瓶后的葡萄酒如果密封不严，很快变酸也是这一原因 拓展应用1.下列关于果酒和果醋制作原理的叙述中，正确的是A.果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌B.制作果酒或果醋，都需要不断充入氧气C.果酒和果醋制作过程中都有气体产生D.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵答案解析 2.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，相关叙述正确的是答案解析③↑ ④↑A.过程①和②都只能发生在无氧条件下B.过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中C.过程③和④都需要氧气的参与D.过程①～④所需的最适温度基本相同 易错辨析易错辨析果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的辨析果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的辨析(1)在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌进行大量繁殖，醋酸菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。
2)酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生CO2，醋酸菌在缺少糖源时不产生CO2 二、果酒、果醋的制作流程 基础梳理1.果酒、果醋的制作流程及装置分析果酒、果醋的制作流程及装置分析(1)实验流程挑选葡萄→ →榨汁→ →醋酸发酵 ↓ ↓ 果酒 _____(2)实验装置① ；② ；③ 冲洗酒精发酵果醋 充气口排气口出料口 2.果酒、果醋制作的操作要求及结果分析果酒、果醋制作的操作要求及结果分析(1)材料的选择与处理选择 的葡萄，先 ，再 2)防止发酵液被污染①榨汁机要清洗干净，并 ②发酵装置要清洗干净，并用体积分数为 消毒新鲜冲洗除去枝梗晾干70%的酒精 (3)发酵条件的控制①装置：将葡萄汁装入发酵瓶，留大约 的空间②制葡萄酒： 充气口；温度控制在18～25 ℃，时间控制在 d左右。
③制葡萄醋：温度控制在30～35 ℃，时间控制在 d左右；适时通过充气口 1/310～127～8充气关闭 (4)果酒、果醋制作结果分析①酒精发酵的结果检测a.检测试剂： b.检测条件： c.实验现象：呈现 ②醋酸发酵的结果检测：可通过检测发酵前后的 作进一步的鉴定重铬酸钾酸性条件绿色pH 问题探究1.发酵装置的组成及使用(1)管口①②③分别有什么作用？答案 答案 ①充气口：在酒精发酵时关闭，在醋酸发酵时连接充气泵充入无菌空气②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2③出料口：用来取样检测和放出发酵液2)排气口胶管长而弯曲，有何作用？答案 答案 防止空气中杂菌污染答案 2.材料的选择与处理(1)冲洗时先去梗还是先冲洗葡萄？为什么？答答案案 应该先冲洗葡萄再去梗，防止先去梗时损伤葡萄，再冲洗时增加被杂菌污染的机会2)为什么冲洗葡萄的次数不能过多？答案 答案 以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉答案 3.发酵条件的控制(1)葡萄汁充入发酵瓶后，为什么不能超过发酵瓶总体积的2/3?答答案案 因为有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气，保留1/3的体积(空气)可以为酵母菌提供氧气，还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。
2)在果酒和果醋制作过程中，需要控制的温度相同吗？为什么？答答案案 不相同因为二者所用微生物不同，果酒制作利用的是酵母菌，温度应严格控制在18～25 ℃，果醋制作利用的是醋酸菌，温度应严格控制在30～35 ℃答案 (3)为防止杂菌污染，实验中采取了哪些措施？答案 答案 需要从发酵制作的过程进行全面的考虑例如，①先冲洗葡萄再去梗；②清洗榨汁机和发酵瓶并用体积分数为70%的酒精消毒；③果酒发酵过程中拧松瓶盖，而不是拧开瓶盖答案 4.实验结果分析与评价(1)试分析在果酒制作过程中酵母菌数量、酒精浓度及发酵液的pH分别有何变化答案 答案 酵母菌数量、酒精浓度先增加后稳定，发酵液的pH先下降后稳定2)制作果酒时经检测发酵液中酵母菌数量适宜，但是没有产生酒精，试分析可能的原因是什么答案 答案 酒精发酵为无氧发酵，可能是发酵瓶密封不严答案 (3)试分析在制作果醋时发酵液中醋酸菌的数量、发酵液的pH有何变化答案 答案 醋酸菌数量先增加后稳定，发酵液pH先下降后稳定4)制作果醋时，醋酸菌不能大量繁殖，试分析最可能的原因是什么答答案案 最可能是氧气不足造成的醋酸菌是严格的好氧细菌，短时间缺氧就会大量死亡。
答案 归纳总结归纳总结果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制比较项目果酒制作果醋制作发酵温度18～25 ℃30～35 ℃发酵时间10～12 d7～8 d气体控制先通气一段时间后再密封发酵容器或预留发酵容器1/3的空间需不断通入氧气(无菌空气) 杂菌控制①实验材料的冲洗和实验用具的灭菌②酸性的发酵液具有抑菌的作用③发酵菌种迅速形成优势种制作流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓ ↓ 果酒 果醋联系制作果醋可在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵 拓展应用3.右面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置下列相关叙述中，错误的是A.根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行 果醋发酵B.冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败C.图2中的装置中排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染D.制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要 打开答案解析 (1)图1中的操作流程中，如果果酒发酵完毕，需要改变什么条件后才能继续进行果醋发酵？答案 答案 一是温度，果酒发酵的适宜温度是18～25 ℃，而果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃；二是气体的控制，果酒发酵过程中充气口关闭，但果醋发酵过程中要打开充气口。
一题多变一题多变答案 (2)图2中出料口的作用是什么？如何检验有无酒精的产生？答答案案 出料口的作用是用来取样，检测有无酒精或醋酸的产生检验酒精的方法是在酸性条件下在样液中加入重铬酸钾溶液，如果溶液变为绿色，则说明有酒精产生答案 4.下列评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，错误的是A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定B.通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度变化进行鉴定解析 解析 发酵成功，微生物的数量会增加，A正确酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应呈现绿色，B正确果醋发酵过程中醋酸菌产生醋酸，发酵液pH会下降，D正确答案解析 酒精发酵进程的检测酒精发酵进程的检测酒精发酵的进程可以通过出料口取样检测，以便及时掌握发酵状况，并根据实际情况及时调控发酵条件1)酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”型增长2)酒精含量的检测：正常发酵过程中，酒精含量应先增加后稳定拓展提升拓展提升 课堂小结糖类繁殖酒精发酵 当堂检测 1.下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是A.两者的正常繁殖都离不开氧气B.在无氧条件下，酵母菌可以生产酒精，醋酸菌则不能生产醋酸C.两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖D.醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸解解析析 醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命现象；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不能满足其繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气，A、B正确；醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，而酵母菌在无氧环境中能产生酒精，C错误、D正确。
√√23451答案解析 解解析析 利用酵母菌的无氧呼吸可以酿酒，一开始通入空气，酵母菌通过旺盛的有氧呼吸使细胞分裂加快，产生更多酵母菌，这样在以后封闭不通气阶段，才能有大量的酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精；酵母菌发酵的最适温度为18～25 ℃2.下列说法中，错误的是A.在进行酒精发酵的过程中，接种酵母菌后，应立即密封B.在进行酒精发酵的过程中，接种酵母菌后，应先通气一段时间， 再隔绝空气C.为了避免杂菌污染，在实际生产过程中可以直接接种纯种的酵母菌D.酵母菌发酵产生酒精的最适温度为18～25 ℃√√答案解析23415 3.制作果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为A.醋酸菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时需要O2的参与B.酵母菌进行酒精发酵时需要O2C.通气以防止发酵液霉变D.防止发酵时产生的CO2气体过多而引起发酵瓶的爆裂√√答案23415解析 解析 醋酸菌为好氧菌，只有在有氧条件下才可以正常生活解析 A.制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌B.榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为30%的盐酸消毒C.A过程是酒精发酵，A过程完成后，只需要提高一定的温度就能进行 果醋发酵D.根据流程图可知导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等4.下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图，请据图判断下列说法正确的是解析2341√√答案5 5.某果酒厂的果酒滞销，预计将生产的部分果酒“转变”为果醋。
研究人员设置了如图所示的装置，其中乙瓶为发酵瓶请回答下列问题：(1)大规模工业化生产果酒时，需要向果汁中接种纯净的_______菌种，整个生产过程需要在_____条件下进行解析 解析 大规模工业化生产果酒时，为了提高果酒的品质，需要向果汁中接种纯净的酵母菌菌种，整个生产过程需要在无菌条件下进行23415酵母菌无菌答案解析 (2)在果醋发酵过程中，需要不断向乙瓶中通入无菌空气，原因是_________________；温度应控制在_________解析 解析 由于醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，因此，应将发酵温度控制在此温度范围内3)可以用________来检验丙瓶中是否含有酒精在酸性条件下，该物质与酒精反应使溶液呈___色解析 解析 在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应使溶液呈现绿色23415醋酸菌为好氧细菌30～35 ℃重铬酸钾绿答案解析 。