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1、发发酵酵专题一：传统专题一：传统发酵发酵技术的应用技术的应用发酵产品发酵产品发酵发酵: :利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备动来制备微生物菌体微生物菌体及及各种不同代谢产物各种不同代谢产物的过程的过程. .发酵发酵据氧气需求情况据氧气需求情况据发酵生成产物据发酵生成产物有氧发酵有氧发酵无氧发酵无氧发酵酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵课题课题1 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作（一）酒精发酵的参与者（一）酒精发酵的参与者酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌真菌（真核生物）真菌（真核生物）一、果酒制作的原理生殖：无性繁殖：以出芽生殖为主（有利条件）生殖：无性繁殖：
2、以出芽生殖为主（有利条件） 有性生殖：形成子囊孢子（不利条件）有性生殖：形成子囊孢子（不利条件） 酵母菌大量分布于酵母菌大量分布于土壤中土壤中，以，以菌落菌落形式存形式存在，其表面湿润、呈在，其表面湿润、呈白色或粉红色白色或粉红色。分布：分布：生存环境：生存环境： 含糖较高的偏酸环境中。含糖较高的偏酸环境中。来源：来源： 主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？代谢类型：代谢类型：异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量能量酶
3、酶在在无氧条件下无氧条件下通过无氧呼吸通过无氧呼吸产生酒精产生酒精，反应式如下：，反应式如下：C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶（二）果酒发酵的原理：（二）果酒发酵的原理：酵母菌在酵母菌在有氧条件下能大量繁殖有氧条件下能大量繁殖，增加酵母菌数量：增加酵母菌数量：1、为什么在酒精发酵过程中往往、为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后先通气后密封密封”？ 2、酒精发酵过程中发生、酒精发酵过程中发生“先来水后来酒先来水后来酒”现现象其原因是什么？象其原因是什么？ “通气通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖 。“密封密封”的目的
4、是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 。酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，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。然后进行无氧呼吸才产生酒精。 n温度：温度： n氧气：氧气：npHpH值：值：n时间：时间：n糖源：糖源： （三）（三）发酵条件：发酵条件：酵母菌繁殖：酵母菌繁殖：20 左右；左右； 酒精发酵：酒精发酵：1825 。初期需要氧，后期不需要。初期需要氧，后期不需要。酸性环境酸性环境10-12天天充足充足n3、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？n4、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？、葡萄酒分成干红、
5、干白等种类的依据是什么？(了解了解) （在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。）进入发酵液，使葡萄酒呈红色。）白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。时间短。二、果醋制作的原理醋酸菌醋酸菌细菌细菌（原核生物）（原核生物）（一）醋酸发酵的参与者（一）醋酸发酵的参与者醋酸菌醋酸菌分类：分
6、类：生殖方式：生殖方式：代谢类型：代谢类型：适宜发酵温度：适宜发酵温度：氧气：氧气：pH：时间：时间：异养异养需氧需氧型型30303535原核生物原核生物分裂生殖分裂生殖（一）醋酸发酵的参与者（一）醋酸发酵的参与者醋酸菌醋酸菌7 78d8d充足充足偏酸性偏酸性（二）（二）果醋的制作原理：果醋的制作原理：酶酶酶酶酶酶C6H12O6 3CH3COOH2C2H5OH+O2 2CH3CHO（乙醛）（乙醛）+2H2O2CH3CHO+O2 2CH3COOHC2H5OH+O2 CH3COOH+H2O酶酶若若氧气、糖源充足氧气、糖源充足时时，醋酸菌将葡萄汁中的，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸糖分解成醋酸，其反
7、应式：其反应式：若若缺少糖源缺少糖源，醋酸菌将，醋酸菌将乙醇变为乙醛乙醇变为乙醛，再将，再将乙醛变为醋酸乙醛变为醋酸，其反应式：其反应式：思考：醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放思考：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置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜白膜”。它是怎样形成的？。它是怎样形成的？ 醋酸菌大量繁殖形成的醋酸菌大量繁殖形成的 果酒制作果酒制作 果醋制作果醋制作主要微生物主要微生物代谢类型代谢类型最适温度最适温度氧气氧气最适最适PH时间时间主要反应式主要反应式酵母菌，真菌酵母菌，真菌酵母菌，真菌酵母菌，真菌醋酸菌，细菌醋酸菌，细菌醋酸菌，细菌醋酸菌，细菌需氧型需氧型需氧
8、型需氧型兼性厌氧型兼性厌氧型兼性厌氧型兼性厌氧型18 18 18 18 2525 30303030353535354.04.04.04.05.85.85.85.85.45.45.45.46.36.36.36.3果酒制作和果醋制作的区别果酒制作和果醋制作的区别先有氧后无氧先有氧后无氧先有氧后无氧先有氧后无氧一直供氧一直供氧一直供氧一直供氧10101010121212127 7 7 78 8 8 8一、基础知识（一）、果酒制作1、发酵菌种： （1）分类地位：单细胞 生物 （真菌）（2）代谢类型： . （3）发酵条件： 温度：是酵母菌 和 的重要条件。酵母菌生长繁殖的最适温度为 左右，酒精发酵时将温
9、度严格控制在 。氧气：前期需O2，后期 。（理由是 ）PH：呈 。真核真核异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型生长生长 发酵发酵202018182525不需不需O2O2酸性酸性先有氧呼吸大量繁殖，后无氧条件酒精发酵先有氧呼吸大量繁殖，后无氧条件酒精发酵 在在 、 的发酵液中，酵母菌能大的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适量生长繁殖，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。应这一环境而受到抑制。2 2、制作原理：（用反应式表示）、制作原理：（用反应式表示）（1 1） ；（2 2） . .缺氧缺氧 呈酸性呈酸性C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+
10、能量能量C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+能量能量酶酶酶酶（二）、果醋制作1、菌种： （1）分类地位：单细胞 生物 （2）代谢类型： . （3）发酵条件：温度：醋酸菌的最适生长温度为 ，醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。氧气：醋酸菌是好氧细菌，要供应充足，要 通入氧气。PH：呈 。原核原核异养需氧型异养需氧型30303535酸性酸性不断不断2、原理：（用反应式表示）（1）氧气、糖源都 ：醋酸菌将葡萄汁中的 分解成 。 （糖制醋）（2）氧气充足、糖源不足：醋酸菌将 乙醛 。 （酒变醋） 果酒制作果醋的反应式为: 。充足充足糖糖醋酸醋酸乙醇乙醇醋酸醋酸C C2 2H H5 5OH OH
11、 O O2 2 CHCH3 3COOH COOH H H2 2O O酶酶实验流程实验流程挑选挑选葡萄葡萄冲冲洗洗榨榨汁汁酒精酒精发酵发酵醋酸醋酸发酵发酵果酒果酒果醋果醋二、发酵装置的设计二、发酵装置的设计A同学用带盖的瓶子制同学用带盖的瓶子制葡萄酒，在发酵过程中，葡萄酒，在发酵过程中，每隔每隔12h左右将瓶盖拧左右将瓶盖拧松一次（注意，不是打松一次（注意，不是打开瓶盖），再拧紧。当开瓶盖），再拧紧。当发酵产生酒精后，再将发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱瓶盖打开，盖上一层纱布，进行制醋的发酵。布，进行制醋的发酵。（2 2）此后再将瓶盖拧紧，目的是：）此后再将瓶盖拧紧，目的是：（3 3）当
12、发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，原因是：布，原因是：（1 1）发酵过程中，每隔）发酵过程中，每隔12h12h左右将瓶盖拧左右将瓶盖拧 松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？松一次（注意不是打开瓶盖）为什么？ 酒精发酵过程中产生酒精发酵过程中产生COCO2 2，瓶盖拧松放出，瓶盖拧松放出COCO2 2 防止进入防止进入O O2 2，继续进行酒精发酵，继续进行酒精发酵制造有氧条件，进行醋酸发酵制造有氧条件，进行醋酸发酵（4 4）分析此发酵装置不足之处：分析此发酵装置不足之处：易被杂菌污染易被杂菌污染（2）装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用
13、？）装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？（3）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？连接？（1）为什么发酵瓶中只装入）为什么发酵瓶中只装入2/3的液体？的液体？让酵母菌先进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽氧让酵母菌先进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽氧气后再进行无氧呼吸；同时防止产生的气后再进行无氧呼吸；同时防止产生的CO2造造成发酵液溢出。成发酵液溢出。充气口：充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气；在醋酸发酵时连接充气泵进行充气；排气口：排气口：是在酒精发酵时用来排出是在酒精发酵时用来排出CO2的；的；出料口：出料口：是用来取样是用来取样和
14、排除废料和排除废料的的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是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微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。分析发酵装置：分析发酵装置： 思考：思考： 结合果酒果醋的制作原理，你认为结合果酒果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？应该如何使用这个发酵装置？ 使用该装置制酒时，应该关闭充气口；使用该装置制酒时，应该关闭充气口； 制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。 如果进行大规模生产果酒、果醋时，需要解决哪些如果进行大规模生产果酒、果
15、醋时，需要解决哪些问题？问题？大规模生产果酒、果醋时，需要解决全面考虑，如：大规模生产果酒、果醋时，需要解决全面考虑，如：a: 原料的来源和选择原料的来源和选择b: 菌种的培养菌种的培养c: 发酵设备、发酵条件的自动化控制发酵设备、发酵条件的自动化控制d：严格控制杂菌污染等：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，风味色泽等实际生产中还要考虑沉淀、消毒包装、保存，风味色泽等1 1）对发酵瓶、纱布、榨汁器等）对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒用具进行清洗并消毒。2 2）取葡萄）取葡萄500g500g，用，用清水冲洗清水冲洗葡萄葡萄1 12 2次除去污物。次除去污物
16、。冲冲洗次数不宜太多洗次数不宜太多, ,去除枝梗去除枝梗. .榨汁装入发酵瓶。榨汁装入发酵瓶。实验过程实验过程3 3）将发酵瓶置于适宜的温度（）将发酵瓶置于适宜的温度（18182525）下发酵。下发酵。4 4）简易装置）简易装置2 24 4天排气一次。（拧松瓶盖）天排气一次。（拧松瓶盖）5 5）1010天后，取样检验。（酸性条件下重天后，取样检验。（酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色）铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色）6 6）取果酒的上清液，加入醋酸菌，然后移至）取果酒的上清液，加入醋酸菌，然后移至30303535条件下发酵，适时充气以制备葡萄醋。条件下发酵，适时充气以制备葡萄醋。实验操作实验操
17、作（1 1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用用 消毒。消毒。 （2 2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约约 的空间。的空间。 （3 3）制作）制作葡萄酒葡萄酒时将温度严格控制在时将温度严格控制在 ，时间控制在，时间控制在 d d左右，可通左右，可通过过 对发酵的情况进行及时的监测。对发酵的情况进行及时的监测。 （4 4）制）制葡萄醋葡萄醋的过程中，将温度严格的过程中，将温度严格控制在控制在 ，时间控制在，时间控制在 d d，并注意适时通过，并注意适时通过 充充气。气。操作过程应注意的问题：操作过程应注意的问题：70%70%酒精酒精1/31
18、/318-25 18-25 10-1210-12从出料口取样从出料口取样30-35 30-35 7-87-8充气口充气口【结果分析与评价结果分析与评价】n1 1、由于发酵作用，糖分大部分转变为、由于发酵作用，糖分大部分转变为COCO2 2和乙醇。和乙醇。COCO2 2排出越来越旺盛，使排出越来越旺盛，使发酵液发酵液沸腾，沸腾，COCO2 2从排气口排出从排气口排出，在发酵在发酵1010天后，天后，现象最明显。现象最明显。发酵过程发酵过程产热产热，会使发酵，会使发酵液液温度上升温度上升，但酒精发酵温度应严格控，但酒精发酵温度应严格控制在制在181825 25 ；发酵过程中，色素及其；发酵过程中，
19、色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。他成分逐渐溶解于发酵液中。2 2、设置对照组设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入分别装入1 1和和2 2号发酵瓶中，号发酵瓶中，1 1号加入酵母菌，号加入酵母菌，2 2号不加。比较发酵结果。号不加。比较发酵结果。证明醋酸，则用证明醋酸，则用品尝或品尝或pHpH试纸。试纸。3 3、葡萄酒葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；郁的果实香味；果醋果醋具有琥珀色或棕红色，具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。不涩。（一）果酒的制作是否成功（一）果酒
20、的制作是否成功（一）果酒的制作是否成功（一）果酒的制作是否成功 发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。酒精的存在。酒精的存在。酒精的存在。 （二）果醋的制作是否成功（二）果醋的制作是否成功（二）果醋的制作是否成功（二）果醋的制作是否成功 首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行首先通
21、过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pHpHpHpH作进作进作进作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵一步的鉴定。此外，还可以通过在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。液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。液中是否有醋酸菌，并统计其数
22、量作进一步鉴定。液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。三、课题成果评价三、课题成果评价课题延伸：课题延伸：n如何证明果汁发酵后有酒精产生？如何证明果汁发酵后有酒精产生？ 1、关于酵母菌的叙述，正确的是（、关于酵母菌的叙述，正确的是（ ） A、酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧 B、酵母菌主要的繁殖方式为孢子生殖酵母菌主要的繁殖方式为孢子生殖 C、酵母菌只在酒精发酵中发挥作用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酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存存 A2、下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因、下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是（素的是（ ） A、含糖量高的培养基、含糖量高的培养基 B、温度、温度20 左右左右 C、pH=2.5 D、pH=6C
