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1、1. 1.发酵发酵: : 一、基础知识一、基础知识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需氧发酵需氧发酵厌氧发酵厌氧发酵酒精发酵酒精发酵乳酸发酵乳酸发酵 自学目标：自学目标： 1.掌握果酒的制作原理（写出反应式）？掌握果酒的制作原理（写出反应式）？ 常用的微生物是什么？常用的微生物是什么？ 2.了解酵母菌的生物学特点（代谢类型，利用物质，最适温度和产了解酵母菌的生物学特点（代谢类型，利用物质，最适温度和产物等物
2、等 ）3.掌握果醋的制作原理（写出反应式）？常用的微生物是什么？掌握果醋的制作原理（写出反应式）？常用的微生物是什么？ 4.了解醋酸菌的生物学特点？与酵母菌的最大区别是什么？了解醋酸菌的生物学特点？与酵母菌的最大区别是什么？ 5. 发酵过程中应注意什么问题？发酵过程中应注意什么问题？（1 1）果酒制作的原理是什么？写出反应方程式。）果酒制作的原理是什么？写出反应方程式。 先将淀粉水解成先将淀粉水解成葡萄糖葡萄糖；再利用酵母菌；再利用酵母菌分解葡萄糖生成丙酮酸，丙酮酸在分解葡萄糖生成丙酮酸，丙酮酸在厌氧厌氧和和微微酸性酸性条件下，转变成条件下，转变成酒精酒精。C6H12O6+6O2+6H2O 6
3、CO2+12H2O+能量能量酶酶C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量能量酶酶2.2.果酒的制作原理果酒的制作原理（2 2）酒精发酵的参与者）酒精发酵的参与者 酵母菌酵母菌代谢类型：代谢类型：适宜发酵温度：适宜发酵温度：分类：分类：生殖（主要方式）：生殖（主要方式）：异养异养兼性厌氧型兼性厌氧型18182525出芽生殖出芽生殖真核生物真核生物厌氧制酒厌氧制酒 18182525，2020左右是左右是最适宜温度最适宜温度。2.pH2.pH值值4.04.05.85.8为最适为最适pHpH，在最低，在最低pH=2.5pH=2.5，最高最高pH=8.0pH=8.0时尚能时尚能生存，但生长极其缓慢
4、而且容生存，但生长极其缓慢而且容易死亡。易死亡。附着在果皮附着在果皮(如如:葡萄皮葡萄皮)上的上的野生型酵母菌野生型酵母菌。传统发酵技术所使用的酵母菌的来源传统发酵技术所使用的酵母菌的来源思考讨论思考讨论（1）葡萄上微生物很多，会不会）葡萄上微生物很多，会不会污染葡萄酒呢？污染葡萄酒呢？（2）红葡萄酒为什么呈）红葡萄酒为什么呈深红色呢？深红色呢？（3）.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“先通先通气后密封气后密封”？“通气通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。吸大量繁殖。“密封密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒吸
5、产生酒精。（4）.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”现象，其原因是什么？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。行无氧呼吸才产生酒精。 若若氧气、糖源氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式：糖分解成醋酸，其反应式：6 若若缺少糖源缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式：将乙醛变为醋酸，其反应式：温度控制在温度控制在30303535为适宜。为适宜。醋酸菌是醋酸菌是好氧好氧细菌，发酵过程中适时向发酵液
6、中充气。细菌，发酵过程中适时向发酵液中充气。有氧制醋有氧制醋生物学生物学分类分类生活生活方式方式适宜适宜温度温度主要生主要生殖方式殖方式主要主要应用应用酵酵母母菌菌真核生真核生物物异养异养兼性兼性厌氧厌氧2020 出芽生出芽生殖殖酿酒、酿酒、发面发面醋醋酸酸菌菌原核生原核生物物异养异养需氧需氧30一一35二分裂二分裂生殖生殖酿醋酿醋 酵母菌、醋酸菌两者的酵母菌、醋酸菌两者的繁殖方式和代谢类型繁殖方式和代谢类型 细胞分裂时，DNA分子附着在细胞膜上并复制为二，然后随着细胞膜的延长，复制而成的两个DNA分子彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞
7、 。思考？思考？醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒醋瓶子、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。二、实验设计二、实验设计 1、实验流程示意图:挑选葡萄挑选葡萄冲洗冲洗榨汁榨汁酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵果酒果酒果醋果醋2 设计发酵装置：根据图设计发酵装置：根据图14a、4b回答回答（1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间）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）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？什么？在发酵过程中产生在发酵过程中产生CO2
8、 ，防止瓶内气压，防止瓶内气压过高引起爆裂。过高引起爆裂。（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？）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。要持续向发酵液中补充氧气。（3）在图）在图14b装置中：装置中：装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？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？充气口的作用是在充气口的作用是在 醋酸醋酸 发酵中补充氧气；发酵中补充氧气；排气口的作用是在发酵中排出排气口的作用是在发酵中排出 CO
9、CO2 2或残余气体或残余气体 ；出料口的作用是便于出料口的作用是便于 取样检查取样检查和和放出发酵液放出发酵液 ；排气口胶管长而弯曲的作用是防止空气中杂菌感染排气口胶管长而弯曲的作用是防止空气中杂菌感染 。暂时存储发酵产生的暂时存储发酵产生的COCO2 2，起到缓冲作用。，起到缓冲作用。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。冲洗次数不宜太多冲洗次数不宜太多, ,去除枝梗去除枝梗. .榨汁装入发酵瓶。榨汁装入发酵瓶。三、发酵操作 3
10、 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，取样检验天后，取样检验。（酸性条件下重铬（酸性条件下重铬酸酸钾与酒精反应呈现灰绿色）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。四、结果分析与评价四、结果分析与评价 1.实验现象：实验现象：实验现象实验现象发酵发酵酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵气味和味道
11、气味和味道酒味酒味酸味酸味气泡和泡沫气泡和泡沫 有气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫无气泡和泡沫发酵液颜色发酵液颜色混浊混浊混浊，液面形成白色菌膜混浊，液面形成白色菌膜2.检验：用用重铬酸钾检测重铬酸钾检测是否有酒精是否有酒精1）【原理原理】橙橙红红色色灰灰绿绿色色重铬酸钾重铬酸钾重铬酸钾与酒精反应重铬酸钾与酒精反应2 2）酒精检定方法）酒精检定方法操作操作试管甲试管甲试管乙试管乙发酵液发酵液2mL蒸馏水蒸馏水2mL3mol/LH2SO43滴滴3滴滴饱和重铬酸钾溶液饱和重铬酸钾溶液3滴滴3滴滴现象现象灰绿色灰绿色橙红橙红 1 1生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是生产果醋用的醋酸菌等细菌都具
12、有的特征是 （ ） A A都是异养生物都是异养生物 B B仅在有水条件下繁殖仅在有水条件下繁殖 C C仅在有氧条件下生长仅在有氧条件下生长 D D生存温度都超过生存温度都超过80 80 B 课堂反馈课堂反馈2 2发酵过程中，不会发酵过程中，不会直接直接引起引起pHpH变化的是（变化的是（ ） A A营养物质的消耗营养物质的消耗 B B微生物呼出的微生物呼出的COCO2 2 C C微生物细胞数目的增加微生物细胞数目的增加 D D次级代谢产物的积累次级代谢产物的积累 C3 3、在酿酒和酿醋的过程中都要涉及到各种微生物，在、在酿酒和酿醋的过程中都要涉及到各种微生物，在上述两程中所涉及到的生物在结构上
13、有什么本质区别？上述两程中所涉及到的生物在结构上有什么本质区别？（ ） A A、前者有细胞结构，后者没有细胞结构、前者有细胞结构，后者没有细胞结构 B B、前者没有细胞结构，后者有细胞结构、前者没有细胞结构，后者有细胞结构 C C、前者有成形细胞核，后者没有成形细胞核、前者有成形细胞核，后者没有成形细胞核 D D、前者没有成形细胞核，后者有成形细胞核、前者没有成形细胞核，后者有成形细胞核C4 4、某同学用带盖的瓶子制葡萄酒（如图）、某同学用带盖的瓶子制葡萄酒（如图）（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）当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，）当发酵产生酒
14、精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，原因是原因是（4 4）分析此发酵装置不足之处）分析此发酵装置不足之处（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OO2 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，进行醋酸发酵易被杂菌污染易被杂菌污染方程式为方程式为: :C C2 2H H5 5OH+OOH+O2 2 CH CH3 3COOH+HCOOH+H2 2OO酶酶 下图表示大气中氧的浓度对酵母菌细胞内CO2产生的影响，请据图回答。（1）A点表示酵母菌组织释放的CO2较多，这些CO2是 的产物。（2）由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是 。（3）由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是 。（4）为了有利于减少有机物的消耗，氧气浓度应调节到图中的那一点所对应的浓度 。采取这一措施的理由是 。 （5）写出酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式：_ 。