果酒及果醋的制作

制作人:吴云云你知道酒的典故吗?葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。•名酒•在中华民族悠久的历史长河中，很多事物都走在世界前列，酒也一样，有着它本身的光辉篇章。•在酒的记载中，有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中，一段时间后，就有特殊香味的液体流出，这就是最早的果酒。•果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低，一般为5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。酿酒设备知识与技能：•(1)、要知道果酒、果醋制作所需的菌种，果酒、果醋制作的原理，会写反应式；•（2）、根据果酒制作的原理设计果酒制作过程，体验制果酒的实践操作；•（3）、在对果酒制作结果进行分析与评价环节，培养学生实验分析能力和严谨的思维能力。请阅读课本,回答问题•（1）果酒的制作需要什么微生物？•（2）酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落？•（3）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？•（4）酵母菌的适宜温度是多少？•（5）为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？•（6）什么叫发酵？发酵等同于无氧呼吸吗？酵母菌有何实际应用？•酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为1~30um，呈圆形、椭圆形等。•思考：你认为酵母菌的•细胞中有哪些结构？你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别？繁殖方式•酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。生存的环境•自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，（有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。）一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。思考：•在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？•在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌能生长繁殖，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。•其他微生物与酵母菌的关系是什么？竞争关系酵母菌的代谢类型及其呼吸过程•酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型生物。•果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，反应式如下：酶C6H1206+6H20+6O2→6CO2+6H20+能量•在无氧条件下，反应式如下：酶C6H12O6→2C2H5OH+2C02+能量思考：•在发酵过程中，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？•如果要获得酒精呢？为什么？温度要求•繁殖的最适温度：20℃；•酒精发酵的温度范围：18~25℃。•思考：•你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗？•酵母菌有不同的最适温度说明了什么？温度对发酵的影响•酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少损耗，必须控制好发酵温度。发酵•发酵概念：广义：是通过微生物的培养来大量生产微生物菌体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）。•狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。•所以：发酵≠无氧呼吸。应用：•酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。菌种来源：•成熟的葡萄上本身就含有大量的酵母菌，放久的葡萄有酒味就是这个道理。•也可以适当接种食品发酵的酵母菌。•（在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质也可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌，例如：干酵母或酒药）果醋制作的原理阅读课本，思考以下问题：•（1）醋酸菌的形态？细胞结构？•（2）醋酸菌的代谢类型？•（3）醋酸菌的最适生长温度为多少？•（4）醋酸菌有哪些方面的实际应用？•（5）果醋的制作原理？1)、醋酸菌形态、结构、代谢类型从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，不形成芽孢，属原核生物，以分裂方式繁殖，新陈代谢类型为异养需氧型。（醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是什么？）3)、应用：•食醋、果醋4）、果醋制作的原理•醋酸菌是—种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分分解成醋酸；酶C6H12O6→3CH3COOH（醋酸）•当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。酶2C2H5OH+O2→2CH3CHO（乙醛）+2H2O酶2CH3CHO+O2→2CH3COO（醋酸)•根据这个原理，我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的？•提示：从以下三个方面考虑：选材、设计实验装置、实验设计•果酒和果醋实验流程示意图•操作过程•挑选葡萄、冲洗、榨汁、酒精发酵（果酒）、醋酸发酵（果醋）。流程阅读教材3-4页，对实验装置进行讨论：•A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。（来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌）•B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、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？•充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。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。实验操作•(1)材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。①、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。②、用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，为什么？）•(2)灭菌讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？•（需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。）•①榨汁机要清洗干净，并晾干。•②发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。(3)榨汁•将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。(4)发酵•①将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约•1／3的空间(如图右图所示)，并封闭、、、充气口。•②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。•③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。结果分析与评价•1．由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为CＯ2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18℃～25℃，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。•2．设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1／3空间，A组加入酵母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。•3．制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。课堂练习1、利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是()A．玉米粉和有氧Ｂ．大豆粉和有氧C．玉米粉和无氧Ｄ．大豆粉和无氧•讲解：酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和水，不产生酒精。大豆粉主要含蛋白质，用作酿酒不合适，原因有二：一是酵母含有更多的直接把糖类转化为酒精的酶类，发酵快，而蛋白质转化复杂，并产生含氮副产物，对酵母茵生命活动不利；二是成本高。•答案：•C•2、严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括()A．温度控制B．溶氧控制C．pH控制D．酶的控制•讲解：通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。酶是自身调节物质，不属于发酵条件。•答案：•D•3、生产用菌种的来源主要是()①自然环境②收集菌株筛选③购置生产用菌种④培养基Ａ．①②④Ｂ．①③④C．②③④Ｄ．①②③•讲解：工业微生物所用菌种的4g$-来源是自然环境，筛选分离发酵产品所需的菌株，经培育改良后可能成为菌种。如果已知所需发酵产品的产生种名，则尽量多地收集该种菌的不同菌株，并筛选。一般都是购置专用菌种或向单位购买产量高的菌种。•答案：D•4、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是()①需氧型②厌氧型③兼性厌氧型A．①②①③Ｂ．③②①①C．③②①②Ｄ．②②③①•讲解：酵母茵在有氧时进行有氧呼吸，在无氧时进行无氧呼吸；乳酸菌为严格厌•氧菌；醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌为严格好氧菌。•答案：B•5下列叙述能够防止发酵液被污染的是()Ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干Ｂ．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70％的酒精消毒C．装入葡萄汁后，封闭充气口Ｄ．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接•讲解：发酵工程中所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能)混入其他微生物(称杂菌)，一旦污染杂菌，将导致产量大大下降，甚至得不到产品。榨油机清洗，并晾干，发酵瓶清洗，并用70％酒精消毒，防止器材上的菌种进入发酵液；装入葡萄汁，封闭充气口，防止空气中的菌种进入，发酵装置的排气O2通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，阻挡外面空气中的菌种进入发酵液。•答案：•ABCD•6、关于酵母菌的叙述，错误的是()A．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧B．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖C．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存•方法指导：酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢予生殖，在条件好时进行出芽生殖，条件恶劣时进行孢子生殖，但多以出芽生殖方式进行无性生殖。酵母菌在酱油酿造、醋酸发酵、酒精发酵等过程中发挥作用。在含青霉素的培养基中能选择出酵母酋和霉菌。•答案：BCD