2019-2020学年高中生物 第三部分 生物技术在食品加工中的应用 实验7 用蒸气蒸馏法从芳香植物

1实验7用蒸气蒸馏法从芳香植物中提取精油(略)实验8果酒及果醋的制作[学考报告]知识内容考试属性考情解读果酒及果醋的制作加试1.制作葡萄酒和其他果酒。2.制作果醋。3.说明葡萄酒和其他果酒以及果醋的制作原理。4.设计并安装简单的生产果酒及生产果醋的装置一、果酒的制作1.原理(1)用到的微生物是酵母菌，它的代谢类型是兼性厌氧型。(2)葡萄酒是酵母菌利用葡萄糖进行酒精发酵(乙醇发酵)的产物。酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵，即将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇的浓度超过16%时，酵母菌就会死亡。2.影响酒精发酵的主要环境条件：温度、氧气和pH。3.实验步骤(1)用葡萄制作葡萄酒操作步骤葡萄清洗榨汁葡萄洗净→高锰酸钾溶液中浸泡5min→冲洗后榨成浆状制备酵母悬液将适量干酵母(每2.5kg葡萄约1g干酵母)加少量温水(小于40℃)在烧杯内调成糊状。为使其迅速发生作用，可加极少量蔗糖，混匀，放置片刻，出现气泡即可2混合密封葡萄浆放入发酵瓶中，装量不超过2/3，然后加入酵母悬液，搅拌均匀，加上一个软木塞，塞内插入弯曲玻璃管发酵发酵瓶放在25～30℃条件下2～3天，当停止出现气泡，表示发酵完毕。若温度偏低，则时间相对延长；若温度高于30℃，需要降温，否则口味不佳过滤、保存用两层纱布滤去葡萄皮和籽，将获得的滤液分装到1～2L的细口瓶中，加盖密封，静置。待沉淀后，上清液即为葡萄酒(2)用果汁制作果酒操作步骤制取果汁苹果(最低不少于0.5kg)切块，榨汁，两层纱布过滤得果汁加入糖和酵母向发酵瓶中先加一定量蔗糖，再倒入果汁，最后倒入酵母悬液，混匀，加盖发酵3天后气泡冒出，10天后剧烈的发酵停止，取出过滤分装；若3天后还没有气泡冒出，必须加入更多酵母，使发酵尽快发生。静置5～6个月，酵母下沉，上清液即为果酒，用虹吸法取出二、用果酒制作果醋1.果醋的制作原理(1)用到的微生物是醋杆菌，它的代谢类型是需氧异养型。(2)醋杆菌在有氧条件下，才能将乙醇氧化成醋酸，醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中的醋酸含量高达13%。32.实验步骤(1)装置连接(如图所示)甲内装入800mL酒—水混合物，铝箔盖住上口，下口插入一直角玻璃管(发酵液出口)；乙瓶为发酵瓶，内填锯末至八分满，下口用一双孔橡胶塞塞紧，其中一个孔插入一直角玻璃管(发酵液出口)，另一个孔再插入一直角玻璃管(内塞脱脂棉，用以过滤空气，另一端升至锯末之上)。(2)醋酸发酵①适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加入200mL酒—水混合物中混匀，pH调至7.0后倒入乙瓶，使锯末均匀湿透。②将水族箱通气泵的出气管与乙瓶上塞棉花的玻璃管相连，通气。③发酵48h，检测pH，若明显显酸性，则进入下一步。④调节甲到乙的流量为每5分钟1滴；乙到丙也同样速度。⑤每天检测pH，等到流出液pH不再减少，或甲瓶液体全部流入乙瓶时，停止实验。1．葡萄或其他果实上常有天然的野生酵母存在，为什么果酒的制作过程中还要接种酵母？提示：本实验为了加速反应，使观察更直接，需要加蔗糖，所以加酵母是为了使酵母酒精发酵占有优势，避免许多霉菌生长，出现异味。2．为什么发酵瓶中的液体不能装满？提示：发酵过程中有气体产生，留有空间可暂时储气，否则液体装满后气体会使液体外溢，损失发酵液，且易引起霉菌污染。3．装水的弯曲玻璃管起什么作用？提示：既可防止氧气进入，又可排除二氧化碳，同时还能防止杂菌污染。4．制酒时必须保证所有用具都是清洁的，为什么？提示：不论是葡萄还是其他水果，对微生物来说都是良好的培养基，特别是霉菌。空气中有很多霉菌孢子、细菌等，如果用具不清洁，就等于向果汁中接种了许多杂菌，它们都可以利用糖繁殖菌体。这样，我们饮用的就不是果酒，而是杂菌的培养液了，轻则会影响我们4的口感，重则影响我们的健康。酵母菌和醋杆菌的基本知识项目酵母菌醋杆菌细胞结构图示生物学分类真核生物原核生物细胞结构细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核续表项目酵母菌醋杆菌生殖方式出芽生殖(无性生殖)和孢子生殖(有性生殖)，在营养充足、条件适宜的环境中，多以出芽方式快速增殖，在低温或干燥环境中形成孢子，进入休眠状态二分裂代谢类型异养、兼性厌氧型，有氧环境和缺氧环境都能生活异养需氧型，严格好氧，进行深层发酵时，即使短时间中断氧气供应，也会导致死亡(1)酵母菌是单细胞真菌，是真核生物，具有典型的细胞结构，抗逆性较强，在缺氧呈酸性的发酵液中酵母菌仍能生活，另外，酵母菌对抗生素也有较强的抗性。(2)醋杆菌是原核生物、异养菌；严格好氧，从不进行厌氧发酵；分布广泛，但不能形成芽孢。1．如图为酵母菌细胞结构模式图，下列与发酵有关的叙述中错误的是()5A．发酵过程中，营养物质可自由通过4结构B．1的形成与细胞核的存在有密切关系C．酒精发酵利用的原理是在有氧条件下，酵母菌进行需氧呼吸D．生产酒精时葡萄糖进入3的方式是主动转运解析：选C。图中4结构为细胞壁，是全透性的，营养物质可自由通过；1是芽体，它的形成是无性生殖的产物，受细胞核的控制；酒精发酵利用的原理是在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵；3是细胞膜，具有选择透性，葡萄糖进出细胞膜的方式是主动转运。2．下列有关醋杆菌的叙述，正确的是()A．醋杆菌为需氧微生物B．醋杆菌在有氧和无氧环境中都能生存C．醋杆菌能形成芽孢D．醋杆菌能将淀粉分解成醋酸解析：选A。醋杆菌是需养型微生物，在无氧环境中不能生存，也不能形成芽孢，醋杆菌能将果糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。果酒和果醋的制作原理1.果酒的制作原理(1)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，酵母菌进行需氧呼吸，大量繁殖。反应式如下：C6H12O6＋6O2＋6H2O――→酶6CO2＋12H2O＋能量(2)在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。反应式如下：C6H12O6――→酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量2.果醋制作的原理(1)醋杆菌是一种好氧细菌，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杆菌在液面大量繁殖形成的。(2)实验表明，醋杆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氧气供应，也会引起醋杆菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋杆菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式如下：6C2H5OH＋O2――→酶CH3COOH＋H2O。醋杆菌的最适生长温度为30℃～35℃。(1)发酵是通过微生物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≠厌氧呼吸。(2)在无氧条件下，酵母菌分解葡萄糖为酒精和二氧化碳，因此制作果酒的原料应含糖类丰富。(3)醋酸发酵是在敞口条件下进行的多菌种混合发酵，醋杆菌最适生长温度为30℃～35℃；最适pH为5.4～6.3，在pH为4.0～4.5时能生长，在pH为7～8时则很少生长，需氧气充足。3.果酒和果醋制作过程中应注意的问题(1)果酒制作装置装水的弯曲玻璃管既可防止氧气进入，又可排出二氧化碳，同时还能防止杂菌污染。(2)葡萄酒呈现深红色的原因是在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。(3)酒精发酵过程中往往“先通气后密封”。“通气”的目的是使酵母菌进行需氧呼吸大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精。(4)酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”，这是因为酵母菌首先进行需氧呼吸产生了水，然后进行厌氧呼吸才产生酒精。酒精是否产生常用酸性的重铬酸钾溶液进行检测，反应后呈灰绿色。(5)葡萄先冲洗后去枝梗的目的是防止杂菌感染；在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是消灭发酵液中的杂菌。(6)在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，也可向发酵液中通入无菌空气。(7)影响醋酸发酵的环境因素还有温度和pH。(8)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“白膜”，这是醋杆菌大量繁殖形成的。1.右图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是()A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从需氧呼吸转变为厌氧呼吸C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D．气体入口与气体出口可以交换使用7解析：选D。酵母菌是兼性厌氧菌，可进行需氧呼吸和厌氧呼吸，通入氧气后，酵母菌进行需氧呼吸，通入其他气体，酵母菌进行厌氧呼吸，故改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响，A正确；果酒发酵中期通入氮气，装置中氧气减少，使酵母菌从需氧呼吸转变为厌氧呼吸，B正确；温度影响酶的活性，则果醋的发酵周期与实验设定的温度有密切关系，C正确；气体入口管通入液面以下，气体出口管在液面以上，不能交换使用，D错误。2．下面是有关食醋制作的实验。请回答：食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。第二步：用________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。第三步：用________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程__________________氧气。解析：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成糊精，最终被水解为葡萄糖，其中，淀粉遇碘变蓝色，糊精遇碘变红色，该过程可用碘液来检验；将葡萄糖转化为乙醇的是酵母菌，乙醇可在醋杆菌的作用下进一步转化为乙酸，前者是厌氧发酵，产生二氧化碳，后者是好氧发酵，需要氧气参与。答案：糊精碘液(KI­I2溶液)酵母发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂醋杆需要消耗一、选择题1.酵母菌是人类应用最早的微生物，与人类关系极为密切。千百年来，酵母菌及其发酵产品大大改善和丰富了人类的生活，下列关于酵母菌的叙述中，错误的是()A．酵母菌是异养生活的真菌，遗传物质的主要载体是染色体B．酵母菌厌氧呼吸时能产生乳酸，不能产生水C．酵母菌在有氧气存在时，能将葡萄糖分解成二氧化碳和水D．酵母菌的厌氧呼吸属于发酵解析：选B。酵母菌是真菌，属于真核生物，遗传物质的主要载体是染色体；酵母菌是兼性厌氧生物，在无氧时能分解葡萄糖为酒精和二氧化碳，有氧时分解葡萄糖为二氧化碳和水；微生物的细胞呼吸也叫发酵。2.果醋的制作原理为()A．醋杆菌将C2H5OH还原为醋酸8B．醋杆菌将C2H5OH氧化成醋酸C．醋杆菌将C2H5OH分解成CO2和醋酸D．醋杆菌能将C2H5OH直接氧化成醋酸，不需生成中间物质乙醛解析：选B。醋杆菌可以将酒精发酵过程中产生的酒精进一步氧化成醋酸。3.在适宜的温度条件下，下面装置中都加入干酵母(内有活酵母菌)，其中能产生酒精的装置是()解析：选A。酒精发酵的条件：①要有葡萄糖、水和酵母菌；②必须在密封的条件下，这两个条件缺一不可，A正确，B、C错误。如果有氧存在，酵母菌能进行需氧呼吸，产生CO2和H2O，不产生酒精，D错误。4.制果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为()A．醋杆菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时需要氧气的参与B．酵母菌进行酒精发酵时需要O2C．通气，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解析：选A。醋杆菌是好氧型细菌，因此醋酸发酵时要适时通过充气口进行充气。5.在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是()A．让发酵装置接受光照B．给发酵装置适时排气C．向发酵装置通入空气D．酵母菌装置放在45℃处解析：选B。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，发酵装置不需要接受光照，发酵时也不能通入空气，一般将发酵温度控制在25～30℃。6