专题一
传统发酵技术的应用 课题 1 果酒和果醋的制作 【学习目标】
1、了解传统发酵技术在日常生活中的应用。
2、掌握发酵作用的基本原理和方法。(重点) 3、学习制作果酒、果醋的实验操作技能。(重点) 4、设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。(难点) 5、关注生产、生活实际,勤于动手,尝试果酒的制作。
一、果酒、果醋制作的原理 发酵技术离不开微生物的作用,果酒制作中需要用到酵母菌,酿造果醋需要用到醋酸菌。
1、果酒的制作原理 (1)菌种:酵母菌 (单细胞真菌)
①代谢类型:异养兼性厌氧型。(代谢类型包括同化类型和异化类型,同化类型包括自养型和异养型,异化类型包括厌氧型,需氧型和兼性厌氧型.) 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,进行出芽生殖,繁殖速度快。
③温度:20℃左右 (2)原理 酵母菌是兼性厌氧型微生物。在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。反应式如下:
①有氧条件下:C 6 H 12 O 6 +6O 2 +66H 2 O→6CO 2 +12H 2 O+能量。
②无氧条件下:C 6 H 12 O 6 →2C 2 H 5 OH+2CO 2 +能量。
在缺氧酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都无法适应这一环境而受到抑制。
(3)果酒制作条件:
①氧气:酵母菌先在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖,然后在无氧条件下进行酒精发酵 产生酒精。(即前期需氧,后期无氧)
②温度:最适繁殖温度为 20 ℃左右,发酵温度一般控制在 18~25℃。
③时间:10-12 天 (4)菌种来源:自然发酵过程中,来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
(5)葡萄酒呈现深红色的原因:在酒精发酵过程中,随着酒精度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。
2、果醋的制作原理 (1)菌种:醋酸菌,又名醋酸杆菌。
①繁殖方式:二分裂。
②代谢类型:异养需氧型。
③温度:30℃-35℃ (2)原理:
①当氧气充足、糖源充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。反应式为:C 6 H 12 O 6 +2O 2 →CH 3 COOH+2CO 2 +2H 2 O ②当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。反应式为:C 2 H 5 OH+O 2→CH 3 COOH+H 2 O
(3)发酵所需条件:
①环境条件:氧气充足。②温度:最适生长温度 30~35℃。
③时间:7-8 天 (4)菌种来源:购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌 (5)变酸的酒表面有菌膜,菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。在溶液内部,由于氧气含量不足,醋酸菌不能大量繁殖,无法形成菌膜。
二、实验设计与操作 1、简易的发酵装置
(1)发酵过程中,每隔 12h 左右将瓶盖拧松一次(注意不是打开瓶盖)排出发酵过程中产生 CO2 ,防止瓶内气压过高引起爆裂。
(2)排气后再将瓶盖拧紧,目的是防止氧气进入,保证无氧环境,继续进行酒精发酵。
(3)当发酵产生酒精后,再将瓶盖打开,盖上一层纱布,目的是制造有氧条件,进行醋酸发酵。
(4)此发酵装置不足之处:易被杂菌污染 2 2 、改良发酵装置
(1)充气口:在果酒发酵时要关闭,在醋酸发酵时要连接充气泵充入无菌空气。
(2)排气口:在果酒发酵中的作用是排出酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳; (3)长而弯曲的胶管:防止空气中微生物的污染 (4)出料口:用来取样,及时监测发酵进行情况
3、实验流程 挑选葡萄 ↓ 冲洗 ↓ 榨汁 ↓ 酒精发酵→果酒 ↓ 醋酸发酵→果醋
3、产物检测 发酵过程中,可通过出料口对发酵的情况进行及时监测。
(1)酒精的检测 原理:酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。也可通过闻气味、品尝进行初步判定。
操作:取样液 2mL+3 滴 3mol/L 的 H 2 SO 4 +3 滴常温下饱和的重铬酸钾溶液,振荡试管,观察颜色变化。
(2)醋酸的检测 通过闻气味、品尝或用 pH 试纸鉴定。
三、教后反思
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