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1、生物技术实践,高中生物选修一,专题一 传统发酵技术的应用,课题1 果酒和果醋的制作,发酵是通过微生物的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）。,应用：酿酒、蒸馒头,一.果酒的制作,果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵而制成的酒精饮料，主要包括葡萄酒、苹果酒、梨酒等。葡萄酒的酒精含量为1012。葡萄酒可分为红葡萄酒和白葡萄酒。,红葡萄酒,白葡萄酒,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，被很多日本成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。日本弘前大学农学生命科学部的长田教授指出，果
2、酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的维生素和人体所需的氨基酸。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。长田教授说，果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。,酒精发酵的参与者 酵母菌,同化作用类型：异化作用类型：适宜发酵温度：分类：生殖（主要方式）：,异养型,兼性厌氧型,1825 最适20,出芽生殖,真菌(真核生物),来源,主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,果醋是以水果，包括苹果、山楂、葡萄、柿子、梨、杏
3、、柑橘、猕猴桃、西瓜等，或果品加工下脚料为主要原料，利用现代生物技术酿制而成的一种营养丰富、风味优良的酸味调味品。它兼有水果和食醋的营养保健功能，是集营养、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。科学研究发现，果醋具有多种功能。,喝果醋有益健康 冬季易燥，人们常用室内熏醋的方法预防流感。食醋是人们日常生活中不可缺少的调味品。果醋饮料是养生保健的时尚产品，它特有的养颜抗衰、调节血压、杀菌抗癌、解酒保肝的作用越来越受到消费者青睐。经常喝醋饮料，可以驻颜美容、减肥消食、护肝健胃、软化血管，这正好迎合现代人的健康理念。与通常食醋相比，由水果酿制的果醋不但保持了水果特有的果香，而且酸度适中口感更容易接受。它既
4、是饮料，又具有醋的药效，是一种全新的保健饮品。黄帝内经、本草纲目中有关醋能强身健体的记载有700余处。现代医学和食品专家证明：果醋中有丰富的有机酸，有软化植物纤维和促进糖代谢的功效。它能溶解动物食品中的骨质，促进钙、磷吸收，并能使肌肉中的“疲劳物质”化解；醋还能调节血液中的酸碱平衡，帮助消化，它对改善少儿偏食厌食亦有疗效。,最适温度：,30 0C 35 0C,特性：,好氧细菌,醋酸菌死亡,二.果醋的制作,醋酸发酵参与者醋酸菌,【实验设计】,果酒和果醋的发酵装置示意图,出料口,排气口,充气口,思考讨论,（1）装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？,（2）为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管
5、与瓶身连接？,（3）为什么发酵瓶中只装入2/3的液体？,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。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。,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CO2的；出料口是用来取样的。,既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又防止发酵旺盛时汁液溢出。,1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？,答：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。,2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？,提示：需要从发酵制作的过
6、程进行全面的考虑。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。,3.制葡萄酒时，为什么要将温度控制在1825？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在3035？,答：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为3035，因此要将温度控制在3035。,4.制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？,答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。,建议将实验安排在秋季的9月或10月进行。在这段时间内进行实验，有如下优点：,（1）正值收获季节，葡萄的价格便宜
7、，品种多样；（2）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好；（3）温度适宜，发酵现象非常明显。,实验的具体操作步骤如下：,1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。方法：先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为70%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2.取葡萄500 g，去除腐烂的子粒。用清水冲洗葡萄12遍除去污物(注意不要反复多次冲洗)，去除枝梗3.用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3
8、。,4.将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。5.由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖24次，进行排气。6.10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。,能否用上图装置来制作果醋?,7.当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至3035 的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。,1、如何检测果酒的制作是否成功？,闻一闻有没有酒味尝一尝有没有酒精用显微镜观察酵母菌用重铬酸钾检测是否有酒精,三.结果分析与评价,【课题延伸】,用重铬酸钾检测是否有酒精,【原理】,橙红色,灰绿色,重铬酸钾,重铬酸钾与酒精反应,【实验】,发酵液,对照组,实验组,H2SO4,H2SO4,重铬酸钾,重铬酸钾,酒 精,闻一闻有没有醋味尝一尝有没有醋酸观察菌膜的形成检测和比较醋酸发酵前后的pH值显微镜观察是否有醋酸菌存在,2、如何检测果醋的制作是否成功？,三.结果分析与评价,酵母菌,醋酸菌,1825,无氧,有氧,酒精,3035,
