高中生物选修一学案：1.1 果酒和果醋的制作

[目标导航] 1.能从酵母菌、醋酸菌的菌种特性、来源和代谢类型等角度说明果酒和果醋的制作原理。

2.能简述果酒和果醋制作的流程，自行设计果酒和果醋的制作装置，制作果酒和果醋。

一、果酒制作的原理1．菌种：酵母菌。

其代谢类型为异养兼性厌氧型。

2．制酒原理：在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵产生酒精。

反应式为：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2。

3．影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH 。

(1)酵母菌生长的最适温度是20__℃左右；酒精发酵一般将温度控制在18～25__℃。

(2)酒精发酵过程中，要保持无氧、酸性环境。

4．菌种来源：在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄果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，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。

二、果醋制作的原理1．菌种：醋酸菌。

其代谢类型是异养需氧型。

2．原理：醋酸菌可以在两种条件下生成醋酸(1)当糖源和氧气都充足时，醋酸菌可以将葡萄汁中的糖(葡萄糖)分解成醋酸。

(2)当缺少糖源时，醋酸菌可以将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式为C 2H 5OH ＋O 2――→酶CH 3COOH ＋H 2O 。

3．温度要求：醋酸菌的最适生长温度是30～35__℃。

三、果酒和果醋制作的实验设计1．请完善实验流程。

挑选葡萄―→冲洗―→榨汁―→酒精发酵―→醋酸发酵↓↓果酒果醋2．简易发酵装置：请填写发酵装置中几个部件的作用，并对照教材P4图1－4b指出该装置的错误之处。

甲：通入无菌空气(氧气)，乙：排出CO2，丙：取样检查和放出发酵液。

错误之处：瓶内的充气管短于排气管。

四、操作提示1．选择的葡萄要新鲜，榨汁前先将葡萄进行冲洗并除去枝梗。

2．发酵瓶要用体积分数为70%的酒精消毒，或者用洗洁精洗涤，装入葡萄汁后要保留大约1/3的空间。

3．果酒发酵的时间一般控制在10～12__d左右，果醋发酵的时间一般控制在7～8__d左右。

请指出下图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当。

[答案]发酵瓶中的发酵液装得太满(超过了1/3，且淹没排气口的一端)。

五、结果与分析1．可通过嗅闻、观察和品尝初步鉴定(可能的结果如下)项目酒精发酵醋酸发酵气味和味道酒味酸味气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫发酵液状态浑浊浑浊，液面形成白色菌膜2.进一步鉴定(1)酒精发酵的结果检测。

①检测试剂：重铬酸钾。

②检测条件：酸性条件。

③实验现象：呈现灰绿色。

(2)醋酸发酵的结果检测：可通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。

判断正误：(1)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精()(2)各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒()(3)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气()(4)只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵()(5)果酒发酵的温度一般控制在30～35 ℃，果醋发酵的温度一般控制在18～25 ℃()(6)在果酒和果醋的制作过程中，简易装置中的充气口、排气口都要打开() [答案](1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×一、果酒和果醋的制作原理及条件项目制作果酒制作果醋菌种酵母菌醋酸菌菌种特点单细胞、真核生物，多以出芽方式进行无性生殖单细胞、原核生物，二分裂生殖代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型菌种来源传统发酵过程中，主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌可以到菌种保藏中心购买，也可从食醋中分离制作原理①在有氧条件下：C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O②在无氧条件下：C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2①当氧气、糖源都充足时：C6H12O6＋2O2――→酶2CH3COOH＋2CO2＋2H2O②当缺少糖源时：C2H5OH＋O2――→酶CH3COOH＋H2O1．在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？[答案]通气的目的是：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；密封的目的是：使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。

2．酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？[答案]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。

3．酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区别是什么？[答案]酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物，真核细胞中有以核膜为界限的细胞核而原核细胞没有。

4．醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件，请说明原因。

[答案]醋酸菌是好氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。

5．为什么果酒搁置时间过久会有酸味？[答案]醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，所以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢而产生醋酸。

1．下列关于果醋制作的叙述，错误的是()A．制作果醋需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通入氧气B．醋酸菌是一种嗜温菌，对温度要求较高，一般在50 ℃左右C．醋酸菌能将果酒变成果醋D．当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸[问题导析](1)果酒制作需要的菌种是酵母菌，且在产生酒精的阶段要保持无氧状态。

(2)由于醋酸菌是好氧型微生物，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气。

(3)醋酸菌在糖源和氧气充足的条件下，可以将葡萄糖分解产生果醋。

[答案] B[解析]醋酸菌是好氧菌，所以在发酵过程中需要适时通入氧气。

醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。

当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

[一题多变]根据酵母菌和醋酸菌的代谢特点，分析它们在代谢过程中吸收和释放的气体。

[答案]酵母菌属于兼性厌氧型微生物，在有氧呼吸过程中需要氧气，在无氧呼吸过程中不需要氧气，但都能产生二氧化碳；醋酸菌属于好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气，糖源充足时产生二氧化碳，缺少糖源时不产生二氧化碳。

二、果酒、果醋的制作流程1．具体操作步骤与条件控制pH等前后的pH进一步鉴定等2.果酒和果醋的实验流程归纳3．用重铬酸钾来检测酒精时对照实验的设置根据对照实验的原则，在单一变量的前提下，用重铬酸钾检测发酵液中生成酒精的方法：对照组试管中加入2 mL白酒，实验组分别加入2 mL发酵前和发酵后的果汁，再分别向三支试管中加入物质的量浓度为3 mol/L的H2SO4溶液3滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察。

1．为什么冲洗葡萄的次数不能过多？[答案]以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。

2．葡萄汁充入发酵瓶后，为什么不能超过发酵瓶总体积2/3?[答案]因为有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气，保留1/3的体积(空气)可以为酵母菌提供氧气，还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。

3．以下图中的装置进行果酒和果醋制作时，分别如何控制充气口和排气口？为什么？[答案]制作果酒时，由于在有氧呼吸阶段可以利用装置中的氧气，所以要关闭充气口；酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生二氧化碳，所以要始终将排气口打开，以排出二氧化碳和被利用了氧气之后的残余空气。

而醋酸菌属于好氧菌，所以在果醋制作过程中充气口和排气口都要打开。

4．排气口胶管长而弯曲，有何作用？[答案]防止空气中杂菌污染。

2．下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。

下列相关叙述中，错误的是()A．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵B．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败C．图2中的装置中排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染D．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开[问题导析](1)根据图1中的发酵产物可以判断酒精发酵之后的过程为果醋发酵。

(2)果酒自然发酵中所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面。

(3)果酒的发酵过程分为有氧呼吸阶段和无氧呼吸阶段，两个阶段都产生二氧化碳(气体)；果醋发酵过程中始终需要氧气，充气口、排气口都要打开。

(4)图2中的排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染。

[答案] A[解析]图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A错误；个人用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉酵母菌，B正确；图2中的排气管长而弯曲的目的是防止杂菌污染，C正确；由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于需氧菌，所以要始终将充气口和排气口打开，D正确。

[一题多变](1)图1中的操作流程中，如果果酒发酵完毕，需要改变什么条件后才能继续进行果醋发酵？[答案]一是温度，果酒发酵的适宜温度是18～25 ℃，而果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃；二是气体的控制，果酒发酵过程中充气口关闭，但果醋发酵过程中要打开充气口。

(2)图2中出料口的作用是什么？如何检验有无酒精的产生？[答案]出料口的作用是用来取样，检测有无酒精或醋酸的产生。

检验酒精的方法是在酸性条件下在样液中加入重铬酸钾溶液，如果溶液变为灰绿色，则说明有酒精产生。

果酒制作⎩⎪⎨⎪⎧菌种：酵母菌原理：①有氧条件进行大量繁殖反应式：C 6H 12O 6＋6O 2―→6CO 2＋6H 2O ②无氧条件进行酒精发酵反应式：C 6H 12O 6―→2C 2H 5OH ＋2CO 2果醋制作⎩⎨⎧菌种：醋酸菌原理：①氧气、糖源充足，把糖分解为醋酸②糖源不充足，将乙醇转变为乙醛，再转变 为醋酸1．关于“果酒、果醋的制作”实验，下列叙述错误的是( )A ．一般含糖量较高的水果可用来制作果酒B ．适当加大接种量可以提高发酵速度，抑制杂菌生长繁殖C ．醋酸菌是嗜温菌，所以果醋发酵所需的最适温度较高D ．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵[答案] D[解析] 酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖产生酒精，含糖量高的原料利于制作果酒；适当增加接种量可以提高发酵速度，抑制杂菌生长；醋酸菌为嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃；生产果酒、果醋时，先隔绝空气进行果酒发酵，然后通气进行果醋发酵。

2．在酿制果醋的过程中，下列相关说法正确的是( )A ．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后密封B ．在发酵过程中，温度控制在18～25 ℃，发酵效果最好C ．当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸而酿制成果醋D ．醋酸菌对氧气特别敏感，但仅在深层发酵时缺氧影响代谢活动[答案] C[解析]果醋制作利用醋酸菌发酵，它属于需氧型细菌，所以要始终通入氧气，A 错误；果醋制作的适宜温度是30～35 ℃，B错误；糖源和O2充足时醋酸菌可将糖分解为醋酸，C正确；当缺少糖源时可将乙醇氧化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。