2018学年高中生物浙科版选修一教师用书：第3部分-实验

实验8果酒及果醋的制作一、实验原理1．与酒、醋生产有关的微生物分别是酵母菌和醋杆菌，菌种不同，所产生的酒和醋的风味也不同。

2．葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行酒精发酵的产物，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，相关反应式为C 6H 12O 6―→2CO 2＋2C 2H 5OH 。

3．醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸，醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%，其反应式为C 2H 5OH ＋O 2―→CH 3COOH ＋H 2O 。

二、用葡萄制作葡萄酒1．材料紫葡萄、新鲜酵母或干酵母。

2．步骤(1)冲洗取2.5～5 kg 的成熟紫葡萄↓用水洗净↓↓用清水洗净↓沥去水分，待用将葡萄在高锰酸钾溶液中浸泡的目的是什么？【提示】 消毒。

(2)榨汁 用多功能榨汁机以低速将葡萄打成浆状(也可以用杵和研钵捣烂)。

(3)制作酵母悬液将适量干酵母(2.5 kg 葡萄约用1 g 干酵母)放在一小烧杯中――→加少量温水(＜40℃)使干酵母成为糊状。

(4)装入发酵瓶①装量不要超过2/3。

②瓶上所加的玻璃管最好是弯曲的，否则效果不好。

玻璃管弯曲有什么好处？【提示】 阻止杂菌进入瓶内。

(5)酒精发酵①发酵温度：25～30 ℃。

若温度偏低，则发酵时间相对延长；若温度高于30 ℃，要采取降温措施，否则酒的风味不佳。

②发酵时间：2～3天。

③鉴别发酵完毕的依据：发酵瓶中停止出现气泡。

(6)过滤、分装、保存发酵液(浑浊) 用两层纱布过滤，除去葡萄皮和籽。

同时可以用洗干净的手挤压滤渣以获得尽可能多的葡萄酒↓滤液(仍然浑浊)分装到1～2 L 的细口瓶中，加盖，密封，静置、沉淀 ↓取上清液即为葡萄酒(清澈)为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？【提示】“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厌氧呼吸，产生酒精。

三、用果汁制作果酒用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均的体积分数为8%)，而用果汁制作的果酒，酒精含量较高(体积分数约为15%)、含糖量也较高。

1．制作果酒的材料(1)水果：苹果(最好)、梨、柑橘或其他水果。

(2)新鲜酵母或干酵母。

2．步骤(1)制取果汁苹果切成大块→多功能榨汁机打碎→双层纱布过滤即成果汁。

(2)配料(以1 L为例)向2 L左右发酵瓶中加入约200 g蔗糖→倒入果汁→转动发酵瓶，使蔗糖完全溶解→倒入酵母悬液(约1 g干酵母)，混匀、加盖。

(3)发酵3天后可见到气泡冒出→10天后剧烈的发酵停止→取出果酒过滤和分装。

3．注意事项(1)发酵开始时，由于微生物的有氧呼吸会使瓶内出现负压，该情况不能持续出现3天以上。

(2)若3天后还看不到气泡，必须加更多的酵母，使发酵作用尽快发生。

(3)静置5～6个月后，用虹吸法取出上清液即为果酒。

四、用果酒制果醋1．实验材料果酒和醋化醋杆菌。

2．实验步骤果醋发酵装置中涉及甲、乙、丙三个瓶，把800 mL酒—水混合物倒入甲瓶中，乙瓶为发酵瓶，(将适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加在200 mL酒—水混合物中混匀，并调pH至7.0后倒入，使锯末均匀湿透)。

将水族箱通气泵的出气管与乙瓶连接，进行通气，48 h后每天用pH试纸检查乙瓶中流出液的pH，若显酸性，可调节甲瓶流入乙瓶液体流量为每5分钟1滴，滴入丙瓶的液体也是每5分钟1滴。

每天用pH试纸检测流出液的pH，监控发酵进行的情况，等到流出液pH不再减少，或甲瓶中的液体全部流入乙瓶时，停止实验。

①当氧气、糖源都充足时，醋杆菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式为：C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O②当培养液中酒精的含量超过16%时，酵母菌就会死亡——这正是果酒酒精含量较低的根本原因。

葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________。

(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和________。

注：各发酵瓶的左侧管为充气管，右侧管为排气管(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。

发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。

据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________。

丙同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是_________________。

上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。

(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________。

【思路点拨】酵母菌无氧呼吸可以产生酒精和CO2，是葡萄酒制作过程中发挥作用的微生物。

酵母菌只有在无氧条件下，才能进行无氧呼吸产生酒精；甲装置的充气口始终开放，不能创造瓶内无氧环境，不能用来生产果酒；在有氧条件下，醋杆菌可以利用葡萄糖产生醋酸。

酵母菌在发酵过程中产生的CO2导致乙装置中气压升高，要定期打开排气管进行放气。

丙装置瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，不利于放气；同时导致瓶内氧气过少，不利于发酵前期酵母菌的大量繁殖。

【答案】(1)酵母菌(2)葡萄糖乙醇CO2(3)未夹住发酵瓶的充气管发酵液从充气管流出，发酵液变酸瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口排气时发酵液从排气管流出葡萄醋(或果醋)葡萄酒(或果酒)葡萄酒(或果酒)(4)未及时排气1．下列关于果醋制作的叙述，错误的是()A．果醋的制作需用醋化醋杆菌，醋化醋杆菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通氧气B．醋化醋杆菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50 ℃左右C．醋化醋杆菌能将果酒变成果醋D．当氧气、糖源充足时，醋化醋杆菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸【解析】醋化醋杆菌的最适生长温度为30 ℃～35 ℃。

【答案】 B果酒与果醋制作实验操作提示①材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前应先冲洗，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。

为避免杂菌污染：榨汁机要洗净并晾干，发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。

③葡萄酒发酵过程中，发酵瓶装入葡萄汁后留有大约1/3的空间，目的是先让酵母菌有氧呼吸快速繁殖，消耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO 2造成发酵液的溢出。

“每天喝一点，健康多一点”，这是“宁夏红”率先提出的消费理念，将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来，更增添了品牌的文化魅力和优势。

下图为“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图，据图回答：选料→？→粉碎→灭菌→接种→发酵→？→果酒(1)流程中？处的内容应为________、________。

(2)制作果酒时，温度应该控制在________，果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？____________，说明理由_______________________________________。

(3)果酒制作离不开酵母菌，与醋杆菌相比，酵母菌在结构上的主要特点是____________________________________________________________。

(4)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是________________________________。

(5)若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？______________________________。

(6)果酒制作是否成功，需发酵后用____________来鉴定，在________条件下，该物质与酒精反应呈现____________色。

【思路点拨】(1)由图可知，“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图的？处的内容应为冲洗、过滤。

选料完毕以后必须冲洗，发酵后应该过滤，除去滤渣。

(2)制作果酒时，温度应该控制在25～30 ℃条件下，在酒精发酵旺盛时，醋杆菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸，因为醋杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境(或因醋杆菌需要在有氧且温度是30～35 ℃条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是25～30 ℃)。

(3)与醋杆菌相比，酵母菌是真核生物，所以在结构上的主要特点是有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器。

(4)接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量。

(5)若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好适宜的温度、pH以及通气量。

(6)检验酒精一般用重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应呈现灰绿色。

【答案】(1)冲洗过滤(2)25 ℃～30 ℃不能因醋杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境(或因醋杆菌需要在有氧且温度是30～35 ℃条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是25～30 ℃)(3)有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器(4)在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量(5)适宜的温度、pH、通气量(6)重铬酸钾溶液酸性灰绿2．生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如制作泡菜、果醋、果酒就是生活中常见的例子。

请分析回答下列问题：(1)图示________的发酵装置，其中发挥作用的菌种是______________，酒水混合物应倒入______瓶中，图中________瓶为发酵瓶，乙瓶下口的双孔橡胶塞的另一孔插入一直角玻璃管，管内塞棉花用以________。

(2)在果醋发酵过程中，用一种简单方法证明是否有醋酸生成：________。

(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，则需要修改的地方是________________。

酒精发酵阶段需要的菌种是________。

(4)下列有关酒精发酵和果醋发酵的说法正确的是()A．后者菌种具有成形的细胞核B．前者菌种无具膜细胞器C．两种菌种都具有细胞壁D．两种菌种都对青霉素敏感【答案】(1)果醋醋化醋杆菌甲乙过滤空气(2)pH试纸(3)不需要通入空气酵母菌(4)C1．在酿酒和酿醋的过程中都要涉及各种微生物，在上述两过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别()A．前者有细胞结构，后者没有细胞结构B．前者没有细胞结构，后者有细胞结构C．前者有成形的细胞核，后者没有成形的细胞核D．前者没有成形的细胞核，后者有成形的细胞核【解析】本题考查果酒和果醋发酵的菌种以及真核细胞和原核细胞的区别。