1、 選修一選修一主要內容主要內容6個專題個專題傳統發酵技術的應用傳統發酵技術的應用植物的組織培養技術植物的組織培養技術酶的研究與應用酶的研究與應用DNADNA和蛋白質技術和蛋白質技術植物有效成分的提取植物有效成分的提取微生物的培養與應用微生物的培養與應用葡萄美酒夜光杯，葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場君莫笑，醉臥沙場君莫笑，古來征戰幾人回。古來征戰幾人回。 遠古人類發現，吃剩的米粥數日后變遠古人類發現，吃剩的米粥數日后變成了醇香可口的飲料成了醇香可口的飲料人類最早發明的酒人類最早發明的酒發酵發酵: :利用利用微生物微生物在在有氧或無氧條件有氧或無氧條件下的生命活下的生命活

2、動來制備動來制備微生物菌體微生物菌體及及各種不同代謝產物各種不同代謝產物的過程的過程. .發酵類型：發酵類型：據氧氣需求情況據氧氣需求情況據發酵生成產物據發酵生成產物需氧發酵需氧發酵厭氧發酵厭氧發酵酒精發酵酒精發酵乳酸發酵乳酸發酵什么叫發酵？發酵等同于無氧呼吸嗎？什么叫發酵？發酵等同于無氧呼吸嗎？（厭氧發酵）（厭氧發酵）葡萄酒葡萄酒果醋果醋 人們利用微生物發酵水果制作果酒、果醋人們利用微生物發酵水果制作果酒、果醋的歷史源遠流長。的歷史源遠流長。葡萄美酒夜光杯欲飲琵琶馬上催君若問酒何處來此功當屬酵母菌一、基礎知識一、基礎知識1 1、果酒制作的原理、果酒制作的原理酵母菌是最早被人類應用的微生物。酵

3、母菌是最早被人類應用的微生物。酵母菌是兼性厭氧微生物，目前已知有酵母菌是兼性厭氧微生物，目前已知有1000多種。多種。酵母菌的繁殖方式主要為無性生殖（出芽生殖、分酵母菌的繁殖方式主要為無性生殖（出芽生殖、分裂生殖、孢子生殖），又多以出芽方式進行。裂生殖、孢子生殖），又多以出芽方式進行。酵母菌分布在含糖較高的偏酸環境中，如水果等。酵母菌分布在含糖較高的偏酸環境中，如水果等。酵母菌酵母菌 有氧氣環境中，酵母菌進行有氧呼吸，將葡有氧氣環境中，酵母菌進行有氧呼吸，將葡萄糖轉化為水和二氧化碳。萄糖轉化為水和二氧化碳。（1）酵母菌的兼性厭氧生活方式）酵母菌的兼性厭氧生活方式 我們吃的饅頭、面包都是酵母菌在

4、有氧我們吃的饅頭、面包都是酵母菌在有氧氣的環境下產生的膨脹。氣的環境下產生的膨脹。 C6H12O6+6O26CO2+6H2O 在無氧條件下，酵母菌進行酒精發酵，在無氧條件下，酵母菌進行酒精發酵，通過將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇來獲取通過將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇來獲取能量。能量。C6H12O62C2H5OH+2CO2（2）酵母菌發酵最適溫度）酵母菌發酵最適溫度 溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。在一定的溫度范圍內，隨著溫度的增加，酵在一定的溫度范圍內，隨著溫度的增加，酵母的發酵速度增加，產氣量也增加母的發酵速度增加，產氣量也增加 。酵母菌酵母菌繁殖繁殖的最適

5、合溫度為的最適合溫度為20左右。左右。酵母菌酵母菌發酵發酵的溫度一般控制在的溫度一般控制在18-25。酵母菌發酵酵母菌發酵需要的其他適宜條件：需要的其他適宜條件：2）酒精發酵過程中，要保持）酒精發酵過程中，要保持無氧、酸性環境無氧、酸性環境。自然發酵過程中，來源于附著在葡萄皮上自然發酵過程中，來源于附著在葡萄皮上的的野生型酵母菌野生型酵母菌，（3）酵母菌的來源）酵母菌的來源俗語常說“一壇子好酒讓你給弄酸了”。其中蘊含什么生物學原理呢？2 2、果醋制作的原理、果醋制作的原理（1）果酒如何變成果醋？）果酒如何變成果醋？ 醋酸菌是一種好氧型細菌，醋酸菌是一種好氧型細菌，屬屬原核原核細胞細胞,在在有氧

6、條件下才能進行旺盛的代謝活動。葡萄汁中有氧條件下才能進行旺盛的代謝活動。葡萄汁中的糖，是醋酸菌重要的碳源和能源。的糖，是醋酸菌重要的碳源和能源。醋酸菌醋酸菌 有氧條件下，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成有氧條件下，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；在葡萄酒中缺少糖源的情況下，酒精便是醋酸；在葡萄酒中缺少糖源的情況下，酒精便是醋酸菌的碳源和能源，他將乙醇變成乙醛，再變醋酸菌的碳源和能源，他將乙醇變成乙醛，再變成醋酸。成醋酸。 若氧氣、糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分若氧氣、糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反應式：解成醋酸，其反應式： C6H12O6 3CH3COOH 若缺少糖源，醋酸菌將

7、乙醇變為乙醛，再將乙醛若缺少糖源，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸，其反應式：變為醋酸，其反應式： 2C2H5OH+O2 2CH3CHO(乙醛乙醛)+2H2O 2CH3CHO+O2 2CH3COOH(醋酸醋酸)酶酶酶酶酶酶（2）果醋制作時應給予怎樣的條件控制？）果醋制作時應給予怎樣的條件控制？溫度：溫度：30 - 35空氣：充足的氧氣空氣：充足的氧氣PH：5.46.3時間：時間：7 - 8天天（3）制作果醋的醋酸菌主要來源于哪里？）制作果醋的醋酸菌主要來源于哪里？ 醋酸菌可以直接購買或者用選擇醋酸菌可以直接購買或者用選擇性培養基培養。性培養基培養。酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌生物類型生物類型

8、需氧情況需氧情況適宜溫度適宜溫度酵母菌與醋酸菌的比較酵母菌與醋酸菌的比較單細胞真菌單細胞真菌細菌細菌兼性厭氧型兼性厭氧型需氧型需氧型1825182530353035二、實驗設計二、實驗設計挑選葡萄挑選葡萄沖洗沖洗榨汁榨汁酒精發酵酒精發酵醋酸發酵醋酸發酵果醋果醋果酒果酒果酒和果醋的實驗流程示意圖果酒和果醋的實驗流程示意圖以制作葡萄酒和葡萄醋為例：以制作葡萄酒和葡萄醋為例：2、實驗操作、實驗操作 (1)材料的選擇與處理材料的選擇與處理 (2)滅菌滅菌 (3)榨汁榨汁 (4)發酵發酵 新鮮新鮮不能反復多次沖洗不能反復多次沖洗先沖洗再去枝梗先沖洗再去枝梗避免將果核壓破避免將果核壓破發酵瓶要留發酵瓶要留

9、1/31/3的空間的空間嚴格控制溫度：果酒嚴格控制溫度：果酒18-25（10-12天）；天）； 果醋果醋30-35（7-8天）天） 1. 實驗室制作果酒、果醋的基本裝置是什么？實驗室制作果酒、果醋的基本裝置是什么？用帶蓋的瓶子用帶蓋的瓶子制葡萄酒制葡萄酒果酒和果醋果酒和果醋的發酵裝置的發酵裝置 出料口出料口排氣口排氣口充氣口充氣口2. 排氣口、充氣口、出料口各有什么作用？排氣口、充氣口、出料口各有什么作用？ 排氣口是在酒精發酵時用來排出二氧排氣口是在酒精發酵時用來排出二氧化碳的；化碳的； 充氣口是在醋酸發酵時連接充氣泵進充氣口是在醋酸發酵時連接充氣泵進行充氣的；行充氣的； 出料口是用來取樣的。

10、出料口是用來取樣的。 3. 為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？管與瓶身連接？ 排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中的微生物污染。連接，其目的是防止空氣中的微生物污染。 4. 結合果酒果醋的制作原理，你認為應該結合果酒果醋的制作原理，你認為應該如何使用這個發酵裝置？如何使用這個發酵裝置？ 使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口； 制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。三、操作提示三、操作提示1、材料的選擇與處理、材料的選擇與

11、處理 應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。的機會。你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？2、防治發酵液被污染、防治發酵液被污染你認為應該從哪些方面防治發酵液被污染？你認為應該從哪些方面防治發酵液被污染？ 榨汁機、發酵瓶要清洗干凈，并晾干；榨汁機、發酵瓶要清洗干凈，并晾干； 每每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋。次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋。3、控制好發酵條件、控制好發酵條件 制葡萄酒時，為什么要將溫度控制在制葡萄酒時，為什么要將溫

12、度控制在18-25？制葡萄醋時，為什么要將溫度控？制葡萄醋時，為什么要將溫度控制在制在30-35 ？ 溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。20 左右最適合酵母菌繁殖，因此需要將溫左右最適合酵母菌繁殖，因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是適度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是適溫菌，最適生長溫度為溫菌，最適生長溫度為30-35 ，因此要將，因此要將溫度控制在溫度控制在30-35。制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？ 醋酸菌是好氧菌，在將酒精變為醋酸時需要醋酸菌是好氧菌，在將酒精變為醋酸時需要氧的參與，因此要適時

13、向發酵液中充氣。氧的參與，因此要適時向發酵液中充氣。四、結果分析與評價：四、結果分析與評價：1 1、由于發酵作用，糖分大部分轉變為、由于發酵作用，糖分大部分轉變為COCO2 2和和乙醇。乙醇。COCO2 2排出越來越旺盛，使發酵液沸騰，排出越來越旺盛，使發酵液沸騰，COCO2 2從排氣口排出，在發酵從排氣口排出，在發酵1010天后，現象最天后，現象最明顯。發酵過程產熱，會使發酵液溫度上明顯。發酵過程產熱，會使發酵液溫度上升，但酒精發酵溫度應嚴格控制在升，但酒精發酵溫度應嚴格控制在1825 1825 ；發酵過程中，色素及其他成分逐漸溶；發酵過程中，色素及其他成分逐漸溶解于發酵液中。解于發酵液中。

14、2 2、設置對照組，將葡萄汁進行高壓滅菌，、設置對照組，將葡萄汁進行高壓滅菌，分別裝入分別裝入1 1和和2 2號發酵瓶中，號發酵瓶中，1 1號加入酵母號加入酵母菌，菌，2 2號不加。比較發酵結果。證明醋酸，號不加。比較發酵結果。證明醋酸，則用品嘗或則用品嘗或pHpH試紙。試紙。3 3、葡萄酒色澤鮮艷、爽口、柔和、有濃、葡萄酒色澤鮮艷、爽口、柔和、有濃郁的果實香味；果醋具有琥珀色或棕紅郁的果實香味；果醋具有琥珀色或棕紅色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。甜味，不澀。四、結果分析與評價四、結果分析與評價1、果酒的制作是否成功、果酒的制作是否成功 發酵后取

15、樣，通過嗅味和品嘗進行初步鑒定。發酵后取樣，通過嗅味和品嘗進行初步鑒定。 用顯微鏡觀察酵母菌，并用重鉻酸鉀檢用顯微鏡觀察酵母菌，并用重鉻酸鉀檢測酒精的存在與否。測酒精的存在與否。2、果醋的制作是否成功、果醋的制作是否成功 通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進行初步鑒定。進行初步鑒定。 檢測和比較醋酸發酵前后的檢測和比較醋酸發酵前后的pH值。值。 在顯微鏡下觀察發酵液中是否有醋酸菌，在顯微鏡下觀察發酵液中是否有醋酸菌，并統計其數量作進一步鑒定。并統計其數量作進一步鑒定。思考思考1為什么在酒精發酵過程中往往為什么在酒精發酵過程中往往“先通氣后密先通氣后密封封”？思考思考2

16、酒精發酵過程中發生酒精發酵過程中發生“先來水后來酒先來水后來酒”現象現象， 其原因是什么？其原因是什么？“通氣通氣”的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖 。“密封密封”的目的是使酵母菌進行無氧呼吸產生酒精的目的是使酵母菌進行無氧呼吸產生酒精 。酵母菌首先進行有氧呼吸產生了水，然后進行無酵母菌首先進行有氧呼吸產生了水，然后進行無氧呼吸才產生酒精。氧呼吸才產生酒精。五、課題延伸五、課題延伸重鉻酸鉀法檢測發酵液中的酒精重鉻酸鉀法檢測發酵液中的酒精重鉻酸鉀重鉻酸鉀酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應成灰綠色反應成灰綠色果醋的生產制作過程果醋的生產

17、制作過程六、相關鏈接六、相關鏈接清洗清洗蒸煮蒸煮榨汁榨汁發酵發酵過濾滅菌過濾滅菌去除果皮、果核、腐爛部分與雜質去除果皮、果核、腐爛部分與雜質調整濃度調整濃度糖化糖化蒸汽間接加熱至蒸汽間接加熱至80，趁熱灌裝，趁熱灌裝提高果酒、果醋品質的方法提高果酒、果醋品質的方法1. 直接在果汁中加入人工培養的酵母菌直接在果汁中加入人工培養的酵母菌2. 直接在果酒中加入醋酸菌直接在果酒中加入醋酸菌 通過分離葡萄表面附著的酵母菌，獲通過分離葡萄表面附著的酵母菌，獲得純凈的菌種。得純凈的菌種。 購買當地生產食醋的工廠或菌種保藏購買當地生產食醋的工廠或菌種保藏中心的醋酸菌菌種；或者嘗試從食醋中分中心的醋酸菌菌種；或

18、者嘗試從食醋中分離醋酸菌。離醋酸菌。果果酒酒和和果果醋醋的的制制作作基基礎礎知知識識實驗設計實驗設計結果分析與評價結果分析與評價果酒果酒制作制作酵母菌的來源：酵母菌的來源：表皮附著的酵母菌表皮附著的酵母菌菌種來源菌種來源果醋果醋制作制作溫度：溫度：3035時間：時間：7-8天天空氣：充足的氧氣空氣：充足的氧氣條件條件酵母菌的酵母菌的生活方式生活方式好氧條件產生好氧條件產生CO2、H2O厭氧條件產生厭氧條件產生C2H5OH、CO2酵母菌發酵的溫度一般控制在酵母菌發酵的溫度一般控制在18-25醋酸菌醋酸菌C2H5OHCH3COOH直接購買或者用選擇性培養基培養直接購買或者用選擇性培養基培養挑選葡萄

19、挑選葡萄 沖洗沖洗 榨汁榨汁 酒精發酵酒精發酵醋酸發酵醋酸發酵果醋果醋果酒果酒課堂小結課堂小結（4.05.84.05.8）（5.46.35.46.3）聯系聯系酒精發酵為醋酸發酵提供酒精發酵為醋酸發酵提供 。 酒精（原料）酒精（原料）1、下列條件不是酵母菌快速生長繁殖因、下列條件不是酵母菌快速生長繁殖因素的是（素的是（ ） A.含糖量高的培養基含糖量高的培養基 B.溫度溫度20 左右左右 C.pH=2.5 D.pH=5課堂反饋課堂反饋2 2、利用酵母菌釀酒時，從開始便持續向發、利用酵母菌釀酒時，從開始便持續向發酵罐內通入氧氣，結果是（）酵罐內通入氧氣，結果是（）A.A.酵母菌大量死亡，酒精減產酵

20、母菌大量死亡，酒精減產 B.B.酵母菌數量不變，酒精產量不變酵母菌數量不變，酒精產量不變C.C.酵母菌數量增多，酒精減產酵母菌數量增多，酒精減產 D.D.酵母菌數量增多，不產生酒精酵母菌數量增多，不產生酒精3 3、醋酸菌的代謝類型是、醋酸菌的代謝類型是 A.A.自養需氧自養需氧 B.B.自養厭氧自養厭氧 C.C.異養需氧異養需氧 D.D.異養厭氧異養厭氧4 4、當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇直接、當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇直接變為（）變為（）A.A.醋酸醋酸B.B.乙醛乙醛C.C.乙酸乙酸D.D.乙烯乙烯5 5、在釀酒和釀醋的過程中都要涉及到各種微生在釀酒和釀醋的過程中都要涉及到各種微生物，在上述兩過程中所涉及到的生物在結構上有物，在上述兩過程中所涉及到的生物在結構上有什么本質區別？（什么本質區別？（ ） A A、前者有細胞結構，后者沒有細胞結構、前者有細胞結構，后者沒有細胞結構 B B、前者沒有細胞結構，后者有細胞結構、前者沒有細胞結構，后者有細胞結構 C C、前者有成形細胞核，后者沒有成形細胞核、前者有成形細胞核，后者沒有成形細胞核 D D、前者沒有成形細胞核，后者有成形細胞核、前者沒有成形細胞核，后者有成形細胞核6、在利用葡萄自然發酵產生果酒的過程