高中生物《果酒和果醋的制作》教案9-新人教版选修1.doc

课题：果酒和果醋的制作
教学目标：
1、知识目标：理解果酒、果醋制作的原理。
2、能力目标：①学生根据果酒制作的原理设计果酒制作过程，体验制果酒的实践操作。
②在对果酒制作结果进行分析与评价环节，培养学生实验分析能力和严谨的思维能力。
3、情感目标：通过果酒酿制历史的追述，培养学生的民族自豪感，同时渗透STS教育。
教学重点：
说明果酒和果醋的制作原理
设计制作装置制作果酒和果醋
教学难点：制作过程中发酵条件的控制
教学过程：
引言：
在中华民族悠久的历史长河中，很多事物都走在世界前列，酒也一样，有着它本身的光辉篇章。在酒的记载中，有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中，一段时间后，就有特殊香味的液体流出，这就是最早的果酒。
在国内市场上，近几年出现了越来越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。
果酒与生活——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，被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。
果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。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。
下面我们来学习果酒和果醋制作的相关知识。
一、基础知识
1．果酒制作的原理
阅读教材与投影补充内容，完成以下问题：
（1）果酒的制作需要什么微生物？
（2）酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落？
（3）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？
（4）酵母菌的适宜温度是多少？
（5）为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？
（6）什么叫发酵？发酵等同于无氧呼吸吗？酵母菌有何实际应用？
师生共同归纳：
（1）酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落
①形态、结构
酵母菌是单细胞真菌属真核生物，细胞大小为1~30um，呈圆形、椭圆形等。
思考：你认为酵母菌的细胞中有哪些结构？
你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别？
②繁殖
酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。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菌落：
讨论：你知道什么是菌落吗？ 在生态学上一个菌落属于什么？
酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色。（在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。）
④生存的环境
自然界中，酵母菌分布广泛但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，（有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。）一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。
思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？
其他微生物与酵母菌的关系是什么？
（2）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程
①酵母菌的呼吸
果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，
在有氧条件下，反应式如下： 酶
C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量
在无氧条件下，反应式如下： 酶
C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量
思考：
在发酵过程中，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？
如果要获得酒精呢？为什么？
（3）发酵
1).发酵概念
广义：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）。
狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。
2).所以：发酵≠无氧呼吸。
3).应用：
酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。
（4）温度要求
繁殖的最适温度：20℃；
酒精发酵的最适温度：18~25℃。
思考：你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗？
酵母菌有不同的最适温度说明了什么？
补充：温度对发酵的影响
酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。
你知道吗？
1、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？
（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。）
2、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？
（1、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。
白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；
红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；
桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。
2、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。
干葡萄酒：含糖量低于4克/升；
半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间；
半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间；
甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。）
（5）菌种来源：自然发酵、人工培养
（在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质也可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌，例如：干酵母或酒药）

投影资料：
1972年，考古工作者在甘肃嘉峪关市东北20公里发掘了一批魏晋壁画墓，其中3号墓有一幅《滤醋图》，画面上有一长条案子，案上放3个陶罐，案下有两个盆，陶罐上有流孔，有液体(醋)从罐中流出，注于案下的盆中。案上另外一陶罐可能是用来盛水的。《滤醋图》中表现的制醋方法至今民间仍在使用。民间酿醋，用小麦和麦麸作原料，将麦子煮熟，麸子炒熟，趁热搅拌均匀，掺上醋曲，埋在屋内地下，用麻袋盖严，发酵7天左右，当闻到醇香味时，将其摊开，待晾凉以后，装在缸、罐内，然后加上适量的水，放在阳光下晒。晒过21天左右，醋料变成红紫色，把上面的一层黑皮揭去，把醋料装在滤罐里，罐底垫上谷叶或其他草叶起过滤作用，在醋料中加清水，滤出呈紫红色的液体即为醋。这幅《滤醋图》真实地再现了古代酿醋的场面。
阅读课本及投影补充材料，思考以下问题：
（1）醋酸菌的形态？细胞结构？
（2）醋酸菌有哪些方面的实际应用？
（3）醋酸菌的代谢类型？
（4）果醋的制作原理？
(1)醋酸菌形态
1).从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，不形成芽孢，属原核生物，以分裂方式繁殖，新陈代谢类型为异养需氧型。（醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是？）
2).应用：食醋、果醋
(2)果醋制作的原理 ，
醋酸菌是—种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含当量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；（书写反应式）
当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(书写反应式)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。
过渡：根据这个原理，我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的？
提示：从以下三个方面考虑：选材、设计实验装置、操作过程
二、实验设计
1．果酒和果醋实验流程示意图

冲洗
榨汁
酒精发酵
醋酸发酵
果酒
果醋
挑选葡萄
投影展示A、B两同学的实验装置，对此装置进行讨论：
A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。（来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌）
B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？
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二氧化碳的；出料口是用来取样的。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。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。
2、实验操作
(1)材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。
①、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。
②、用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，为什么？ ）
讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
（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)灭菌
讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
（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。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。）
①榨汁机要清洗干净，并晾干。

②发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。
(3)榨汁
将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。
(4)发酵
①将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约1／3的空间
(如图右图所示)，并封闭充气口。
②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。
③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。
三、结果分析与评价
1．由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为CＯ2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18℃～25℃，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。
2．设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1／3空间，A组加入酵母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。
3．制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。
4、果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色，检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol／L的H2SO43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，观察颜色的变化。想一想，如果要使检验的结果更有说服力，应该如何设计对照?

联系社会：醋吧相关照片展示。展示开醋吧相关成本和利润，引导学生分析果醋制作在生产实践中的应用，激发兴趣。
比较：酒精发酵与醋酸发酵的区别与联系。
反馈练习：共8小题，详见课件。

课后小记：本课题学习的内容和生活联系比较密切，在教学中应当充分调动学生的学习兴趣，主动探究果酒和果醋的制作流程，并且通过和同学的合作完成相关的实验设计。有关实验原理的教学可以联系必修中微生物的相关内容，注重知识的前后联系。对于实验流程的设计则可以通过讨论完成。

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