1.3发酵工程为人类提供多样的生物产品-教学课件 -2023-2024学年高二下学期生物浙科版（2019）选择性必修3

发酵工程为人类提供多样的生物产品（第二课时） “葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”（唐·王翰）诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。 思考：葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？和哪些因素有关系？ 葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。 活动：体验传统发酵——利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 跟菌种、环境，产物有关 一、制作原理 酶 反应式： C6H12O6 →2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 酶 2. 在有氧条件下, 酵母菌进行有氧呼吸, 大量繁殖。 C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量 3. 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。 反应式： 酵母菌 （一）果酒菌种——酵母菌 1. 代谢类型 （既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸） 异养兼性厌氧型 异养需氧型 2. 反应式 C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量 酶 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式为： （二）果醋菌种——醋酸菌 1. 代谢类型 C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O+能量 酶 制备装置 在矿泉水瓶盖上戳一个小洞，将可弯折吸管的短臂插入小洞，再用凡士林密封吸管与小洞的连接处。待装入葡萄、盖好盖子后，再将吸管长臂插入水中。 ①防止O2进入 ②防止空气中的杂菌污染 ③排出CO2，平衡发酵罐内压强 二、方法步骤 制备装置 冲洗沥干 挑选葡萄 装瓶 将葡萄用清水洗净、晾干后，连皮挤碎后分别放入编号为1、2的两个矿泉水瓶中。所放入的葡萄体积不要超过矿泉水瓶1/2。 a.让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖； b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出 制备装置 冲洗沥干 装瓶 酒精发酵 挑选葡萄 果酒 产物检测：闻气味，酸性条件下重铬酸钾由橙色变为灰绿色。 1号矿泉水瓶加入葡萄+白糖+干酵母（温水调匀） 2号矿泉水瓶加入葡萄+白糖 待不再有气体产生时，停止发酵 观测指标：每天定时观察矿泉水瓶内葡萄的变化以及吸管长臂排出气泡的速度。 最适发酵温度：25℃左右 制备装置 冲洗沥干 装瓶 酒精发酵 挑选葡萄 醋酸发酵 果酒 果醋 产物检测：闻气味；酸性条件下重铬酸钾由橙色变为灰绿色。 产物检测：酸碱指示剂（pH试纸）；闻气味。 1号矿泉水瓶加入葡萄+白糖+干酵母（温水调匀） 2号矿泉水瓶加入葡萄+白糖 用小刀在发酵液面以上的甁壁戳一小洞 待不再有气体产生时，停止发酵 最适发酵温度：30—35℃ 项目 果酒制作 果醋制作 发酵菌种 菌种来源 菌种代谢类型 发酵原理 在有氧条件下： 在无氧条件下： 氧气、糖源都充足时： 缺少糖源时： 发酵 条件 温度 时间 氧气 酵母菌 醋酸菌 主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 异养兼性厌氧型 异养需氧型 空气中的野生型醋酸菌 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量 酶 C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 酶 C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量 酶 25℃左右 30-35℃ 7-10d 7-8d或24h 初期需氧，后期不需氧 需要氧气 果酒发酵与果醋发酵的装置 结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态 充气口 排气口 出料口 通入空气 关闭 打开，并接入气泵 排出CO2 打开 打开 便于取样监测 关闭 关闭 学科交叉 【市场调查结果】市面上主要有啤酒、白酒、黄酒、果酒等。啤酒的酒精浓度一般是3%-5%；白酒比较常见的浓度是38°、42°、52°；黄酒一般在20°以下；果酒是10-15°左右。不同种类的酒在原料、灭菌方法、发酵温度等方面各有不同。 提出问题1：是不是发酵时间越长，酒精浓度越高？发酵时间久了会发生什么？ 提出问题2：发酵到一定程度，酵母菌即死亡，那为什么酒会越存越香呢？ 提出问题3：结合化学知识说一说，为什么酿酒过程中会形成乙酸乙酯？乙酸是哪来的呢？ 当酒精浓度达到一定程度后超出酵母菌的耐受范围，酵母菌会死亡