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探究甜酒酿的原理 课题分析 1．教学目标 （1）简述酿酒的工程菌是酵母菌，酵母菌发酵的原理。 （2）制作甜酒酿。 （3）认同酿酒与微生物发酵的关系。 2．知识背景 在生产实际中，人们将通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程叫发酵。 微生物发酵过程是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧）可分为好氧性发酵和厌氧性发酵。酒酿制作中的微生物是酵母菌。酵母菌是兼性微生物，它在缺氧的条件下进行厌气性发酵，产生酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧发酵，大量繁殖菌体细胞。 某些微生物生长需水很少，可利用疏松而含有必需营养物的固体培养基进行发酵生产，称为固体发酵。固体培养一般都是开放式，因而不是纯培养，无菌要求不高。我国传统的酒酿、制酱、及大豆发酵食品的生产等为固体培养。 利用糯米饭让酵母菌进行发酵，先好氧发酵使其菌体大量繁殖抑制其他杂菌生长，同时代谢过程中产生大量水，最后使酵母菌处于缺氧环境，无氧呼吸产生酒精。酵母菌代谢产物很多，在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长所必需的。这些产物叫初级代谢产物，许多初级代谢产物在经济上具有相当的重要性。 教学建议 本制作需要2课时，第一课时设计探究过程和发酵制作，第二课时实验成品分析。 教师可把预先制备的或买来的甜酒酿分发给学生品尝，让学生在品尝中认知其中的成分，介绍制作的过程、原料、及工程菌。从而设疑，酒精是怎样产生的？为什么会有甜味？制作过程应注意什么？酵母菌又是怎样使糯米饭变成酒精？等等。形成悬念，激发学生探究的欲望。让学生展开讨论，提出假设。教师选定学生提出的有价值假设，设计探究过程、制作所需条件，设计探究实验。由于本探究要培养学生探究的精神，教师应作点拨者、指导者、启发者、鼓励者、引导者。由学生自行讨论设计制作的全过程， 教师可以通过提问让学生回忆原有的知识，明确酵母菌的新陈代谢类型兼性厌氧性，呼吸过程实际上是一系列的酶促反应。酵母菌利用葡萄糖进行有氧呼吸、无氧呼吸的终产物及其中间产物。 同时和学生一起分析糯米饭中的主要成分是淀粉，其次是蛋白质、脂肪。酵母菌呼吸过程主要利用淀粉，淀粉首先水解成葡萄糖，葡萄糖再分解产生许多中间产物，终产物因有氧无氧而不同。 教师可用酵母菌的挂图让学生明白酵母菌是单细胞的真核生物，常以出芽生殖进行繁殖。简单的介绍酵母菌的营养基分固体和液体营养基，从而导入酒酿制作的设计及对制酒原理的探究。 可设计为二人一组，每组大约需要100 g 糯米饭，原料预加工、蒸煮，可由教师预先根据要求请食堂师傅来完成。注意糯米浸泡时间不宜过长也不宜太短。1 Kg 糯米加1 Kg 水的原则，同时1 Kg 糯米饭加10 g 酵母粉。 制作过程中菌种搅拌均匀，及堆料操作学生易出错，教师应循回指导。 发酵中时间和温度的控制是成功的关键。如果气温过低，放在恒温箱中，或可将发酵罐裹蒲草，中途应让学生感知灌体的温度，并适时调温，加以记录。以便分析成品的质量。 发酵时间过长，成品变老，酒味太浓甜味不足，时间过短则又太嫩吃起来淡而无味。所以教师应事先制作多次根据当地气温调节好最佳时间和温度，以便指导学生。 最后成品出来后，通过每位学生亲自闻、尝、观色，各组之间进行比较分析。回收多余成品，注意节约粮食。 三、材料器具 1．糯米、干酵母、糖化酶。 2．高压锅、发酵罐（可用泡泡面盒、饭盒、塑料盒代替），温度计 四：探究活动 五、讨论与思考 1 、讨论．制作过程为什么要控制好温度和含氧量？ 简析：温度对酵母菌发酵过程的影响是多方面的，它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制。除这些直接影响外，温度还对发酵培养基的理化性质产生影响，如发酵培养基的粘度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率、某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。酵母菌在含氧丰富的条件下进行有氧呼吸，无氧环境中进行无氧呼吸，所以含氧量不同的情况下代谢产物不同，从而影响酒酿品质． 2、思考： 家庭制作酒酿的过程中为什么制作酒酿时，锅会发热？ （答：因酵母菌呼吸作用时分解有机物释放的能量一部分以热能形式散失） （２）.利用酵母菌酿酒时,一开始便持续通入空气,其结果是 酵母菌数量减少,不产生酒精 B 酵母菌数量增多,产生酒精 C 酵母菌数量减少,产生酒精 D 酵母菌数量增多,不产生酒精 （３）下图表示氧气浓度对培养基中的乳酸菌、酵母菌、草履虫呼吸作用的影响。则曲线①②③分别表示 乳酸菌、酵母菌、草履虫 （B）乳酸菌、草履虫、酵母菌 （C）酵母菌、草履虫、乳酸菌 （D）草履虫、酵母菌、乳酸菌 ① ② ③ 氧含量﹪ 答：（2）D（3）A 讨论 2 ．哪些过程影响甜酒酿的质量？ 简析：首先是糯米饭的蒸煮，米饭不能太硬这样不利酵母菌吸收和分解有机物，也不能太软 否则成品水分过多影响口感；其次酵母粉加入要适量及搅拌均匀，这样能充分利用原料；最是发酵时温度和时间的控制，温度过高会杀死酵母菌或影响酵母菌细胞内酶的活性从而影响代谢产物的形成，过低不利酵母菌的代谢和繁殖。发酵时间过长，成品变老，酒味太浓甜味不足，时间过短则又太嫩吃起来淡而无味 思考2： 为什么酒酿又甜又酸？ （答：淀粉分解产生的葡萄糖等可溶性糖的存在，无氧呼吸产生的中间产物中有一些有机酸的存在） （２）．有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是（D） Ａ、ＣＯ 2 Ｂ . 、 .H2O Ｃ . 、 ［ H ］ Ｄ、 ＡＴＰ （３）发酵堆料时中间掏一个圆形小洞直至容器底部又为什么？ （答：保证酵母菌大量繁殖所需氧气及发酵时中间温度过高，影响反应） （4）.在适宜的条件下,下列装置中都放入干酵母(内有活酵母),其中适合于生产酒精（A） A 加入葡萄糖和水 B 加入葡萄糖 C 加入水 D加入葡萄糖和水并搅拌 六、深化拓展 拓展1探究影响酒酿口味秘密。 温度、PH值、氧会影响酵母菌的生长。在制酒发酵过程中控制好这三个主要条件直接关系到酒的质量。通过设对照实验，分析得出最适温度、最适通气时间及最适PH值。 注意实验中遵循单因子变量，控制好条件变量。 拓展2酒酿成品中产物种类探究。 酵母菌在代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物。根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系，可以分为初级代谢产物和次级代谢产物两类。初级代谢产物如氨基酸、核苷酸、糖类、脂类、蛋白质、维生素等，次级代谢产物如抗生素、毒素、激素、色素等 可通过资料查询法，同时简单地对其中还原性糖、蛋白质、进行鉴定。 拓展3 观察酵母菌 酵母菌是单细胞的真核生物，有明显的细胞壁和细胞核。酿酒酵母是最常见的，细胞球形，内有一大液泡，细胞质内含又有油滴、肝糖，细胞核很小。通常单细胞，单生，有时数个细胞连成串，形成拟菌丝。 用吸管吸甜酒酿液并滴于载玻片上，加上盖玻片。先在低倍镜下观察，找有芽体的酵母菌。 （杭州市余杭中学 赵秀霞） 中学学科网学海泛舟系列资料 WWW.ZXXK.COM 上中学学科网，下精品学科资料 中学学科网学海泛舟系列资料 WWW.ZXXK . COM 版权所有 @ 中学学科网 （一）问题的提出： 教师把预先制作好或市场上买来的甜酒酿分发给学生，让学生品尝，让学生思考，介绍甜酒酿制作的过程，把事先做好的关于制作甜酒酿的课件展示给学生看。 酒味和甜味又是怎样产生的？原料是什么呢？糯米饭中的淀粉是怎样转变成酒精和甜味物质？以周围四人为组展开讨论。 小知识： 南方农村，在古时候每逢农忙家家户户制作甜酒酿作为补品。 提示学生： 遇到问题要多思考、 多问几个为什么？ 。 假设:酵母菌体内有一系列催化淀粉分解的酶，预计糯米饭中加入酒化酶后的成品应与糯米饭加了酵母粉的成品口味一样，设计以下实验进行探究 （二）、探究实验 第一步骤： 原料预加工后蒸煮。称取糯米1K g 淘洗干净，用清水浸泡一夜后，蒸熟，冷却到约40℃.。 第二步骤：分组接种 把煮熟的糯米饭分成三等份。一份加入糖化酶、一份加入酵母粉、另一份不加任何物质，分别充分搅拌。 第三步骤：发酵 把搅拌后的糯米饭分别装入经过开水灭菌的A、B、C三只相同大小的容器中，轻轻压实后再在中间掏一个圆形小洞直至容器底部，然后将容器盖好，放在30℃—40℃的环境中。 第四步骤：品尝成品，分析。 48小时后发酵过程基本完成，即可食用。酿制成功的酒酿香甜可口，且有浓郁酒香。通过观色、品尝、闻分析每组的差异 第五步骤：分析结果得出结论 如果实验结果与预期相同则假设成立 如果实验结果与预期不同分析原因 提示： 浸泡时间可应温度而异 让学生思考： 为什么要冷却？ 让学生思考： 怎样分快又方便？ 对照实验应注意哪些方面？ 让学生思考： 堆料过程中间掏一个圆形小洞直至容器底部是为什么？ 提示：气温过底可放入培养箱中或裹以蒲草等 提示：及时记录如温度、出酒时间、成品色香味、比较结果等 提出问题：糯米饭加了酵母粉后为什么能产生酒精和甜味物质呢？ 学生从已经学过的关于糖类代谢中呼吸的知识，不难假设出酵母菌体内存在着一系列的酶。 让学生思考： 利用淀粉进行有氧呼吸、无氧呼吸的的过程、 要求学生写出一篇题为“甜酒酿制作原理”为题的小论文从制作过程、原理、实验设计过程、注意事项、成品分析等方面写 数量 |
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