《果酒和果醋的制作》教學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)與技能目標(biāo)本節(jié)要知道果酒、果醋制作所需的菌種，果酒、果醋制作的原理，會(huì)寫反應(yīng)式；說(shuō)出果酒、果醋的實(shí)驗(yàn)流程，正確理解影響發(fā)酵的因素。過(guò)程與方法目標(biāo)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程示意圖和提供的資料，自行設(shè)計(jì)果醋制作過(guò)程，學(xué)會(huì)收集、整理和分析實(shí)驗(yàn)資料，定量表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；在學(xué)習(xí)中體會(huì)已有知識(shí)的不足和進(jìn)一步探究、拓展的必要性。情感與價(jià)值觀目標(biāo)積極參加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在合作交流中探索未知，在發(fā)現(xiàn)、探究、操作過(guò)程中，獲得知識(shí)，體驗(yàn)成功的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，樹立學(xué)習(xí)的信心。重點(diǎn)、難點(diǎn)果酒和果醋的制作原理，設(shè)計(jì)制作裝置，制作出果酒和果醋為重點(diǎn)。制作過(guò)程中發(fā)酵條件的控制為難點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程[一]創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場(chǎng)君莫笑，古來(lái)征戰(zhàn)幾人回?！边@是唐詩(shī)中提及的葡萄酒。其實(shí)人類用不同原料釀酒的歷史約有5000年了。但直到19世紀(jì)，法國(guó)的巴斯德才發(fā)現(xiàn)葡萄汁變酒是酵母菌的發(fā)酵作用。利用不同微生物的發(fā)酵作用制作食品，歷史悠久，遍布民間，一般稱做傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。在中華民族悠久的歷史長(zhǎng)河中，很多事物都走在世界前列，酒也一樣，有著它本身的光輝篇章。在酒的記載中，有許多關(guān)于酒的有趣傳說(shuō)。猿猴釀酒說(shuō)——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季節(jié)收貯大量的水果在“石洼”中，一段時(shí)間后，就有特殊香味的液體流出，這就是最早的果酒。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，近幾年出現(xiàn)了越來(lái)越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。果酒中雖然含有酒精，但含量與白酒、啤酒和葡萄酒比起來(lái)非常低，一般為5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人當(dāng)作飯后或睡前的軟飲料來(lái)喝。果酒簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是汲取了水果中的全部營(yíng)養(yǎng)而做成的酒，其中含有豐富的維生素和人體所需的氨基酸。有時(shí)候即使生吃水果也不能吸收的營(yíng)養(yǎng)，通過(guò)果酒卻可以吸收，因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)成分已經(jīng)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體中堆積的作用，使人不容易積累脂肪和贅肉。此外，與其他酒類相比，果酒對(duì)于護(hù)理心臟、調(diào)節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。我們這個(gè)專題就是來(lái)學(xué)習(xí)這些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，相信每個(gè)人的收獲是很大的。[二]新課講解一、基礎(chǔ)知識(shí)1．果酒制作的原理回顧已學(xué)知識(shí)，閱讀課本，完成以下問(wèn)題：a果酒的制作需要什么微生物？b酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、繁殖方式、生存環(huán)境如何？c酵母菌的代謝類型及其呼吸過(guò)程的反應(yīng)式如何？d酵母菌的繁殖適宜溫度是多少？酒精發(fā)酵時(shí)的溫度范圍是多少？e為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？f什么叫發(fā)酵？發(fā)酵等同于無(wú)氧呼吸嗎？酵母菌有何實(shí)際應(yīng)用？g果酒制作時(shí)的酵母菌來(lái)源？（1）菌種：酵母菌①形態(tài)、結(jié)構(gòu)酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬真核生物。細(xì)胞大小為1~30um，呈圓形、橢圓形等。思考：你認(rèn)為酵母菌的細(xì)胞中有哪些結(jié)構(gòu)？你認(rèn)為細(xì)菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？②繁殖方式出芽生殖（主要）、分裂生殖和孢子生殖。（但多以出芽方式進(jìn)行無(wú)性生殖。溫度低時(shí)形成孢子，進(jìn)入休眠狀態(tài)，溫度適宜時(shí)，進(jìn)行出芽生殖，繁殖速度快。）③生存的環(huán)境分布廣泛，但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中。（如水果、花、樹皮上。有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母(醬油釀造)、球擬酵母屬、粉狀畢赤氏酵母等。一年四季，土壤始終是酵母菌的大本營(yíng)。）思考：a在發(fā)酵制作葡萄酒的時(shí)候，要對(duì)葡萄進(jìn)行消毒嗎？為什么？b其他微生物與酵母菌的關(guān)系是什么？競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌能生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。④代謝類型同化類型：異養(yǎng)型異化類型：兼性厭氧型⑤呼吸過(guò)程的反應(yīng)式有氧條件：C6H1206+6H20+6O2→6CO2+6H20+能量無(wú)氧條件：C6H12O6→2C2H5OH+2C02+能量思考：在發(fā)酵過(guò)程中，如果要使酵母菌進(jìn)行大量繁殖，應(yīng)怎樣處理？如果要獲得酒精呢？為什么？或?qū)W案中：a為什么在酒精發(fā)酵過(guò)程中往往“先通氣后密封”？通氣目的：使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖。密封目的：使酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。b酒精發(fā)酵過(guò)程中發(fā)生“先來(lái)水后來(lái)酒”現(xiàn)象的原因原因：酵母菌首先進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了酒精。（師：果酒發(fā)酵過(guò)程中酵母菌先有氧增殖，后無(wú)氧酵解產(chǎn)生酒精）c葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因原因：在發(fā)酵過(guò)程中，隨著酒精度數(shù)的提高，紅葡萄皮的色素進(jìn)入發(fā)酵液。（2）影響酒精發(fā)酵的主要環(huán)境條件①溫度：繁殖的最適溫度：20℃；酒精發(fā)酵的溫度范圍：18~25℃。②酒精發(fā)酵過(guò)程中，要保持缺氧、酸性（4.0-5.8）的條件。思考：你知道酵母菌需要適宜溫度的原因嗎？酵母菌有不同的最適溫度說(shuō)明了什么？師：溫度對(duì)發(fā)酵的影響酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10℃，酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20℃時(shí)為最佳繁殖溫度，此時(shí)酵母菌生殖速度快、生活力強(qiáng)。超過(guò)35℃，酵母菌生長(zhǎng)受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少損耗，必須控制好發(fā)酵溫度。拓展：發(fā)酵廣義：是通過(guò)微生物的培養(yǎng)來(lái)大量生產(chǎn)微生物菌體各種代謝產(chǎn)物的過(guò)程。包括有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）和無(wú)氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）。狹義：是指微生物的無(wú)氧呼吸（包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）。所以：發(fā)酵≠無(wú)氧呼吸。應(yīng)用：釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。（3）酵母菌的來(lái)源：自然發(fā)酵——附著于葡萄皮上的野生型酵母菌人工培養(yǎng)——分離獲得純凈的酵母菌菌種（在果酒的工業(yè)生產(chǎn)中為了提高果酒的品質(zhì)也可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌，例如：干酵母或酒藥）2、果醋制作的原理閱讀課本，思考以下問(wèn)題：a醋酸菌的形態(tài)？細(xì)胞結(jié)構(gòu)？b醋酸菌的代謝類型？c醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為多少？d醋酸菌有哪些方面的實(shí)際應(yīng)用？e果醋的制作原理？（1）菌種：醋酸菌①形態(tài)、結(jié)構(gòu)原核生物，從橢圓到桿狀，有單個(gè)、成對(duì)或成鏈狀，以鞭毛運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)②繁殖方式：分裂生殖（二分裂）③代謝類型：異養(yǎng)需氧型。（應(yīng)用：食醋、果醋）（2）制作的原理，（醋酸菌是—種好氧性細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成（學(xué)案思考題）的。實(shí)驗(yàn)表明，醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會(huì)引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分分解成醋酸）氧氣、糖源都充足：C6H12O6→3CH3COOH（醋酸）（當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿?反應(yīng)簡(jiǎn)式如下)。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30℃一35℃。）

糖源不足：2C2H5OH+O2→2CH3CHO（乙醛）+2H2O2CH3CHO+O2→2CH3COOH（醋酸）小結(jié)：（醋酸菌與酵母菌相比，最主要的特點(diǎn)是什么？）對(duì)酵母菌和醋酸菌的比較（學(xué)案）生物學(xué)分類生活方式發(fā)酵條件適宜溫度主要生殖方式主要應(yīng)用酵母菌真核生物異養(yǎng)兼性厭氧前期需氧，后期不需氧20℃出芽生殖釀酒、發(fā)面醋酸菌原核生物異養(yǎng)需氧一直需氧30℃一35℃二分裂生殖釀醋過(guò)渡：根據(jù)這個(gè)原理，我們是怎樣設(shè)計(jì)果酒、果醋制作方案的？提示：從以下三個(gè)方面考慮：選材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置、操作過(guò)程二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1、果酒和果醋實(shí)驗(yàn)流程示意圖

沖洗榨汁沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果酒果醋挑選葡萄（1）閱讀教材3-4頁(yè)，對(duì)A、B兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行討論（學(xué)案討論題）：A：每次排氣時(shí)（12h）只需擰松瓶蓋（放出發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2，防止瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)高而引起爆裂），不要完全揭開瓶蓋；制醋時(shí)，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。（防止發(fā)酵液被污染，因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉伎赡芑烊腚s菌）B：分析果酒和果醋的發(fā)酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出二氧化碳的；出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用時(shí)，充氣管口插至發(fā)酵瓶近底部，排氣口離發(fā)酵液一段距離，外部要彎曲，并盡量保證管口向下。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接氣泵，向發(fā)酵液持續(xù)輸入氧氣。（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)a、可用塑料瓶替換玻璃瓶，有利放氣。b、家庭操作簡(jiǎn)便裝置c、實(shí)驗(yàn)室操作簡(jiǎn)便裝置3、實(shí)驗(yàn)操作(1)材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進(jìn)行沖洗，除去枝梗。①、取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的葉子。②、用清水沖洗葡萄1－2次除去污物。（注意沖洗次數(shù)不宜太多，為什么？）討論（學(xué)案）：你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。(2)防止發(fā)酵液被污染討論：你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？（需要從發(fā)酵制作的過(guò)程進(jìn)行全面的考慮，因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉伎赡芑烊腚s菌。例如：榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。）①榨汁機(jī)要清洗干凈，并晾干。②發(fā)酵裝置要清洗干凈，并用70％的酒精消毒，或用洗潔精洗滌。③裝入葡萄汁后，封閉充氣口。（榨汁：將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機(jī)榨取葡萄汁。發(fā)酵：發(fā)酵裝置如下）（3）控制好發(fā)酵條件①將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，要留大約1／3的空間（暫時(shí)儲(chǔ)存發(fā)酵產(chǎn)生的CO2，起到緩沖作用），并封閉充氣口。②制葡萄酒的過(guò)程中，將溫度嚴(yán)格控制在18℃～25℃，時(shí)間控制在10～12d左右，可通過(guò)出料口對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)。③制葡萄醋的過(guò)程中，將溫度嚴(yán)格控制在30℃～35℃，時(shí)間控制在前7～8d左右，并注意適時(shí)通過(guò)充氣口充氣。(4)

操作的注意事項(xiàng)及細(xì)節(jié)=1\*GB3①釀酒的葡萄不能用洗滌靈等化學(xué)洗滌劑清洗。=2\*GB3②容器很關(guān)鍵，應(yīng)用清水或洗滌靈沖洗干凈，并用70%的酒精擦洗；=3\*GB3③塑料瓶中不能裝滿葡萄液汁，應(yīng)留一定空間，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成種群優(yōu)勢(shì)。拓展：醋酸菌菌種的來(lái)源前期厭氧果酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并不是嚴(yán)格厭氧，因此有少量的醋酸菌存留，當(dāng)轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵時(shí)，殘存的醋酸菌會(huì)大量繁殖，產(chǎn)生醋酸。同時(shí)，在我們的實(shí)驗(yàn)條件下并不是嚴(yán)格無(wú)菌，通入的空氣中會(huì)有一些醋酸菌，帶到發(fā)酵液中，大量繁殖，而其他的菌因不適應(yīng)這種條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵是要人工接種醋酸菌的，以保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行，而不是采取我們實(shí)驗(yàn)的方法。另外，在實(shí)際操作時(shí)，由于菌株的量較少，可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間。為了縮短時(shí)間，制作果酒時(shí)可以從市場(chǎng)上買一些菌株；制作果醋時(shí)可以先買一瓶醋，打開蓋暴露于空氣中，一段時(shí)間后在醋的表面有一層薄膜（實(shí)際是醋酸菌），可以用這層薄膜進(jìn)行接種，這樣可以明顯縮短制作果酒、果醋的時(shí)間。課題延伸P4相關(guān)知識(shí)：果酒制作用的是酵母菌的無(wú)氧發(fā)酵和果醋制作用的是醋酸桿菌的有氧發(fā)酵，不論酵母菌還是醋酸桿菌都是微生物，那么什么是微生物，哪些生物屬于微生物呢？1、微生物的概念形體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物的統(tǒng)稱。2、微生物的類群微生物的種類大約有10萬(wàn)種；微生物是地球上生物多樣性最為豐富的資源。微生物的種類僅次于昆蟲，是生命世界里的第二大類群。然而由于微生物的微觀性，以及研究手段的限制，許多微生物的種群還不能分離培養(yǎng)，其已知種占估計(jì)種的比例仍很小。課本練習(xí)提示2.提示：大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)需要進(jìn)行更為全面周詳?shù)目紤]，如原料的來(lái)源與選擇、菌種的培育與選擇、發(fā)酵的設(shè)備、發(fā)酵條件的自動(dòng)化控制，以及如何嚴(yán)格控制雜菌污染；等等。此外，無(wú)論是葡萄酒或葡萄醋，實(shí)驗(yàn)時(shí)所檢測(cè)的發(fā)酵液，并非商品意義上的產(chǎn)品。在實(shí)際生產(chǎn)中還需沉淀過(guò)濾、滅菌裝瓶等獲得成品酒或醋。葡萄酒還需在一定設(shè)施和條件下（如橡木桶和地窖）進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵，以獲得特定的風(fēng)味和色澤。3.提示：需考慮廠房、設(shè)備投資、原材料采購(gòu)、工人人數(shù)及工資、產(chǎn)品種類、生產(chǎn)周期、銷售渠道、利潤(rùn)等問(wèn)題。課堂練習(xí)14、下面是果酒和果醋醋作的實(shí)驗(yàn)流程和某同學(xué)設(shè)計(jì)的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：1（1）完成圖1中的實(shí)驗(yàn)流程。（2）沖洗的主要目的是，沖洗應(yīng)特別注意不能，以防止菌種的流失。（3）圖2裝置中的充氣口在時(shí)關(guān)閉，在時(shí)連接充氣泵，并不斷向內(nèi)