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探究甜酒釀的原理 課題分析 1．教學(xué)目標(biāo) （1）簡(jiǎn)述釀酒的工程菌是酵母菌，酵母菌發(fā)酵的原理。 （2）制作甜酒釀。 （3）認(rèn)同釀酒與微生物發(fā)酵的關(guān)系。 2．知識(shí)背景 在生產(chǎn)實(shí)際中，人們將通過微生物的培養(yǎng)，大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程叫發(fā)酵。 微生物發(fā)酵過程是指由微生物在生長繁殖過程中所引起的生化反應(yīng)過程。根據(jù)微生物的種類不同（好氧、厭氧、兼性厭氧）可分為好氧性發(fā)酵和厭氧性發(fā)酵。酒釀制作中的微生物是酵母菌。酵母菌是兼性微生物，它在缺氧的條件下進(jìn)行厭氣性發(fā)酵，產(chǎn)生酒精，而在有氧即通氣條件下則進(jìn)行好氧發(fā)酵，大量繁殖菌體細(xì)胞。 某些微生物生長需水很少，可利用疏松而含有必需營養(yǎng)物的固體培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，稱為固體發(fā)酵。固體培養(yǎng)一般都是開放式，因而不是純培養(yǎng)，無菌要求不高。我國傳統(tǒng)的酒釀、制醬、及大豆發(fā)酵食品的生產(chǎn)等為固體培養(yǎng)。 利用糯米飯讓酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，先好氧發(fā)酵使其菌體大量繁殖抑制其他雜菌生長，同時(shí)代謝過程中產(chǎn)生大量水，最后使酵母菌處于缺氧環(huán)境，無氧呼吸產(chǎn)生酒精。酵母菌代謝產(chǎn)物很多，在菌體對(duì)數(shù)生長期所產(chǎn)生的產(chǎn)物，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、核酸、糖類等，是菌體生長所必需的。這些產(chǎn)物叫初級(jí)代謝產(chǎn)物，許多初級(jí)代謝產(chǎn)物在經(jīng)濟(jì)上具有相當(dāng)?shù)闹匾浴?BR>教學(xué)建議 本制作需要2課時(shí)，第一課時(shí)設(shè)計(jì)探究過程和發(fā)酵制作，第二課時(shí)實(shí)驗(yàn)成品分析。 教師可把預(yù)先制備的或買來的甜酒釀分發(fā)給學(xué)生品嘗，讓學(xué)生在品嘗中認(rèn)知其中的成分，介紹制作的過程、原料、及工程菌。從而設(shè)疑，酒精是怎樣產(chǎn)生的？為什么會(huì)有甜味？制作過程應(yīng)注意什么？酵母菌又是怎樣使糯米飯變成酒精？等等。形成懸念，激發(fā)學(xué)生探究的欲望。讓學(xué)生展開討論，提出假設(shè)。教師選定學(xué)生提出的有價(jià)值假設(shè)，設(shè)計(jì)探究過程、制作所需條件，設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)。由于本探究要培養(yǎng)學(xué)生探究的精神，教師應(yīng)作點(diǎn)撥者、指導(dǎo)者、啟發(fā)者、鼓勵(lì)者、引導(dǎo)者。由學(xué)生自行討論設(shè)計(jì)制作的全過程， 教師可以通過提問讓學(xué)生回憶原有的知識(shí)，明確酵母菌的新陳代謝類型兼性厭氧性，呼吸過程實(shí)際上是一系列的酶促反應(yīng)。酵母菌利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸、無氧呼吸的終產(chǎn)物及其中間產(chǎn)物。 同時(shí)和學(xué)生一起分析糯米飯中的主要成分是淀粉，其次是蛋白質(zhì)、脂肪。酵母菌呼吸過程主要利用淀粉，淀粉首先水解成葡萄糖，葡萄糖再分解產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物，終產(chǎn)物因有氧無氧而不同。 教師可用酵母菌的掛圖讓學(xué)生明白酵母菌是單細(xì)胞的真核生物，常以出芽生殖進(jìn)行繁殖。簡(jiǎn)單的介紹酵母菌的營養(yǎng)基分固體和液體營養(yǎng)基，從而導(dǎo)入酒釀制作的設(shè)計(jì)及對(duì)制酒原理的探究。 可設(shè)計(jì)為二人一組，每組大約需要100 g 糯米飯，原料預(yù)加工、蒸煮，可由教師預(yù)先根據(jù)要求請(qǐng)食堂師傅來完成。注意糯米浸泡時(shí)間不宜過長也不宜太短。1 Kg 糯米加1 Kg 水的原則，同時(shí)1 Kg 糯米飯加10 g 酵母粉。 制作過程中菌種攪拌均勻，及堆料操作學(xué)生易出錯(cuò)，教師應(yīng)循回指導(dǎo)。 發(fā)酵中時(shí)間和溫度的控制是成功的關(guān)鍵。如果氣溫過低，放在恒溫箱中，或可將發(fā)酵罐裹蒲草，中途應(yīng)讓學(xué)生感知灌體的溫度，并適時(shí)調(diào)溫，加以記錄。以便分析成品的質(zhì)量。 發(fā)酵時(shí)間過長，成品變老，酒味太濃甜味不足，時(shí)間過短則又太嫩吃起來淡而無味。所以教師應(yīng)事先制作多次根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁卣{(diào)節(jié)好最佳時(shí)間和溫度，以便指導(dǎo)學(xué)生。 最后成品出來后，通過每位學(xué)生親自聞、嘗、觀色，各組之間進(jìn)行比較分析?；厥斩嘤喑善?，注意節(jié)約糧食。 三、材料器具 1．糯米、干酵母、糖化酶。 2．高壓鍋、發(fā)酵罐（可用泡泡面盒、飯盒、塑料盒代替），溫度計(jì) 四：探究活動(dòng) 五、討論與思考 1 、討論．制作過程為什么要控制好溫度和含氧量？ 簡(jiǎn)析：溫度對(duì)酵母菌發(fā)酵過程的影響是多方面的，它會(huì)影響各種酶反應(yīng)的速率，改變菌體代謝產(chǎn)物的合成方向，影響微生物的代謝調(diào)控機(jī)制。除這些直接影響外，溫度還對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響，如發(fā)酵培養(yǎng)基的粘度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等，進(jìn)而影響發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)特性和產(chǎn)物的生物合成。酵母菌在含氧豐富的條件下進(jìn)行有氧呼吸，無氧環(huán)境中進(jìn)行無氧呼吸，所以含氧量不同的情況下代謝產(chǎn)物不同，從而影響酒釀品質(zhì)． 2、思考： 家庭制作酒釀的過程中為什么制作酒釀時(shí)，鍋會(huì)發(fā)熱？ （答：因酵母菌呼吸作用時(shí)分解有機(jī)物釋放的能量一部分以熱能形式散失） （２）.利用酵母菌釀酒時(shí),一開始便持續(xù)通入空氣,其結(jié)果是 酵母菌數(shù)量減少,不產(chǎn)生酒精 B 酵母菌數(shù)量增多,產(chǎn)生酒精 C 酵母菌數(shù)量減少,產(chǎn)生酒精 D 酵母菌數(shù)量增多,不產(chǎn)生酒精 （３）下圖表示氧氣濃度對(duì)培養(yǎng)基中的乳酸菌、酵母菌、草履蟲呼吸作用的影響。則曲線①②③分別表示 乳酸菌、酵母菌、草履蟲 （B）乳酸菌、草履蟲、酵母菌 （C）酵母菌、草履蟲、乳酸菌 （D）草履蟲、酵母菌、乳酸菌 ① ?、?BR> ?、?BR> 氧含量﹪ 答：（2）D（3）A 討論 2 ．哪些過程影響甜酒釀的質(zhì)量？ 簡(jiǎn)析：首先是糯米飯的蒸煮，米飯不能太硬這樣不利酵母菌吸收和分解有機(jī)物，也不能太軟 否則成品水分過多影響口感；其次酵母粉加入要適量及攪拌均勻，這樣能充分利用原料；最是發(fā)酵時(shí)溫度和時(shí)間的控制，溫度過高會(huì)殺死酵母菌或影響酵母菌細(xì)胞內(nèi)酶的活性從而影響代謝產(chǎn)物的形成，過低不利酵母菌的代謝和繁殖。發(fā)酵時(shí)間過長，成品變老，酒味太濃甜味不足，時(shí)間過短則又太嫩吃起來淡而無味 思考2： 為什么酒釀?dòng)痔鹩炙幔?BR>（答：淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖等可溶性糖的存在，無氧呼吸產(chǎn)生的中間產(chǎn)物中有一些有機(jī)酸的存在） （２）．有氧呼吸全過程的三個(gè)階段中，相同的產(chǎn)物是（D） Ａ、ＣＯ 2 Ｂ . 、 .H2O Ｃ . 、 ［ H ］ Ｄ、 ＡＴＰ （３）發(fā)酵堆料時(shí)中間掏一個(gè)圓形小洞直至容器底部又為什么？ （答：保證酵母菌大量繁殖所需氧氣及發(fā)酵時(shí)中間溫度過高，影響反應(yīng)） （4）.在適宜的條件下,下列裝置中都放入干酵母(內(nèi)有活酵母),其中適合于生產(chǎn)酒精（A） A 加入葡萄糖和水 B 加入葡萄糖 C 加入水 D加入葡萄糖和水并攪拌 六、深化拓展 拓展1探究影響酒釀口味秘密。 溫度、PH值、氧會(huì)影響酵母菌的生長。在制酒發(fā)酵過程中控制好這三個(gè)主要條件直接關(guān)系到酒的質(zhì)量。通過設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分析得出最適溫度、最適通氣時(shí)間及最適PH值。 注意實(shí)驗(yàn)中遵循單因子變量，控制好條件變量。 拓展2酒釀成品中產(chǎn)物種類探究。 酵母菌在代謝過程中，會(huì)產(chǎn)生多種多樣的代謝產(chǎn)物。根據(jù)代謝產(chǎn)物與微生物生長繁殖的關(guān)系，可以分為初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物兩類。初級(jí)代謝產(chǎn)物如氨基酸、核苷酸、糖類、脂類、蛋白質(zhì)、維生素等，次級(jí)代謝產(chǎn)物如抗生素、毒素、激素、色素等 可通過資料查詢法，同時(shí)簡(jiǎn)單地對(duì)其中還原性糖、蛋白質(zhì)、進(jìn)行鑒定。 拓展3 觀察酵母菌 酵母菌是單細(xì)胞的真核生物，有明顯的細(xì)胞壁和細(xì)胞核。釀酒酵母是最常見的，細(xì)胞球形，內(nèi)有一大液泡，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含又有油滴、肝糖，細(xì)胞核很小。通常單細(xì)胞，單生，有時(shí)數(shù)個(gè)細(xì)胞連成串，形成擬菌絲。 用吸管吸甜酒釀液并滴于載玻片上，加上蓋玻片。先在低倍鏡下觀察，找有芽體的酵母菌。 （杭州市余杭中學(xué) 趙秀霞） 中學(xué)學(xué)科網(wǎng)學(xué)海泛舟系列資料 WWW.ZXXK.COM 上中學(xué)學(xué)科網(wǎng)，下精品學(xué)科資料 中學(xué)學(xué)科網(wǎng)學(xué)海泛舟系列資料 WWW.ZXXK . COM 版權(quán)所有 @ 中學(xué)學(xué)科網(wǎng) （一）問題的提出： 教師把預(yù)先制作好或市場(chǎng)上買來的甜酒釀分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生品嘗，讓學(xué)生思考，介紹甜酒釀制作的過程，把事先做好的關(guān)于制作甜酒釀的課件展示給學(xué)生看。 酒味和甜味又是怎樣產(chǎn)生的？原料是什么呢？糯米飯中的淀粉是怎樣轉(zhuǎn)變成酒精和甜味物質(zhì)？以周圍四人為組展開討論。 小知識(shí)： 南方農(nóng)村，在古時(shí)候每逢農(nóng)忙家家戶戶制作甜酒釀作為補(bǔ)品。 提示學(xué)生： 遇到問題要多思考、 多問幾個(gè)為什么？ 。 假設(shè):酵母菌體內(nèi)有一系列催化淀粉分解的酶，預(yù)計(jì)糯米飯中加入酒化酶后的成品應(yīng)與糯米飯加了酵母粉的成品口味一樣，設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究 （二）、探究實(shí)驗(yàn) 第一步驟： 原料預(yù)加工后蒸煮。稱取糯米1K g 淘洗干凈，用清水浸泡一夜后，蒸熟，冷卻到約40℃.。 第二步驟：分組接種 把煮熟的糯米飯分成三等份。一份加入糖化酶、一份加入酵母粉、另一份不加任何物質(zhì)，分別充分?jǐn)嚢琛?BR>第三步驟：發(fā)酵 把攪拌后的糯米飯分別裝入經(jīng)過開水滅菌的A、B、C三只相同大小的容器中，輕輕壓實(shí)后再在中間掏一個(gè)圓形小洞直至容器底部，然后將容器蓋好，放在30℃—40℃的環(huán)境中。 第四步驟：品嘗成品，分析。 48小時(shí)后發(fā)酵過程基本完成，即可食用。釀制成功的酒釀香甜可口，且有濃郁酒香。通過觀色、品嘗、聞分析每組的差異 第五步驟：分析結(jié)果得出結(jié)論 如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相同則假設(shè)成立 如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不同分析原因 提示： 浸泡時(shí)間可應(yīng)溫度而異 讓學(xué)生思考： 為什么要冷卻？ 讓學(xué)生思考： 怎樣分快又方便？ 對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意哪些方面？ 讓學(xué)生思考： 堆料過程中間掏一個(gè)圓形小洞直至容器底部是為什么？ 提示：氣溫過底可放入培養(yǎng)箱中或裹以蒲草等 提示：及時(shí)記錄如溫度、出酒時(shí)間、成品色香味、比較結(jié)果等 提出問題：糯米飯加了酵母粉后為什么能產(chǎn)生酒精和甜味物質(zhì)呢？ 學(xué)生從已經(jīng)學(xué)過的關(guān)于糖類代謝中呼吸的知識(shí)，不難假設(shè)出酵母菌體內(nèi)存在著一系列的酶。 讓學(xué)生思考： 利用淀粉進(jìn)行有氧呼吸、無氧呼吸的的過程、 要求學(xué)生寫出一篇題為“甜酒釀制作原理”為題的小論文從制作過程、原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程、注意事項(xiàng)、成品分析等方面寫 數(shù)量 |
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