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1.说明果酒和果醋制作的原理。
2.设计制作果酒和果醋的装置，完成果酒和果醋的制作。
1.掌握发酵的基本原理和方法。
2.学习制作果酒、果醋的实际操作技能。
3.设计并安装简单的生产果酒和果醋的装置。
1.通过回顾“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，掌握果酒制作的原理。
2.结合教材图1-3,理解并掌握果酒和果醋制作的过程。
3.结合教材图1-4b及操作提示，学会设计并安装简单的生产果酒和果醋的装置。
【导引】 本课题从人类酿酒制醋的历史切入，说明酒与醋的制作不仅是发酵食品的制作加工，还是一种文化现象，反映了人类文明发展的足迹，教师可以充分利用这一素材，渗透“科学、技术、社会”的教育。在此基础上，本课题简述了果酒和果醋的特点及其在日常生活中的作用，以激发学生动手制作的兴趣。
葡萄酒
果醋
1.果酒制作的原理
（1）菌种：酵母菌
①菌种来源：主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
②代谢类型：异养兼性厌氧型。
③生长繁殖最适温度:20℃左右。
④分布场所：分布广泛，尤其种植水果类的土壤中。
（2）发酵原理
（3）发酵所需条件
①环境条件：缺氧、酸性条件。
②温度：一般控制在18 ~ 25℃ 。
2.果醋制作的原理
（1）菌种：醋酸菌
①菌种来源：人工接种醋酸菌。
②代谢类型：异养需氧型，对氧气的含量特别敏感。
（2）发酵原理
①氧气、糖源都充足：醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
②氧气充足、缺少糖源：醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
反应简式如下:C 2 H 5 OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O。
（3）发酵所需条件
①环境条件：氧气充足。
②温度：最适生长温度为30 ~ 35℃ 。
1.发酵菌种
观察酵母菌与醋酸菌的结构模式图，比较回答：
（1）酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区别是什么？
（2）酵母菌和醋酸菌的主要细胞分裂方式分别是哪种？
（3）酵母菌和醋酸菌发酵场所有何不同？
2.发酵原理
（1）在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？
（2）酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？
（3）为什么果酒搁置时间过久会有酸味，而且表面常有一层菌膜？
（4）醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件，请说明原因。
（1）发酵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）。发酵不等于无氧呼吸。
（2）果酒的发酵过程分为两个阶段：有氧呼吸阶段和无氧呼吸阶段。有氧呼吸阶段酵母菌大量繁殖，无氧呼吸阶段产生酒精。制作过程中产生的酒精更不利于杂菌生长。
（3）醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。醋酸菌能氧化多种有机碳源，其氧化能力随菌种而异。
（4）在糖源供应不足的情况下，可以用果酒发酵后产生的乙醇来制造果醋。开瓶后的葡萄酒如果密封不严很快就会变酸也是这一原因。
【例1】 下列关于果酒和果醋制作原理的叙述中，正确的是（ ）
A.果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌
B.制作果酒或果醋，都需要不断通入氧气
C.果酒和果醋制作过程中都有气体产生
D.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵
【例2】 下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，相关叙述正确的是（）
A.过程①和②都只能发生在无氧条件下
B.过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①—④所需的最适温度基本相同
【易错辨析】 果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的辨析
（1）在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌进行大量繁殖，醋酸菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。
（2）酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生CO 2 ,醋酸菌在缺少糖源时不产生CO 2 。
1.果酒、果醋制作的流程及装置分析
（1）实验流程
（2）实验装置
2.果酒、果醋制作的操作要求及结果分析
（1）材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，先冲洗，再除去枝梗。
（2）防止发酵液被污染
①榨汁机要清洗干净，并晾干。
②发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。
（3）发酵条件的控制
①装置：将葡萄汁装入发酵瓶，留大约发酵瓶总体积1 /3的空间。
②制葡萄酒：关闭充气口；温度控制在18 ~ 25℃，时间控制在10 ~ 12d。
③制葡萄醋：温度控制在30 ~ 35℃，时间控制在7 ~ 8d;适时通过充气口充气。
（4）果酒、果醋制作的结果分析
①酒精发酵的结果检测。
a.检测试剂：重铬酸钾。
b.检测条件：酸性条件。
c.实验现象：呈现灰绿色。
②醋酸发酵的结果检测：可通过检测发酵前后的酸碱度作进一步的鉴定。
1.发酵装置的组成及使用
（1）管口①②③分别有什么作用？
（2）排气口胶管长而弯曲，有何作用？
2.材料的选择与处理
（1）冲洗时先去梗还是先冲洗葡萄？为什么？
（2）为什么冲洗葡萄的次数不能过多？
3.发酵条件的控制
（1）葡萄汁充入发酵瓶后，其体积为什么不能超过发酵瓶总体积的2 /3?
（2）在果酒和果醋制作过程中，需要控制的温度相同吗？为什么？
（3）为防止杂菌污染，实验中采取了哪些措施？
4.实验结果分析与评价
（1）试分析在果酒制作过程中酵母菌数量、酒精浓度及发酵液的pH分别有何变化。
（2）制作果酒时，经检测发酵液中酵母菌数量适宜，但是没有产生酒精，试分析可能的原因是什么。
（3）试分析在制作果醋时发酵液中醋酸菌的数量、发酵液的pH有何变化。
（4）制作果醋时，醋酸菌不能大量繁殖，试分析最可能的原因是什么。
【归纳总结】 果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制
【例3】 下面是果酒和果醋制作的实验流程（图1）以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置（图2）。
下列相关叙述中， 错误 的是（ ）
A.根据图1可知，用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵
B.冲洗葡萄的次数不能过多，否则果酒的制作会失败
C.图2装置中排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染
D.制作果酒时，要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开
（1）在图1所示的操作流程中，如果果酒发酵完毕，需要改变什么条件才能继续进行果醋发酵？
（2）图2中出料口的作用是什么？如何检验有无酒精产生？
【例4】 下列评价果酒和果醋制作是否成功的方法中， 错误 的是（）
A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定
B.通过向果酒发酵液中加入酸性重铬酸钾试剂进行鉴定
C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度进行鉴定
D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度进行鉴定
【拓展提升】 酒精发酵进程的检测
酒精发酵的进程可以通过出料口取样检测，以便及时掌握发酵状况，并根据实际情况及时调控发酵条件。
（1）酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”形增长。
（2）酒精含量的检测：正常发酵过程中，酒精含量应先增加，后稳定。
1.下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述， 不正确 的是（）
A.两者的正常繁殖都离不开氧气
B.在无氧条件下，酵母菌可以产生酒精，醋酸菌则不能产生醋酸
C.两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖
D.醋酸菌可以用酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸
2.在酿制果醋的过程中，下列相关说法正确的是（ ）
A.果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后再密封
B.在发酵过程中，温度控制在18 ~ 25℃，发酵效果最好
C.当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸而酿制成果醋
D.醋酸菌对氧气特别敏感，但仅在深层发酵时缺氧影响代谢活动
3.下列哪种条件下，醋酸菌可以将葡萄汁中的糖分解成醋酸（ ）
A.氧气、糖源充足 B.氧气充足、缺少糖源
C.缺少氧气、糖源充足 D.氧气、糖源都缺
4.如图所示为制作果酒和果醋的流程，下列相关叙述中，错误的是（ ）
A. ①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但冲洗次数不能过多
B. ②为果酒，酒精发酵过程中要严格控制氧气和温度
C. ③为果醋，醋酸发酵过程中要间断通气
D. ②的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸
5.某果酒厂的果酒滞销，欲将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设置了如图所示的装置，其中乙瓶为发酵瓶。请回答下列问题：
（1）大规模工业化生产果酒时，需要向果汁中接种纯净的______菌种，整个生产过程需要在______条件下进行。
（2）在乙瓶中，当缺少糖源时，醋酸菌先将酒精变为____，最后变为醋酸。在果醋发酵过程中，需要不断向乙瓶中通入无菌空气，原因是____；温度应控制在____。
（3）可以用______来检验丙瓶中是否含有酒精，在酸性条件下，该物质与酒精反应使溶液呈______色。
1.下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是（ ）
A.为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶
B.醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染
C.制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖
D.果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋
2.下列防止发酵液被污染的操作中 不正确 的是（ ）
A.榨汁机要清洗干净，并晾干
B.发酵瓶要清洗干净，用无水酒精消毒
C.葡萄汁装入发酵瓶后，要密封充气口
D.发酵装置的排气口要通过一根长而弯曲的胶管与瓶身相连
3.果汁发酵后，检验是否有酒精产生，下列叙述 不正确 的是（ ）
A.可以用重铬酸钾检验
B.需要设计对照实验
C.在酸性条件下，用重铬酸钾检验酒精能出现灰绿色
D.以上操作需要加热
4.果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精浓度为7%~ 18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是（ ）
A.果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B.制作果醋的温度比制作果酒的温度高
C.传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D.葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满
5.在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌 不能 生长的原因是（）
A.经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌，无其他杂菌
B.其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作碳源
C.在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能生存，其他杂菌不适应环境而被抑制
D.酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌
6.下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述， 错误 的是（ ）
A.果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同
B.制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒
C.变酸果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌的菌落
D.果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同发酵条件
7.在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如图甲所示，则如图乙所示的有关坐标图中，正确的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④
8.酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。如果向培养酵母菌的葡萄糖悬浊液中通入空气，在短时间内发生的变化是（ ）
①乙醇的产量增加；②乙醇的产量降低；③葡萄糖消耗下降；④葡萄糖消耗量明显增加
A. ②③ B. ②④ C. ①③ D. ①④
9.某同学设计了右图所示的发酵装置，下列有关叙述 不正确 的是（ ）
A.该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵
B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C.去除弯管中的水后，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D.去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似
10.果酒和果醋制作过程中，发酵条件的控制至关重要，下列相关措施正确的是（）
A.葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有利于发酵
B.葡萄酒发酵过程中，每隔12 h左右打开瓶盖一次，放出CO 2
C.果酒发酵过程中温度控制在30℃，果醋发酵过程中温度控制在20℃
D.在果醋发酵过程中，适时通过充气口充气，有利于醋酸菌的代谢
11.下图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：
（1）葡萄酒的酿制原理是先通气进行____，以增加酵母菌的数量，然后再____获得葡萄酒。
（2）随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变小（可用密度计测量），原因是______。
（3）下列叙述中不正确的是（ ）
A.在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量
B.在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗
C.甲与乙放出的气体主要是二氧化碳
D.揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生
（4）如果用葡萄酒来制作葡萄醋，请写出反应式：___________。
12.某同学利用图1所示装置制作苹果酒和苹果醋，请分析回答有关问题：
图1
图2
（1）可分别利用酵母菌和______菌制作果酒和果醋，这两种微生物的主要区别是后者为______（填“厌氧”“好氧”或“兼性厌氧”）微生物。
（2）酵母菌利用苹果汁进行酒精发酵的反应式为___________，密封充气口后可用___________检测是否有酒精生成。
（3）要利用苹果酒继续发酵生产苹果醋，接种发酵所用菌种后，需要将发酵温度改变为________，并________。
（4）图2中能表示装置内液体发酵过程中pH变化的曲线是____。
13.（2015·江苏,24）下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述 错误 的是（多选）（）
A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO 2
C.发酵过程中酵母种群呈“J”形增长
D.若发酵液表面出现菌膜，最可能的原因是发酵瓶漏气
14.（2017·江苏,25）如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是（多选）（ ）
A.改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B.果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D.气体入口与气体出口可以交换使用
1.为什么酒是陈的香？
不论是果酒还是白酒，能散发芳香气味的“功臣”是乙酸乙酯。但新酒中乙酸乙酯的含量是微乎其微的。而酒中的醛、酸不仅没有香味，还有刺激喉咙的作用。所以新酿造的酒喝起来生、苦、涩，不那么适口。新制的酒放在坛里密封好，长期存放在温湿度适宜的地方，使之慢慢地发生化学变化，酒里的醛便不断地氧化为羧酸；而羧酸再和酒精发生酯化反应，生成具有芳香气味的乙酸乙酯，从而使酒质醇香，这个变化过程就是酒的陈化。但需要的时间很长，现代科技可缩短这个时间。
2.一般情况下，葡萄酒为什么呈红色？
在发酵过程中，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。
3.葡萄酒的分类
葡萄酒根据颜色分成白葡萄酒、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。
葡萄酒根据含糖量分成干葡萄酒、半干葡萄酒、半甜葡萄酒和甜葡萄酒四种。
干葡萄酒：含糖量低于4g/ L;半干葡萄酒：含糖量为4 ~ 12g/ L;半甜葡萄酒：含糖量为12 ~ 50g/ L;甜葡萄酒：含糖量高于50g/ L。
4.葡萄酒的酿造
传统的葡萄酒酿造，都是采用自然发酵的工艺。所谓自然发酵，就是葡萄破碎入罐以后，不去人为地添加任何菌种，靠葡萄本身携带的自然界的酵母菌，在葡萄浆或分离后的葡萄汁里自发地繁殖，最终发酵成葡萄酒。
（1）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、生命力强。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、减少酒精的损耗，必须控制好发酵温度。
（2）空气对发酵的影响 酵母菌繁殖需要空气。在完全隔绝空气的情况下，酵母菌繁殖几代就停止了。稍微与空气接触，酵母菌又能继续繁殖。如果长时间得不到空气，大部分的酵母菌就会死亡。要维持酵母菌长时间发酵，必须供给微量的氧气。
（3）葡萄汁中酵母菌的种类 葡萄汁中酵母菌的种类大致可以分为以下三类。第一类是在发酵中起主要作用的酵母，即葡萄酒酵母（或称啤酒酵母）。这种酵母发酵力强，产酒的风味好，生成有益的副产物多。在葡萄汁还没发酵之前，这种酵母占的比例很小；在发酵的过程中，这种酵母繁殖很快，由它完成主要的发酵任务。第二类在葡萄汁中数量很大，但发酵力很弱，其代表是尖端酵母。在新压榨的葡萄汁中，尖端酵母和葡萄酒酵母的比例约为1000∶1。在发酵开始时，这种发酵力弱的酵母先引起发酵。在以后的发酵过程中，它的作用逐渐被葡萄酒酵母所代替。第三类是一种产膜的好气性酵母菌。当发酵容器未灌满时，产膜酵母便会在葡萄汁液面生长繁殖，使葡萄汁变质。
发酵：发酵是酿造葡萄酒最重要的过程。葡萄汁变成葡萄酒的过程就是酵母菌的酒精发酵过程。发酵过程非常复杂，其主要产物是乙醇和二氧化碳，此外还有其他的副产物。不难设想，如果发酵的最终产物只是乙醇和二氧化碳，而不产生有香味和有口味的物质，那么发酵而成的酒，口味就太单调了。
5.对葡萄酒有害的微生物
产膜酵母：由于产膜酵母是好气性真菌，所以在卫生条件差的情况下，如贮酒容器不满、暴露在空气中的表面积很大时，很容易产生产膜酵母。产膜酵母又叫酒花菌，最初在酒面繁殖，形成雪花状的斑片，然后连成灰色薄膜，时间长了，就会在酒的液面上形成一个膜盖。产膜酵母能把乙醇氧化成乙醛，又能把乙醛氧化成水和二氧化碳，从而使葡萄酒的酒精含量降低，酒味变淡薄。
乳酸菌：葡萄酒里的糖，为大多数细菌的繁殖提供了良好的营养物质，所以含糖的葡萄酒是最容易被细菌感染的。葡萄酒中有一种有害的乳酸菌，它不分解苹果酸，专门分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸，使优质的葡萄酒完全变质。
醋酸菌：醋酸菌是一种好气性细菌，在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动。葡萄汁中的糖，是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情况下，酒精便是醋酸菌的碳源和能源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。
6.果醋的生产制作过程
清洗：将水果或果皮、果核等投入池中，用清水冲洗干净，拣去腐烂部分与杂质等，取出沥干。
蒸煮：将上述洗净的果物放入蒸汽锅内，在常压下蒸煮1 ~ 2 h。在蒸煮过程中，可上下翻动二三次，使其均匀熟透；然后降温至50 ~ 60℃，加入质量为原料总质量10%的用黑曲霉制成的麸曲或适量的果胶酶，在40 ~ 50℃温度下糖化2 h。
榨汁：糖化后，用压榨机榨出糖化液，然后泵入发酵用的木桶或大缸，并调整浓度。
发酵：糖化液的温度保持在28 ~ 30℃，加入酒母液进行酒精发酵，接种量（酒母液量）为糖化液的5%~ 8%。发酵初的5 ~ 10d,需用塑料布密封容器。当果汁含酸度为1%~ 1.5%、酒精度为5° ~ 8°时，酒精发酵已基本完成。接着将果汁的酒精度稀释至5° ~ 6°，然后接入5%~ 10%的醋酸菌液，搅匀，将温度保持在30℃，进行醋酸静置发酵。经过2 ~ 3d,液面有薄膜出现，说明醋酸菌膜形成，一般1°酒精能产生1%的醋酸，发酵结束时的总酸度可达3.5%~ 6%。
过滤灭菌：在醋液中加入适量的硅藻土作为助滤剂，用泵打入压滤机进行过滤，得到清醋。滤渣加清水洗涤1次，将洗涤液并入清醋，调节其酸度为3.5%~ 5%。然后将清醋经蒸汽间接加热至80℃以上，趁热入坛包装或灌入瓶内包装，即为成品果醋。
上述液体发酵工艺，能保持水果原有香气。但应注意，酒精发酵完毕后，应立即投入醋酸菌，最好保持30℃恒温进行醋酸发酵，温度高低相差太大，会使发酵不正常。如果在糖化液中加入适量饴糖或糖类混合发酵，效果更好。
葡萄酒窖
啤酒酒窖
白酒酒窖