【知识点详解】
1. **发酵技术基础**
- 发酵技术是生物学中的一种重要应用,主要涉及微生物在无氧或有氧条件下的代谢活动,用于生产食品、饮料、药品等多种产品。
- 酵母菌是发酵过程中的关键角色,如在果酒和果醋的制作中,酵母菌在不同条件下进行有氧呼吸和无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳(在果酒制作中)或醋酸(在果醋制作中)。
2. **果酒制作原理**
- 果酒制作主要利用的是酵母菌的无氧呼吸,酵母菌在缺氧环境下将糖分解为酒精和二氧化碳。初期通气是为了让酵母菌大量繁殖,之后密封则创造无氧环境,促使酵母菌进行酒精发酵。
- 温度是影响发酵的重要因素,通常控制在18~25℃,20℃最适宜。
- 酒精度的产生伴随着酵母菌的繁殖和代谢过程,如“先来水后来酒”现象是因为酵母菌先通过有氧呼吸产生水,然后在无氧环境中产生酒精。
3. **果醋制作原理**
- 果醋的制作则需要醋酸菌,这是一种需氧型微生物,可在糖源充足时将糖转化为醋酸,或在无糖源时将酒精转化为醋酸。
- 醋酸发酵的最佳温度为30~35℃,需要充足的氧气供应。
- 醋酸发酵过程中,如果表面形成“白膜”,通常是由醋酸菌过度繁殖导致的。
4. **发酵装置设计**
- 酒精发酵和醋酸发酵的装置设计有所不同,酒精发酵需定期释放二氧化碳,防止瓶内压力过大,而醋酸发酵需要持续供氧。
- 排气口、充气口和出料口的设计都是为了控制气体进出和防止杂菌污染。
5. **实验操作与安全**
- 选择新鲜无污染的原料,如葡萄,需要清洗后再去除枝梗,防止在处理过程中引入杂菌。
- 所有设备必须经过消毒处理,发酵过程中要尽可能保持封闭状态,减少污染风险。
- 发酵条件的控制,如温度和时间,直接影响发酵效果和产物质量。
6. **教学目标**
- 教学目标包括知识技能、过程方法以及情感态度价值观,旨在让学生理解发酵技术的基本原理,掌握实际操作技巧,同时培养他们的科学素养和团队协作精神。
7. **教学重点与难点**
- 重点是解释果酒和果醋的制作原理,设计并操作制作装置。
- 难点在于控制发酵过程中的条件,如温度、氧气和pH值,这些因素直接影响发酵效率和产物品质。
高中生物选修一的内容涵盖了传统发酵技术的原理、应用和实验操作,旨在通过理论学习和实践操作,提升学生的生物科学知识和实验技能。