回顧我國食品釀造的悠久歷史，了解傳統(tǒng)文化與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系認識釀造工藝中的有機化合物及其反應(yīng)，學(xué)會從化學(xué)的視角分析、解釋生產(chǎn)和生活中的實際問題。討論釀造米酒的最佳條件，體會調(diào)控反應(yīng)條件的重要性
你知道嗎，常見的酒、醋、醬油等通常是用糧食發(fā)酵釀制而成的。傳統(tǒng)食品釀造工藝起源于我國，后來慢慢傳到日本和亞洲其他國家。歷史悠久的傳統(tǒng)釀造工藝為現(xiàn)代釀造工藝的發(fā)展作出了杰出貢獻。在本項目活動中，你將了解釀造過程涉及的有機化合物及其反應(yīng)，認識發(fā)酵釀造在生產(chǎn)和生活中的重要意義以及廣闊的應(yīng)用前景。
調(diào)研我國古代的釀造工藝閱讀“資料卡片”的內(nèi)容或通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館查閱我國古代釀造工藝的相關(guān)資料。結(jié)合你對有機化合物性質(zhì)的認識，進行小組討論:在用糧食釀酒或釀醋的過程中，有機化合物的轉(zhuǎn)化路徑是怎樣的?古人在釀造時通常從哪些角度來調(diào)控物質(zhì)的轉(zhuǎn)化?
(1)從數(shù)據(jù)變化可以看出，隨著時間的推移，米酒的酒精度變化呈先增大后基本穩(wěn)定的趨勢，米酒的 pH 變化呈逐漸減小的趨勢，請分析出現(xiàn)上述變化趨勢的原因(2)若要釀制出口味較好的米酒，在釀制過程中應(yīng)該注意哪些具體操作，控制好哪些條件?結(jié)合自己小組的釀酒過程談?wù)剬ι鲜鰡栴}的看法。
從化學(xué)的角度分析，釀造過程中谷物發(fā)酵成酒發(fā)生的是特殊微生物參與的復(fù)雜化學(xué)變化。為了讓發(fā)酵過程和結(jié)果符合人們的預(yù)期，需要控制好反應(yīng)條件。谷物釀酒的關(guān)鍵反應(yīng)條件是使用酒曲和控制溫度:酒曲相當(dāng)于反應(yīng)的催化劑，不同的物需要不同的酒曲;反應(yīng)溫度不宜過低或過高--過低不利于反應(yīng)的進行，過高則可能導(dǎo)致酒曲中的酶失活。
另外，還要注意控制其他反應(yīng)條件:使用干凈的原料、容器及涼開水，以防止對釀酒不利、對人體健康有害的其他細菌的滋生;將酒曲與原料充分拌勾，以使反應(yīng)充分發(fā)生;注意密封，以保證酵母菌在缺氧條件下更好地使葡萄糖轉(zhuǎn)化為二氧化碳和乙醇:等等。用糧食釀得的米酒中，乙醇的濃度通常較低，
這是因為酒中乙醇的體積分數(shù)超過 10%時就會抑制酵母菌的活動能力，發(fā)酵作用也會逐漸停止。像白酒等烈性高度酒必須用蒸餾的方法才能制得，所以蒸餾酒的出現(xiàn)是釀酒工藝史上的又一次飛躍。
蒸餾是一種物質(zhì)分離方法，它利用液體混合物或液體-固體混合體系中各組分沸點的不同，使低沸點組分先蒸發(fā)再冷凝，從而實現(xiàn)混合物有關(guān)成分的分離，是蒸發(fā)和冷凝兩種操作的聯(lián)合。在白酒生產(chǎn)中，通過蒸餾可將乙醇及其伴生的香味成分從發(fā)酵糧食酒中分離濃縮，再經(jīng)過調(diào)制加工工藝，白酒就有了不同的酒精度和香型。
將酒精度較低的釀造酒加熱蒸餾時，由于乙醇的沸點較水低，控制一定的溫度，可使加熱時產(chǎn)生的蒸氣中乙醇濃度增加。收集蒸氣并經(jīng)過冷卻，得到的酒液無色，氣味辛辣濃烈，其酒精度可超過 60% vl。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地促進了發(fā)酵與釀造工業(yè)的進步，各種有機酸、酶制劑、維生素、激素等都可以借助發(fā)酵技術(shù)進行大規(guī)模生產(chǎn)。將化學(xué)合成與微生物發(fā)酵有機結(jié)合起來的工程技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，使得有機化合物的人工合成具有更加廣闊、美好的前景。
發(fā)酵的意義與價值19 世紀初，德國科學(xué)家布赫納(E.Buchner)用實驗證明了發(fā)酵的化學(xué)本質(zhì)--發(fā)酵是由酶而不是生物細胞引起的一類化學(xué)反應(yīng)。自此，人們開始用生物細胞的磨碎物研究各種反應(yīng)，從而促進了生物化學(xué)的誕生，也大大擴展了發(fā)酵與釀造的范圍，豐富了發(fā)酵與釀造的產(chǎn)品。
隨著科技的發(fā)展，發(fā)酵與釀造的原料范圍不斷被擴展。除了糧食及農(nóng)副產(chǎn)品外，礦產(chǎn)資源、石油產(chǎn)品甚至生產(chǎn)中的廢水和廢料都可以用作發(fā)酵的原料。發(fā)酵和釀造的產(chǎn)品除了在食品工業(yè)有重要應(yīng)用外，在醫(yī)藥、能源、環(huán)境等領(lǐng)域也逐漸得到應(yīng)用。
有研究者模擬糧食發(fā)酵生成乙醇的原理，以麥秸稈、甘蔗渣等廢棄或廉價物為原料，經(jīng)過預(yù)處理及發(fā)酵，獲得產(chǎn)量可觀的乙醇。以乙醇為原料可以合成許多有用的有機化合物，如乙酸、乙酸乙酯、醋酸纖維素等。
發(fā)酵具有反應(yīng)條件溫和、專一性強和選擇性高等特點，所以采用化學(xué)合成與微生物發(fā)酵結(jié)合的方法既能降低生產(chǎn)成本，又能保持較高的產(chǎn)品質(zhì)量。很多產(chǎn)品還可以采用一步酶轉(zhuǎn)化法獲得，即僅僅利用微生物生產(chǎn)的酶催化單一的化學(xué)反應(yīng)就可以得到目標(biāo)產(chǎn)品。例如，果葡糖漿的生產(chǎn)就是利用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的。
項目成果展示 1.總結(jié)項目實施過程中你對傳統(tǒng)釀造工藝和現(xiàn)代發(fā)酵、釀造工藝的理解，梳理其中有機化合物及其性質(zhì)的應(yīng)用。2.將小組合作調(diào)研我國古代釀造工藝收集的資料和自制米酒過程中的記錄整理成活動報告，并進行匯報展示。

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微項目 自制米酒——領(lǐng)略我國傳統(tǒng)釀造工藝的魅力

版本： 魯科版 (2019)

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