1、专题 1 传统发酵技术的应用第 1 课时 果酒和果醋的制作目标导航 1.说明果酒和果醋制作的原理；了解酵母菌、醋酸菌的代谢类型。2.理解酒精发酵及醋酸发酵需要适宜条件和菌种来源以及酒精变醋的原理。一、果酒和果醋的制作原理1果酒制作的原理(1)酵母菌类型：_ _，具有成形的细胞核。繁殖方式：出芽生殖和孢子生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态；温度适宜时，进行_，繁殖速度快。代谢类型：异养兼性厌氧微生物。(2)制作原理在有氧条件下，酵母菌进行_，大量_，反应式为：C6H12O66O 2 6CO 26H 2O在无氧条件下，酵母菌进行_，反应式为：C6H12O6 2C 2H5OH2CO 2(3)影响酒
2、精发酵的环境条件有_。发酵温度控制在_范围内。在_ _的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物无法适应这一环境而受到抑制。酵母菌生长的最适 pH 为_。2果醋制作的原理(1)醋酸菌：又名醋酸杆菌。类型：_。繁殖方式：_。代谢类型：_。(2)果醋制作的原理在氧气充足时，能分别把_两种反应物转化为_。当缺少_时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。反应式：C 2H5OHO 2 CH 3COOHH 2O(3)影响醋酸菌发酵的条件醋酸菌最适生长温度为_。醋酸菌属于需氧型微生物，发酵过程中需要_。最适 pH 为_。二、果酒与果醋制作的操作流程1实验流程 挑 选 葡 萄 冲 洗 榨 汁 酒
3、精 发 酵 醋 酸 发 酵 果 酒 果 醋2实验装置充气口：在果醋发酵时连接充气泵，输入氧气。因为酵母菌产生酒精时是厌氧的，所以充气口设开关。排 气口：排出果酒发酵时产生的二氧化碳。排气口和一个长而弯曲的胶管连接：防止空气中的杂菌进入。出料口：取样检查和放出发酵液。使用方法：在进行果酒发酵时要关闭充气口；在进行果醋发酵时，充气口要连续充入氧气。3实验操作(1)材料的选择与处理：选择_的葡萄，榨汁前要先 _，再除_。灭菌：a.榨汁机要清洗干净，并晾干。b发酵装置要清洗 干净，并用_消毒。c装入葡萄汁后，封闭充气口。榨汁将葡萄放入榨汁机中榨取葡萄汁，避免将果核压破；若葡萄未充分成熟，葡萄汁内可加糖
4、。发酵a装置：将葡萄汁装入发酵瓶，留大约_的空间。b制葡萄酒：_充气口；温度应控制在_；时间控制在 1012 d 左右。c制葡萄醋：温度应控制在_；时间控制在 78 d 左右；适时通过充气口充入_。4结果分析与评价(1)实验现象发酵 酒精发酵 醋酸发酵气味和味道 酒香味 食醋味气泡和泡沫 有泡沫 无泡沫发酵液颜色 混浊 混浊，液面形成白色菌膜(2)检验果酒的制作是否成功检验方法：发酵是否有酒精产生，可用_溶液来检验。检验原理：酸性条件下，重铬酸钾和酒精反应呈现_。检验步骤：先在试管中加入_2 mL，再滴入物质的量浓度为 3 mol/L 的_3 滴，振荡均匀，最后滴加常温下饱 和的 _溶液 3
5、滴，振荡试管，观察_。(3)检验果醋的制作是否成功可通过_进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的_做进一步的鉴定。知识点一 果酒和果醋制作的原理1请根据某同学尝试使用罐头瓶在常温(213)下制作果酒的过程，回答下列问题：(1)开始时向消过毒的罐头瓶中加入了新鲜的葡 萄汁和酵母菌，添加酵母菌的目的是_，添加葡萄汁的目的是为酵母菌的生长发育提供_。(2)葡萄汁装入瓶中时要留出大约 1/3 的空间，这样做的主要目的是_。在以后的过程中，每隔 12 h 左右将瓶盖拧松一次(不是打开瓶盖) ，此后再拧紧，这样做的主要目的是_。(3)加入的新鲜葡 萄汁没有进行过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不
6、出酵母菌以外的杂菌， 从生态学角度分析：一是酵母菌与杂菌之间存在的_关系有利于酵母的生长繁殖；二是由于果酒中的_。(4)在制作果酒时，可以将果酒进一步发酵，获得果醋。在工业生产制作苹果醋时常常先将苹果发酵成酒，再放入醋酸菌发酵成果醋，请写出相关的反应式_ _。(5)制葡萄醋时，需要适时地通过充气口向容器内充气，原因是_。(6)若酵母菌分解葡萄汁中的葡萄糖 36 g，则可生成酒精_mol。2下列产醋最多的措施是( )A在果酒中加入食醋，并通气B在果酒中加入变酸的酒表面的菌膜，并通气C将果酒暴露在空气中D在果酒中加入冲洗葡萄的水，并通气知识点二 果酒与果醋的制作过程3如图是果酒 和果醋制作的实验流
7、程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：(1)完成图 1中的实验流程。(2)冲洗的主要目的是_，冲洗应特别注意不能 _，以防止菌种的流失。(3)图 2 装置中的充气口在_时关闭，在_ 时连接充气泵，并连续不断地向内_。(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由_产生的 _，在果醋发酵时排出的是_。(5)若在果汁中就含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明原因。_ _。(6)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为_。醋酸发酵时温度一般应控制为_。4关于用塑料瓶制果酒和果醋的叙述，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
8、瓶口，防止杂菌污染C制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果醋一、选择题1在酿制果醋的过程中，下列哪种说法正确( )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 后密封B在发酵过程中，温度控制在 1825，发酵效果最好C当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸而酿制成果醋D以上说法都正确2下列关于果酒制作过程的叙述中，正确的是( )A应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底B使发酵装置的温度维持在 20左右最好C在发酵过程中，需从充气口不断通入空气D由于酵母菌的繁殖能力很强，因此不需对所用装置进行消毒处理3利用酵母菌发酵
9、生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( )A玉米粉和有氧 B大豆粉和有氧C玉米粉和无氧 D大豆粉和无氧4下列哪种条件下，醋酸菌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、糖源都缺少5严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( )A温度控制 B溶氧控制CpH 控制 D酶的控制6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
10、酸性的发酵液中，酵母菌能大量繁殖，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7制果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为( )A醋酸菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时需要 O2 的参与B酵母菌进行酒精发酵时需要 O2C通气以防止发酵液霉变D防止发酵时产生的 CO2 气体过多而引起发酵瓶的爆裂8若在制作葡萄酒时，在发酵液中同时生成了葡萄醋，不可能的原因是( )A密封不严，有氧气进入B有空气中的醋酸菌进入C发酵罐消毒不彻底D发酵液灭菌不彻底二、简答题9酵母菌与乳酸菌是发酵工程的常用菌种，试完成下列问题：(1)在酵母菌只进行有氧呼吸时，其吸氧量和二氧化碳的释放量_。(2)与酵母菌相比
11、，乳酸菌细胞结构的主要差别是_。(3)在酵母菌酿酒的开始阶段即充分供氧的情况下，酵母菌大量繁殖的方式是_。(4)密封发酵阶段，酵母菌的新陈代谢方式是_ 。(5)此时酵母菌若分解 360 g 葡萄糖，则可生成_mol 的乙醇。(6)当这一密闭的培养液中的乙醇达到一定量后，CO 2 不再增加的原因可能是_。10如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
12、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)如果用葡萄酒来制葡萄醋，请写出反应式：_。醋酸菌最适生长温度范围是_。第 1 课时 果酒和果醋的制作知识清单一、1.(1)真核生物 出芽生殖 (2)有氧呼吸 繁殖 酒精发酵 (3)温度、氧气和 pH 1825 缺氧、呈酸性 4.05.82(1)单细胞原核生物 二分裂 异养需氧型 (2)糖类和乙醇 醋酸 糖源 (3)30 35 通入无菌空气 5.46.3二、3.(1)新鲜 冲洗 枝梗 70% 的酒精 1/3 封闭 1825 3035 无菌空气4(2)重铬酸 钾 灰绿色 发酵液 H 2SO4 溶液重铬酸钾 颜色的变
13、化 (3)嗅味和品尝 pH对点训练1(1)利用酵母菌将果汁中的葡萄糖分解形成酒精 各种营养 (2) 有利于发酵初期酵母菌的有氧呼吸 放掉发酵产生的大量二氧化碳，同时尽量不让氧气进入瓶中 (3)竞争 酒精更不利于杂菌的生长 (4)C 6H12O6,2C2H5OH2CO 2；C 2H5OHO 2,CH3COOHH 2O (5)醋酸菌为好氧菌，且对氧气的含量非常敏感，即使短时间的缺氧也会导致其死亡 (6)0.4 mol解析 在缺氧的条件下酵母菌能够将果汁中的糖分分解成酒精和二氧化碳。果酒制作中，先通气或发酵瓶中留有 1/3 的空间，有利于发酵初期酵母菌的大量繁殖。用罐头瓶在常温(213 )下制作果酒
14、的过程中，为了防止因发酵产生的二氧化碳气体使瓶内气压过高，需要每隔 12 小时左右将瓶盖拧松一次。果汁发酵产生酒精后如果有醋酸菌存在，在通气和适宜的温度条件下，酒精能够进一步转变为乙酸，使果酒转变成果醋。根据酵母菌无氧呼吸反应式计算即可得产生酒精 0.4 mol。规 律链接1巧解酒精发酵计算问题酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。当酵母菌进行有氧呼吸时，每消耗 1 mol O2就产 生 1 mol CO2，所以 VO2V CO211。当发现 O2与 CO2的体积比小于 1 时，肯定是酵母菌进行了无氧呼吸。当酵母菌进行无氧呼吸时，不消耗氧气，但能产生 CO2。当酵 母菌进行有氧呼吸时，每消
15、耗 1 mol 葡萄糖，能产生 6 mol 的 CO2；当酵母菌进行无氧呼吸时，每消耗 1 mol 葡萄糖，能产生 2 mol 的 CO2。2果酒和果醋制作的比较果酒制作 果醋制作发酵菌种 酵母菌 醋 酸菌代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型最适 pH 4.05.8( 耐酸) 5.46.3(耐酸)最适发酵温度 1825 3035发酵时间 1012 d 78 d对氧的需求前期供氧( 通入空气或在发酵瓶中留出约 的空间 )，使酵母菌迅速增殖；13后期缺氧供其酒精发酵一直需氧，因为醋酸菌为需氧型细菌，缺氧影响醋酸菌的生长繁殖和发酵2.B 食醋经灭菌不含有菌种；空气中和冲洗葡萄的水中可能有醋酸菌，但数
16、量不多；只有变酸的果酒表面的菌膜中有大量的醋酸菌。3(1)醋酸发酵(2)洗去浮尘 反复多次冲洗(3)果酒发酵 果醋发酵 泵入无菌空气( 氧)(4)酵母菌 CO 2 剩余( 含氧量少 )的空气、CO 2(5)不能。因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵的条件之一是氧气充足(6)1825 3035解析 本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理，同时考查两种微生物的代谢类型、生存环境等知识。酵母菌是兼性厌氧型微生物，因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧细菌，能够利用糖在有氧时生成醋酸；在糖源不足时，将乙醇变为醋酸，即 C2H5OHO 2 CH3COOHH 2O。因
17、此在果酒制作过程中出气口排出的是CO2。而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌，需要连续充气，因而排气口排出的既有CO2又有含氧量较低的空气。规律链接果酒、果醋制作过程中的注意事项1制酒时必须保证所有的用具都清洁。2防止发酵液被污染。3应先冲洗葡萄再去枝梗。4发酵瓶中的液体要保持 1/3 的剩余空间。从以葡萄糖为底物发生酒精发酵的反应式看，1 个葡萄糖分子经酒精发酵后要产生 2个二氧化碳分子，因此，发酵过程中有气体产生。如果发酵液装满容器，则液体将外溢，一则发酵液会损失，二则瓶口等处会被许多杂菌污染，特别是被霉菌污染，影响产物品质，所以发酵液不能装满，起到缓冲作用。5发酵过程中要及时排气由于发酵
18、旺盛期 CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子(最好使用塑料瓶 )，每天要拧松瓶盖 24 次，进行排气。4D 本题主要考查果酒和果醋制作过程中的条件控制。葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 1/3 的空间，既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出。醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染。制果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染。醋酸菌发酵的适宜温度比酵母菌高。达标测试1C 醋酸菌是好氧细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入 O2。醋酸菌的最适生长温度为 3035。在糖
19、源、O 2充足时，醋酸菌能将葡萄中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，可将乙醇氧化成乙醛，再将乙醛变 为醋酸。2B 在选葡萄时应先冲洗 12 次，再去除枝梗，以防葡萄破损被杂菌污染；酵母菌的繁殖力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为其内含有对葡萄酒有害的微生物，影响酒的品质；酵母菌只有在 20左右的无氧条件下才能进行酒精发酵。3C 酵母菌无氧呼吸产生的酒精最常用的底物是葡萄糖，玉米粉中含较多的淀粉，水解后可以为酵母菌提供葡萄糖。4A 醋酸菌可以利用糖类或酒精作为营养物质并将其转化成醋酸。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当糖源不足时，醋酸菌可以将酒精先转化成乙醛，再转化成
20、醋酸。5D 通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。酶是自身调节物质，不属于发酵条件。6C 冲洗的目 的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的；异养微生物都能利用糖；根本的原因是其他微生物不适应缺氧和酸性环境。7A 醋酸菌为好氧菌，只有在有氧条件下才可正常生活。 8D 发酵过程中不能对发酵液灭菌，否则会将菌种杀死。 9(1)相等 (2)没有成形的细胞核(3)出芽(无性) 生殖(4)异养厌氧型(5)4(6)葡萄糖被分解完，酵母菌被酒精杀死解析 (1)根据酵母菌有氧呼吸的反应式：C 6H12O66O 2,6CO26H 2O 可知 ，当酵母菌只进行有氧呼吸时，氧气吸
21、收量和二氧化碳释放量相等，比例为 11。(2)酵母菌是真核生物，乳酸菌是原核生物，本小题考查的是真核生物与原核生物的主要区别：有无典型的细胞核。(3)酵母菌在氧气充足、条件适宜的情况下，以出芽 (无性)生殖方式进行繁殖。(4)酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型，在密封发酵时，因其只能进行无氧呼吸，故为异养厌氧型。(5)此题解答要根据酵母菌无氧呼吸的反应式进行计算：C6H12O6,2C2H5OH2CO 21 2x360180列式得： ，x4(mol) 。1360180 2x(6)在密闭容器中发酵到一定阶段，葡萄糖等营养物质消耗已尽，同时，大量酒精的积累会杀死酵母菌，因此，培养液中 CO2不再增加。10(1)有氧呼吸 密封 (2)由于发酵时糖被消耗，产生酒精和 CO2，酒精的密度比糖水低 (3)B(4)C2H5OHO 2 CH 3COOHH 2O 3035解析 果酒酿制的原理是先通气使酵母菌进行有氧呼吸，以使酵母菌繁殖，增加酵母菌的数量。然后再密封发酵使酵母菌无氧呼吸产生酒精。随着发酵程度加深，糖被消耗，酒精含量增加，酒精的密度比糖水低，液体密度会逐渐降低。在通气使酵母菌大量繁殖时，酵母菌的能量主要来自于葡萄糖，不可能被全部消耗，否则缺少原料，酵母 菌不能进行无氧呼吸产生酒精。当氧气充足，糖源不足时，葡萄酒可转化为葡萄醋。醋酸菌最适生长温度范围是 3035。
