生物總復(fù)習(xí)選修專題

選修1生物技術(shù)實(shí)踐專題1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用考綱內(nèi)容及能力要求考向定位1．運(yùn)用發(fā)酵加工食品的基本方法2．測(cè)定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì)1．制作果酒和果醋的基本原理和方法，以及發(fā)酵的條件2．設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單的生產(chǎn)果酒、果醋的裝置3．腐乳制作的原理、方法和制作流程中各步措施的作用，以及質(zhì)量評(píng)價(jià)4．泡菜制作原理及其實(shí)驗(yàn)流程5．亞硝酸鹽含量的檢測(cè)方法基礎(chǔ)梳理

果酒和果醋的制作

基礎(chǔ)梳理1．果酒制作的原理（1）人類利用微生物發(fā)酵制作果酒，該過(guò)程用到的微生物是__________，它的代謝類型是__________，與異化作用有關(guān)的方程式有___________________________。（2）酵母菌生長(zhǎng)的最適溫度是__________；酒精發(fā)酵一般將溫度控制在__________。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所使用的酵母菌的來(lái)源是_______________________________。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O；C6H12O6→2C2H5OH+2CO2

酵母菌兼性厭氧型

附著在葡萄皮上的野生型酵母菌20℃左右18~25℃（3）葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因是________________________________________。（4）現(xiàn)在工廠化生產(chǎn)果酒，為提高果酒的品質(zhì)，更好地抑制其他微生物的生長(zhǎng)，采取的措施是_____________。2．果醋的制作原理（1）果酒進(jìn)一步發(fā)酵能獲得果醋，酒變醋的原理是____________________________________________。（2）果醋發(fā)酵時(shí)將溫度控制在__________℃，原因是____________________________________。（3）醋酸菌與酵母菌相比，最主要的特點(diǎn)是_________。對(duì)所用器具、材料都進(jìn)行滅菌葡萄皮中的色素溶解在葡萄酒中醋酸菌是原核生物，無(wú)核膜，無(wú)核仁

乙醇→乙醛→醋酸醋酸菌在這個(gè)溫度范圍最適宜生長(zhǎng)30~353．操作過(guò)程應(yīng)注意的問(wèn)題（1）為防止發(fā)酵液被污染，發(fā)酵瓶要用______________________消毒。（2）葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)，要留出大約__________的空間。（3）制作葡萄酒時(shí)將溫度嚴(yán)格控制在__________，時(shí)間控制在__________d左右，可通過(guò)__________對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)。（4）制葡萄醋的過(guò)程中，將溫度嚴(yán)格控制在__________，時(shí)間控制在__________d，并注意適時(shí)在__________充氣。充氣口體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精1/318~25℃10~12出料口30~35℃7~8歸納整合一、發(fā)酵1.發(fā)酵的概念廣義：是通過(guò)微生物的培養(yǎng)來(lái)大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過(guò)程。包括有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）和無(wú)氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）。狹義：是指微生物的無(wú)氧呼吸（包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）所以，發(fā)酵≠無(wú)氧呼吸。2.溫度要求繁殖的最適溫度：20℃。酒精發(fā)酵的最適溫度：18~25℃。酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10℃，酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，酵母菌的繁殖速度加快，20℃時(shí)為最佳繁殖溫度，此時(shí)酵母菌繁殖速度快、生活力強(qiáng)。超過(guò)35℃時(shí)，酵母菌生長(zhǎng)受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃時(shí)酵母菌停止出芽，開(kāi)始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少酒精的損耗，必須控制好發(fā)酵的溫度。3.應(yīng)用釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。二、果酒和果醋的制作（詳見(jiàn)本專題“走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”）跟蹤訓(xùn)練

(2009年全國(guó)卷Ⅰ)下列關(guān)于通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A.發(fā)酵時(shí)需要不斷通入無(wú)菌空氣，否則會(huì)積累乳酸B.發(fā)酵時(shí)常采用的培養(yǎng)基為液體天然培養(yǎng)基C.從自然界分離的野生型菌株可直接用于生產(chǎn)D.當(dāng)菌體生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期時(shí)，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物可提高谷氨酸產(chǎn)量

解析：通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸，當(dāng)溶氧不足時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生乳酸或琥珀酸；培養(yǎng)基通常由豆餅的水解液、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、氧化鉀、硫酸鎂、生物素等配制而成，呈液體狀態(tài)，因此是液體天然培養(yǎng)基；從自然界分離的野生型菌株，產(chǎn)量一般都比較低，不能滿足工業(yè)上的需要，通常都要用人工誘變的方法處理，使菌株產(chǎn)生突變，再?gòu)闹泻Y選出符合要求的優(yōu)良菌株，才能用于生產(chǎn)。當(dāng)菌體生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期時(shí)，要及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物以滿足菌體的營(yíng)養(yǎng)需求以提高谷氨酸的產(chǎn)量。故C不正確。答案：C原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的對(duì)比

基礎(chǔ)梳理1．經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成小分子的__________和__________，脂肪被分解成__________和__________，因而更利于消化吸收。腐乳的制作實(shí)驗(yàn)的基本流程為_(kāi)_________________________________________________。此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到的酒、鹽、__________都有殺菌作用。讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯、裝瓶→密封腌制肽氨基酸脂肪酸甘油鹵湯2．腐乳的發(fā)酵有多種微生物的參與，如__________、__________、__________、__________等，其中起主要作用的是__________。它是一種絲狀__________，常見(jiàn)于__________、__________、__________、__________上。3．現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)是在嚴(yán)格的__________條件下，將優(yōu)良__________菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其他菌種的污染，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。谷物青霉曲霉毛霉酵母菌毛霉真菌土壤水果蔬菜毛霉

無(wú)菌歸納整合

腐乳的制作1．毛霉(1)毛霉是一種絲狀真菌，它的菌絲可分為直立菌絲和匍匐菌絲，繁殖方式為孢子生殖，新陳代謝類型為異養(yǎng)需氧型，應(yīng)用于腐乳等發(fā)酵工藝。(2)毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的發(fā)酵過(guò)程中，毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。(3)傳統(tǒng)腐乳的生產(chǎn)中，豆腐塊上生長(zhǎng)的毛霉來(lái)自空氣中的毛霉孢子，而現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)是在嚴(yán)格無(wú)菌的條件下，將優(yōu)良毛霉菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其他菌種的污染，保證產(chǎn)品質(zhì)量。(4)毛霉優(yōu)良菌種的標(biāo)準(zhǔn)：不產(chǎn)生毒素；生長(zhǎng)繁殖快，抗雜菌能力強(qiáng)；生長(zhǎng)的溫度范圍大，不受季節(jié)的限制；有蛋白酶、脂肪酶、肽酶等酶系；使產(chǎn)品氣味正常良好。2.影響腐乳品質(zhì)的條件(1)鹽長(zhǎng)滿毛霉的豆腐塊（毛坯）與鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比為5∶1。鹽的濃度過(guò)高，影響腐乳的風(fēng)味，鹽的濃度過(guò)低，不足以抑制微生物生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì)。裝瓶時(shí)將毛坯分層盤立擺放在容器中，分層加鹽，并隨層加高而增加鹽量，在瓶口表面鋪鹽時(shí)應(yīng)鋪厚些，以防止雜菌從瓶口進(jìn)入。腌制時(shí)間約8d。(2)酒的用量鹵湯酒精含量控制在12％左右為宜。酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短有很大關(guān)系。酒精含量越高，對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長(zhǎng)；酒精含量過(guò)低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質(zhì)的水解，但雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。(3)發(fā)酵的溫度前期發(fā)酵溫度應(yīng)保持在15～18℃，毛霉逐漸生長(zhǎng)，大約5d后豆腐表面叢生著直立菌絲。(4)發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短釀造腐乳的主要生產(chǎn)工序是將豆腐進(jìn)行前期發(fā)酵和后期發(fā)酵。前期發(fā)酵所發(fā)生的主要變化是毛霉在豆腐（白坯）上的生長(zhǎng)。發(fā)酵的溫度為15～18℃，此溫度不適于細(xì)菌、酵母菌和曲霉的生長(zhǎng)，而適于毛霉慢慢生長(zhǎng)。毛霉生長(zhǎng)大約5d后使白坯變成毛坯。前期發(fā)酵的作用，一是使豆腐表面有一層菌膜包住，形成腐乳的“體”；二是毛霉分泌以蛋白酶為主的各種酶，有利于豆腐所含有的蛋白質(zhì)水解為各種氨基酸。后期發(fā)酵主要是酶與微生物協(xié)同參與生化反應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)腌制并配入各種輔料（紅曲、面曲、酒釀），使蛋白酶作用緩慢，促進(jìn)其他生化反應(yīng)，生成腐乳的香氣。(5)香辛料因?yàn)樾亮狭暇哂姓{(diào)味和殺菌的作用，所以它也會(huì)影響腐乳風(fēng)味或質(zhì)量。跟蹤訓(xùn)練

（2008年江蘇卷）下列關(guān)于腐乳制作的描述中，錯(cuò)誤的是（

）A．在腐乳制作過(guò)程中必須有能產(chǎn)生蛋白酶的微生物參與B．含水量大于85%的豆腐利于保持濕度，適宜制作腐乳C．加鹽和加酒都能抑制微生物的生長(zhǎng)D．密封瓶口前最好將瓶口通過(guò)火焰以防雜菌污染

解析：制作腐乳的豆腐含水量以70％為宜。含水量過(guò)高，腐乳不易成形；含水量過(guò)低，不適于毛霉生長(zhǎng)。

答案：B制作泡菜并檢測(cè)亞硝酸鹽含量

基礎(chǔ)梳理1.泡菜的制作按照清水與鹽的質(zhì)量比為_(kāi)______的比例配制________________________________。將鹽水煮沸冷卻。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的新鮮蔬菜混合均勻，裝入泡菜壇內(nèi)，裝至半壇時(shí)，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿，再徐徐注入配置好的鹽水，使鹽水沒(méi)過(guò)全部菜料，蓋好壇蓋。在壇蓋邊沿的水槽中注滿水，以保證壇內(nèi)__________發(fā)酵所需的__________環(huán)境。在發(fā)酵過(guò)程中要注意經(jīng)常補(bǔ)充水槽中的__________。發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短受室內(nèi)溫度的影響。1.4∶1鹽水乳酸菌無(wú)氧水2.測(cè)定亞硝酸鹽含量的操作中有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題(1)實(shí)驗(yàn)原理：__________遇到對(duì)_______________和____________________溶液時(shí)會(huì)呈現(xiàn)__________。亞硝酸鹽溶液的濃度不同，呈現(xiàn)的顏色深淺也不一：溶液濃度高，顏色深些；溶液濃度低，顏色__________些。(2)藥品：質(zhì)量濃度為4mg/mL的對(duì)氨基苯磺酸溶液、質(zhì)量濃度為2mg/mL的N1萘基乙二胺鹽酸鹽溶液、質(zhì)量濃度為5μg/mL的NaNO2溶液（配制成不同濃度，作為標(biāo)準(zhǔn)顯色液）、提取劑（酸性條件下的氯化鎘和氯化鋇溶液）、Al（OH）3乳液和物質(zhì)的量濃度為2.5mol/L的NaOH溶液。(3)制備樣品處理液時(shí)，氫氧化鋁乳液的作用是吸附樣品濾液中的__________，使濾液變得無(wú)色透明，以便于觀察顏色變化。雜質(zhì)亞硝酸鹽氨基苯磺酸溶液N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽玫瑰紅色淺歸納整合

一、泡菜制作及亞硝酸鹽含量的測(cè)定操作指導(dǎo)1.制備的氫氧化鋁乳液能吸附泡菜汁液中的雜質(zhì)，使泡菜汁透明澄清，以便進(jìn)行后續(xù)的顯色反應(yīng)。2.泡菜腌制及質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)：成功制作泡菜的關(guān)鍵是營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境。檢測(cè)指標(biāo)有乳酸的含量、泡菜的風(fēng)味品質(zhì)，在初期發(fā)酵的末期和中期發(fā)酵階段，泡菜的乳酸含量為0.4%～08%，風(fēng)味品質(zhì)最好，因此，常以這個(gè)階段作為泡菜的成熟期。也可以在顯微鏡下觀察乳酸菌的形態(tài)，比較不同時(shí)期泡菜壇中乳酸菌的含量。并及時(shí)對(duì)泡菜中亞硝酸鹽的含量進(jìn)行鑒定，一般前1~4天呈上升趨勢(shì)，然后逐漸下降。3.亞硝酸鹽含量的測(cè)定：配制的亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液與樣品液顯色后，目測(cè)比色效果如何，是否與標(biāo)準(zhǔn)液的濃度相吻合。如果不吻合，還應(yīng)在已知的濃度范圍內(nèi)，改變濃度梯度，進(jìn)一步配制標(biāo)準(zhǔn)使用液。

二、比較果酒、果醋、腐乳、泡菜制作的原理、過(guò)程及條件菌種及其生活方式重要反應(yīng)發(fā)酵條件操作提示果酒酵母菌(兼性厭氧型)

C6H12O62C2H5OH+2CO2溫度：18~25℃；最適溫度為20℃；pH:5.0~6.0,呈酸性；氧氣：先期通O2，然后控制無(wú)O2

材料的選擇與處理；防止發(fā)酵液被污染；控制好發(fā)酵條件果醋醋酸菌(好氧型)

糖源充足、氧氣充足：糖→醋酸；糖源不足：乙醇→乙醛→醋酸溫度：30~35℃；氧氣充足

酶、無(wú)氧菌種及其生活方式重要反應(yīng)發(fā)酵條件操作提示腐乳毛霉(需氧型)

蛋白質(zhì)→（蛋白酶）多肽、氨基酸脂肪→（脂肪酶）甘油、脂肪酸溫度為15～18℃，此溫度不適于細(xì)菌、酵母菌和曲霉的生長(zhǎng)控制好材料的用量；防止雜菌污染泡菜乳酸菌(厭氧型)C6H12O6→2C2H5O3NO-2+對(duì)氨基苯磺酸→（H+）反應(yīng)物反應(yīng)物+N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽→玫瑰紅色染料防雜菌污染；密封嚴(yán)密泡菜壇的選擇；腌制的條件；測(cè)定亞硝酸鹽含量的操作跟蹤訓(xùn)練以下不屬于發(fā)酵的是（）A.利用需氧型青霉菌生產(chǎn)青霉素B.缺氧時(shí)人的組織細(xì)胞產(chǎn)生乳酸C.利用酵母菌的無(wú)氧呼吸獲得酒精D.利用乳酸菌制作泡菜

解析：解答該題首先要理解發(fā)酵的概念，發(fā)酵是指在生產(chǎn)實(shí)際中，人們通過(guò)微生物的培養(yǎng)，大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過(guò)程。這里有3個(gè)要點(diǎn)，一是用于生產(chǎn)；二是培養(yǎng)微生物；三是生產(chǎn)代謝產(chǎn)物。根據(jù)概念可知，生產(chǎn)代謝產(chǎn)物青霉素有一個(gè)培養(yǎng)青霉菌的過(guò)程；生產(chǎn)酒精有一個(gè)培養(yǎng)酵母菌的過(guò)程；制作泡菜實(shí)質(zhì)是培養(yǎng)乳酸菌，使其利用菜中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物乳酸的過(guò)程。因此，A、C、D都符合發(fā)酵的概念。而B(niǎo)項(xiàng)中雖有代謝產(chǎn)物乳酸，但不是微生物所為，也不存在培養(yǎng)微生物的過(guò)程，更不是用于生產(chǎn)，因此不屬于發(fā)酵。

答案：B熱點(diǎn)聚焦

果酒和果醋的發(fā)酵技術(shù)

（2008年江蘇卷）圖甲是果醋發(fā)酵裝置。發(fā)酵初期不通氣，溶液中有氣泡產(chǎn)生；中期可以聞到酒香；后期接種醋酸菌，適當(dāng)升高溫度并通氣，酒香逐漸變成醋香。圖乙中能表示整個(gè)發(fā)酵過(guò)程培養(yǎng)液pH變化的曲線是（）A．①B．②C．③D．④

解析：此題把果酒和果醋制作過(guò)程的物質(zhì)變化以圖解的形式反映出來(lái)，考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，綜合性強(qiáng)。發(fā)酵初期，需向發(fā)酵罐中通入一定量的空氣，此時(shí)酵母菌大量繁殖，分解較多的葡萄糖，產(chǎn)生大量二氧化碳和水，二氧化碳溶于水，pH下降，隨著氧氣的消耗，到發(fā)酵中期，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生較少的二氧化碳和酒精，pH稍上升，后期接種醋酸菌，適當(dāng)升高溫度并通氣，醋酸菌大量繁殖，利用葡萄糖或酒精生成醋酸，pH迅速下降。

答案：B

名師點(diǎn)睛：果酒和果醋的發(fā)酵裝置中各個(gè)部件的作用以及裝置的使用方法。裝置使用說(shuō)明：充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出CO2的；出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染，其作用類似巴斯德的鵝頸瓶。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。熱點(diǎn)訓(xùn)練關(guān)于果酒制作過(guò)程中的敘述正確的是（）A.制作果酒時(shí)，需要加酵醋酸菌B.發(fā)酵的溫度維持在20℃最好C.發(fā)酵過(guò)程中需要適時(shí)打開(kāi)瓶蓋放氣，以防發(fā)酵瓶破裂D.需要不斷地充入氧氣

解析：制作果酒時(shí)，需要加酵母菌；酵母菌酒精發(fā)酵需在無(wú)氧條件下進(jìn)行，通氣時(shí)只能擰松瓶蓋而不可打開(kāi)瓶蓋；發(fā)酵的最適宜溫度為20℃。

答案：B走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

基礎(chǔ)再現(xiàn)

一、酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類及菌落

1.形態(tài)、結(jié)構(gòu)

酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬真核生物，細(xì)胞大小為1~30μm，呈圓形、橢圓形等。

2.繁殖

酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式進(jìn)行無(wú)性生殖。溫度低時(shí)形成孢子，進(jìn)入休眠狀態(tài)，溫度適宜時(shí)，進(jìn)行出芽生殖，繁殖速度快。3.菌落酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落，其表面濕潤(rùn)、黏稠，呈白色或粉紅色。在液體培養(yǎng)基中，有些在液體表面形成菌膜，或在容器壁上出現(xiàn)酵母環(huán)，或產(chǎn)生沉淀。4.生存的環(huán)境自然界中，酵母菌分布廣泛，但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中，如水果、花、樹(shù)皮上，有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見(jiàn)的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母(醬油釀造)、球擬酵母屬、粉狀畢赤氏酵母等。一年四季，土壤始終是酵母菌的大本營(yíng)。

二、酵母菌的代謝類型及其呼吸過(guò)程酵母菌的呼吸果酒的制作離不開(kāi)酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖。反應(yīng)式如下：C6H12O6+6O26CO2+6H20+能量在無(wú)氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。反應(yīng)式如下：C6H12O6

2C2H5OH+2CO2+能量（在果酒的工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高果酒的品質(zhì)，也可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌，例如：干酵母或酒藥）酶酶

三、醋酸菌1.醋酸菌的形態(tài)從橢圓到桿狀，有單個(gè)的、成對(duì)的，也有成鏈狀的。以鞭毛運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)，不形成芽孢，屬原核生物，以分裂方式繁殖，新陳代謝類型為異養(yǎng)需氧型。（醋酸菌與酵母菌相比，最主要的特點(diǎn)是醋酸菌是原核生物，體內(nèi)無(wú)成形的細(xì)胞核）2.應(yīng)用：食醋、果醋。四、醋酸菌代謝類型及其呼吸過(guò)程醋酸菌是—種好氧型細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實(shí)驗(yàn)表明，醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會(huì)引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的果糖分解成醋酸(反應(yīng)簡(jiǎn)式如下)。

C6H12O63CH3COOH（醋酸）當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿?反應(yīng)簡(jiǎn)式如下)。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30~35℃。

2C2H5OH+O22CH3CHO（乙醛）+2H2O2CH3CHO+O22CH3COOH（醋酸）酶酶酶過(guò)程設(shè)計(jì)建議將實(shí)驗(yàn)安排在秋季的9月或10月進(jìn)行。在這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）正值收獲季節(jié)，葡萄的價(jià)格便宜，品種多樣；（2）此時(shí)葡萄上的酵母菌數(shù)量多且生活力強(qiáng)，發(fā)酵釀酒的效果好；（3）溫度適宜，發(fā)酵現(xiàn)象非常明顯。實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟如下：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵果酒果醋1.對(duì)發(fā)酵瓶、紗布、榨汁機(jī)、盛葡萄汁的器皿等實(shí)驗(yàn)用具進(jìn)行清洗并消毒。先用溫水反復(fù)沖洗幾次,再用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2.取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的子粒。3.用清水沖洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反復(fù)多次沖洗。4.用榨汁機(jī)榨取葡萄汁后，將其裝入發(fā)酵瓶中，或?qū)⑵咸汛虺蓾{后，用潔凈的紗布過(guò)濾至發(fā)酵瓶中，蓋好瓶蓋。如果沒(méi)有合適的發(fā)酵裝置，可以用500mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超過(guò)塑料瓶總體積的2/3。5.將發(fā)酵瓶置于適宜的溫度下發(fā)酵。6.由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大，因此需要及時(shí)排氣，防止發(fā)酵瓶爆裂。如果使用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置，如瓶子（最好選用塑料瓶），每天要擰松瓶蓋2～4次，進(jìn)行排氣。7.10d以后，可以開(kāi)始進(jìn)行取樣檢驗(yàn)工作。例如，可以檢驗(yàn)酒味、酒精的含量，進(jìn)行酵母菌的鏡檢等工作。8.當(dāng)果酒制成以后，可以在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后將裝置轉(zhuǎn)移至30～35℃的條件下發(fā)酵，適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋曲，可嘗試自然接種，但效果不是很好。如果沒(méi)有充氣裝置，可以將瓶蓋打開(kāi)，在瓶口蓋上紗布，以減少空氣中塵土等的污染。結(jié)果分析與評(píng)價(jià)：1．由于發(fā)酵作用，葡萄漿中的糖分大部分轉(zhuǎn)變?yōu)镃Ｏ2和C2H5OH，及少量的發(fā)酵副產(chǎn)品。CO2的排出越來(lái)越旺盛，使發(fā)酵液出現(xiàn)沸騰，CO2從排氣口排出，在發(fā)酵10天后，現(xiàn)象最明顯。發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵液溫度上升，但酒精的發(fā)酵溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在18～25℃。發(fā)酵過(guò)程中，果皮上的色素及其他成分逐漸溶解于發(fā)酵液中。在發(fā)酵瓶表面有浮槽的蓋子生成。2．設(shè)置對(duì)照組，將葡萄汁進(jìn)行高壓滅菌，分別裝入A、B兩個(gè)發(fā)酵瓶中，并各留有1／3的空間，A組加入酵母菌，B組不加，進(jìn)行發(fā)酵，可證明葡萄酒的產(chǎn)生是由于酵母菌的作用。要證明葡萄醋中有醋酸生成，簡(jiǎn)單易行的方法是品嘗或用pH試紙鑒定。3．制作的葡萄酒色澤鮮艷、爽口、柔和、有濃郁的果實(shí)香味；果醋具有琥珀色或棕紅色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。易錯(cuò)歸納1.每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開(kāi)瓶蓋；制醋時(shí)，再將瓶蓋打開(kāi)，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。（這都是為了防止發(fā)酵液被污染，因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉加锌赡芑烊腚s菌）2.充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出二氧化碳的；出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。精題演習(xí)1.生產(chǎn)果醋用的乳酸菌等細(xì)菌都具有的特征是（）A．都是異養(yǎng)生物B．僅在有水條件下繁殖C．僅在有氧條件下生長(zhǎng)D．生存溫度都超過(guò)80℃

解析：細(xì)菌的生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水和生長(zhǎng)因子，其中碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子因細(xì)菌種類的不同，所需的種類也不一樣，而水是所有微生物生長(zhǎng)共同所需要的物質(zhì)。細(xì)菌按同化作用可分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩種；按異化作用可分為需氧型和厭氧型兩種。

答案：B2.下面是家庭釀酒的具體操作過(guò)程：先將米煮熟，待冷卻至30℃時(shí)，加少許水和一定量的酵母菌菌種，與米飯混勻后置于一瓷壇內(nèi)并在米飯中挖一洞，加蓋后置于適當(dāng)?shù)牡胤奖兀?8℃），一段時(shí)間后即成。現(xiàn)請(qǐng)你從以下幾個(gè)方面對(duì)其發(fā)酵過(guò)程作一簡(jiǎn)單的分析。（1）在米飯中間挖一個(gè)洞的目的是增加__________的含量，保證酵母菌在一開(kāi)始時(shí)進(jìn)行__________，從而有利于酵母菌數(shù)量的增加。（2）請(qǐng)你在下圖的坐標(biāo)上畫出發(fā)酵壇內(nèi)酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的曲線。（3）在家庭釀酒過(guò)程中，產(chǎn)生大量的水，這些水的主要來(lái)源是__________。（4）上述過(guò)程中，酵母菌所進(jìn)行的兩種代謝若消耗等物質(zhì)的量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（葡萄糖），那么所產(chǎn)生的氣體的體積之比為_(kāi)_______。（5）請(qǐng)你在右圖的坐標(biāo)中繪出發(fā)酵壇內(nèi)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸此消彼長(zhǎng)的變化過(guò)程的曲線圖，用實(shí)線和虛線分別表示有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。答案：（1）氧氣有氧呼吸（2）如圖甲所示（3）有氧呼吸產(chǎn)生水（4）3∶1（或1∶3）（5）如圖乙所示課時(shí)作業(yè)

2．下面對(duì)發(fā)酵過(guò)程中滅菌的理解不正確的是（）A.防止雜菌污染B.只消滅雜菌C.培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須滅菌D.滅菌必須在接種前

解析：滅菌是微生物發(fā)酵過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。A項(xiàng)是滅菌的目的，因?yàn)榘l(fā)酵所用的菌種大多是單一的純種，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程不能混入其他微生物（雜菌），所以A項(xiàng)是正確的。B項(xiàng)是錯(cuò)誤的，因?yàn)闇缇哪康氖欠乐闺s菌污染，但實(shí)際操作中不可能只消滅雜菌，而是消滅全部微生物。C項(xiàng)是正確的，因?yàn)榕c發(fā)酵有關(guān)的所有設(shè)備和物質(zhì)都要滅菌，而發(fā)酵所用的微生物是在滅菌后專門接種的。D項(xiàng)也是正確的，滅菌必須在接種前，如果接種后再滅菌就會(huì)把所接的菌種也殺死。

答案：B3.葡萄糖在毛霉細(xì)胞質(zhì)內(nèi)分解至丙酮酸的過(guò)程中，下列敘述正確的是（）A．在線粒體中進(jìn)行無(wú)氧呼吸B．需在有氧條件下進(jìn)行C．不產(chǎn)生CO2D．反應(yīng)速度不受溫度影響

解析：葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解成兩分子丙酮酸和少量［H］及少量的能量，這一階段同屬有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的第一階段，因此不需氧的參與。

答案：C4．下列有關(guān)谷氨酸棒狀桿菌的生長(zhǎng)和谷氨酸發(fā)酵的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.組成酶是維持菌體基本生活的必要條件B.菌體能合成各種生長(zhǎng)因子，不需要從外界補(bǔ)充C.發(fā)酵液pH呈酸性時(shí)就會(huì)生成乙酰谷氨酰胺D.細(xì)胞膜透性的改變，可解除代謝產(chǎn)物對(duì)有關(guān)酶活性的抑制

解析：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng)中的相關(guān)知識(shí)。菌體并不是能合成各種生長(zhǎng)因子，如果缺乏合成生長(zhǎng)因子所需的酶或合成能力有限，則需要從外界中補(bǔ)充其所需的生長(zhǎng)因子。答案：B6.利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時(shí)，投放的適宜原料和在產(chǎn)生酒精階段要控制的必要條件分別是（）A．玉米粉和有氧