2017-18学年高中生物专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作练习

课题1果酒和果醋的制作 1．果酒的制作原理(1)菌种是酵母菌，其代谢类型为兼性厌氧型。

(2)反应式：①有氧条件下：C 6H 12O 6＋6O 2―→6CO 2＋6H 2O 。

②无氧条件下：C 6H 12O 6―→2C 2H 5OH ＋2CO 2。

(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧ 菌种繁殖温度为20 ℃左右，且为有氧环境发酵温度为18 ～25 ℃，且为无氧酸性环境(4)菌种来源：自然发酵过程中，来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。

2．果醋的制作原理(1)菌种是醋酸菌，其代谢类型为需氧型。

(2)有关反应：①当氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。

②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为：C 2H 5OH ＋O 2―→CH 3COOH ＋H 2O 。

(3)发酵所需条件：①最适温度为30～35_℃。

②适时通气，保证充足的氧气。

1.用于果酒和果醋制作的菌种分别是酵母菌和醋酸菌。

2．在葡萄酒的自然发酵中，菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。

3．当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变成醋酸。

4．制作果酒、果醋的实验流程：5．果酒制作中应先通气再密闭，将温度控制在18~25 ℃；而果醋的制作应始终在有氧条件下进行，温度控制在30~35 ℃。

1．众多品种果酒中，葡萄酒醇厚、浓郁，耐人寻味。

果酒的制作以酵母菌发酵为主。

葡萄酒的制作流程如下：葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。

(1)为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？提示：“通气”是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，“密封”是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。

(2)酒精发酵过程中会发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？提示：酵母菌先进行有氧呼吸产生水，再进行无氧呼吸产生酒精。

(3)葡萄酒呈现深红色的原因是什么？提示：在发酵过程中，葡萄皮的色素进入到发酵液中，使葡萄酒呈现深红色。

(4)在发酵过程中，为什么其他微生物不能生存？提示：在缺氧、呈酸性条件下，绝大多数微生物无法适应而受到抑制。

2．欧洲民谚有“日食一苹果，医生远离我”。

中国俗语有“饭后一苹果，老头赛小伙”。

苹果醋既有苹果的口感，又具有醋的各种保健功能。

(1)醋在我国有三千多年的悠久历史，你知道醋有哪些保健功能吗？提示：调味、杀菌消毒、增强免疫力、治疗疾病等。

(2)影响醋酸发酵的环境因素主要有哪些？提示：温度、氧气和pH等。

(3)醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面会形成一层“白膜”。

它是怎样形成的？提示：醋酸菌大量繁殖形成的。

[跟随名师·解疑难]1．果酒和果醋制作的比较果醋制作过程中要始终通氧，因为醋酸菌是好氧菌，缺氧时醋酸菌的生长、增殖会受到影响，另外醋酸的生成也会受到影响。

1．制作流程2.检测可用重铬酸钾检验果汁发酵是否产生酒精，现象是呈现灰绿色。

1．在冲洗葡萄时，为什么不能反复多次冲洗葡萄？为什么要先冲洗，再去除枝梗？提示：菌种来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌，反复冲洗会减少菌种数量。

去枝梗时容易引起葡萄破损，被杂菌污染。

2．发酵瓶中注入的果汁量不能超过总体积的2/3，为什么？提示：为酵母菌初期进行有氧呼吸提供氧气；暂时储存发酵产生的CO2。

3．在果酒发酵旺盛期要及时排气，试说明原因。

提示：由于发酵旺盛期CO2产生量大，因此需及时排气，以防止发酵瓶爆裂。

4．果醋是在果酒生产基础上产生的。

在制果酒时需无氧发酵，在无氧条件下，好氧型的醋酸菌会大量死亡。

请问：后期果醋发酵哪来的醋酸菌？提示：前期厌氧发酵产生酒精时，并不是严格厌氧，会有少量醋酸菌存留，当转入有氧发酵时，残存的醋酸菌会大量繁殖，产生醋酸。

同时，在实验条件下，并不是严格无菌，通入的空气中会有一些醋酸菌带入发酵液中。

在工业生产中，后期醋酸发酵需接种醋酸菌。

[跟随名师·解疑难]1．果酒和果醋的发酵装置Array(1)各部位的作用：①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。

②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。

③出料口：是用来取样的。

④与瓶身相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。

(2)该装置的使用方法：使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。

2．果酒和果醋制作的操作流程比较(1)发酵液的变化：①放出气体：由于发酵作用，葡萄汁中糖分大部分转变为CO2、C2H5OH及少量的发酵副产品。

CO2排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10 d左右，现象最明显。

②放热：发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18～25 ℃。

③颜色变化：发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。

(2)要证实葡萄汁转化成葡萄酒是由于酵母菌的作用，需要设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1/3空间，A组加入酵母菌，B组不加，同时进行发酵。

证明葡萄酒中有无醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。

(3)正常情况下，葡萄酒色泽鲜艳、爽口、醇厚、有浓郁的果实香味；果醋呈琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。

[例1]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)写出与(4)题有关的反应方程式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。

(6)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？请说明原因。

______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在__________。

醋酸发酵时温度一般应控制在________。

[解析] 酵母菌是兼性厌氧型生物，其反应式为：有氧时：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O；缺氧时：C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2。

因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。

醋酸菌是好氧菌，在有氧时能够利用糖生成醋酸；在糖源不足时，能将乙醇变为醋酸，即C6H12O6＋2O2―→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O，C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。

因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。

[答案] (1)醋酸发酵(2)洗去浮尘反复冲洗(3)果酒发酵果醋发酵泵入空气(氧)(4)酵母菌CO2剩余(含氧量少)的空气、CO2(5)①C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2②C6H12O6＋2O2―→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O，C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O(6)不能。

因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足。

(7)18～25 ℃30～35 ℃[例2] ( )[解析] 温度可以通过影响酶的活性来改变醋酸的产生速率，在最适温度时产生速率最大，高于或低于该温度都会使活性降低(甚至丧失)。

同理，pH对醋酸产生速率的影响也是这样的，因而A、D都正确；醋酸菌是好氧菌，随着溶氧量的增加(一定范围内)，醋酸会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，但当溶氧量增大到一定值时由于受其他条件(发酵的数量与活性等)的限制不可能继续增加而达到最大产生速率，所以B是正确的；醋酸产生速率随时间的变化在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多时其产生总量会继续增加，而产生速率则不再有明显加快的现象，即C项不正确。

[答案] C易错提醒本题易混淆“醋酸产生速率”和“醋酸产生量”两个概念，只有在最适条件下产生速率才最大，而只有当发酵过程停止后，产生量才最大。

某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。

下列相关叙述正确的是( )A．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖解析：选D 醋酸菌是嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高；进行果酒、果醋发酵实验，要先隔绝空气进行果酒发酵，再供氧进行果醋发酵；人工接种菌种单一，自然发酵菌群丰富，故与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品风味及品质较差；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率。

[随堂基础巩固]1．下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，错误的是( )A．两者的正常繁殖都离不开氧气B．在无氧条件下，利用酵母菌可以生产酒精，而醋酸菌则不能用于生产醋酸C．两者都是异养生物，它们的生存都离不开葡萄糖D．醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸解析：选C 醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命活动(包括繁殖和代谢产生醋酸)；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不足以满足其自身繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气。

酵母菌在无氧环境中能产生酒精(乙醇)。

而醋酸菌在缺乏糖源时，能把乙醇氧化成乙醛，再将乙醛氧化成乙酸。

2．下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的相关叙述，错误的是( )A．葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3的空间B．用清水冲洗葡萄除去污物时，应反复多次冲洗C．制葡萄酒的过程中，需将时间控制在10～12 dD．制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在7～8 d解析：选B 制作葡萄酒所用的菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，所以，对选择的葡萄应冲洗1～2次，清除污物即可，以免造成菌种流失。