2019版高考生物一轮复习生物技术实践第2讲发酵技术实践学案苏教版

第2讲 发酵技术实践

考点一| 果酒、果醋的制作

(对应学生用书第232页)

[识记—基础梳理] 1．发酵和发酵技术

(1)发酵的概念：人们把利用微生物的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。

(2)发酵技术

①概念：利用微生物的发酵作用，大规模生产发酵产品的技术。

②应用：广泛应用于生产单细胞蛋白(如酵母菌)、含醇饮料(如果酒、白酒、啤酒)、发酵乳制品(如酸奶、奶酪)、调味品和发酵食品(如味精、醋、腐乳、泡菜)、甜味剂(如木糖醇、糖精)、食品添加剂(如柠檬酸、赖氨酸等)

2．果酒和果醋的制作 (1)果酒的制作

①概念：以各种果汁为原料，通过微生物发酵而制成的含有酒精的饮料，如葡萄酒、梨酒等。 ②制作原理：酵母菌在厌氧条件下，可以将果汁中的葡萄糖分解并产生酒精，当酒精浓度达到一定的生产要求后，即可得到果酒产品。

(2)果醋的制作原理

醋酸菌在充分供氧的条件下，将酒精转化为醋酸。

(3)果酒、果醋发酵实验流程及注意事项

实验用具消毒 先用温水冲洗，再用体积分数为70%的酒精擦拭消毒

↓

挑选葡萄冲洗⎩⎪⎨⎪⎧①先冲洗后除枝梗②不能反复冲洗，防止洗去野生 酵母菌

↓

榨汁用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中

↓

果酒发酵放在18～25 ℃下发酵，发酵过程中要注意排气↓

取样检测10天～12天取样检测酒精含量，酵母菌镜检

果醋发酵加入醋酸菌后在30～35℃下发酵，需不间断通入氧气

[理解—深化探究]

1．果酒、果醋的原理和条件

(1)各个部件的作用

①因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下进行的，故应控制充入氧的量，应在充气口设置开关。

②由于在酒精发酵过程中产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。

③因要对发酵的情况进行及时监测，故应设置出料口便于取料。

(3)该装置的使用方法：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。

(4)控制好发酵的条件

①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。

②严格控制温度：18～25 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵，30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。

③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。

[运用—考向对练]

◎考向1 果酒、果醋制作流程

1．(2016·天津高考)天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。

淀粉

类原料――→

糖化葡萄

糖

―――→

酒精发酵成熟

酒醅

―――→

醋酸发酵成熟

醋醅

――→

处理

成品醋

(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶______________________________________________________________。

(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。

(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下：

①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如右图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是_________________

______________________________________________________________，

由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是________________

______________________________________________________________。

②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。

③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的________，淘汰了部分乳酸菌种类。

[解析](1)酶的活性受温度的影响，在最适温度下酶的催化能力最强。(2)发酵过程中先通气的目的是让酵母菌大量繁殖，使发酵液中的酵母菌总数达到一定程度，有利于发酵的进行。(3)①醋酸杆菌是好氧菌，据图分析，第15天将A、B层颠倒，颠倒后使原来处于下层缺氧状态的醋酸杆菌来到上层有氧的环境，醋酸杆菌大量繁殖，其数量上升，后来因为培养液中营养物质被逐渐消耗以及呼吸产物对pH的影响，导致其数量不再增长而趋于稳定。由此推测影响醋酸杆菌密度变化的主要因素是氧气、营养物质、pH等。②因为乳酸菌是厌氧菌，故下层有利于乳酸菌繁殖。未颠倒前B层处于下层，颠倒后A层处于下层。③由题目信息可知，由于营养物质消耗、发酵环境发生改变等，生物个体之间的斗争、不同种类之间的竞争会加剧。

[答案](1)在最适温度条件下催化能力最强 (2)酵母菌(3)①先快速增长后趋于稳定氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)

③种间竞争(或竞争)

[误区警示] 有关果酒、果醋制作的3个易错点

1．发酵产物并非都是微生物细胞呼吸的产物。酒精是酵母菌无氧呼吸的产物；醋酸不是醋酸菌细胞呼吸的产物，而是醋酸菌特有的代谢过程产生的代谢产物，醋酸菌细胞呼吸的产物是CO2和H2O。

2．酒精发酵为无氧发酵，并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期适量通氧，有利于酵母繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的氧气，形成无氧环境后开始进行酒精发酵。

3．酵母菌酒精发酵产生CO2，因此发酵过程需要不断释放CO2。

◎考向2 果酒、果醋制作原理和条件

2．(2018·衡阳八中模拟)柿子经过发酵可制成柿子醋，以下是柿子醋制作的流程：柿果→挑选→清洗→去皮→去核→脱涩处理→切块→压榨→柿汁→灭菌→酒精发酵→醋酸发酵→灭菌→陈酿→淋醋→过滤→成品。请回答下列问题：

(1)脱涩过程可以用成熟的苹果、梨等水果释放的________气体促进柿子成熟。

(2)将压榨后的柿汁加热到80 ℃保持10～20分钟的目的是______________。酒精发酵时可添加活性干酵母进行，发酵的原理是______________(写出反应式)。

(3)若醋酸发酵时需扩大培养醋酸菌种，实验室常用的接种方法是____________和