生物选修一知识点

生物选修一[生物技术实践] 知识点

△传统发酵技术的应用

○果酒和果醋的制作

1．发酵：指利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。根据产物分为氨基酸发酵、酒精发酵和醋酸发酵。根据条件分为需氧发酵和厌氧发酵。历史悠久、遍布民间的利用不同微生物的发酵作用制作食品的方法、工艺，一般称作传统发酵技术。

2．有氧发酵：醋酸发酵、谷氨酸发酵无氧发酵：酒精发酵、乳酸发

酵

3．酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌，酵母菌的生殖方式：出芽生殖

4．在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。

5．在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。

6．20℃左右最适宜酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18℃～25℃。

7．在葡萄酒自然发酵的过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌。在发酵过程中，随着酒精浓度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。

8．果醋制作过程中，起作用的菌种是醋酸菌，该菌种是单细胞一种好氧细菌（原核生物），代谢类型是异养需氧型，生殖方式为二分裂。只有当氧气充足时，才能时进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

9．醋酸菌对氧气的含量相当特别敏感，在进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。

10．控制发酵条件的作用：

◆醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。

◆醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。

◆有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。

11．实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）

12．酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2 ml，再滴入摩尔浓度为3 mol/L 的H2SO4 3 滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸

钾溶液3 滴，振荡试管，观察颜色。

13．如右图充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时应该关闭充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。

14．利用右图制作果酒、果醋时，在发酵过程中，每隔12 h 将瓶盖拧松一次（注意，不能打开

瓶盖）目的是放出二氧化碳。当发酵产生酒精后，对装置的处理是打开瓶盖，盖上一层纱布，进行制葡萄醋的发酵。

◆果酒和果醋的发酵装置中的充气口是在葡萄汁装入发酵瓶初期，连接充气泵进行充气，用于酵母菌大量繁殖的；

◆排气口是在酒精发酵时用来排出CO2，平衡容器内外压力的；出料口是用来取样检测菌体数量或酒精浓度或排放废料

的。

◆将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3 的空间。目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，消耗尽氧气后再进

行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2 造成发酵液的溢出。酵母菌的繁殖需大量能量，而发酵过程进行无氧呼吸，故果酒制作的前期应通入氧气，而后期应保证严格的厌氧环境。

◆排气口要通过一个长而弯曲的胶管（曲颈管）与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。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，要适时充入无菌空气（氧气）。果醋制作过程中要求始终通氧，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，另外，醋酸的生成也会受到影响。

15．防止发酵液被污染：

◆榨汁机要清洗干净，并晾干；

◆发酵装置要清洗干净，并用体积分数70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；

◆装入榨好的葡萄汁后，封闭充气口。

16．控制好发酵条件：

◆将葡萄汁装入发酵瓶，留大约1/3 的空间；

◆制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～20 d，可通过出料的情况进行及时的监测；

◆在制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30～35℃，时间控制在7～8 d，并注意适时通过充气口充气。

17．◆发酵过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。葡萄果皮中含有单宁和花青素，对酿造红葡萄酒很重要，大多数葡萄色素只存在于果皮中，色素在酒精中的溶解度大于水中，发酵时酒精增加的同时，使溶解于其中的色素也增加。

◆选择新鲜的葡萄，榨汁前应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，被杂菌污染的机会。

◆防止发酵液被污染，需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净、晾干，并用体积

分数为70% 的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。

18．发酵产物的鉴定：

◆可用重铬酸钾检验是否有酒精生成。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。

◆果醋制作过程中，首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH

做进一步的鉴定。

19．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

18～25℃

10～12 d

初期需氧，后期不需要氧

醋酸菌

购买醋酸菌种或从食醋中分离醋酸菌

30～35℃

7～8 d

始终需要氧

醋酸菌的最适生长pH 在5.0～6.5 之间，而在葡萄酒环境中，醋酸菌能在pH 为3.0～4.0 条件下生存和生长

菌种来源

发酵温度

发酵时间

氧气

环境呈酸性的发酵液中