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专题一传统发酵技术的应用一、实验案例制作葡萄酒和葡萄醋建议将实验安排在秋季的9月或10月进行。在这段时间内进行实验，有如下优点：（1）正值收获季节，葡萄的价格便宜，品种多样；（2）此时葡萄上的酵母菌数量多且生活力强，发酵酿酒的效果好；（3）温度适宜，发酵现象非常明显。实验的具体操作步骤如下。1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2.取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的子粒。3.用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复多次冲洗。4.用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中（装置参见教材图1-4b），或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。5.将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。6.由于发酵旺盛期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（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。7.10d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。8.当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至30～35℃的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。二、课题成果评价（一）果酒的制作是否成功发酵后取样，通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾检验酒精的存在。（二）果醋的制作是否成功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作进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定。【导学诱思】1．果酒制作的原理（1）人类利用微生物发酵制作果酒，该过程用到的微生物是，它的代谢类型是，与异化作用有关的反应式有。思考：果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，如何使酵母菌成为优势菌种？酵母菌成为优势菌种前存在的生物关系如何？（2）酵母菌生长的最适温度是；酒精发酵一般将温度控制在。传统发酵技术所使用的酵母菌的来源是。（3）葡萄酒呈现深红色的原因是。（4）现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施是。2．果醋的制作原理（1）果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是。思考：变酸的酒表面有菌膜，菌膜是怎样形成的？溶液内部能形成菌膜吗？果醋的制作过程中如何进行深层发酵？（2）果醋发酵时将温度控制在℃，原因是。（3）醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是。3．操作过程应注意的问题（1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用消毒。（2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约的空间。（3）制作葡萄酒时将温度严格控制在，时间控制在d左右，可通过对发酵的情况进行及时的监测。（4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在，时间控制在d，并注意适时在充气。思考：酵母菌和醋酸菌的生殖方式有什么不同？【课堂演练】一、选择题1．生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的特征是A．都是异养生物B．仅在有水条件下繁殖C．仅在有氧条件下生长D．生存温度都超过80℃2．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是A．营养物质的消耗B．微生物呼出的CO2C．微生物细胞数目的增加D．次级代谢产物的积累3．将乳酸菌接种到彻底灭菌的固体培养基上，要使其正常生长必须给予的条件是A.充足的氧气B.隔绝氧气C.供给分子氮D.供给大分子蛋白质4．当环境温度超过最适生长温度以后，微生物的生长速率会急剧下降，是由于细胞内哪些物质发物了不可逆的破坏A.蛋白质和核酸B.蛋白质和磷脂C.核酸和核膜D.载体和DNA5．下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，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充气口，防止杂菌污染C.制果酒和果醋过程中每天需适时拧松或打开瓶盖D.果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制果醋6．下列关于果醋的制作，错误的是A.果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需要通氧气B.醋酸菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50℃左右C.醋酸菌能将果酒变成果醋D.当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸7．图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是（）A．①B．②C．③D．④8、酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是A.降低温度B.隔绝空气C.加缓冲液D.加新鲜培养基二、非选择题1、下面是古代家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至30℃时，加少许水和一定量的酒酿(做实验时用酵母菌菌种)与米饭混匀后置于一瓷坛内(其他容器也可)，在中间要挖一个洞，加盖后置于适当的地方保温(28℃)，12h即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程做一个简单的分析：(1)在中间挖一个洞的目的是___________________________________________.(2)发酵坛没有密封，那么坛内无氧发酵的环境是由什么造成的?_____________________。写出发酵反应式________________________________________。(3)请你用文字或坐标曲线的形式来说明在发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸此消彼长的过程。__________________________________________________________________________.(4)在具体操作过程中，要根据米饭的多少加适量的酒酿，如把握不住，宁多而不能少，如果加少了将引起什么后果?_________________________________为什么？_____________________________________________________________________.2、低度的果酒、果醋具有一定的保健养生功能。下图是两位同学制果酒和果醋时使用的装置。同学甲用A（带盖的瓶子）装置制葡萄糖，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在18~25℃，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖），之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在30~35℃，进行制果醋的发酵。同学乙用B装置，温度控制与甲相同，不同的是制果酒阶段充气口用夹子夹紧外，排气的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体。制果醋阶段适时向充气口充气。经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题：（1）酵母菌与醋酸杆菌在结构上的最大区别是后者_________________。从制酒和制醋两阶段对装置的处理方式判断，酵母菌和醋酸杆菌的呼吸作用类型依次是______________。（2）同学甲在制酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是_______________________________。用反应式表示出制酒过程刚开始时发生的主要化学变化：__________________________（3）B装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是________。（4）制葡萄酒时要将温度控制在18~25℃，而制葡萄醋时要将温度控制在30~35℃，原因是______________________。葡萄汁为酵母菌、醋酸杆菌等微生物的生长提供的营养成分是_______________________________。3、在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是。（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是。（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行作用产生的代谢产物。（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于。（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。