1.1果酒和果醋.doc

选修1：生物技术实践 专题1 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作发酵：通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵和无氧发酵。基础知识（1） 果酒制作的原理 1. 原理酵母菌在 的条件下能进行酒精发酵。【相关链接】(1) 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。总反应式为： 分反应式为：一阶段： 二阶段： 三阶段： (2) 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。总反应式为： 分反应式为：一阶段： 二阶段： 【相关链接】关于酵母菌生物分类 ： （原核、真核） 生物分类 ： （单细胞、多细胞）分布（主要）：土壤 生殖（主要方式）： 同化作用类型： 异化作用类型 ： 菌种来源 ： 2发酵条件(1) 温度控制在1825 ，最适为 。(2) pH范围 。3制作流程：挑选水果 冲洗 酒精发酵 果酒。4. 用重铬酸钾检测是否有酒精产生步骤：先在试管中加入 ，然后再加入 ，混匀后滴加 。( 在备选选项中选择 )重铬酸钾与酒精呈现颜色为 。 A.发酵液 B.重铬酸钾 C.硫酸（二）制作果醋1原理 醋酸菌在 的条件下进行醋酸发酵。（1）若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式： （2）若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式： 【相关链接】有关醋酸菌生物分类 ： （原核、真核） ； （单细胞、多细胞）同化作用类型 ： 异化作用类型： 生殖方式： 2发酵条件(1) 最适温度为 。(2) 适时通气。(3) 控制 供应。4制作流程：挑选水果 冲洗 榨汁 醋酸发酵 果醋。【例题】 果酒、果醋实验流程示意图 果酒、果醋的发酵装置示意图（1）制酒，制醋时充气口状态？制酒时 ，制醋时 。（2）制酒，制醋时排气口排出的分别是？果酒时，排出 。 果醋时，排出 。（3）出料口作用？ （4）胶管长而弯曲的作用？ （5）葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。为什么？ 检测：课题1 果酒和果醋的制作 1图 2图1.生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常见的例子。上图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答下列问题：(1)果酒制作的原材料通常是葡萄，但对葡萄不能进行反复冲洗，其原因是_。(2)在图乙中遗漏了一个装置，请以文字加以补充_。(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，则温度应该控制在_。此时装置需要修改的地方是_。果酒制果醋的反应式为：_。(4)在果醋发酵过程中，用_检测是否有醋酸生成。2(2010年宁夏适应性训练)“宁夏红”枸杞果酒是利用我国新鲜枸杞为原料，采用传统酿造技术与现代生物技术结合酿制而成。下面是某研究性小组的同学对枸杞果酒生产工艺进行考察后，绘制出果酒生产工艺流程简图。据图回答：(1)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，这样做的目的是_。(2)在果酒酿造过程中，如果果汁灭菌不严格，含有醋酸杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。_。(3) 酵母菌与醋酸杆菌在细胞结构上的主要区别是_。(4) 若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？ _。(5)果酒制作是否成功，需发酵后取样鉴定，可用哪些方法检验酒精是否存在？_。3乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：(1)玉米秸秆经预处理后，应该选用_酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶(多选)()A酿制果醋的醋酸菌B生长在腐木上的霉菌C制作酸奶的乳酸菌D生产味精的谷氨酸棒状杆菌E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物(3)若从土壤中分离出产生这种酶的微生物，所需要的培养基为_(按功能分)，培养基中的碳源为_。(4)从生物体内提取出的酶首先要检测_，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用_技术。(5)发酵阶段需要的菌种是_，在产生酒精时要控制的必要条件是_。4下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题。图1图2(1)请将图1中的实验流程补充完整。(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中的充气口在_时关闭，在_时连接充气泵，并不断向内_。(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)从细胞核的构造看，酵母菌属于_生物，醋酸菌属于_生物。用_染液使染色体着色，发现一个酵母菌细胞核中有17条染色体，该酵母菌是_倍体。(6)葡萄酒呈现红色的原因是_，重铬酸钾在酸性条件下与酒精的颜色反应为_色。 答案： 选修1：生物技术实践 专题1 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作（2） 果酒制作的原理2.原理酵母菌在 无氧 的条件下能进行酒精发酵。(1) 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。总反应式为：C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量( 38 ATP )分反应式为：一阶段：细胞质基质C6H12O6 2C3H4O3 4H 少量能量( 2ATP )二阶段：线粒体基质2C3H4O36H2O 6 CO2 20H 少量能量 ( 2ATP )三阶段：线粒体内膜24H6O2 12H2O 大量能量 ( 34ATP )(2) 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。总反应式为： C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2 + 能量 分反应式为：第1阶段：细胞质基质C6H12O6 2 C3H4O34 H少量能量第2阶段：细胞质基质2 C3H4O3 + 4 H 2 C2H5OH+2CO2 【相关链接】生物分类 ： 真核 （原核、真核） ； 单细胞 （单细胞、多细胞）分布（主要）：土壤 生殖（主要方式）： 出芽生殖 同化作用类型： 异养 异化作用类型 ： 兼性厌氧型 菌种来源 ： 葡萄皮上 2发酵条件(1) 温度控制在1825 ，最适为 20 左右 。(2) pH范围 4.05.8 。3制作流程：挑选水果 冲洗 榨汁 酒精发酵 果酒。4.用重铬酸钾检测是否有酒精产生步骤： 先在试管中加入 A ，然后再加入 C. ，混匀后滴加 B 。重铬酸钾与酒精呈现颜色为 灰绿色 。 二、制作果醋1原理 醋酸菌在 有氧气 的条件下进行醋酸发酵。（1）若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式： C6H12O6 + O2 2CH3COOH+ 2CO2 + 2H2O（2）若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式： C2H5OH + O2 CH3COOH+H2O 或 2C2H5OH + O2 2CH3CHO+2H2O 2CH3CHO + O2 2CH3COOH【相关链接】有关醋酸菌生物分类 ： 原核 （原核、真核） ； 单细胞 （单细胞、多细胞）同化作用类型 ： 异养 异化作用类型： 需氧 生殖方式： 二分裂 2发酵条件(1) 最适温度为 3035 。(2) 适时通气。(3) 控制 糖源 供应。4制作流程：挑选水果 冲洗 榨汁 酒精发酵 醋酸发酵 果醋。【例题】 果酒、果醋实验流程示意图 果酒、果醋的发酵装置示意图（1）制酒，制醋时充气口状态？制酒时 关闭 ，制醋时 打开 。（2）制酒，制醋时排气口排出的分别是？果酒时，排出 CO2 。 果醋时，排出 (含氧量少的)空气与CO2 。（3） 出料口作用？ 便于取样检查和放出发酵液（4） 胶管长而弯曲的作用？ 防止空气中杂菌感染（5）葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。为什么？ 提供氧气 答案 检测 ：课题1 果酒和果醋的制作1【解析】(1)果酒是以葡萄为原料，通过酵母菌发酵获得的，而酵母菌主要存在于果实的表面，所以不能对葡萄进行反复冲洗。(2)乙装置没有排气管道，所以应添加排气口，并连上一根长而弯曲的管子，保证酵母菌开始时进行有氧呼吸。(3)酵母菌生产酒精需进行无氧呼吸，所以生产酒精不需通入空气。酶的活性在1825时最高，所以装置中温度控制在1825。(4)用pH试纸检测装置中培养液的pH，以检测是否有醋酸生成。【答案】(1)葡萄上存在酵母菌，反复冲洗，会洗去大量的酵母菌，不利于酒精发酵(2)缺少一个排气口，应补上一个排气口装置，并连上一根长而弯曲的管子(3)1825不需要通入空气C2H5OH+O2CH3COOH+H2O(4)pH试纸2解析：酵母菌酒精发酵过程中，先通入无菌空气，酵母菌有氧呼吸产生大量能量，迅速繁殖。氧气耗尽后，酵母菌无氧呼吸产生酒精。醋酸菌是好氧菌，对氧气特别敏感。酒精发酵旺盛时，由于缺少氧气，醋酸菌不能生存。发酵过程中，pH、温度、通气量等是影响发酵的重要因素。检测有无酒精的产生可用尝、嗅的方法；也可用酸性的重铬酸钾检测，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色；或用酒精比重计测酒精度。酵母菌是真核生物，有成形的细胞核及多种细胞器；醋酸杆菌是原核生物，无成形的细胞核、细胞器，只有核糖体。答案：(1)在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量(2)不能。因醋酸杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境(或因醋酸杆菌需要在有氧且温度是3035 条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是1825 )(3)有无成形细胞核、有无结构复杂的细胞器(4)适宜的温度、pH、通气量(5)品尝样液中是否有酒味、嗅(或闻)样液中是否有酒味、向样液中加入重铬酸钾观察颜色的变化、用酒精比重计测所得样液的酒精度3解析：玉米的秸秆主要由纤维素构成，可利用纤维素酶将其转化为葡萄糖。根据微生物的利用物质和生活习性，可分析出生活在腐木上的霉菌可分解利用木纤维，反刍动物瘤胃中生存的某些微生物可分解利用植物纤维，二者是提取纤维素酶的理想材料。从微生物群体中选择具有特定表型的细胞，使之进行繁殖所用的培养基称为选择培养基。固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术，可反复利用，并利于与产物分离。酵母菌既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。有氧呼吸时，把葡萄糖氧化分解为水和二氧化碳，释放大量能量(此时是酵母菌大量繁殖的时候)；无氧呼吸时，把葡萄糖氧化分解为酒精，释放少量能量(用于酿酒)。答案：(1)纤维素(2)BE(3)选择培养基纤维素(4)酶的活力(活性)固定化酶(固定化细胞)(5)酵母菌无氧(密闭或密封)4解析(1)实验流程中，醋酸发酵是醋酸菌以酒精为原料进行的。(2)果酒发酵是以附着在葡萄皮上的野生型酵母菌进行自然发酵的，实验流程中冲洗的主要目的是洗去浮尘，冲洗应特别注意不能反复冲洗，以防止菌种的流失。(3)酵母菌是兼性厌氧型，果酒制作要充气后密封，有氧时，酵母菌大量繁殖，无氧时发酵产生酒精，因此图2中的充气口在果酒发酵时关闭。醋酸菌是需氧型，在果醋发酵过程中，需充足的氧气，故在果醋发酵时连接充气泵，并不断向内泵入空气(氧)。(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌产生的二氧化碳，在果醋发酵时排出的是剩余含氧量少的空气及二氧化碳。(5)从细胞核的构造看，酵母菌属于真核生