Question

【題目】蘋(píng)果作為我國(guó)常見(jiàn)水果，口感好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，廣受人們喜愛(ài)，但其收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓滯銷(xiāo)，腐爛變質(zhì)。某市為緩解產(chǎn)銷(xiāo)矛盾，提高產(chǎn)品的附加值，利用蘋(píng)果生產(chǎn)果汁、果酒和果醋，大致工藝流程如下圖，請(qǐng)分析回答：

蘋(píng)果果汁果酒果醋

(1)果酒發(fā)酵初期先通入適量空氣的目的是______________，果酒發(fā)酵之后進(jìn)行果醋發(fā)酵，需要改變的條件包括____________________________________(至少寫(xiě)2點(diǎn))，當(dāng)氧氣和糖分充足時(shí)，果醋發(fā)酵的反應(yīng)方程式為____________________________。

(2)在蘋(píng)果汁的生產(chǎn)過(guò)程中，需要加入果膠酶，目的是______________。果膠酶是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱(chēng)，包括________________等。

(3)果酒發(fā)酵過(guò)程中，產(chǎn)物酒精會(huì)抑制酵母菌的生命活動(dòng)，使發(fā)酵得到的酒精度數(shù)較低，現(xiàn)欲篩選耐高濃度酒精的酵母菌，除了基本的營(yíng)養(yǎng)成分之外，該培養(yǎng)基中還應(yīng)加入__________________。

(4)為使酵母菌能反復(fù)利用，常用到固定細(xì)胞技術(shù)，固定酵母細(xì)胞的方法常用__________法，研究表明使用固定化酵母的酒精產(chǎn)量平均值高于游離酵母的對(duì)照組，可能的原因是____________________。

Answer 1

【答案】讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖 菌種改為醋酸桿菌、發(fā)酵溫度調(diào)整為30～35℃、通入空氣等 C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量 提高蘋(píng)果的出汁率并使果汁變得澄清 多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶 高濃度的酒精 包埋 凝膠珠內(nèi)部容易產(chǎn)生無(wú)氧環(huán)境，有利于酒精發(fā)酵

【解析】

酒精發(fā)酵利用的菌種為酵母菌，為異養(yǎng)兼性厭氧型，進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)，溫度一般控制在18～25℃；醋酸發(fā)酵利用的菌種為醋酸菌，為異養(yǎng)需氧型，醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃。果膠酶可分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層，提高出汁率和果汁的澄清度。

（1）果酒發(fā)酵所需要的菌種為酵母菌，酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸可為自身繁殖提供大量能量，密封時(shí)酵母菌進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，故果酒發(fā)酵初期先通入適量空氣的目的是讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖。果酒發(fā)酵之后改為果醋發(fā)酵，由于發(fā)酵利用的菌種以及發(fā)酵條件的不同，故需要改變的條件為：菌種改為醋酸桿菌、發(fā)酵溫度調(diào)整為30～35℃、通入無(wú)菌空氣等。當(dāng)氧氣和糖分充足時(shí)，醋酸菌可將葡萄糖分解為醋酸。方程式為：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量。

（2）果膠酶可分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層，所以在蘋(píng)果汁的生產(chǎn)過(guò)程中，需要加入果膠酶，目的是提高出汁率和果汁的澄清度。果膠酶是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱(chēng)，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。

（3）選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某一種或某一類(lèi)微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求或?qū)σ恍┪锢�、化學(xué)抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可以將所需要的微生物從混雜的微生物中分離出來(lái)。欲篩選耐高濃度酒精的酵母菌，除了基本的營(yíng)養(yǎng)成分之外，該培養(yǎng)基中還應(yīng)加入高濃度的酒精。

（4）由于細(xì)胞個(gè)大，難以被吸附或結(jié)合，故固定化細(xì)胞常用包埋法。由于凝膠珠內(nèi)部容易產(chǎn)生無(wú)氧環(huán)境，有利于酒精發(fā)酵，故使用固定化酵母的酒精產(chǎn)量平均值高于游離酵母的對(duì)照組。