第5课时 果酒及果醋的制作
考试要求
知识内容 考试属性及要求 考情解读
果酒及果醋的制作 加试 1.制作葡萄酒和其他果酒。2.制作果醋。3.说明葡萄酒和其他果酒以及果醋的制作原理。4.设计并安装简单的生产果酒及生产果醋的装置。
一、用葡萄制作葡萄酒
1.实验原理
(1)菌种：酵母菌。
(2)原料：紫葡萄。
(3)原理：①酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，将葡萄糖氧化成乙醇。
②反应式为：C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH。
(4)当乙醇浓度超过16%时，酵母菌死亡。
(5)影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。其中最适温度为25～30 ℃。
2.实验步骤
(1)冲洗：取2.5～5 kg的成熟紫葡萄在鲜红紫色的高锰酸钾溶液中浸泡约5 min沥去水分，待用。
(2)榨汁：用多功能榨汁机以低速将葡萄打成浆状(也可以用杵和研钵捣烂)。
(3)制作酵母悬液：将适量干酵母(2.5 kg葡萄约用1 g干酵母)放在一小烧杯中使干酵母成为糊状。
(4)装入发酵瓶：装量不要超过2/3。瓶塞上所加的玻璃管最好是弯曲的，否则效果不好。
(5)酒精发酵
①发酵温度：25～30 ℃。若温度偏低，则发酵时间相对延长；若温度高于30 ℃，要采取降温措施，否则酒的风味不佳。
②发酵时间：2～3天。
③鉴别发酵完毕的依据：发酵瓶中停止出现气泡。
(6)过滤、分装、保存
发酵液(浑浊)
用两层纱布过滤，除去葡萄皮和籽。 ↓
同时可以用洗干净的手挤压滤渣，
以获得尽可能多的葡萄酒
滤液仍然浑浊
分装到1～2 L的细口瓶中，加盖 ↓
密封，静置、沉淀
上清液即为葡萄酒(清澈)
1.观察A、B发酵菌种，掌握它们的区别：
(1)图中A可表示酒精发酵菌种的细胞模式图，该菌种主要来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，A不同于B最显著的特征是A具有细胞核。
(2)图中B可表示醋酸发酵菌种的细胞模式图，该菌种可从变酸的酒的表面的菌膜获取，B没有线粒体(细胞器)，故需氧呼吸的场所是细胞溶胶和细胞膜。
2.发酵过程中为什么会产生气泡？此时发酵瓶中气压如何变化？
答案 发酵过程中酵母菌进行厌氧呼吸产生CO2，所以产生气泡。此时气压将会增加。
3.若发酵瓶中酵母菌进行需氧呼吸，压强将如何变化？为什么？
答案 压强将减小。因为需氧呼吸吸收的O2与释放的CO2体积相等，但CO2在水中溶解度高，所以气体压强减小。
4.下图是制作葡萄酒的发酵瓶，回答相关问题：
(1)装量不要超过2/3。
(2)瓶上所加的玻璃管最好是弯曲的，否则效果不好。
5.葡萄酒制作过程有关问题归纳：
(1)葡萄酒呈现深红色的原因是在发酵过程中葡萄皮和籽的色素进入到发酵液中。
(2)先冲洗后去枝梗的目的是防止杂菌污染。
(3)在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是消灭发酵液中的杂菌。
(4)在发酵液装瓶后要保持1/3的剩余空间，其作用是暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用。
(5)自然发酵菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
1.酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。如果向培养酵母菌的葡萄糖溶液中通入空气。在短时间内发生的变化是( )
①乙醇的产量增加 ②乙醇的产量减少 ③葡萄糖消耗下降 ④葡萄糖消耗明显增加
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
答案 B
解析 在有氧条件下，酵母菌进行需氧呼吸产生CO2和H2O，乙醇的产量会减少。而酵母菌数量大大增加，使葡萄糖的消耗明显增加。
2.葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是 。
(2)该微生物通过厌氧呼吸可分解 ，产生的终产物是 和 。
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是 ，导致发酵中出现的主要异常现象是 。丙同学的错误是 ，导致发酵中出现的主要异常现象是 。
上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是 、 、 。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是
。
答案 (1)酵母菌 (2)葡萄糖 乙醇 CO2 (3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋 葡萄酒 葡萄酒 (4)未及时排气
解析 制酒常用酵母菌做菌种，其进行厌氧呼吸分解葡萄糖，产生乙醇和二氧化碳；酵母菌酒精发酵进行的是厌氧呼吸，所以甲同学未夹住发酵瓶的充气管，有氧气进入，导致葡萄糖被氧化，且需氧呼吸产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；而丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，一般来说，发酵液不超过容器的；上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。
一题多变
在果酒的制作过程中，判断下列操作正误：
(1)将消毒过的葡萄汁装满发酵装置( )
(2)将温度严格控制在25～30 ℃( )
(3)榨汁机要清洗干净并晾干( )
(4)将冲洗并除去枝梗的葡萄放入冲洗并晾干的榨汁机内进行榨汁( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
二、用果汁制作果酒
1.实验原理
(1)菌种：酵母菌。
(2)原理：C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH。
(3)原料：苹果(最好)、梨、柑橘或其他水果。
(4)用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均的体积分数为8%)，而用果汁制作的果酒，其酒精含量较高(体积分数约为15%)，含糖量也较高。
2.实验步骤
选择材料(最好选择苹果)→制取果汁→配料(200 g蔗糖＋1 L果汁＋酵母悬液)→发酵→静置→用虹吸法取出。
1.探究用果汁制作果酒的步骤及注意事项
(1)制取果汁：苹果切成大块→多功能榨汁机打碎→双层纱布过滤即成果汁。
(2)配料(以1 L果汁为例)：向2 L左右的发酵瓶中加入约200 g蔗糖→倒入果汁→转动发酵瓶使蔗糖完全溶解→倒入酵母悬液(约1 g干酵母)，混匀、加盖。
(3)发酵：3天后可见到气泡→10天后剧烈的发酵停止→取出果酒过滤和分装。
(4)静置：静置5～6个月后，用虹吸法取出上清液即为果酒。
2.发酵开始时，由于微生物的需氧呼吸会使瓶内出现负压，该情况不能持续出现3天以上。
3.若3天后还看不到气泡冒出，必须加入更多的酵母，使发酵作用尽快发生。
4.葡萄或其他果实上常有天然的野生型酵母菌存在，为什么上述两个实验都要接种酵母？
答案 加酵母是为了使酵母菌的酒精发酵占有优势，避免其他霉菌生长，出现异味。
5.为什么发酵瓶中的液体不能装满？
答案 发酵过程中有气体产生，留有空间可暂时储气，否则液体装满后气体会使液体外溢，损失发酵液，且易引起霉菌污染。
6.装水的弯曲玻璃管起什么作用？
答案 既可防止氧气进入，又可排出二氧化碳，同时还能防止杂菌污染。
7.制酒时必须保证所有用具都是清洁的，为什么？
答案 防止杂菌污染。
3.小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验(见下图)。下列恰当的做法是( )
A.加入适量的酵母菌
B.一直打开阀b通气
C.一直打开阀a，偶尔打开阀b几秒钟
D.把发酵装置放到4 ℃冰箱中进行实验
答案 A
解析 酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理；4 ℃的环境不利于酵母菌进行发酵。
4.在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因是( )
A.经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌无其他杂菌
B.其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作碳源
C.在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量繁殖，其他杂菌不适应环境而被抑制
D.酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌
答案 C
解析 冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的；异养微生物都能利用糖；不生长的原因是其他微生物不适应缺氧和酸性环境。
三、用果酒制作果醋
1.实验原理
(1)菌种：醋化醋杆菌。
(2)制作原理：在有氧条件下，醋化醋杆菌将乙醇氧化为醋酸。
反应式为：C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。
(3)原料：果酒。
2.实验步骤
(1)装置连接：甲瓶内装入800 mL酒－水混合物，铝箔盖住上口；乙瓶为发酵瓶，内装锯末至八分满，下口各插入一直角玻璃管(发酵液出口)和另一直角玻璃管(内塞脱脂棉球，用以过滤空气，另一端升至锯末之上)。
(2)醋酸发酵
①适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加入200 mL酒－水混合物中混匀，pH调至7.0后倒入乙瓶，使锯末均匀湿透。锯末的作用是吸附醋化醋杆菌。
②将水族箱通气泵的出气管与乙瓶上塞有棉花球的玻璃管相连，通气。
③发酵约48 h后，检测pH，若明显显酸性，则可进入下一步。
④调节甲瓶滴入乙瓶的流量为每5分钟1滴；乙瓶滴入丙瓶也是同样速度。
⑤每天检测pH，等到流出液pH不再减少，或甲瓶液体全部流入乙瓶时，停止实验。
1.果醋发酵的装置如图所示，阅读教材，填图并结合图示分析下面的问题：
(1)果醋发酵的菌种是醋化醋杆菌，其可遗传变异来源是基因突变。
(2)果醋发酵发生在乙瓶中，醋酸生成的反应式为C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。
醋酸生成的条件是有氧(填“有氧”或“无氧”)。
(3)乙瓶下口的双孔橡胶塞插入的塞有脱脂棉球的直角玻璃管作用是：既可以向乙瓶内通气，满足醋化醋杆菌对氧气的需求，同时又可过滤空气，防止杂菌进入乙瓶。
2.酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系
区别 酒精发酵 醋酸发酵
微生物 酵母菌 醋化醋杆菌
温度 25～30 ℃ 30～35 ℃
氧气 前期需氧，后期不需氧 一直需氧
联系 酒精发酵为醋酸发酵提供营养物质(乙醇)
3.下图为果酒、果醋制作简易装置图，请据图思考：
(1)在果酒与果醋制作时，充气口是否均需充气？
答案 果酒制作时需关闭充气口，使装置内液体处于“无氧状态”以利于酵母菌厌氧呼吸产生酒精；果醋制作时则需连接充气泵，自始至终通氧。
(2)装置中排气口有何作用？图中显示排气口连接一“长而弯曲”的胶管，其目的何在？
答案 排气口可排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染。
(3)装置瓶内培养液是否应装满瓶？
答案 装置瓶内培养液体积不应超过2/3，需留1/3空间，以防止发酵液从排气口溢出。
4.思考与讨论
(1)影响醋酸发酵的环境因素还有氧气和pH。
(2)醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？
答案 醋化醋杆菌大量繁殖形成的。
(3)在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入无菌空气。
(4)为什么要向发酵瓶中通入空气？
答案 醋酸发酵为需氧发酵。
(5)为什么空气要用棉花过滤？
答案 可防止其他微生物进入。
(6)在制作果酒的过程中，后期如果密封不严，再加上温度过高，结果会怎样？
答案 果酒生产后期，必须密封，保证无氧，才能得到醇香的果酒。如果密封不严，再加上温度过高(30 ℃以上)，会导致醋化醋杆菌大量生长繁殖。醋化醋杆菌在有氧和糖源不足时，能够将葡萄汁中的乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。其反应式为：C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O，因此果酒生产后期，如果密封不严，会导致“酿酒不成反成醋”。
5.下图装置既可用于生产果酒，又可用于生产果醋。下列对于果酒和果醋生产时的控制条件的叙述，正确的是( )
A.生产果酒时，开关1、2、3始终要关上
B.生产果醋时，开关1、2、3都要打开
C.生产果醋时，开关1要打开，开关2、3要关上
D.生产果酒时，开关1、3始终要关上，开关2要间断打开
答案 D
解析 果酒发酵过程中，除了产生酒精外，还会产生大量的CO2，因此生产果酒时，开关1、3始终要关上，开关2要间断打开；参与果醋制作的菌种是醋化醋杆菌，是一种嗜氧菌，其进行醋酸发酵时也会产生CO2，因此开关1、2要打开，开关3要关上。
题后反思 酒精发酵和醋酸发酵的比较
项目 酒精发酵 醋酸发酵
区别 所用微生物 酵母菌 醋化醋杆菌
生物类型 单细胞真菌 细菌(原核生物)
需氧情况 前期需氧后期不需氧 需氧
适宜温度 25～30 ℃ 30～35 ℃
气味 酒味 酸味
气泡和泡沫 有 无
发酵液颜色 浑浊 浑浊，液面形成白色菌膜
联系 酒精发酵为醋酸发酵提供酒精
6.在酿制果醋的过程中，下列哪种说法正确( )
A.果醋的制作需用醋化醋杆菌，醋化醋杆菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后密封
B.在发酵过程中，温度控制在25～30 ℃，发酵效果最好
C.当氧气、糖源充足时，醋化醋杆菌可将葡萄中的糖分解成醋酸而酿制成果醋
D.以上说法都正确
答案 C
解析 醋化醋杆菌是好氧细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入O2。醋化醋杆菌的最适生长温度为30～35 ℃。在糖源、O2充足时，醋化醋杆菌能将葡萄中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，可将乙醇氧化成乙醛，再将乙醛变为醋酸。
一题多变
判断正误：
(1)酵母菌和醋化醋杆菌的遗传均遵循孟德尔遗传定律( )
(2)冲洗葡萄时最好先去枝梗，再用水洗净( )
(3)制酒、制醋时所有用具都是清洁的( )
(4)果酒发酵和果醋发酵过程均需不断地向发酵瓶内通入空气( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
制作葡萄酒和果酒
果醋的制作
1.适宜的温度条件下，在下图所示的装置中都加入干酵母(内有活酵母菌)，其中能产生酒精的装置是( )
答案 A
解析 解答本题首先要弄清楚酒精发酵的条件：①要有葡萄糖、水和酵母菌；②必须在密封的条件下。这两个条件缺一不可。如果有氧存在，酵母菌能进行需氧呼吸，产生CO2和H2O，不产生酒精。本题易错选D，因为与A条件相同并搅拌，看起来似乎更有利于反应的进行，但是D没有密封，暴露在有氧的环境中，酵母菌不能进行厌氧呼吸。
2.在“果醋制作过程”中，能获得较多醋化醋杆菌菌种的最简便方法是( )
A.从变酸的葡萄酒表面获得菌膜，再培养分离
B.不必人为加入菌种，葡萄等水果表面本身就存在大量的醋化醋杆菌
C.从食醋中分离提取
D.从土壤中分离提取
答案 A
解析 葡萄等水果表面虽然有醋化醋杆菌，但是不能在短时间内大量获取，而要用分离培养的方法。土壤中含有各种微生物，但分离和培养纯化过程比较繁琐。食醋会经过灭菌后出厂，且食醋的pH不适于醋化醋杆菌生长繁殖，其内几乎没有活的醋化醋杆菌。变酸的葡萄酒表面是醋化醋杆菌的菌膜，故可以通过培养得到大量的醋化醋杆菌。
3.乙醇等绿色能源的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产酒精，首先要把秸秆用相应的酶进行预处理，然后用特定的微生物在特定的条件下，进行发酵生产酒精。以下关于处理秸秆的酶、微生物种类和特定的条件的选择中，正确的是( )
A.淀粉酶、乳酸菌、充足氧气
B.纤维素酶、酵母菌、密封
C.纤维素酶、甲烷杆菌、密封
D.脂肪酶、酵母菌、充足氧气
答案 B
解析 玉米秸秆的主要成分是纤维素，要把它转化为葡萄糖才能被酵母菌利用发酵产生酒精，所以秸秆预处理用的酶应该是纤维素酶，而发酵产生酒精的微生物是酵母菌，在发酵过程中没有氧气时，才能进行厌氧呼吸产生酒精，所以要严格密封。
4.如图为制作葡萄酒的装置示意图，下列有关说法，不正确的是( )
A.整个装置事先应清洗干净并晾干
B.葡萄浆的装量不要超过发酵瓶容积的
C.装水的弯曲玻璃管既可排气，又可防止杂菌污染
D.发酵时，发酵瓶应放在30～35 ℃的条件下
答案 D
解析 酒精发酵的温度为25～30 ℃。
5.生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋制作是常见的例子。请回答下列有关果酒、果醋制作的问题：
(1)果酒、果醋制作中，都需要大量纯种发酵微生物，所以首先要对发酵微生物进行培养。在微生物培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、 、渗透压等条件；为防止杂菌污染，还需要对培养基和培养皿进行 (消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和 ；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是
。
(2)如图是果醋的发酵装置。醋酸发酵在 瓶中进行，发酵所需的微生物是 。若乙瓶中流出液明显呈酸性，则说明流出液中有 生成。向乙瓶中通入空气的主要原因是 。
A.果酒生成醋酸时需要氧气
B.通入空气可使乙瓶中的锯末呈松散状
C.使乙瓶中流出的液体缓慢滴入丙瓶中
D.使甲瓶中流出的液体缓慢滴入乙瓶中
(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，需要修改的地方是 。
答案 (1)酸碱度(pH) 灭菌 消毒 紫外线能使蛋白质变性 (2)乙 醋化醋杆菌 醋酸 A (3)不需要通入空气
解析 (1)微生物培养需要同时考虑温度、pH、渗透压等外界条件，培养涉及的器材和培养基等都需要进行灭菌，而对操作者的双手则用体积分数为70%的酒精进行消毒处理，紫外线通过使蛋白质变性可以实现杀灭空气中的微生物。(2)图中的乙瓶为醋酸发酵瓶，内有醋化醋杆菌在进行发酵，若该瓶流出的液体呈酸性，说明流出液中有醋酸生成。在乙瓶进行的是乙醇发酵成醋酸的过程，需要氧气，醋化醋杆菌进行的是需氧呼吸。(3)酒精发酵在无氧条件下才能进行，所以不需要通入空气。
课时作业
[基础过关]
1.酵母菌能够进行下列哪些反应( )
①C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O
②C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
③C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
④CO2＋H2O→(CH2O)＋O2
A.①②③ B.②③④
C.①② D.②③
答案 C
解析 酵母菌既能进行需氧呼吸(发生①反应)，又能进行厌氧呼吸(发生②反应)。
2.下列有关醋化醋杆菌的叙述中，正确的是( )
A.醋化醋杆菌是异养生活的真核生物
B.醋化醋杆菌进行需氧呼吸是因其内有线粒体
C.醋化醋杆菌遗传物质的主要载体是染色体
D.在有氧条件下，醋化醋杆菌可进行醋酸发酵产生醋酸
答案 D
3.制作果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为( )
A.醋化醋杆菌是异养需氧菌，将酒精变成醋酸时需要O2的参与
B.酵母菌进行酒精发酵时需要O2
C.通气以防止发酵液霉变
D.防止发酵时产生的CO2气体过多而引起发酵瓶爆裂
答案 A
解析 醋化醋杆菌为异养需氧菌，只有在有氧条件下才可正常生活。
4.在家中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是( )
A.让发酵装置接受光照
B.给发酵装置适时排气
C.向发酵装置通入空气
D.将发酵装置放在45 ℃处
答案 B
解析 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，发酵装置不需要接受光照，也不能通入空气，发酵过程中会产生CO2气体，所以要适时给装置排气，酒精发酵时一般将温度控制在25～30 ℃。
5.如图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程图和发酵装置示意图。下列相关分析正确的是( )
A.①过程要先切块后清洗，以减少杂菌的污染
B.②过程加入果胶酶可以提高苹果的出汁率
C.③过程发酵所用酵母菌无具膜结构的细胞器
D.④过程需要将发酵装置中的充气口开关关闭
答案 B
解析 ①过程要先清洗后切块，以减少杂菌的污染，A项错误；植物细胞有细胞壁的保护，破坏细胞壁需要纤维素酶和果胶酶，B项正确；酵母菌是真核生物，含有具膜细胞器，如线粒体等，C项错误；醋化醋杆菌是好氧菌，因此发酵装置中的充气口开关应开启，D项错误。
6.下列关于果酒制作过程的叙述中，正确的是( )
A.应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底
B.使发酵装置的温度维持在25～30 ℃`左右最好
C.在发酵过程中，需从充气口不断通入空气
D.由于酵母菌的繁殖能力很强，因此不需对所用装置进行消毒处理
答案 B
解析 在选葡萄时应先冲洗1～2次，再去除枝梗，以防葡萄破损被杂菌污染；酵母菌的繁殖力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为其内含有对葡萄酒有害的微生物，影响酒的品质；酵母菌只有在25～30 ℃左右的无氧条件下才能进行酒精发酵。
7.关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述中，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瓶口，防止杂菌污染
C.制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖
D.果酒制成后，可将装置转移至温度略高的环境中并适时通入氧气来制作果醋
答案 D
解析 葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，既有利于酵母菌需氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出。醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染。制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染。醋化醋杆菌发酵的适宜温度比酵母菌高。
[能力提升]
8.下列关于果酒和果醋制作的叙述中，不正确的是( )
A.参与发酵的微生物都含有线粒体
B.发酵过程中培养液pH都会下降
C.制作果酒时瓶口需密闭，而制作果醋时需要通入氧气
D.制作果醋的温度要比制作果酒的温度高一些
答案 A
解析 参与果酒和果醋制作的微生物是酵母菌和醋化醋杆菌，酵母菌属于真核生物，含有线粒体；醋化醋杆菌属于原核生物，没有线粒体。
9.在一个普通的锥形瓶中，加入大半瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液后密封，正常情况下下列坐标图不正确的是( )
答案 B
解析 酵母菌的数量随时间的变化是先快速增加，随后增加速率放慢，一段时间内维持在一定水平，最后由于营养缺乏，pH极度不适和酒精浓度过高导致繁殖速率小于死亡速率，数量下降。
10.如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是( )
A.过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B.过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①～④所需的最适温度基本相同
答案 C
解析 据图分析，过程①是细胞呼吸的第一阶段，过程②是厌氧呼吸的第二阶段，过程③是需氧呼吸的第二、三阶段，过程④是果醋的制作。其中过程①的反应场所是细胞溶胶，有氧和无氧条件下均能进行，因此判断A、B项错误；过程③需要氧气参与，过程④是果醋制作，醋化醋杆菌是好氧菌，在将乙醇转变为醋酸时需要氧气的参与，由此判断C项正确；酵母菌最适生长繁殖温度在20～25 ℃左右，醋化醋杆菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，由此判断D项错误。
11.下图为实验室制作葡萄酒的基本流程，请回答：
(1)上述流程中，A为 过程，该过程中酵母菌的呼吸类型主要是 ，B为 过程。用KMnO4溶液浸泡葡萄的目的是 。
(2)发酵瓶中葡萄汁的装量应控制在 ，主要原因是 。
(3)在配制酵母斜面培养基时，培养基中应加入一定量的凝固剂，如 。培养基配好后，置于高压蒸汽锅内，在压强为0.1 MPa、温度为121 ℃的条件下，维持一段时间，可达到 的目的。
答案 (1)菌种扩大培养 需氧呼吸 接种 消毒
(2)容器的 2/3以下 发酵过程有大量二氧化碳产生，会使发酵液溢出
(3)琼脂 灭菌
解析 A为酵母菌扩大培养过程，该过程酵母菌进行需氧呼吸，快速繁殖。B是将酵母菌接种到发酵瓶中。发酵瓶中葡萄汁的装量不能超过2/3，否则发酵过程产生二氧化碳，使压强增大，发酵液溢出。培养基凝固剂通常是琼脂。
12.苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的 中进行；过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度 。
(2)第二阶段是在醋化醋杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋化醋杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在 条件下才能完成。
(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度 (填“低于”或“高于”)第二阶段的。
(4)醋化醋杆菌属于 核生物，其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒体。
答案 (1)细胞溶胶 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于
(4)原 不含有
解析 (1)图中过程①和②表示酵母菌厌氧呼吸的第一、二阶段，发生场所是细胞溶胶；过程③表示需氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中；与厌氧呼吸相比，需氧呼吸过程释放的能量多，所以在厌氧条件下酵母菌的繁殖速度较快。(2)醋化醋杆菌是好氧菌，所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)酵母菌和醋化醋杆菌的最适生长温度分别是 25～30 ℃和30～35 ℃。(4)醋化醋杆菌属于细菌，是原核生物，原核细胞中不含有线粒体。
[个性拓展]
13.如图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。根据图示回答下列问题：
(1)完成图1中的实验流程。
(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装置中的充气口在 时关闭，在 时连接充气泵，并连续不断地向内 。
(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)若在果汁中就含有醋化醋杆菌，在果酒发酵旺盛时，醋化醋杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明原因。
。
(6)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为 。醋酸发酵时温度一般应控制为 。
答案 (1)醋酸发酵
(2)洗去浮尘 反复多次冲洗
(3)果酒发酵 果醋发酵 泵入无菌空气
(4)酵母菌 CO2 剩余(含氧量少)的空气、CO2
(5)不能。因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋化醋杆菌生长，且醋化醋杆菌发酵的条件之一是氧气充足
(6)25～30 ℃ 30～35 ℃
解析 酵母菌是兼性厌氧型微生物，因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋化醋杆菌是好氧细菌，能够利用糖在有氧时生成醋酸；在糖源不足时，将乙醇变为醋酸，即C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。因此在果酒制作过程中出气口排出的是CO2。而在果醋制作过程中因醋化醋杆菌是好氧细菌，需要连续充气，因而排气口排出的既有CO2又有含氧量较低的空气。(共55张PPT)
第5课时 果酒及果醋的制作
第三部分 生物技术在食品加工中的应用
考试要求
知识内容 考试属性及要求 考情解读
果酒及果醋的制作 加试 1.制作葡萄酒和其他果酒。
2.制作果醋。
3.说明葡萄酒和其他果酒以及果醋的制作原理。
4.设计并安装简单的生产果酒及生产果醋的装置。
一、用葡萄制作葡萄酒
二、用果汁制作果酒
内容索引
当堂检测
三、用果酒制作果醋
一、用葡萄制作葡萄酒
基础梳理
1.实验原理
(1)菌种： 。
(2)原料：紫葡萄。
(3)原理：①酵母菌在 条件下进行 ，将葡萄糖氧化成乙醇。
②反应式为：C6H12O6―→2CO2＋2 。
(4)当乙醇浓度超过 时，酵母菌死亡。
(5)影响酒精发酵的主要环境条件有 、 和 。其中最适温度为 。
酵母菌
无氧
酒精发酵
C2H5OH
16%
温度
氧气
pH
25～30 ℃
2.实验步骤
(1)冲洗：取2.5～5 kg的 紫葡萄 在鲜红紫色的 溶液中浸泡约 min 水分，待用。
(2)榨汁：用多功能榨汁机以 速将葡萄打成浆状(也可以用杵和研钵捣烂)。
(3)制作酵母悬液：将适量干酵母(2.5 kg葡萄约用1 g干酵母)放在一小烧杯中 使干酵母成为糊状。
(4)装入发酵瓶：装量不要超过 。瓶塞上所加的玻璃管最好是 的，否则效果不好。
成熟
高锰酸钾
5
沥去
低
2/3
弯曲
(5)酒精发酵
①发酵温度：25～30 ℃。若温度偏低，则 ；若温度高于 ℃，要采取降温措施，否则 。
②发酵时间： 天。
③鉴别发酵完毕的依据：发酵瓶中 气泡。
(6)过滤、分装、保存
发酵液(浑浊)
用 过滤，除去葡萄皮和籽。
同时可以用洗干净的手挤压滤渣，以
获得尽可能多的葡萄酒
发酵时间相对延长
30
酒的风味不佳
2～3
停止出现
两层纱布
滤液(仍然浑浊)
分装到 L的 瓶中，
加盖密封，静置、沉淀
即为葡萄酒(清澈)
上清液
1～2
细口
问题探究
1.观察A、B发酵菌种，掌握它们的区别：
(1)图中A可表示 发酵菌种的细胞模式图，该菌种主要来自_________
上的野生型 ，A不同于B最显著的特征是A具有 。
(2)图中B可表示 发酵菌种的细胞模式图，该菌种可从 的表面的菌膜获取，B没有 (细胞器)，故需氧呼吸的场所是细胞溶胶和细胞膜。
答案
酒精
附着在葡
萄皮
酵母菌
细胞核
变酸的酒
醋酸
线粒体
答案
2.发酵过程中为什么会产生气泡？此时发酵瓶中气压如何变化？
答案 发酵过程中酵母菌进行厌氧呼吸产生CO2，所以产生气泡。此时气压将会增加。
3.若发酵瓶中酵母菌进行需氧呼吸，压强将如何变化？为什么？
答案 压强将减小。因为需氧呼吸吸收的O2与释放的CO2体积相等，但CO2在水中溶解度高，所以气体压强减小。
4.下图是制作葡萄酒的发酵瓶，回答相关问题：
(1)装量不要超过 。
(2)瓶上所加的玻璃管最好是 的，否则效果不好。
答案
2/3
弯曲
5.葡萄酒制作过程有关问题归纳：
(1)葡萄酒呈现深红色的原因是____________________________________
。
(2)先冲洗后去枝梗的目的是 。
(3)在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是____________
。
(4)在发酵液装瓶后要保持1/3的剩余空间，其作用是__________________
。
(5)自然发酵菌种来源于 。
答案
在发酵过程中葡萄皮和籽的色素进入到发
酵液中
防止杂菌污染
消灭发酵液中
的杂菌
暂时存储发酵产生的
CO2，起到缓冲作用
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
活学活用
1.酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。如果向培养酵母菌的葡萄糖溶液中通入空气。在短时间内发生的变化是
①乙醇的产量增加 ②乙醇的产量减少 ③葡萄糖消耗下降 ④葡萄糖消耗明显增加
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
解析 在有氧条件下，酵母菌进行需氧呼吸产生CO2和H2O，乙醇的产量会减少。而酵母菌数量大大增加，使葡萄糖的消耗明显增加。
答案
解析
2.葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是 。
解析 制酒常用酵母菌做菌种，其进行厌氧呼吸分解葡萄糖，产生乙醇和二氧化碳；酵母菌酒精发酵进行的是厌氧呼吸，所以甲同学未夹住发酵瓶的充气管，有氧气进入，导致葡萄糖被氧化，且需氧呼吸产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；而丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，一般来说，发酵液不超过容器的 ；上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。
答案
酵母菌
解析
(2)该微生物通过厌氧呼吸可分解 ，产生的终产物是 和 。
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是_____________________，导致发酵中出现的主要异常现象是 。丙同学的错误是_________________________
_________________，导致发酵中出现
的主要异常现象是_________________
___________。上述发酵过程结束后，
甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品
依次是 、 、 。
答案
葡萄糖
乙醇
CO2
未夹住发酵瓶的充气管
发酵液从充气管流出，发酵液变酸
气管在瓶内的管口
瓶中发酵液过多，淹没了排
排气时发酵液从
排气管流出
葡萄醋
葡萄酒
葡萄酒
(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是 。
答案
未及时排气
一题多变
在果酒的制作过程中，判断下列操作正误：
(1)将消毒过的葡萄汁装满发酵装置( )
(2)将温度严格控制在25～30 ℃( )
(3)榨汁机要清洗干净并晾干( )
(4)将冲洗并除去枝梗的葡萄放入冲洗并晾干的榨汁机内进行榨汁( )
答案
×
√
√
√
二、用果汁制作果酒
基础梳理
1.实验原理
(1)菌种： 。
(2)原理：C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH。
(3)原料： (最好)、梨、柑橘或其他水果。
(4)用葡萄制作的葡萄酒 糖，酒精含量也低(平均的体积分数为 )，而用果汁制作的果酒，其酒精含量较高(体积分数约为 )，含糖量 。
2.实验步骤
选择材料(最好选择 )→制取果汁→配料(200 g蔗糖＋1 L果汁＋酵母悬液)→发酵→静置→用 取出。
酵母菌
苹果
不含
8%
15%
也较高
苹果
虹吸法
问题探究
1.探究用果汁制作果酒的步骤及注意事项
(1)制取果汁：苹果 →多功能榨汁机打碎→ 层纱布过滤即成果汁。
(2)配料(以1 L果汁为例)：向 L左右的发酵瓶中加入约200 g →倒入果汁→转动发酵瓶使 →倒入 (约1 g干酵母)，混匀、加盖。
(3)发酵： 天后可见到气泡→ 天后剧烈的发酵停止→取出果酒过滤和分装。
(4)静置：静置 个月后，用 法取出 即为果酒。
答案
切成大块
双
2
蔗糖
蔗糖完全溶解
酵母悬液
3
10
5～6
虹吸
上清液
2.发酵开始时，由于 会使瓶内出现 ，该情况不能持续出现 天以上。
3.若 天后还看不到气泡冒出，必须加入更多的 ，使发酵作用尽快发生。
4.葡萄或其他果实上常有天然的野生型酵母菌存在，为什么上述两个实验都要接种酵母？
答案 加酵母是为了使酵母菌的酒精发酵占有优势，避免其他霉菌生长，出现异味。
答案
微生物的需氧呼吸
3
3
酵母
负压
5.为什么发酵瓶中的液体不能装满？
答案 发酵过程中有气体产生，留有空间可暂时储气，否则液体装满后气体会使液体外溢，损失发酵液，且易引起霉菌污染。
6.装水的弯曲玻璃管起什么作用？
答案 既可防止氧气进入，又可排出二氧化碳，同时还能防止杂菌污染。
7.制酒时必须保证所有用具都是清洁的，为什么？
答案 防止杂菌污染。
答案
活学活用
3.小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验
(见图)。下列恰当的做法是
A.加入适量的酵母菌
B.一直打开阀b通气
C.一直打开阀a，偶尔打开阀b几秒钟
D.把发酵装置放到4 ℃冰箱中进行实验
答案
解析
解析 酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理；4 ℃的环境不利于酵母菌进行发酵。
4.在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因是
A.经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌无其他杂菌
B.其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作碳源
C.在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量繁殖，其他杂菌不适应环境
而被抑制
D.酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌
答案
解析
解析 冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的；异养微生物都能利用糖；不生长的原因是其他微生物不适应缺氧和酸性环境。
三、用果酒制作果醋
基础梳理
1.实验原理
(1)菌种： 。
(2)制作原理：在 条件下，醋化醋杆菌将 氧化为醋酸。
反应式为： 。
(3)原料：果酒。
醋化醋杆菌
有氧
乙醇
C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
2.实验步骤
(1)装置连接：甲瓶内装入800 mL ，铝箔盖住上口；乙瓶为
瓶，内装锯末至八分满，下口各插入一直角玻璃管(发酵液出口)和另一直角玻璃管(内塞脱脂棉球，用以过滤空气，另一端升至锯末之上)。
(2)醋酸发酵
①适量 或 加入200 mL酒－水混合物中混匀，pH调至 后倒入乙瓶，使锯末均匀湿透。锯末的作用是_________
。
酒－水混合物
发酵
醋化醋杆菌的培养物
醋曲悬液
7.0
吸附醋化
醋杆菌
②将水族箱通气泵的 与乙瓶上塞有棉花球的玻璃管相连，通气。
③发酵约48 h后，检测pH，若明显显 ，则可进入下一步。
④调节甲瓶滴入乙瓶的流量为每5分钟1滴；乙瓶滴入丙瓶也是同样速度。
⑤每天检测pH，等到流出液pH不再 ，或甲瓶液体全部流入乙瓶时，停止实验。
出气管
酸性
减少
问题探究
1.果醋发酵的装置如图所示，阅读教材，填图并结合图示分析下面的问题：
答案
铝箔
40~50
八
过滤空气，防止
杂菌污染
发酵液流出
的速度
铝箔
(1)果醋发酵的菌种是 ，其可遗传变异来源是 。
(2)果醋发酵发生在 瓶中，醋酸生成的反应式为________________
。
醋酸生成的条件是 (填“有氧”或“无氧”)。
(3)乙瓶下口的双孔橡胶塞插入的塞有脱脂棉球的直角玻璃管作用是：
_____________________________________________________________________________________。
答案
醋化醋杆菌
基因突变
乙
有氧
C2H5OH＋O2―→
CH3COOH＋H2O
既可以向乙瓶内通气，满足醋化醋杆菌对氧气的需求，同时又可过滤空气，防止杂菌进入乙瓶
2.酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系
答案
区别 酒精发酵 醋酸发酵
微生物 酵母菌 醋化醋杆菌
温度 _________ 30～35 ℃
氧气 前期 ，后期_______ _________
联系 发酵为 发酵提供营养物质(乙醇)
25～30 ℃
需氧
不需氧
一直需氧
酒精
醋酸
3.下图为果酒、果醋制作简易装置图，请据图思考：
(1)在果酒与果醋制作时，充气口是否均需充气？
答案 果酒制作时需关闭充气口，使装置内液体处于“无氧状态”以利于酵母菌厌氧呼吸产生酒精；果醋制作时则需连接充气泵，自始至终通氧。
答案
(2)装置中排气口有何作用？图中显示排气口连接一“长而弯曲”的胶管，其目的何在？
答案 排气口可排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染。
答案
(3)装置瓶内培养液是否应装满瓶？
答案 装置瓶内培养液体积不应超过2/3，需留1/3空间，以防止发酵液从排气口溢出。
答案
答案
4.思考与讨论
(1)影响醋酸发酵的环境因素还有 和 。
(2)醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？
答案 醋化醋杆菌大量繁殖形成的。
(3)在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入 。
氧气
pH
无菌空气
(4)为什么要向发酵瓶中通入空气？
答案 醋酸发酵为需氧发酵。
(5)为什么空气要用棉花过滤？
答案 可防止其他微生物进入。
(6)在制作果酒的过程中，后期如果密封不严，再加上温度过高，结果会怎样？
答案 果酒生产后期，必须密封，保证无氧，才能得到醇香的果酒。如果密封不严，再加上温度过高(30 ℃以上)，会导致醋化醋杆菌大量生长繁殖。醋化醋杆菌在有氧和糖源不足时，能够将葡萄汁中的乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。其反应式为：C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O，因此果酒生产后期，如果密封不严，会导致“酿酒不成反成醋”。
答案
活学活用
5.下图装置既可用于生产果酒，又可用于生产果醋。下列对于果酒和果醋生产时的控制条件的叙述，正确的是
A.生产果酒时，开关1、2、3始终要关上
B.生产果醋时，开关1、2、3都要打开
C.生产果醋时，开关1要打开，开关2、3要关上
D.生产果酒时，开关1、3始终要关上，开关2要间断打开
解析 果酒发酵过程中，除了产生酒精外，还会产生大量的CO2，因此生产果酒时，开关1、3始终要关上，开关2要间断打开；参与果醋制作的菌种是醋化醋杆菌，是一种嗜氧菌，其进行醋酸发酵时也会产生CO2，因此开关1、2要打开，开关3要关上。
答案
解析
题后反思
酒精发酵和醋酸发酵的比较
项目 酒精发酵 醋酸发酵
区
别 所用微生物 酵母菌 醋化醋杆菌
生物类型 单细胞真菌 细菌(原核生物)
需氧情况 前期需氧后期不需氧 需氧
适宜温度 25～30 ℃ 30～35 ℃
气味 酒味 酸味
气泡和泡沫 有 无
发酵液颜色 浑浊 浑浊，液面形成白色菌膜
联系 酒精发酵为醋酸发酵提供酒精
6.在酿制果醋的过程中，下列哪种说法正确
A.果醋的制作需用醋化醋杆菌，醋化醋杆菌是兼性厌氧型细菌，需先通一
段时间氧气后密封
B.在发酵过程中，温度控制在25～30 ℃，发酵效果最好
C.当氧气、糖源充足时，醋化醋杆菌可将葡萄中的糖分解成醋酸而酿制成
果醋
D.以上说法都正确
答案
解析
解析 醋化醋杆菌是好氧细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入O2。醋化醋杆菌的最适生长温度为30～35 ℃。在糖源、O2充足时，醋化醋杆菌能将葡萄中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，可将乙醇氧化成乙醛，再将乙醛变为醋酸。
一题多变
判断正误：
(1)酵母菌和醋化醋杆菌的遗传均遵循孟德尔遗传定律( )
(2)冲洗葡萄时最好先去枝梗，再用水洗净( )
(3)制酒、制醋时所有用具都是清洁的( )
(4)果酒发酵和果醋发酵过程均需不断地向发酵瓶内通入空气( )
答案
×
×
√
×
课堂小结
制作葡萄酒和果酒
酵母菌
6O2
6CO2
2C2H5OH
果醋的制作
异养需氧型
醋化醋杆菌
氧气、糖源
醋酸
乙醛
醋酸
30～35 ℃
当堂检测
1.适宜的温度条件下，在下图所示的装置中都加入干酵母(内有活酵母菌)，其中能产生酒精的装置是
2
3
4
5
1
答案
解析
√
解析 解答本题首先要弄清楚酒精发酵的条件：①要有葡萄糖、水和酵母菌；②必须在密封的条件下。这两个条件缺一不可。如果有氧存在，酵母菌能进行需氧呼吸，产生CO2和H2O，不产生酒精。本题易错选D，因为与A条件相同并搅拌，看起来似乎更有利于反应的进行，但是D没有密封，暴露在有氧的环境中，酵母菌不能进行厌氧呼吸。
2
3
4
5
1
2.在“果醋制作过程”中，能获得较多醋化醋杆菌菌种的最简便方法是
A.从变酸的葡萄酒表面获得菌膜，再培养分离
B.不必人为加入菌种，葡萄等水果表面本身就存在大量的醋化醋杆菌
C.从食醋中分离提取
D.从土壤中分离提取
解析 葡萄等水果表面虽然有醋化醋杆菌，但是不能在短时间内大量获取，而要用分离培养的方法。土壤中含有各种微生物，但分离和培养纯化过程比较繁琐。食醋会经过灭菌后出厂，且食醋的pH不适于醋化醋杆菌生长繁殖，其内几乎没有活的醋化醋杆菌。变酸的葡萄酒表面是醋化醋杆菌的菌膜，故可以通过培养得到大量的醋化醋杆菌。
答案
解析
2
3
4
1
5
√
3.乙醇等绿色能源的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产酒精，首先要把秸秆用相应的酶进行预处理，然后用特定的微生物在特定的条件下，进行发酵生产酒精。以下关于处理秸秆的酶、微生物种类和特定的条件的选择中，正确的是
A.淀粉酶、乳酸菌、充足氧气
B.纤维素酶、酵母菌、密封
C.纤维素酶、甲烷杆菌、密封
D.脂肪酶、酵母菌、充足氧气
√
答案
解析
2
3
4
1
5
2
3
4
1
5
解析 玉米秸秆的主要成分是纤维素，要把它转化为葡萄糖才能被酵母菌利用发酵产生酒精，所以秸秆预处理用的酶应该是纤维素酶，而发酵产生酒精的微生物是酵母菌，在发酵过程中没有氧气时，才能进行厌氧呼吸产生酒精，所以要严格密封。
4.如图为制作葡萄酒的装置示意图，下列有关说法，不正确的是
A.整个装置事先应清洗干净并晾干
B.葡萄浆的装量不要超过发酵瓶容积的
C.装水的弯曲玻璃管既可排气，又可防止杂菌污染
D.发酵时，发酵瓶应放在30～35 ℃的条件下
解析
2
3
4
1
√
答案
5
解析 酒精发酵的温度为25～30 ℃。
5.生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋制作是常见的例子。请回答下列有关果酒、果醋制作的问题：
(1)果酒、果醋制作中，都需要大量纯种发酵微生物，所以首先要对发酵微生物进行培养。在微生物培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、 、渗透压等条件；为防止杂菌污染，还需要对培养基和培养皿进行 (消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和 ；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是 。
答案
2
3
4
1
5
酸碱度(pH)
灭菌
消毒
紫外线能使蛋白质变性
解析
2
3
4
1
5
解析 微生物培养需要同时考虑温度、pH、渗透压等外界条件，培养涉及的器材和培养基等都需要进行灭菌，而对操作者的双手则用体积分数为70%的酒精进行消毒处理，紫外线通过使蛋白质变性可以实现杀灭空气中的微生物。
(2)如图是果醋的发酵装置。醋酸发酵在 瓶中进行，发酵所需的微生物是 。若乙瓶中流出液明显呈酸性，则说明流出液中有 生成。向乙瓶中通入空气的主要原因是 。
A.果酒生成醋酸时需要氧气
B.通入空气可使乙瓶中的锯末呈松散状
C.使乙瓶中流出的液体缓慢滴入丙瓶中
D.使甲瓶中流出的液体缓慢滴入乙瓶中
答案
2
3
4
1
5
乙
醋化醋杆菌
醋酸
A
解析
2
3
4
1
5
解析 图中的乙瓶为醋酸发酵瓶，内有醋化醋杆菌在进行发酵，若该瓶流出的液体呈酸性，说明流出液中有醋酸生成。在乙瓶进行的是乙醇发酵成醋酸的过程，需要氧气，醋化醋杆菌进行的是需氧呼吸。
2
3
4
1
5
(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，需要修改的地方是 。
解析 酒精发酵在无氧条件下才能进行，所以不需要通入空气。
不需要通入空气
答案
解析第6课时 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定
考试要求
知识内容 考试属性及要求 考情解读
泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 加试 1.进行泡菜的腌制，说明泡菜腌制的原理。2.测定泡菜中亚硝酸盐的含量。3.讨论相关的食品安全问题。
一、泡菜的腌制
1.有关微生物：泡菜制作时起主要作用的微生物是假丝酵母和乳酸菌。
2.泡菜制作原理：在无氧的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质等。
3.泡菜制作流程
阅读教材，完善下面的材料并思考问题：
1.下图为乳酸菌示意图，思考回答相关问题：
(1)乳酸菌是单细胞的原核生物；其常见的增殖方式是分裂生殖；主要分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等。
(2)乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下，能分解葡萄糖为乳酸，可用来生产泡菜和酸奶。
反应式：C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)。
2.实验步骤
(1)各种菜洗净并切成3～4 cm长的小块。
(2)将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次。
(3)将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛，混合均匀。如果希望发酵快些，可将蔬菜在开水中浸1 min后入坛，再加上一些白酒。
(4)将坛口用水封好，防止外界空气进入。
(5)腌制1周左右即可开坛食用，也可随时加入新鲜蔬菜，不断取用。
(6)如果加入一些已经腌制过的泡菜汁更好，这相当于接种已经扩增的发酵菌，可减少腌制时间。
3.思考与讨论
(1)加入白酒起什么作用？
答案 白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。
(2)食糖和盐的含量及作用
①水与盐质量比为4∶1。
②盐的作用为灭菌，渗出蔬菜中水分，以及调味。
③盐含量过多，抑制乳酸菌自身繁殖；盐含量过少，杂菌滋生繁殖。
(3)用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么后果？
答案 水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧腐生菌生长，蔬菜会腐烂。
(4)厌氧发酵和有氧发酵的产物有什么不同？
答案 乳酸菌产生乳酸属于厌氧发酵；酵母菌产生乙醇属于厌氧发酵，如继续进行有氧发酵，则产物被氧化而产生乙酸，醋化醋杆菌产生乙酸属于有氧发酵；此外，需氧型微生物的作用也可使蔬菜腐烂。
小贴士 泡菜制作的条件控制与注意事项1泡菜坛的选择：选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。用水封闭坛口与坛外空气隔绝，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。2腌制条件的控制：腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。3泡菜坛内有时会长一层白膜，这是由产膜酵母菌繁殖产生的。酵母菌是兼性厌氧型微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。
1.在泡菜的制作过程中，不正确的是( )
A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C.盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染
D.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境
答案 B
解析 泡菜的制作依靠的是乳酸菌的厌氧呼吸；制作时要防止污染，以防泡菜腐败变质，清水与盐的质量比为4∶1，若食盐量不足，也易造成细菌大量繁殖。
2.家庭中制作泡菜的方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，不正确的是( )
A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒
B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种
C.制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少
D.若制作的泡菜咸而不酸，最可能的原因是大量食盐抑制了乳酸菌的发酵过程
答案 C
解析 制作泡菜时，所用的泡菜坛要用白酒擦拭消毒，防止杂菌污染，A项正确；加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种，B项正确；制作泡菜的过程中，乳酸菌进行厌氧呼吸消耗有机物，有机物的干重减少，种类增多，C项错误；如果制作泡菜时盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，导致制作的泡菜“咸而不酸”，D项正确。
二、亚硝酸盐的定量测定
1.测定原理
亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N 1 萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量测定。
2.亚硝酸盐的定量测定流程
(1)样品处理：泡菜25 g制匀浆过滤后调pH至8.0→加硫酸锌溶液25 mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60 °C→过滤取滤液定容至500 mL。
(2)测定：10 mL样品溶液＋4.5 mL氯化铵缓冲液＋2.5 mL60%乙酸溶液＋5 mL显色液→定容至25 mL→暗处静置25 min→550 nm处测定光密度值(以10 mL水作空白对照)。
3.标准曲线的绘制
以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值(OD值)为纵坐标，绘制标准曲线。
4.计算
公式：X1＝
X1：样品中亚硝酸盐含量，单位 mg/kg；
m1：样品质量，单位 g；
m2：通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位 μg；
V1：样品处理液总体积；
V2：测定用样品液体积。
1.实验中加入氢氧化钠和硫酸锌溶液，产生的白色沉淀是什么？有何作用？
答案 白色沉淀是氢氧化锌，作用是在加热至60 ℃后沉淀析出蛋白质，经过滤可将样液中蛋白质分离除去。
2.氯化氨缓冲液有什么作用？
答案 氯化氨缓冲液可以缓和溶液中pH变化，以免pH大幅度变化影响显色反应。
3.我国卫生标准规定，泡菜中亚硝酸盐含量不超过20 mg/kg。若实验中通过标准曲线得到10 mL样品溶液中亚硝酸盐含量为5 μg，则实验用泡菜是否合格？
答案 根据公式X＝＝＝10 mg/kg，所以实验用泡菜合格。
4. 根据下图泡菜的制作装置图，回答问题：
(1)该装置内的主要微生物是乳酸菌，属于原核(真核或原核)生物。
(2)说明装置中“放水”的作用？
答案 装置中“放水”的作用在于为泡菜坛营造“厌氧”环境。
(3)在泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量有怎样的变化规律？为什么要测定亚硝酸盐的含量？
答案 在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少。测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。
(4)下图为乳酸菌的数量、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线，请将三幅图分别填上“纵轴标识”。
①～③纵轴标识依次为乳酸菌、亚硝酸盐、乳酸。
知识拓展 泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化发酵前期：先有需氧菌活动，当产生厌氧环境时，乳酸菌才开始活动。乳酸菌和乳酸的量较小，由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。发酵中期：由于乳酸菌产生大量乳酸，其他菌的活动受到抑制，此时，乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累。由于硝酸盐还原菌的活动受到抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。发酵后期：由于乳酸的积累，酸度继续加大，乳酸菌的活动也开始受到抑制，乳酸菌数量下降，乳酸的量继续积累，硝酸盐还原菌的活动完全被抑制。
3.有关测定亚硝酸盐含量的叙述，不正确的是( )
A.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应需要在酸化条件下才会发生
B.重氮化反应后重氮盐与N 1 萘基乙二胺偶联形成紫红色染料
C.对显色反应进行目测，可精确算出泡菜中亚硝酸盐的含量
D.亚硝酸钠标准溶液(储液)要在冰箱中避光保存
答案 C
解析 对显色反应进行目测，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量，但不能精确算出。
拓展提升 泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量的变化
发酵时期 乳酸菌含量 乳酸含量 亚硝酸盐含量
发酵初期 少(O2抑制乳酸菌活动) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵中期 最多(乳酸积累抑制其他杂菌活动) 积累增多、pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵后期 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动) 继续增多，pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
4.某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果见图。请回答以下问题：
(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是 。在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于 。
(2)测定亚硝酸盐含量的方法是 ，其原理是：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成 ，将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理？ 。并说明理由
。
(4)根据图中数据进一步分析，可推测在腌制过程中的第 d，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值。若要食用，至少要在腌制的第 d比较好。
(5)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是
。
答案 (1)加热煮沸是为了杀灭盐水中的杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响 外界溶液浓度过高使细胞渗透失水
(2)比色法 玫瑰红色染料
(3)不合理 应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线
(4)3 10 (5)各坛中微生物种类和数量可能存在差异(其他合理答案也可)
解析 加热煮沸可以杀灭各种杂菌，冷却后再使用，可以使菌种进行正常的生命活动，腌制过程中，外界溶液的浓度大，使细胞渗透失水，增加了坛中溶液量。可以用比色法定量测定亚硝酸盐含量。数据应分别记录，再算出平均值。从三个曲线图中可以看出，在腌制第3 d亚硝酸盐的含量最高，第10 d亚硝酸盐浓度降到比较低的水平，可以食用泡菜。微生物的种类和数量不同可能会导致产生的亚硝酸盐的量存在差异。
一题多变
判断正误：
(1)泡菜腌制中起主要作用的是假丝酵母和醋化醋杆菌( )
(2)亚硝酸盐对人体有害，是致癌物质( )
(3)腐败的蔬菜、火腿烤肉、咸菜等食品中均含有较多的亚硝酸盐( )
(4)测定泡菜中亚硝酸盐含量的方法是光电比色法( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
1.下列关于乳酸菌的叙述中，不正确的是( )
A.乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B.它在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内均有
C.一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群
D.乳酸菌是严格厌氧微生物
答案 C
解析 乳酸菌种类繁多，常见种类有乳酸链球菌和乳酸杆菌，除此之外还有50多种，在自然界中的分布非常广泛。但所有乳酸菌都有一个共同特征，即在厌氧条件下能将糖类转化为乳酸。一个泡菜坛内的乳酸菌不一定同种，所以不能构成一个种群。
2.要使泡菜制作成功最主要的条件是( )
A.无氧环境 B.有氧环境
C.加盐 D.加香辛料
答案 A
解析 泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌进行的厌氧发酵，产生的乳酸使得泡菜清香脆嫩、酸咸可口，所以关键是创造一个无氧环境。
3.制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的操作中，制备样品处理液不需要的溶液是( )
A.蒸馏水 B.氢氧化钠
C.亚硝酸盐 D.硫酸锌溶液
答案 C
4.下列关于发酵产物的说法中，错误的是( )
A.果汁发酵是否产生酒精可以用重铬酸钾来检测
B.检测醋酸产生的简单易行的方法是闻气味
C.泡菜制作产生的亚硝酸盐可以用对氨基苯磺酸和N 1 萘基乙二胺溶液检测
D.检验乳酸产生的简单易行的方法是品尝
答案 D
解析 发酵产物的鉴定一般不可以用品尝的方法，以防有毒。检验乳酸的方法是用pH试纸检测。
5.已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：
(1)请完善下列实验步骤。
①标准管的制备：用 和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。
②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的 ，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。
③将每个 分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅 的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。
(2)下图表示的是泡菜中 含量变化趋势。
(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是 (填“醋化醋杆菌”或“乳酸菌”)。
(4)三坛泡菜分别在腌制过程中的第3、5、7、9、11、13天分别对食盐浓度为4%、6%、8%的泡菜做了亚硝酸盐含量的检测，得到以下数据：
食盐浓度发酵天数 1号坛4% 2号坛6% 3号坛8%
第3天 1.6 1.2 0.5
第5天 3.2 5.5 2
第7天 3.8 4.0 1.8
第9天 3.5 1.8 1.6
第11天 3.4 1.2 1.5
第13天 3.2 1.2 1.2
发酵温度：13～15 ℃ 单位：mg/kg
请根据表中数据，对泡菜的制作提出两条建议：
。
答案 (1)①不同浓度的亚硝酸钠标准溶液 ②不同泡制天数的泡菜滤液 ③样品管 相同(相近) (2)亚硝酸盐 (3)乳酸菌 (4)泡菜腌制时间最好长于13天；适当地增加食盐的浓度
课时作业
[基础过关]
1.制作泡菜时，所用的菜坛子必须密封，其原因是( )
A.防止水分的蒸发
B.防止菜叶萎蔫
C.乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制
D.防止产生的乳酸挥发
答案 C
解析 泡菜制作是利用乳酸菌的发酵作用而进行的，而乳酸菌是厌氧菌，所以要密封菜坛子，以避免氧气对其发酵作用的抑制。
2.发酵是利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式，通常说的乳酸菌发酵是( )
A.固体发酵 B.氨基酸发酵
C.厌氧发酵 D.有氧发酵
答案 C
解析 广义的发酵概念是指利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品或直接把微生物进行应用的过程，通常说的乳酸菌发酵是厌氧发酵。
3.某人利用乳酸菌制作泡菜时因操作不当而使泡菜腐烂。造成泡菜腐烂的原因是( )
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长和繁殖
A.①③ B.②④
C.②③ D.①④
答案 B
解析 乳酸菌为厌氧细菌，在无氧的条件下将葡萄糖分解成乳酸。制作泡菜时，如果罐口封闭不严，氧气进入罐内，会抑制乳酸菌的乳酸发酵；同时进入的氧气促进了罐内需氧腐生菌的生长和繁殖，从而造成泡菜腐烂。
4.下列有关泡菜发酵过程的叙述中，正确的是( )
A.发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高
B.发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用
C.发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶
D.发酵过程中要经常补充水槽中的水
答案 D
解析 泡菜发酵过程中，亚硝酸盐含量先增加后减少；发酵过程主要为乳酸菌的发酵作用，但还有酵母菌的发酵作用，酵母菌还可以改善产品风味；发酵过程中乳酸菌不分解蛋白质和果胶，保持蔬菜脆嫩而不软化不腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内的无氧状态。
5.在大小两个容器内加入等量的乳酸菌和葡萄糖的混合液，然后密封瓶口，过一段时间后进行定量分析，应得到的结果是( )
A.小容器中的乳酸比大容器中的多
B.小容器中的乳酸比大容器中的少
C.大容器中的葡萄糖比小容器中的少
D.大容器与小容器中的乳酸量相等
答案 A
解析 由乳酸菌在有氧气存在时呼吸作用受到抑制的特点可知，大容器中氧气多，抑制了乳酸菌的呼吸作用，而小容器中氧含量少，乳酸菌呼吸作用强。因此，小容器中的乳酸应比大容器中的多。葡萄糖的量则相反，即大容器中的葡萄糖比小容器中的多。
6.为了使测定亚硝酸盐含量的准确性更高，关键是( )
A.样品处理 B.标准显色液的制备
C.光电比色 D.泡菜的选择
答案 B
解析 亚硝酸盐含量是通过与标准显色液进行目测比较而估算出来的，所以只有标准显色液制备标准才能使结果准确性较高。
7.亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸反应，再与N 1 萘基乙二胺偶联，其产物颜色是( )
A.红黄色 B.橘黄色
C.紫红色 D.蓝色
答案 C
解析 在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生氮化反应后，与N 1 萘基乙二胺偶联形成紫红色染料。
[能力提升]
8.泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因及成分分别是( )
A.乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行需氧呼吸产生CO2；气体为CO2
B.因腌制过程中盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气
C.发酵初期酵母菌活动强烈，其利用氧气产生的气体为CO2
D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气因受热膨胀排出；气体为空气
答案 C
解析 蔬菜刚入坛时，表面带入的微生物，主要是不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物，较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡的形式从水槽内释放出来，逐渐使坛内形成无氧环境。
9.下列关于测定亚硝酸盐含量的操作中，错误的是( )
A.质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性
B.对氨基苯磺酸溶液和N 1 萘基乙二胺溶液应避光保存
C.质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境
D.制备样品处理液，加入硫酸锌的目的是中和氢氧化钠
答案 D
解析 对氨基苯磺酸溶液和N 1 萘基乙二胺溶液处于酸性环境中，为保证其稳定性，应低温密闭保存；亚硝酸钠标准液配制过程中应加入NH4Cl缓冲液，保持弱碱性环境以避免亚硝酸的挥发；制备样品处理液，加入硫酸锌的目的是产生沉淀，除去滤液中杂质。
10.如图为泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线，其中正确的是( )
答案 C
解析 自然界中，亚硝酸盐分布广泛，没有腌制的蔬菜中也含有一定量的亚硝酸盐，在腌制几天后，泡菜中的亚硝酸盐的含量达到最高峰，但随着腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸抑制硝酸盐还原菌的繁殖，致使泡菜中亚硝酸盐含量下降。
11.回答下列有关泡菜制作的问题：
(1)制作泡菜时所用盐水需煮沸，其目的是 。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行 的过程。该过程发生在乳酸菌的 中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、 和 等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是 ，
原因是 。
答案 (1)消毒杀菌
(2)厌氧呼吸 细胞溶胶
(3)温度 食盐用量 腌制时间
(4)乳酸菌先增加后减少，其他杂菌逐渐减少 泡菜的制作过程中，许多乳酸菌产生大量乳酸，共同抑制其他菌的生长，乳酸积累过多，又会抑制乳酸菌自身的生长
解析 盐水煮沸是为了消毒杀菌。乳酸发酵即乳酸菌进行厌氧呼吸，其场所是细胞溶胶。在泡菜腌制过程中必须注意腌制时间，控制好腌制温度和食盐用量。温度过高，食盐用量不足10%，腌制时间过短，都易造成细菌大量繁殖，导致亚硝酸盐含量增加。
12.以下是有关泡菜发酵过程中的相关问题，请回答下列问题：
(1)蔬菜刚入坛时，其表面带有不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物。其中的酵母菌最初的呼吸作用方式是 ，请写出相关反应式： 。
(2)到发酵中期，无氧环境形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，使乳酸积累量达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8，试分析此时坛内其他微生物的活动情况及原因。
。
(3)发酵后期，乳酸含量继续增加，当达到1.2%以上时，发酵速度逐渐变缓甚至停止，主要原因是 。
(4)请在下列坐标图中画出该过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化趋势。
答案 (1)需氧呼吸 C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量
(2)其他微生物活动减慢甚至停止，因为pH不适宜
(3)pH过低抑制了乳酸菌的生长
(4)如图所示
解析 (1)蔬菜入坛的初期，坛内氧气充足，酵母菌主要进行需氧呼吸产生CO2和H2O。(3)发酵后期发酵速度变缓甚至停止的主要原因是过多的乳酸使pH过低，抑制了乳酸菌的生长。
[个性拓展]
13.在保持传统产品风味的前提下，研究人工接种对泡菜发酵速度、亚硝酸盐含量及品质的影响。请回答下列问题：
(1)自然发酵时，为了缩短制作时间，有人会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是 。从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌的消长规律是 。
A.不断增多 B.不断减少
C.先增多后减少 D.先减少后增多
(2)对乳酸菌进行分离与培养时，下列叙述正确的是 。
A.在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作
B.所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等只需进行消毒处理
C.泡菜制作过程中放入蒜瓣、生姜等香辛料的作用是杀灭杂菌
D.使用高压锅灭菌，则通电后开始记录灭菌时间
(3)如图表示 。据图中数据可知，自然发酵时，与第2天相比，第6天后的泡菜更适合食用，因为后者 。
(4)亚硝酸盐的含量可采用 法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为 。某研究小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，可推测与普遍乳酸菌相比，用“优选”乳酸菌制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量 。
答案 (1)增加乳酸菌的数量 A (2)A (3)人工接种发酵与自然发酵过程中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系 亚硝酸盐含量更低 (4)光电比色 光密度值 较低
解析 (1)加入少量陈泡菜液，相当于接种了已经扩增的发酵菌，即增加乳酸菌数量。开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，乳酸菌数量应该不断增多。
(2)在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作，A项正确；所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等都要进行灭菌处理，B项错误；加入香辛料的主要作用是调味，C项错误；使用高压锅灭菌时，应达到所设置的压力时才开始计时，D项错误。
(3)由题图可知，该图示表示的是人工接种发酵与自然发酵过程中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系，所以该图表示人工接种发酵对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。由图可知，自然发酵时，与第2天相比，第6天后的泡菜更适于食用，这是因为后者亚硝酸盐含量更低。
(4)亚硝酸盐的含量可采用光电比色法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为光密度值；由于“优选”乳酸菌的亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍，所以用“优选”乳酸菌制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量较低。(共42张PPT)
第6课时 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定
第三部分 生物技术在食品加工中的应用
考试要求
知识内容 考试属性及要求 考情解读
泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 加试 1.进行泡菜的腌制，说明泡菜腌制的原理。
2.测定泡菜中亚硝酸盐的含量。
3.讨论相关的食品安全问题。
内容索引
一、泡菜的腌制
二、亚硝酸盐的定量测定
当堂检测
一、泡菜的腌制
基础梳理
1.有关微生物：泡菜制作时起主要作用的微生物是 和 。
2.泡菜制作原理：在 的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有 和 等。
假丝酵母
乳酸菌
无氧
有机酸
醇类物质
3.泡菜制作流程
热水
白酒
水
问题探究
阅读教材，完善下面的材料并思考问题：
1.右图为乳酸菌示意图，思考回答相关问题：
(1)乳酸菌是 细胞的 生物；其常见的增殖方式
是 生殖；主要分布在空气、 、植物体表、
人或动物的 等。
(2)乳酸菌的代谢类型是 ，在 条件下，
能分解葡萄糖为 ，可用来生产泡菜和酸奶。
反应式：C6H12O6→ (乳酸)。
答案
原核
分裂
土壤
单
肠道
异养厌氧型
无氧
乳酸
2C3H6O3
2.实验步骤
(1)各种菜洗净并切成 长的小块。
(2)将 洗净，并用热水洗坛内壁两次。
答案
3～4 cm
泡菜坛
(3)将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛，混合均匀。如果希望发酵快些，可将蔬菜在开水中浸1 min后入坛，再加上一些白酒。
(4)将坛口用水封好，防止外界空气进入。
(5)腌制 即可开坛食用，也可随时加入新鲜蔬菜，不断取用。
(6)如果加入一些已经腌制过的泡菜汁更好，这相当于_______________
，可减少腌制时间。
答案
1周左右
接种已经扩增的
发酵菌
3.思考与讨论
(1)加入白酒起什么作用？
答案 白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。
(2)食糖和盐的含量及作用
①水与盐质量比为 。
②盐的作用为 ，渗出蔬菜中水分，以及 。
③盐含量过多，抑制 自身繁殖；盐含量过少， 滋生繁殖。
答案
4∶1
灭菌
调味
乳酸菌
杂菌
答案
(3)用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么后果？
答案 水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧腐生菌生长，蔬菜会腐烂。
(4)厌氧发酵和有氧发酵的产物有什么不同？
答案 乳酸菌产生乳酸属于厌氧发酵；酵母菌产生乙醇属于厌氧发酵，如继续进行有氧发酵，则产物被氧化而产生乙酸，醋化醋杆菌产生乙酸属于有氧发酵；此外，需氧型微生物的作用也可使蔬菜腐烂。
小贴士
泡菜制作的条件控制与注意事项
(1)泡菜坛的选择：选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。用水封闭坛口与坛外空气隔绝，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。
(2)腌制条件的控制：腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
(3)泡菜坛内有时会长一层白膜，这是由产膜酵母菌繁殖产生的。酵母菌是兼性厌氧型微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。
活学活用
1.在泡菜的制作过程中，不正确的是
A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C.盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染
D.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境
解析 泡菜的制作依靠的是乳酸菌的厌氧呼吸；制作时要防止污染，以防泡菜腐败变质，清水与盐的质量比为4∶1，若食盐量不足，也易造成细菌大量繁殖。
答案
解析
2.家庭中制作泡菜的方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，不正确的是
A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒
B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种
C.制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少
D.若制作的泡菜咸而不酸，最可能的原因是大量食盐抑制了乳酸菌的发
酵过程
答案
解析
解析 制作泡菜时，所用的泡菜坛要用白酒擦拭消毒，防止杂菌污染，A项正确；
加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种，B项正确；
制作泡菜的过程中，乳酸菌进行厌氧呼吸消耗有机物，有机物的干重减少，种类增多，C项错误；
如果制作泡菜时盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，导致制作的泡菜“咸而不酸”，D项正确。
二、亚硝酸盐的定量测定
基础梳理
1.测定原理
亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N- 1- 萘基乙二胺偶联，形成 产物，可用 法定量测定。
紫红色
光电比色
2.亚硝酸盐的定量测定流程
(1)样品处理：泡菜25 g制匀浆过滤后调pH至8.0→加 溶液25 mL→加 溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60 °C→过滤取滤液定容至500 mL。
(2)测定：10 mL样品溶液＋4.5 mL氯化铵缓冲液＋2.5 mL60%乙酸溶液＋5 mL显色液→定容至25 mL→暗处静置25 min→550 nm处测定光密度值(以10 mL水作空白对照)。
3.标准曲线的绘制
以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值(OD值)为纵坐标，绘制标准曲线。
硫酸锌
氢氧化钠
4.计算
公式：X1＝
X1：样品中亚硝酸盐含量，单位 mg/kg；
m1：样品质量，单位 g；
m2：通过标准曲线得到的 ，单位 μg；
V1： 总体积；
V2： 体积。
亚硝酸盐质量
样品处理液
测定用样品液
1.实验中加入氢氧化钠和硫酸锌溶液，产生的白色沉淀是什么？有何作用？
答案 白色沉淀是氢氧化锌，作用是在加热至60 ℃后沉淀析出蛋白质，经过滤可将样液中蛋白质分离除去。
2.氯化氨缓冲液有什么作用？
答案 氯化氨缓冲液可以缓和溶液中pH变化，以免pH大幅度变化影响显色反应。
答案
问题探究
3.我国卫生标准规定，泡菜中亚硝酸盐含量不超过20 mg/kg。若实验中通过标准曲线得到10 mL样品溶液中亚硝酸盐含量为5 μg，则实验用泡菜是否合格？
答案
4.根据下图泡菜的制作装置图，回答问题：
(1)该装置内的主要微生物是 ，属于 (真核或原核)生物。
(2)说明装置中“放水”的作用？
答案 装置中“放水”的作用在于为泡菜坛营造“厌氧”环境。
乳酸菌
原核
答案
(3)在泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量有怎样的变化规律？为什么要测定亚硝酸盐的含量？
答案 在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少。测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。
(4)下图为乳酸菌的数量、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线，请将三幅图分别填上“纵轴标识”。
①～③纵轴标识依次为 、 、 。
乳酸菌
亚硝酸盐
乳酸
知识拓展
泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化
发酵前期：先有需氧菌活动，当产生厌氧环境时，
乳酸菌才开始活动。乳酸菌和乳酸的量较小，
由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所
增加。
发酵中期：由于乳酸菌产生大量乳酸，其他菌的活动受到抑制，此时，乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累。由于硝酸盐还原菌的活动受到抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。
发酵后期：由于乳酸的积累，酸度继续加大，乳酸菌的活动也开始受到抑制，乳酸菌数量下降，乳酸的量继续积累，硝酸盐还原菌的活动完全被抑制。
活学活用
3.有关测定亚硝酸盐含量的叙述，不正确的是
A.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应需要在酸化条件下才会发生
B.重氮化反应后重氮盐与N-1- 萘基乙二胺偶联形成紫红色染料
C.对显色反应进行目测，可精确算出泡菜中亚硝酸盐的含量
D.亚硝酸钠标准溶液(储液)要在冰箱中避光保存
答案
解析
解析 对显色反应进行目测，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量，但不能精确算出。
拓展提升
泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量的变化
发酵时期 乳酸菌含量 乳酸含量 亚硝酸盐含量
发酵初期 少(O2抑制乳酸菌活动) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵中期 最多(乳酸积累抑制其他杂菌活动) 积累增多、pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵后期 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动) 继续增多，pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
4.某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果见图。请回答以下问题：
(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是_____________________
____________________________________________________________________。在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于____________
_____________________。
解析 加热煮沸可以杀灭各种杂菌，冷却后再使用，可以使菌种进行正常的生命活动，腌制过程中，外界溶液的浓度大，使细胞渗透失水，增加了坛中溶液量。可以用比色法定量测定亚硝酸盐含量。数据应分别记录，再算出平均值。从三个曲线图中可以看出，在腌制第3 d亚硝酸盐的含量最高，第10 d亚硝酸盐浓度降到比较低的水平，可以食用泡菜。微生物的种类和数量不同可能会导致产生的亚硝酸盐的量存在差异。
加热煮沸是为了杀灭盐
水中的杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响
外界溶液浓
度过高使细胞渗透失水
答案
解析
答案
(2)测定亚硝酸盐含量的方法是 ，其原理是：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成 ，将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理？ 。并说明理由_______
________________________________________________________________
。
(4)根据图中数据进一步分析，可推测在腌制过程中的第 d，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值。若要食用，至少要在腌制的第 d比较好。
比色法
玫瑰红色染料
不合理
应将三
个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线
3
10
(5)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是_____
。
中微生物种类和数量可能存在差异(其他合理答案也可)
答案
各坛
一题多变
判断正误：
(1)泡菜腌制中起主要作用的是假丝酵母和醋化醋杆菌( )
(2)亚硝酸盐对人体有害，是致癌物质( )
(3)腐败的蔬菜、火腿烤肉、咸菜等食品中均含有较多的亚硝酸盐( )
(4)测定泡菜中亚硝酸盐含量的方法是光电比色法( )
答案
×
√
√
√
课堂小结
乳酸
亚硝酸
盐
当堂检测
1.下列关于乳酸菌的叙述中，不正确的是
A.乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B.它在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内均有
C.一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群
D.乳酸菌是严格厌氧微生物
解析 乳酸菌种类繁多，常见种类有乳酸链球菌和乳酸杆菌，除此之外还有50多种，在自然界中的分布非常广泛。但所有乳酸菌都有一个共同特征，即在厌氧条件下能将糖类转化为乳酸。一个泡菜坛内的乳酸菌不一定同种，所以不能构成一个种群。
2
3
4
5
1
答案
解析
√
2.要使泡菜制作成功最主要的条件是
A.无氧环境 B.有氧环境
C.加盐 D.加香辛料
解析 泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌进行的厌氧发酵，产生的乳酸使得泡菜清香脆嫩、酸咸可口，所以关键是创造一个无氧环境。
答案
解析
2
3
4
1
5
√
3.制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的操作中，制备样品处理液不需要的溶液是
A.蒸馏水 B.氢氧化钠
C.亚硝酸盐 D.硫酸锌溶液
√
答案
2
3
4
1
5
4.下列关于发酵产物的说法中，错误的是
A.果汁发酵是否产生酒精可以用重铬酸钾来检测
B.检测醋酸产生的简单易行的方法是闻气味
C.泡菜制作产生的亚硝酸盐可以用对氨基苯磺酸和N- 1- 萘基乙二胺溶液
检测
D.检验乳酸产生的简单易行的方法是品尝
解析 发酵产物的鉴定一般不可以用品尝的方法，以防有毒。检验乳酸的方法是用pH试纸检测。
解析
2
3
4
1
√
答案
5
5.已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：
(1)请完善下列实验步骤。
①标准管的制备：用 和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。
②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的 ，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。
答案
2
3
4
1
5
不同浓度的亚硝酸钠标准溶液
不同泡制天数的泡菜滤液
答案
2
3
4
1
5
③将每个 分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅
的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。
(2)右图表示的是泡菜中 含量变化趋势。
样品管
相同(相近)
亚硝酸盐
(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是________
(填“醋化醋杆菌”或“乳酸菌”)。
乳酸菌
2
3
4
1
5
(4)三坛泡菜分别在腌制过程中的第3、5、7、9、11、13天分别对食盐浓度为4%、6%、8%的泡菜做了亚硝酸盐含量的检测，得到右面数据：
发酵温度：13～15 ℃ 单位：mg/kg
食盐浓度
发酵天数 1号坛4% 2号坛6% 3号坛8%
第3天 1.6 1.2 0.5
第5天 3.2 5.5 2
第7天 3.8 4.0 1.8
第9天 3.5 1.8 1.6
第11天 3.4 1.2 1.5
第13天 3.2 1.2 1.2
2
3
4
1
5
答案
请根据表中数据，对泡菜的制作提出两条建议：_____________
___________________ _________________。
食盐浓度
发酵天数 1号坛4% 2号坛6% 3号坛8%
第3天 1.6 1.2 0.5
第5天 3.2 5.5 2
第7天 3.8 4.0 1.8
第9天 3.5 1.8 1.6
第11天 3.4 1.2 1.5
第13天 3.2 1.2 1.2
泡菜腌制时间
最好长于13天；适当
地增加食盐的浓度
