【高中生物】《生物技术及工程》第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用（附练习及应用答案）

第 1 节 传统发酵技术的应用

从社会中来

葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸，因此口感不同。（P4）

探究•实践

1. 用水密封泡菜坛的目的是给泡菜坛内创造无氧环境，这说明泡菜制作需要在无氧条件下进行。（P6）

2. 在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的 CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。

另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。（P6）

3. 提示：根据实际情况回答。（P6） 

探究•实践

1. 在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生 CO2。

如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。（P7）

2. 果酒中除了酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的 pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少 O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的 pH等同样可以控制醋酸菌的含量。

3. 随着醋酸发酵的进行，发酵液的 pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中,一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。（P7）

4. 提示：根据实际情况回答。

（P7） 到社会中去

从少量制作转向大规模生产时，会遇到许多新问题。例如，少量制作果醋时，不需要专门的搅拌装置，而大规模生产果醋时，由于发酵罐容积很大，就需要安装搅拌器，以保障醋酸菌对 O2 的需求。可见在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的来源与选择、菌种的选育与培养、发酵设备的选择、发酵条件的自动化控制、发酵产品的质量控制、成本价格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意义上的产品。在实际生产中还需要经过沉淀、过滤、灭菌、装瓶等过程才能获得成品酒或醋。果酒还需要在一定条件下进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。通过深入思考，可以感悟到工程、技术与科学的不同，科学以“发现”为核心，技术以“发明”为核心，工程以“建造”和“产品”为核心。技术要通过工程设计等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。（P8）

一、概念检测
1．(1)× (2)× (3)√ （P8）

2．D（P8）  

二、拓展应用 
1．提示：腐乳、泡菜、酱、豆豉等都是生活中常见的传统发酵食品。（P8）

2．(1)应该在发酵 10 天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。（P8）

 (2)可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。（P8）

(3) “陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。（P8）

3．C 同学的装置更适合制作果醋。出料口可以用来取样；充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气， 从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率；排气口可以用来排出在发酵过程中产生的气体， 它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。

进一步改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。（P8）