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1、第二讲 果酒和果醋的制作及果胶酶在果汁生产中的应用知识点一 果酒和果醋的制作1制作原理类型微生物原理果酒酵母菌有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖无氧条件下，进行酒精发酵，反应式为：C6H12O62C2H5OH2CO2酶 果醋醋酸菌当氧气和糖源都很充足时，可将糖分解为醋酸当氧气充足，缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛转变为乙酸2制作流程知识点二 果胶酶在果汁生产中的作用1果胶酶的组成及作用果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物细胞壁和胞间层。2酶的活性及影响酶活性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用反应速率来表示。(
2、2)影响酶活性的因素：温度、pH 和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。,一、理解运用能力判断下列叙述的正误(1)在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种()(2)红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的()(3)变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的()(4)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗()(5)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度()(6)温度、pH 和酶的抑制剂都会影响酶的活性()二、读图析图能力据果酒和果醋发酵装置示意图回答问题：(1)排气口的作用是什么？为什么要连接长而弯曲的胶管？答案：排气口的作用是排出酒精发酵时产生的 CO2。与排气管相
3、连的长而弯曲的胶管可防止空气中微生物的污染。(2)在制酒和制醋时，应分别进行怎样的操作？答案：使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。理清脉络考点一对比分析，考查果酒和果醋的制作1菌种的比较生物类群代谢类型发酵条件温度酵母菌真核生物异养兼性厌氧前期需氧后期厌氧20 左右醋酸菌原核生物异养需氧型一直需氧3035 2制作步骤的比较制果酒制果醋相同过程选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄 12 遍除去污物后，再去枝梗制作发酵液，防止杂菌污染发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的 2/3不同过程将温度严格控制在 1825 ，时间控制在 1
4、012 d 左右。发酵旺盛期的 CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂检测指标：710 d 以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定 pH 等工作将温度严格控制在 3035 ，并注意适时通过充气口充气检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的 pH 进一步鉴定。还可以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典例 1 下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是( )A两者的正常繁殖都离不开氧气B在无氧条件下，利用酵母菌可以生产酒精，而醋酸菌则不能用于生产
5、醋酸C两者都是异养生物，它们的生存都离不开葡萄糖D醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸解析 醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命活动(包括繁殖和代谢产生醋酸)；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不足以满足其自身繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气，A、B 正确。醋酸菌在缺乏糖源时，能把乙醇氧化成乙醛，再将乙醛氧化成乙酸；而酵母菌在无氧环境中能产生酒精，C 错误，D 正确。答案 C果酒和果醋制作过程易错易混辨析1材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗
6、去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。2防止发酵液被污染(1)榨汁机要清洗干净并晾干。(2)发酵瓶要洗净并用体积分数为 70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。(3)装入葡萄汁后要封闭充气口。3控制好发酵的条件(1)葡萄汁装入发酵瓶时，要留约 1/3 空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽 O2后再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的 CO2造成发酵液溢出。(2)严格控制温度：1825 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；3035 利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。(3)充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。4制作果酒和果醋的装置图分析(1)各部位的
7、作用：充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。排气口：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，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气的污染。出料口：用来取样。(2)该装置的使用方法：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口，制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。针对练习高考命题常从以下角度设置陷阱(1)综合考查果酒、果醋制作的原理和操作步骤。(2)结合原核生物与真核生物的区别，考查酵母菌和醋酸菌的有关知识。1(2014南京四校联考)下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述中，错误的是( )A果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同B制作果酒和果醋时都应用体积分数为
8、 70%的酒精对发酵瓶消毒C在变酸果酒表面所观察到的菌膜可能是醋酸菌的菌落D果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同发酵条件解析：选 A 用于果酒发酵的菌种是酵母菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型；用于果醋发酵的菌种是醋酸菌，其代谢类型是异养需氧型，两者的代谢类型不同。考点二 果胶酶在果汁生产中的作用1果胶酶与纤维素酶的比较种类组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维素纤维二糖葡萄C1酶CX酶葡萄糖苷酶糖2探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影
9、响。(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH 或酶抑制剂的影响，在最适温度或 pH 时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。(3)设计实验：探究最适温度时，pH 为无关变量，最好是最适 pH；探究最适 pH 时，温度为无关变量，最好是最适温度。探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH 等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。(4)实验流程：各取一支，分 9 组分别放入 30 、35 、40 、45 、50 、55 、60 、65 、70 的恒温水浴中加热(或各取一支，分 5 组调节苹果泥和果胶酶的 pH 为 5、6、7、8、9 置于同一恒温
10、水浴中)将果胶酶加入相同温度或pH的苹果泥内恒温保持10 min过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录典例 2 下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的叙述正确的是( )A探究果胶酶的最适用量时，pH、温度不影响实验结果B果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等C探究温度对果胶酶活性影响时，温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时间等都是自变量D可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的最适用量解析 探究果胶酶的最适用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性影响的实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变；可以用相同时间内过滤得到的果汁体积和通过比较果汁的
11、澄清度来确定果胶酶的最适用量。答案 D(1)探究温度对酶活性的影响时，可以选用 10作为温度梯度，设置的具体温度为 10、20、30、40、50和 60等，也可以根据酶的特点，尝试以 5作为温度梯度。(2)探究 pH 对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成 pH 梯度，并在该酶的最适温度下进行。反应液中的 pH 可以通过质量分数为 0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸进行调节。(3)探究酶的用量是建立在探究最适温度和 pH 对酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积。需要注意的是，反应液的
12、pH 必须相同，否则将影响实验结果的准确性。(4)在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相应的条件。这样可以避免底物和酶在混合时条件变化而影响实验结果。(5)将酶加入反应物后，应不时地用玻璃棒搅拌，使酶能更充分地催化反应。针对练习2假设你已经探究了果胶酶的最适温度(为 45)和最适 pH(为 4.8)，若还想进一步研究果胶酶的最适用量，此时实验的自变量是_。合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。(1)材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为 0.
13、1%的 NaOH 溶液和盐酸。(2)实验步骤：取 6 支试管，编号为 16，分别加入_，调节 pH 至 4.8。向 16 号试管中分别加入_，然后放入 45 恒温水浴装置中_。_。(3)以上实验步骤的设计是否有不妥？如果有，试分析原因。_。解析：在探究影响果汁产量的酶的用量时，除酶的用量是变量外，其他条件都应相同且适宜。为了避免因混合导致温度变化而影响实验结果，应先将盛苹果泥的试管和盛不同量酶的试管放到相同温度下恒温，然后将两者混合。答案：果胶酶的用量 (2)等量的苹果泥 不同体积 pH 为 4.8 的果胶酶溶液 保温相同时间 过滤苹果泥并记录果汁体积 (3)有。为了保证苹果泥与果胶酶混合前后
14、的温度相同，应先将盛苹果泥和果胶酶的试管放在同一温度的水浴装置中恒温，再将两者混合课堂对点练题组一 果酒和果醋的制作1(2013江苏高考)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是( )A酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高B先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵C与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好D适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖解析：选 D 果醋发酵的最适温度高于果酒；应先进行果酒发酵，再进行果醋发酵；人工接种的菌种品质更好，且不易有杂菌污染，故其比自然发酵的产品品质更好；适当增加接种量可缩短达到一定数量菌种所需的时间，并且在与其他杂菌的竞争中占优势，故能够提高发酵速率、抑制杂菌的生长繁殖。2(2012江苏高考)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是(多选)( )A在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长B条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸C果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小D将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量解析：选 ABC 在果酒发酵的后期，酵母菌无氧呼吸产生的 CO2量较前期有氧呼吸产生的 CO2量少；当 O2、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；果酒发酵过程中葡萄糖逐渐被分解并释放 CO2，发酵液密度会逐渐减小；腐乳制作过程中应随层数的加高而
