Question

苹果作为我国常见水果，口感好、营养价值高，广受人们喜爱，但其收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。某市为缓解产销矛盾，提高产品的附加值，利用苹果生产果汁、果酒和果醋，大致工艺流程如下图，请分析回答：

苹果果汁果酒果醋

(1)果酒发酵初期先通入适量空气的目的是______________，果酒发酵之后进行果醋发酵，需要改变的条件包括____________________________________(至少写2点)，当氧气和糖分充足时，果醋发酵的反应方程式为____________________________。

(2)在苹果汁的生产过程中，需要加入果胶酶，目的是______________。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括________________等。

(3)果酒发酵过程中，产物酒精会抑制酵母菌的生命活动，使发酵得到的酒精度数较低，现欲筛选耐高浓度酒精的酵母菌，除了基本的营养成分之外，该培养基中还应加入__________________。

(4)为使酵母菌能反复利用，常用到固定细胞技术，固定酵母细胞的方法常用__________法，研究表明使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，可能的原因是____________________。

Answer

让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 菌种改为醋酸杆菌、发酵温度调整为30～35℃、通入空气等 C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量 提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶 高浓度的酒精 包埋 凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵

【解析】

酒精发酵利用的菌种为酵母菌，为异养兼性厌氧型，进行酒精发酵时，温度一般控制在18～25℃；醋酸发酵利用的菌种为醋酸菌，为异养需氧型，醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。果胶酶可分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层，提高出汁率和果汁的澄清度。

（1）果酒发酵所需要的菌种为酵母菌，酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸可为自身繁殖提供大量能量，密封时酵母菌进行产生酒精的无氧呼吸，故果酒发酵初期先通入适量空气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。果酒发酵之后改为果醋发酵，由于发酵利用的菌种以及发酵条件的不同，故需要改变的条件为：菌种改为醋酸杆菌、发酵温度调整为30～35℃、通入无菌空气等。当氧气和糖分充足时，醋酸菌可将葡萄糖分解为醋酸。方程式为：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量。

（2）果胶酶可分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层，所以在苹果汁的生产过程中，需要加入果胶酶，目的是提高出汁率和果汁的澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。

（3）选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。欲筛选耐高浓度酒精的酵母菌，除了基本的营养成分之外，该培养基中还应加入高浓度的酒精。

（4）由于细胞个大，难以被吸附或结合，故固定化细胞常用包埋法。由于凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵，故使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组。