浅谈食品工业中产香酵母的应用论文
1引言
产香酵母又名酯酵母，是一类能合成具有芳香气味的酯类物质，如今产香酵母早已不局限于产酯而是在生产过程中能产生让人喜欢闻的香味的各种酵母，香气多为醇类、酯类、酚类、酮类、芳香类等具有挥发性风味的物质，主要的香气类型有：花香型、清香型、果香型等，常被广泛应用于酿造、调味品、功能饮料、无醇饮料、食品等领域的增香。
2产香酵母在农产品中的应用
2．1产香酵母在果酒中的应用
果酒的口感、风味以及质感在果酒发酵酿造生产中起着很重要的作用，尤其是其中的风味是评价果酒优质的一个重要指标。因此果酒增香已成为现今果酒发酵酿造中的一个热门研究课题。果酒品质丰富、种类多样。张大为等从酥梨自然发酵汁中得到了一株不仅糖利用力低而且还可以增加梨酒香味的东方伊莎酵母，并将其作为梨酒生产中的产香菌使用。曹新志等从四川自贡本地梨果中筛选出了一株产香酵母FL－5，产酒精、产酸、产酯能力较好，且发酵周期短。何义从梨果园中分离出一株产香性能好的酿酒酵母Y－5，确立了梨酒酿造工艺，发酵产生的风味明显优于工业菌株ADY，能较好地保留鸭梨的原香味。赵海霞等则从苹果皮中分离出一株孢汉逊酵母属的产香酵母，适合苹果酒酿造，所得苹果酒品质优良，具有苹果酒的典型风味。古其会［5］等从多种成熟的水果皮上分离出一株对病原菌有抑制作用的产酯酵母，可用于番木瓜酒的酿造，经过分子生物学鉴定为梅奇酵母。王雪莹从甜橙果皮上筛选出两株性能优良的酵母S017和F076，其中S017产酯量高达86．75％，而F076发酵过程中产生的萜类物质相对含量比S017高，具有保留原料特殊香气组分的能力。艾方等从柑桔中分离出了两株能够耐受较高的盐、糖浓度的产香酵母，现已用于浓缩果汁和低醇果酒的增香。沈昌从水果、土壤中分离筛选出产香能力较强的酵母N－2，用于紫甘薯发酵酿造，经优化发酵工艺得到了花色苷含量保存多、还原糖浓度低、酒精度高、色泽鲜丽的紫甘薯发酵产品。此外李剑芳从自然发酵猕猴桃汁中分离出一株柠檬形克勒克氏产香酵母E－45，经鉴定为能产醇类、酯类等芳香物质的低发酵力产香酵母，可用于葡萄酒等果酒的增香。自然选育出的产香酵母菌株与工业菌株比较，具有专一性酿造的优势。曹新志等筛选出的产香酵母FL－5与安琪酵母DC－2相比，FL－5酿造的果酒风味更优。袁丽从不同水果中筛选出两株产香酿酒酵母菌GY1、GY2并与安琪酵母相比，GY1、GY2均优于安琪活性酵母。张翠英也从葡萄皮中筛选出一株产香酵母经诱导得到一株在低温条件下仍具有较强的发酵能力，与优良葡萄酒酵母比更具优势。王雪莹分离的S017以果酒干酵母为对照，S017所酿造的甜橙果酒色泽、澄清度、酒香均具备优质果酒的感官品质，在酿造工业中有较好的应用前景。
2．2产香酵母在白酒中的应用
在白酒生产中为了增加酒中的独特风味通常会加入某些化学物品以增加酒的香气，可最终酒中的香气都较为单一。自然酿造的白酒通常会以酒曲窖泥为分离源，筛选耐高温、性能优异、适合白酒增香的产酯酵母，经酿造的白酒经产酯酵母自身合成的风味物质比添加化学物质更多样化，风味更丰富独特，因此越来越多的白酒生产也用产香酵母增香。通常产香酵母的筛选都从大曲发酵的酒液或糟醅中筛选。郭志从泸州老窖窖泥中分离出一株耐受高温的酵母菌，属于异常汉逊酵母属。通过产香条件的响应面优化，得到耐受高温酵母，产生的2－正戊基呋喃、苯乙醇等香气物质，产量比原来浓香型大曲高出约两倍左右。蒲春等从大曲中筛选出一株酶活性高的产香酵母菌并对其功能特性进行测定，产香浓郁，可与其它产酒量高的菌种混合发酵。张春林对大曲发酵液进行了酵母分离，筛选出产香酵母ZY－1和GY－3，通过模拟探索出发酵中产生香气成分的机理，提出了产香酵母是大曲中风味物质形成的重要原因。顾宗珠等从酒曲中筛选出一株产酯量高的酵母，通过正交试验确定最适培养条件，提高白酒品质生产。王晓丹等从贵州某酒厂酒醅中筛出一株产乙酸乙酯的平常假丝酵母、一株产乙酸苯乙酯的毕赤氏酵母。对两株菌进行感官评价和GC－MS检测，结果显示两株酵母即产酒又产香、可将其用于香料和酒类发酵。周世水等从酒曲富集液中筛选出一株Y2－7，发酵后酒精度可达60％、总酯量为2．1g／L，酒液醇香明显。
2．3产香酵母在低醇饮料中的应用
酵母类群中有一类酵母的产酒能力极差、但产酯、产酸、产酮类物质优良，市场对保健品的推行下，各种无醇、低醇饮料出现在生活中，为了此类饮料的广泛应用，满足广大消费人群，工业生产中常用低醇产酯酵母来提高风味。程晨从自然发酵果浆中筛选出发酵速度快且风味好的酵母C7，并将其用于低醇饮料的工艺研究，效果显著。赵晓［20］通过对五株不同来源酵母菌进行生物学特性进行研究，最后筛选出一株适合格瓦斯发酵的酵母菌Y3，可以用于生产具有面包香气的格瓦斯。格瓦斯是以谷物及果蔬为原料经由酵母菌和乳酸菌发酵一种含低度乙醇的饮品，它即具有啤酒的淡爽、香醇的特征，也具有碳酸饮料的清凉爽口特性在。低醇发酵的工艺研究中，孙丙升［21］在新疆，青海，陕西，甘肃四个地采集土壤并进行筛选，最后选出优良的白地霉GS28B和SX71A做为无醇类饮料的生产菌株，根据菌种生理特性，正交试验确定两株菌的最佳工艺组合：温度为24℃，蛋白质含量为1．0g／L，摇床转速为160r／min，GS28B接种量为5．0％，SX71A接种量为2．0％，通过GC－MS测定香气成分为酯类和2－苯乙醇，发酵生产中乙醇含量只有0．02％和0．03％，基本达到了无醇要求，毒理学评定也确定了此类无醇饮料对身体无毒。
2．4产香酵母在调味品中的应用
酵母由于功能各异、长发酵产物丰富，自身理化性质有别，不同环境的酵母会有不同的特性，酵母生存环境分布十分广泛，伴随着酿酒酵母的不断发现，研究者将菌源扩展到食品、调味品等领域，筛选出具有特殊能力的产香酵母，避缺选优的应用于调味品及农产品中。闫美从辣椒酱中筛选出一株耐盐性高达24％的鲁氏产香酵母，主要产具有玫瑰花香的苯乙醇。并与球拟酵母应用于酱油酿造。王刚等从泡菜和豆浆中筛选出一株具有潜在应用价值的产香酵母YG28B、YG28B，与活性干酵母用于发酵面包，风味独特。韩志双等从发酵豆瓣酱中筛选出一株产特殊香味物质、耐盐、发酵力强且产香的异变球拟酵母，在豆瓣酱发酵过程中能增添风味和口感。匡钰从菠萝皮上筛选出一株发酵性能好的酿酒酵母，用于果醋的发酵酿造，所得菠萝果醋具有菠萝的特殊香气，果香爽口。冯杰在对酱油发酵研究中，以一株耐高盐增香酵母菌埃切假丝酵母为研究对象，用浓度为240g／L的氯化钠对菌株进行驯化以提高酵母在酱醪中的适应能力，并通过对发酵工艺的调控，采用两阶段添加法研究了酵母对酱香风味质量的促进，较对照组酵母对主要酱香物质均有所增加，进一步丰富了酱油成分，促进了酱油的风味，提高了酱油的品质。为了提高虾酱的香气和品质，连鑫等从虾酱中分理处一株季氏毕氏产香酵母，该菌产香能力较强，耐盐度达10％，经过驯化可作为虾酱复合发酵剂的菌株使用，用于提高香气度低盐虾酱的发酵。高健等从莴苣中得到一株产香酵母命名为G0901，主要产柠檬烯，相对含量可达20％。较现今柠檬烯生产大多从植物精油中提取，G0901的分离为利用微生物高效生产柠檬烯提供了较好的研究材料。单艺等从传统云南糯米酒中分离出一株产酯能力较强的Y2，通过实验测试，可用于增加酯香味米酒生产中。张世秀等从天然点浆剂酸浆中分离出一株产香性能好的酵母CF610，所产香气浓郁，主要香味物质为苯乙醇。梁辉等从传统腊鱼中分离出两株产香酵母：季也蒙毕赤酵母和平滑假丝酵母，并对两株菌进行理化性质分析，平滑假丝酵母发酵适应性优于季也蒙毕赤酵母，可成为新型肉品发酵剂。
2．5产香酵母在烟叶中的应用
通常多酚等香味前体物质产生的已酸甲酯、苯乙酸甲酯、愈创木酚、异戊醇等挥发性香味物质，对改善烟叶香味品质具有重要的应用价值。张知晓从烟叶中分离出一株产香白地霉13－1，白地霉具有脂肪酶活性，经过线性相关性比较证明脂肪酶是影响白地霉酯类挥发性物的关键因素之一。用白地霉发酵烟叶能显著减低烟叶中还原糖。吕品等从自然陈化的白肋烟叶中分离出产生特殊酸性物质的酵母CB－2，并将其用于香料生产，发酵出的香料具有提高卷烟烟气香气质、降低干燥感和刺激感，柔和了烟气。马海昌也表明利用生香酵母对烟梗发酵液发酵，得到的香料口感以及风味都比枯草芽孢杆菌好。
3产香酵母在酿造中的工艺技术
3．1工艺参数优化
生产中单一的菌株只能提高单方面的风味，而与其它菌株混合运用不仅能很好的利用发酵液中的原料，而且混合发酵时可以产生多种芳香类物质是单一菌种不能合成的。陆振群从优质白酒曲中筛选诱导出一株产乙酸乙酯量多的生香酵母S8，但浓香型白酒的主要香味成分是已酸乙酯，为了获得已酸乙酯，将产酯酵母S8与已酸菌复合培养，能产生大量的已酸乙酯，为浓香型白酒的生产提供了一定的研究意义。丁玉振研究了产香酵母的发酵规律和在醇香果汁生产工艺上的应用。通过实验论证证明低温能有效的控制菌株的发酵进程，低温有利于发酵香气的纯正和圆满，确定在10℃下发酵香气浓郁，将产香酵母与低温发酵工艺结合应用。
3．2共固定化技术
共固定化技术是固定化技术和混合发酵技术基础上发展起来的新技术，将几种细胞同时包埋与同一载体形成稳定的固定化细胞系统。可发挥不同微生物的协同作用。贺江将产酯酵母AS2．300用于多菌种共固定化技术进行苹果醋的酿造，当酵母菌1450、产酯酵母AS2．300、乳酸菌按比例（6∶3∶1）发酵可得到品质良好的苹果醋，相比酵母菌和醋酸菌共固定化颗粒酿造，其发酵性能可以长时间稳定，比酵母菌与醋酸菌共固定化更具优势。同时也避免了液体发酵和固体化技术在品质上的`不足，发酵速率也明显高于文献报道的数据。王克明等［38］在多菌种固定化技术应用于各类发酵的研究中，将红曲霉菌、葡萄酒酵母、产香酵母、嗜酸乳酸菌按比例（3∶2∶2∶1）发酵成苹果酒饮料；将根霉、酿酒酵母、产香酵母按比例（4∶3∶2）发酵成保健红醋，并确定此比例是最佳菌种配量。通过实验得出发酵功能稻米乳饮料的多菌种配比为根霉、酿酒酵母、产香酵母、嗜酸乳酸菌的比例（4∶2∶2∶1）［40］。探讨了苦瓜保健醋中根霉、酿酒酵母、产香酵母、醋酸菌的比例（4∶2∶2∶1）。以酿酒酵母、产香酵母按（4∶1）比例发酵海藻酒、效果显著［42］。以苦瓜为原料，采用固定化酿酒酵母、产香酵母（4∶1）酿造苦瓜酒。
4产香酵母在细胞工程中的应用
随着酿造工艺的发展，饮品的增多，微生物的利用也越来越频繁，从自然界中直接分离的菌株已不适合直接用于工业生产。为了获得更优良的菌株，构建工程菌成了现在的主要手段，在微生物中主要运用诱导育种及原生质体融合技术来获取工业菌种。
4．1原生质体融合技术应用
林小江利用原生质体融合技术将生香酒曲中分离的生香酵母HTE－2和经诱导选育的低甲醇酿酒酵母LM－1进行融合得到PF1。通过生理特性测定，酿酒工艺优化（温度19．07℃、时间5d、糖度17．34％、pH值4．34、接种量2％）使甲醇含量下降，总酯含量提高。以大米、小麦为原料用PF1酒曲可酿造高品质的蒸馏酒。张大为［45］从陕西兴平市梨园里面采样分离出两株酵母，一株酿酒酵母，一株产香酵母，通过原生质体融合技术，将两种菌的优良性状相结合构建基因工程菌。通过理化性质的测定，所融合的酵母具有产酒率高，产香率高的优良酵母，利用中草药代替二氧化硫的作用并与工程菌结合酿造。金磊也从陕西兴平市果园采样筛选出酿酒酵母YDJ05和产香酵母YS03通过原生质体融合技术将YDS05作为亲本菌株X，YS03通过EMS诱变得到一株精氨酸营养缺陷型菌株Y，将XY融合，筛选出一株发酵能力强，产香能力强的双亲优良特性作为适合酿造梨酒的酵母菌株。李锐利从小曲酒的酒曲中分离筛选出高产乙酸乙酯酵母菌株Y1，通过原生质体融合，诱变育种等手段对菌株进行改造得到BY2，稳定性好。并对酵母产酯条件进行了研究，最后将选育的菌株用于清香型小曲白酒酿造，可提高清香型白酒的质量。王林松利用原生质体融合技术以产香优良酵母PF14为融合亲本X，发酵力好的酵母为融合亲本Y进行融合筛选得出具有两种酵母性能的菌株。通过GC－MS对其香气进行鉴定分析，对工程菌株进行了发酵动力学研究，很好的解释和预测了发酵过程中的动态变化。
4．2诱变育种
彭帮柱以酿酒酵母菌株作为诱变出发菌株，利用甲基磺酸乙酯（EMS）进行诱变，得到一株产香的赖氨酸缺陷性突变株，将其作为亲本与发酵力强的酵母进行原生质体融合，通过GC－MS对融合子进行香气成分鉴定，最后筛选出三株产香、发酵能力均强的增香型适合苹果酒酿造的菌株。张翠英以葡萄味分离源，筛选出具有较好产香能力的YU2．28并通过60Coγ射线诱导果酒酵母菌YU2最后选育出耐低温的S15．3。将这两种菌混合发酵后产品比市售的干白葡萄酒品质更佳，对产香酵母发酵的培养基配方进行了研究，最后得出在pH值5．5，添加2％乙醇，0．1％乙酸，培养温度18度，并以玉米粉为基质生长，产香能力强且成本低廉。
5结论与展望
目前，国内对产香酵母已较为全面和广泛的应用，但仍存在有待发展的地方。比如产香酵母菌发酵食品的种类和产量上与发达国家相比还有一定的距离。许多产香酵母的制品还没有形成工业化生产，应最大程度利用产香酵母菌发展产品的优势，研究开发更多的新型品种，使之投放市场。产香酵母分离筛选应用仅仅局限于可以培养的酵母，然而在自然界中可被培养的菌株仅占酵母类群的很小一部分，限制了产香酵母的应用。酵母菌群在发酵过程中不应局限于几种酵母的应用，因多菌群相互作用，可使风味多样化，而在现在的果酒酿造中还是运用单一酵母较多，产香型酵母的研究主要局限在酿造和调味品的应用。还未广泛的应用于其他生活领域；如酵母酶类的应用、产香物质的提取等。在工业生产中大多数都没有根据特殊的菌株去生产具有特异性的产品还是沿用常用的工业菌株，限制了产香酵母的发展。在我国在酿造工艺中技术相对于发达国家还有一些差距，酿造时有害微生物的存在不可避免，而如何避免产香酵母与有害微生物的竞争、如何保证产生的香味物质不被破坏不会挥发方面的研究存在不足。因此，在优良菌株的选育方面需进一步研究以提高产品的产量和品质。产香酵母也是一种重要的单细胞微生物，与人类日常生活和工业应用有这密切的联系。作为酵母的一种也是人类利用最早，应用最广泛，人类直接食用最多的一种微生物。具有发酵，营养强化，增味等功能。当今世界食品发展的潮流是保健食品，即不仅具有食品色香味，而且还具有调节人体生理功能的作用。因此从产香酵母菌发酵食品特点来看，所发酵的食品则属于保健食品，符合时代要求，有强大的生命力和广阔的前景。利用产香酵母开发更多的有利于人体健康的食品，应用高新技术开发酵母在食品上得使用。随着分子生物学、遗传学、基因工程等的发展，从分子水平出发研究产香酵母将会成为研究的主要方向。基因工程菌的建立也会加快产香酵母的应用，在以后各种菌株的应用中，酵母菌群的生态平衡发酵有望成为热门课题。在工业生产中、微生物的发酵生产比化工工业生产相对较环保、产率高、产物副作用小等优势，产香酵母在以后的发展中有望在日用品、农用品、食品、保健品、化妆品等领域广泛应用。
果酒和果醋制作
一、教材分析
《选修1》总的来说是一门以学生为主体，通过实验设计和操作实践，学习科学探究的选修课程，本模块重在培养学生设计实验，动手操作，收集证据等科学探究能力，而课题1果酒果醋的制作则更是与日常生活联系密切，学生深有体会的一个课题，本课题的学习旨在让学生在实验条件下制作传统的发酵食品，学习相关的学习方法和基本的操作技能，并理解其科学原理。
二、教学目标
1、知识目标：
理解果酒、果醋制作的原理。
2、能力目标：
①学生根据果酒制作的原理设计果酒制作过程，体验制果酒的实践操作
②在对果酒制作结果进行分析与评价环节，培养学生实验分析能力和严谨的思维能力。
3、情感目标：
通过果酒酿制历史的追述，培养学生的民族自豪感，同时渗透STS教育。
三、教学重点：
① 说明果酒和果醋的制作原理
② 设计制作装置制作果酒和果醋
四、教学难点：
制作过程中发酵条件的控制
五、教学过程
引言：
在中华民族悠久的历史长河中，很多事物都走在世界前列，酒也一样，有着它本身的光辉篇章。在酒的记载中，有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中，一段时间后，就有特殊香味的液体流出，这就是最早的果酒。
在国内市场上，近几年出现了越来越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。
果酒与生活——果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低，一般为5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。
果酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的维生素和人体所需的氨基酸。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。
课题1从课题背景人手，然后从实验原理、实验流程示意图和提供的资料，较全 面的介绍了果酒和果醋的制作过程。
一、基础知识
1．果酒制作的原理
阅读课本，完成以下问题：
（1）果酒的制作需要什么微生物？
（2）酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落？
（3）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？
（4）酵母菌的适宜温度是多少？
（5）为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？
（6）什么叫发酵？发酵等同于无氧呼吸吗？酵母菌有何实际应用？
（1）酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落
①形态、结构
酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为1~30um，呈圆形、椭圆形等。
思考：你认为酵母菌的细胞中有哪些结构？
你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别？
②繁殖
酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。
③菌落：
讨论：你知道什么的菌落吗？ 在生态学上一个菌落属于什么？
酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色。（在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。）
④生存的环境
自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，（有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。）一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。
思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？
其他微生物与酵母菌的关系是什么？
（2）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程
①酵母菌的呼吸
果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，
在有氧条件下，反应式如下： 酶
C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量
在无氧条件下，反应式如下： 酶
C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量
思考：
在发酵过程中，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？
如果要获得酒精呢？为什么？
（3）发酵
1).发酵概念
广义：是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。
狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。
2).所以：发酵≠无氧呼吸。
3).应用：
酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。
（4）温度要求
繁殖的最适温度：20℃；
酒精发酵的最适温度：18~25℃。
思考：你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗？
酵母菌有不同的最适温度说明了什么？
补充：温度对发酵的影响
酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。
你知道吗？
1、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？
（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。）
2、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？
（1、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。
白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；
红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；
桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。
2、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。
干葡萄酒：含糖量低于4克/升；
半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间；
半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间；
甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。）
（5）菌种来源：
（在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质也可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌，例如：干酵母或酒药）
2、果醋制作的原理
阅读课本，思考以下问题：
（1）醋酸菌的形态？细胞结构？
（2）醋酸菌有哪些方面的实际应用？
（3）醋酸菌的代谢类型？
（4）果醋的制作原理？
(1)醋酸菌形态
1).从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，不形成芽孢，属原核生物，以分裂方式繁殖，新陈代谢类型为异养需氧型。（醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是）
2).应用：食醋、果醋
(2)果醋制作的原理 ，
醋酸菌是—种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含当量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；
酶
C6H12O6 →3CH3COOH（醋酸）
当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。
酶
酶
2C2H5OH+O2 →2CH3CHO（乙醛）+2H2O 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH（醋酸）
过渡：根据这个原理，我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的？
提示：从以下三个方面考虑：选材、设计实验装置、操作过程
二、实验设计
1．果酒和果醋实验流程示意图
冲洗
榨汁
酒精发酵
醋酸发酵
果酒
果醋
挑选葡萄
阅读教材3-4页，对A、B两同学的实验装置进行讨论：
A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。（来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌）
B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？
充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要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。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。
2、实验操作
(1)材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。
①、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。
②、用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，为什么？）
讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
（应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。）
(2)灭菌
讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
（需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。）
①榨汁机要清洗干净，并晾干。
②发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。
(3)榨汁
将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。
(4)发酵
①将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约1／3的空间
(如图右图所示)，并封闭充气口。
②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。
③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。
三、结果分析与评价
1．由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为CO2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18℃～25℃，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。
2．设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1／3空间，A组加入酵母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。
3．制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。
四、课题延伸
果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色，检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴人物质的量浓度为3mol／L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色的变化。想一想，如果要使检验的结果更有说服力，应该如何设计对照?
五、相关链接
1．为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。而人工培养酵母菌，首先需要获得纯净的酵母菌菌种。如何将葡萄上附着的酵母菌分离出来，获得纯净的菌种呢?你可以在参考“专题2 微生物的培养与应用”的基础上，进一步查阅资料，再做尝试。
2．制作果醋时，也可以直接在果酒中加入醋酸菌。醋酸菌的菌种可以到当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。你也可以尝试从食醋中分离醋酸菌，分离的方法参见专题2。
相关知识：
果酒制作用的是酵母菌的无氧发酵和果醋制作用的是醋酸杆菌的有氧发酵，不论酵母菌还是醋酸杆菌都是微生物，那么什么是微生物，哪些生物属于微生物呢？
1、微生物的概念
形体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物的统称。
2、微生物的类群
微生物的种类大约有10万种；
微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源。微生物的种类仅次于昆虫，是生命世界里的第二大类群。然而由于微生物的微观性，以及研究手段的限制，许多微生物的种群还不能分离培养，其已知种占估计种的比例仍很小。
练习
2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。
3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。
把成熟的香蕉去皮后装入大缸，并按比例配入砂糖、苏打粉，密封缸口发酵三四天后，加入适量水，再密封发酵8—10天，即成酿酒的混合料。用这种办法酿制的酒取名为“蕉酒”。
就有果酒的，但不知道高中的是不是这个。
果酒酿造技术
一、实验目的：
掌握果酒发酵技术、澄清处理技术及产品检测。
二、实验内容：
1、葡萄酒酵母的扩大培养；
2、掌握果酒发酵技术；
3、果酒的澄清处理技术。
三、主要试材及仪器设备：
1、水果；
2、果汁机
3、葡萄酒活性干酵母；
4、蔗糖
5、三角瓶:500ml、1000ml；
6、100ml量筒；
7、电炉：1000W、2000W各一台；
8、蛇行冷却器1支；
9、温度计：0～100℃1支。
10、酒精计：1套；
11、柠檬酸、酒石酸、苹果酸；
12、皂土、鸡蛋清，明胶；
13、焦糖色；
14、20L/h真空泵；离心机；
15、抽滤瓶；
16、布氏漏斗
17、滤纸；
18、总酸、还原糖、甲醇、杂醇油检测（见仪器及分析部分）
四、果酒发酵技术
果酒的生产属于单式发酵。即直接用水果的汁液添加酵母进行酒精发酵。只要是含糖分的水果都能用于酒精发酵制造果酒。
1. 果酒生产工艺流程
水果→处理
↓
除梗、榨汁
葡萄酒活性干酵母（或酵母菌）
↓
↓
蔗糖糖浆-----→调浆
活化（液体试管酵母）
↓
↓
→灭菌
活化活性酵母（三角瓶液体酵母）
↓
↓
前发酵←--------------------酒母
↓
残楂分离
↓
后发酵
↓
沉淀分离
↓
调配
↓
中间检测
↓
澄清处理
↓
过滤
↓
灭菌
↓
成品分析
↓
成品果酒
2 具体操作步骤
2.1 鲜果处理：首先除去鲜果冻伤或腐烂的部分，然后洗净，切块（便于榨汁）备用。
2.2 榨汁调浆灭菌：用榨汁机将切成块的水果除梗去仁榨汁，并用18～20％蔗糖糖浆调整果汁浓度，以调整后的果汁体积计算加入0.01%SO2或0.02％酸性亚硫酸盐混合均匀装入1000ml三角瓶中备用。
2.3 酒母的制备：按果汁量的1‰称取葡萄酒活性干酵母，用20倍30～35℃2％的蔗糖溶液活化30分钟后即为活化酒母。
2.4 前发酵：按果汁总容量的2％～3％接入活化好的葡萄酒酵母（接入温度以室温为准）。由于室温不同导致品温不同，发酵开始时间在24～96h内变动，待发酵趋于结束，酵母细胞与其它物质形成浑浊物逐渐下降，新果酒变成澄清透明，此时及时与残楂分离。
2.5 后发酵：后酵温度应控制在13℃以下，使酒陈酿，这期间主要操作有：
（1） 沉淀分离（换桶）：目的是使新酒与贮酒中产生的沉渣分离；补充氧气，有利陈酿。（大生产中，换桶时间因酒的品质而有区别，品质不好应早换，一般第一年换四次，以后每年一次或两年以上再换桶。第一次换桶应在有空气下进行，以后则应减少空气的混入，以免因氧化使酒的香味改变。）
（2）添桶：即将果酒减少的容器（桶）添满，造成厌氧，不使醭酵母等繁殖，影响酒的质量。
2.6 澄清处理：静置澄清或下胶澄清。下胶处理的方法很多，以不同的水果酿制出来的酒处理方法也不一样。
2.6.1 下胶净化：
（1）蛋清沉淀工艺流程
鸡蛋清→打成泡沫
→加入蛋清泡沫（边加入边搅拌）→混合均匀→置70℃水浴锅定温
发酵果酒
10min→冷却→自然沉降→分离取上清液→过滤→陈酿→作调配基酒用
一般100L红葡萄酒中加入2～4个蛋清。
（2）明胶皂土复合沉淀工艺流程
明胶:皂土＝1:10→下胶→混合均匀→70～80℃水浴保温30min→冷却→自然澄清→分离取上清液→过滤→陈酿→作调配用基酒
明胶与皂土混合用量为1～3‰。
2.6.2 离心澄清
离心设备已用来大规模处理葡萄汁和葡萄酒。
当处理浑浊的葡萄酒时，离心机可使杂质或微生物细胞在几分钟内沉降下来。有些设备能在操作的同时，把沉渣分离出来，进入离心机中的浑浊酒液出来时已相当澄清，至少除去了较重的杂质。
离心机有多种类型，可以用于不同目的。大致可分鼓式、自动出渣式和全封闭式。
在实践中离心机多用于下述情况：
（l）高速离心机对于新葡萄酒澄清很有用，因新酒含大量杂质，若用过滤很快会堵塞孔眼。
（2）在发酵后短时间内进行新酒的澄清是为了除去酵母细胞，经过这样的处理之后，酒在贮存中败坏的可能性就较小
2.7 调配：每一种产品都有相应的酸度、甜度（干酒除外）、酒精度、色度等要求，必须进行适当的微调。酸度调整一般用柠檬酸、酒石酸、苹果酸等；甜度调整一般用蔗糖、冰糖、蜂蜜、果糖、葡萄糖等；酒精度调整一般用脱臭处理的酒精；色度调整则用相应水果相近的天然色素调整到规定的酸度、糖度、酒精度和色度。调配要求按下表进行：
果酒调配指标（以红葡萄酒为例）
果酒类型 酒精度
（V/V 20℃） 糖度（葡萄糖计）
（g/L 20℃） 酸度（以柠檬酸计）
（g/L） 色度
干型 12 ≤4.0 ≥3.0 琥珀色
半干型 12 8 ≥3.5 琥珀色
半甜型 14 50 ≥3.5 琥珀色
甜型 16 80 ≥3.5 琥珀色
2.8 中间检测：主要检测酒精度、糖度、酸度、色度、以及理化指标：甲醇、杂醇油、重金属铅和锰的含量。
2.9 过滤：实验室一般用纸浆过滤。大生产用棉饼、硅藻土、膜过滤等。
2.10 灭菌：采用巴氏灭菌法，操作有三类，一为灭菌后，酒仍回贮酒桶；二为瞬间灭菌后装瓶；三为装瓶后在50～55℃条件下灭菌24h，甚至有2，3天的，使酒品质安定。
2.11 成品分析（酒精度、还原糖、甲醇、杂醇油、总酸、重金属铅和锰。
