备课素材：果醋制作的问题释疑-高二下学期生物人教版选择性必修3

果醋制作的问题释疑高中生物学选择性必修三对果醋制作介绍很简略：学生在这一内容的学习后，有很多疑问。1．醋酸杆菌产生醋酸的过程属于有氧呼吸吗？醋酸杆菌能利用醋酸吗？

醋酸杆菌是一类能氧化乙醇生成醋酸的细菌总称。按照有氧呼吸的概念，有氧呼吸应该不是产生醋酸的过程，因为人教版的有氧呼吸概念如下：

醋酸杆菌的主要特点为能氧化碳水化合物和乙醇为有机酸（醋酸等），存在于富含糖分、高酒精含量和酸性环境中，如腐烂植物和果实以及酒精饮料。根据其鞭毛类型和氧化能力不同区分为2个属，葡萄杆菌属和醋酸杆菌属，可以在低pH（4~5）环境中生长。有两种类型的鞭毛：一群是周生鞭毛细菌（鞭毛着生四周），它们可以把醋酸进一步氧化成二氧化碳和水，也就是能进行三羧酸循环；另一群是极生鞭毛细菌（鞭毛着生细菌两端），它们不能进一步氧化醋酸。这和细菌所含有的酶不同有关。醋酸杆菌依其发育最适温度和特性分为两大类：一类发育适温在30度以上，氧化酒精为醋酸的称为醋酸杆菌；一类发酵适温在30度以下，氧化葡萄糖为葡萄糖酸的称为葡萄糖氧化杆菌，也能氧化酒精生成少量醋酸，但不能氧化醋酸为二氧化碳和水。这两种杆菌常常是混合在一起相互作用，产生醋酸的。工业上常常是先利用酵母菌将葡萄糖转化成乙醇，再利用醋酸菌将乙醇转变为醋酸。2．醋酸杆菌的营养和氧气情况如何影响发酵？醋酸杆菌的发酵受到多种因素的影响，特别是营养物质和氧气的影响。在糖源充足的情况下，可直接将葡萄糖变成醋酸；在氧气充足的情况下，能将乙醇氧化成醋酸，从而制成醋。也就是醋酸菌可直接利用葡萄糖，只是醋酸菌与乙醇的氧化反应能力较其直接氧化葡萄糖能力更强些。

醋酸杆菌属于好氧微生物，生长繁殖需要氧气。当短时间中断氧气，醋酸杆菌会死亡。醋酸杆菌分布广泛，在果园的土壤中、葡萄或其他浆果或酸败食物表面，以及未灭菌的醋、果酒、啤酒、黄酒中都有生3．醋酸菌利用葡萄糖生成醋酸是不是要经过酒精发酵这一步?醋酸菌利用葡萄糖生成醋，醋酸是不是要经过酒精发酵这一步呢？教学用书中有这么一句话，除了以酒精为原料来生产食醋，无需酒精发酵过程。教材中，醋酸菌代谢葡萄糖的反应式是这么写的，教没有“酒精”的中间产物。酒精发酵过程是食醋酿造的必经过程。学生就问在这个过程中没有酒精生成，那为什么酿造食醋一定要经过酒精发酵呢？其实，醋酸菌代谢葡萄糖的反应过程是十分复杂的，其中就涉及乙醛转化为乙醇。乙醇再生成醋酸的这么一个途径。教材给出的是一个最终的反应式。老师们特别关注这个问题，可能是受一些教辅资料的影响，一些教辅资料往往会过度的解读，认为在这个过程中没有酒精产生，这是不正确的。那为什么酿造食醋要经过酒精发酵的过程呢？这就需要我们从工程实践的角度来分析这个问题。因为我们的工程实践往往追求的是高效和高产值。首先就会利用酵母菌来进行酒精发酵，然后再利用醋酸菌来进行醋酸的发酵。这样这个过程是比较高效的。3．制作果醋时，特别要控制好什么发酵条件？醋化醋杆菌为好氧菌，对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。醋化醋杆菌最适生长温度控制为30℃～35℃，控制好发酵温度，可以使发酵时间变短，又减少杂菌污染的机会。4．培养基的配制过程中也需要甘露醇，它的作用是什么呢？甘露醇在培养基中的作用有多方面，主要用于调节培养基的渗透压，但是现在也有资料表明，提供碳源等作用。在培养基中添加一些高渗化合物，如蔗糖、甘露醇、山梨醇等，也是一种常用的缓慢生长保存手段。对蒙自凤仙花茎尖的离体保存研究结果表明，添加1％－5％甘露醇的Ms培养基对茎尖的生长有抑制作用，甘露醇最适浓度为3％，保存1年后存活率为100％；但权银等（1996）发现用高浓度甘露醇取代蔗糖不利于柑桔种质的离体保存，培养物用蔗糖保存1年后的成活率为60～70％。而用2％甘露醇取代蔗糖的处理，其成活率仅为50％。醋化醋杆菌较好的碳源为甘露醇、山梨醇，蔗糖次之。说明甘露醇在醋化醋杆菌中培养应该是起到提供碳源的作用。另外，甘露醇还有调节渗透压和改善风味的作用。5．醋化醋杆菌有什么代谢特点？醋化醋杆菌其实和乳酸菌、酵母菌一样，都是一个属，所以资料上会出现多种名称。所以代谢的产物会多种多样，醋化醋杆菌的反应物，也就是底物，教材中是乙醇，因为制醋前是制酒，所以给人的感觉底物就是乙醇，其实不然，可以用其他碳源，如葡萄糖。醋化醋杆菌是重要的工业用菌之一。醋化醋杆菌专性好氧菌，氧化各种有机物成有机酸及其它种氧化物。一般在乙醇或其它可氧化物的酵母煮液或酵母消化液培养基上生长旺盛。醋化醋杆菌属的重要的特征是能将乙醇氧化成醋酸，并可将醋酸和乳酸氧化成CO2和H2O。醋化醋杆菌有相当强的醇脱氢酶、醛脱氢酶等氧化酶系活力，因此除能氧化酒精生成醋酸外，还有氧化其他醇类和糖类的能力，生成相应的酸、酮等物质。6．醋化醋杆菌常用的碳源是什么？上述讲到的甘露醇可以作碳源，对醋化醋杆菌最适宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖，其次是蔗糖和麦芽糖等。醋化醋杆菌不能直接利用淀粉等多糖类，所以，淀粉需要糖化过程才能用来制醋，即让淀粉消解为甜味的糖。酒精也是很适宜的碳源，有些醋化醋杆菌还能以甘油甘露醇等多元醇为碳源。例1、下列关于传统发酵技术的叙述，正确的是（）A．醋酸发酵时，需要通气的原因是促进醋酸菌通过有氧呼吸产生醋酸B．为了防止果酒变酸，应避免排气时空气进入及发酵过程中引起的温度升高C．为了避免杂菌污染，乳酸菌发酵成酸奶时可在牛奶中添加一定量的抗生素D．泡菜腌制过程中，泡菜坛表面的白膜是由乳酸菌大量增殖形成的解析：醋酸发酵时，需要通气的原因是醋酸菌是好氧型细菌，将酒精变成醋酸时需要氧气的参与，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，A错误；为了防止果酒变酸，果酒发酵排气时应避免空气进入及发酵引起的升温，B正确；乳酸菌属于细菌，对抗生素敏感，抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，所以含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶，C错误；在泡菜制作过程中，泡菜发酵液的营养丰富，其表面往往含有适量的氧气，适合酵母菌生长繁殖，产膜酵母生长繁殖会在泡菜坛液面形成一层白膜，D错误。故答案为B。例2、下图表示不同醋杆菌接种量(5%、10%、15%)与醋酸发酵的关系，据图判断，下列叙述错误的是（

）A．发酵液中的醋杆菌进行需氧呼吸B．培养时间越长，培养液的pH越低C．接种后20h，接种量为5%的醋酸产量最少，主要是因为发酵速度较慢D．接种后70h，接种量为15%的醋酸产量最少，与菌体生长繁殖消耗较多营养物质有关解析：发酵液中的醋杆菌进