课堂探究
探究点一  果酒和果醋的制作比较
·问题导引·
下列两种微生物哪种是酿酒的，哪种是制醋的？
提示：甲（酵母菌）是酿酒的，乙（醋酸菌）是制醋的。
·名师精讲·
果酒制作
果醋制作
菌种特点
酵母菌为单细胞、真核生物，多以出芽方式进行无性生殖
醋酸菌为单细胞、原核生物，分裂生殖
代谢类型
异养、兼性厌氧
异养、好（需）氧
制作原理
①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，反应式：
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O
②在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，反应式：
C6H12O62C2H5OH＋2CO2
①当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；
②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变成醋酸，反应式：
C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O
发
酵
条
件
适宜温度
18～25 ℃
30～35 ℃
适宜pH
5.4～6.3
3.5～5.3
是否需氧
初期需氧，后期不需氧
始终需要氧
时间
10～12 d
7～8 d
制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
          ↓    ↓
          果酒  　果醋
【例题1】 下图中甲是果醋发酵装置，乙是发酵过程中培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是（  ）
A．发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生
B．中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵
C．后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度
D．图乙中能正确表示pH变化的曲线是③
解析：果醋发酵时，发酵初期不通气，酵母菌先利用发酵装置中的氧气进行有氧呼吸产生C
O2和水，然后再进行酒精发酵，溶液中会产生酒精和CO2，因而有气泡产生。中期酒精发酵继续，可以闻到酒香。后期接种醋酸菌，进行醋酸发酵，由于醋酸菌是好氧菌，因而要适当通气，但醋酸菌的最适生长温度高于酵母菌，因而后期要适当升高温度，酒香会逐渐变成醋香。发酵开始时无氧呼吸产生酒精和CO2，pH会稍下降。接种醋酸菌后产生醋酸，pH会下降更快，因而曲线②可以表示整个发酵过程培养液pH的变化。
答案：B
方法点拨  发酵过程中，引起pH变化的原因：
（1）发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质；
（2）微生物的呼吸作用产生大量的CO2或乳酸；
（3）发酵产物（如酸性或碱性物质）也可能引起pH变化。
变式训练1    下列关于果酒和果醋制作的叙述，不正确的是（  ）
A．参与发酵的微生物都含有线粒体
B．发酵过程中培养液pH都会下降
C．制果酒时瓶口需密闭，而制果醋时需要通入氧气
D．果酒制成后可将装置移至温度略高的环境中制果醋
解析：制果酒的酵母菌是真核细胞，有线粒体，制果醋的醋酸菌是原核细胞，无线粒体。果酒发酵产生CO2，果醋发酵产生醋酸，都会使pH下降。制果酒时瓶口密闭，给酵母菌提供无氧环境；制果醋时通入氧气，使醋酸菌进行有氧发酵。果酒的发酵温度为18～25 ℃，果醋的发酵温度为30～35 ℃，因此，果酒制成后将装置移至温度略高的环境中制果醋。
答案：A
探究点二  果酒和果醋的发酵装置
·问题导引·
用饮料瓶酿制果酒（如下图所示），在发酵过程中应注意什么？根据果酒和果醋的制作原理，你能设计出果酒和果醋的发酵装置吗？
提示：发酵液不能装满整个饮料瓶，要留有1/3的空间。开始时瓶内有少量的O2，随着发酵的进行，O2逐渐被酵母菌有氧呼吸消耗尽，之后瓶内保持无氧；在酒精发酵过程中会产生CO2，每隔一段时间（如12 h）应拧松瓶盖，防止瓶内气压过高引起爆裂。果酒和果醋的发酵装置应有充气口、排气口和出料口。
·名师精讲·
果酒和果醋的发酵装置：
1．发酵装置各部分的作用。
（1）充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
（2）排气口：在酒精发酵时用来排出CO2。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，其作用类似于巴斯德的鹅颈瓶。
（3）出料口：取样检查和放出发酵液。
2．使用方法：在进行果酒发酵时要关闭充气口；在进行果醋发酵时，充气口要连续充入无菌空（氧）气。如何制作葡萄酒
3．果酒制作过程中，前期通入空气或在发酵瓶中留出一定的空间（大约1/3），可以给酵母菌提供氧气，酵母菌进行有氧呼吸（产生CO2），大量繁殖。后期缺氧，酵母菌进行酒精发酵，发酵液中有大量的CO2产生，发酵瓶中的空间可暂时存储CO2，起到缓冲作用。
4．在制作果醋时，若糖源不足，可以用果酒制果醋。这种情况下，需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。
【例题2】 小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验（如图），恰当的做法是（  ）
A．加入适量的酵母菌
B．一直打开阀b通气
C．偶尔打开阀a几秒钟，一直关紧阀b
D．把发酵装置放到4 ℃冰箱中进行实验
解析：瓶中加入适量酵母菌，开始打开阀a通气，有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，能大量繁殖。然后关紧阀a，不通氧气，瓶内氧气耗尽后，酵母菌进行酒精发酵，偶尔打开阀b几秒钟，放出产生的CO2。酒精发酵一般将温度控制在18～25 ℃。
答案：A
方法点拨  在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”：“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精。
变式训练2  下列实验装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述错误的是（  ）
A．装置甲可用于果酒制作，装置乙不能用于果酒制作
B．装置乙可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
C．乙装置中设置出料口的目的之一是用于取样
D．乙装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
解析：装置甲密封时可用于果酒制作，但要定时旋松瓶盖以放出产生的二氧化碳气体。装置乙的充气口关闭时可用于果酒制作，充气口打开时可用于果醋制作。为防止空气中微生物的污染，排气口可连接一个长而弯曲的胶管。设置出料口的目的之一是便于取样。
答案：A
探究点三  果酒制作中的无菌环境
·问题导引·
我的名字叫“酵母宝宝”，酿制清爽可口的葡萄酒就是我的功劳，人们可爱喝了。我也愿意在人们为我提供的无氧环境中舒舒服服地工作，可是我生活的发酵液中还有其他小家伙干扰我的工作。缺氧、酸性环境抑制了它们的生存，可我希望人们在给我提供“厂房”“食物”的同时给“厂房”消消毒，给“食物”洗洗澡，别让那些捣乱的小家伙混进来，拜托了！
“酵母宝宝”工作时，有哪些小家伙在捣乱？
提示：很多细菌和霉菌的孢子附着在葡萄皮的表面或飘浮在空气中，若pH、营养等条件适宜，
它们可以大量繁殖，与酵母菌竞争营养，产生抑制酵母菌发酵的物质，影响果酒、果醋的品质。
·名师精讲·
1．制作葡萄酒的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌。在缺氧、酸性的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，而其他微生物绝大多数都因无法适应这一环境而受到抑制。
2．对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并用体积分数为70%的酒精擦拭消毒。
3．每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。
4．葡萄在榨汁前要做到先冲洗再去梗，避免去梗时引起葡萄破损，减小杂菌污染发酵液的机会。
【例题3】 在果醋制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受到污染？（  ）
A．榨汁机用沸水进行清洗并晾干
B．发酵瓶用温水清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干
C．葡萄先去除枝梗，再冲洗多次
D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开
解析：葡萄应先冲洗，使杂菌减少，再去除枝梗。若先去除枝梗，会使大量杂菌进入葡萄内部，使发酵液受到污染。
答案：C
变式训练3  下列有关果酒自然发酵流程的叙述正确的是（  ）
A．应将选择好的葡萄进行反复冲洗，防止杂菌污染
B．应将选择好的葡萄只冲洗1～2遍，防止菌种流失
C．应去梗再冲洗，防止冲洗时梗刺破葡萄皮造成污染
D．应对榨取的葡萄汁进行高压蒸汽灭菌处理，防止杂菌感染
解析：在果酒自然发酵中，冲洗这一步操作的主要目的是除去浮尘，不能冲洗得过于干净，
也不能进行去皮，因为自然发酵的菌种来自葡萄皮上的野生型酵母菌。去梗的操作应在冲洗之后，否则会因去梗造成杂菌的污染。高压蒸汽灭菌会使包括酵母菌在内的各种微生物被消灭，无法产生果酒。
答案：B
探究点四  结果分析与评价
·问题导引·
你制作过葡萄酒或葡萄醋吗？你知道葡萄酒或葡萄醋制作成功的初步判断标准吗？
提示：葡萄酒泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋呈琥珀或棕红，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。