Question

在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌處理的麥芽汁充氧，接種啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌繁殖速度上升，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧逐漸耗盡。隨后，酵母菌繁殖速度下降，糖度加速降低，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。

請根據(jù)上述過程，回答下列問題：

(1)該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點(diǎn)是

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(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是

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(3)經(jīng)測定，酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余1.5%則是用于________________________________________________________________________。

(4)請寫出麥芽糖―→葡萄糖―→酒精的反應(yīng)方程式。

(5)如果酵母菌消耗的糖(設(shè)為麥芽糖，其相對分子質(zhì)量為342)有98.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))形成了酒精(相對分子質(zhì)量為46.0)和其他發(fā)酵產(chǎn)物�，F(xiàn)有500 t麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.00%，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度3.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的啤酒多少噸？

Answer 1

(1)既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸　(2)出芽生殖　(3)酵母菌自身的生長和繁殖　(4)C₁₂H₂₂O₁₁＋H₂O2C₆H₁₂O₆＋能量；C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH＋2CO₂＋能量　(5)C₂H₅OH的相對分子質(zhì)量為46.0。1 mol麥芽糖水解生成2 mol葡萄糖，1 mol葡萄糖發(fā)酵生成2 mol酒精，所以1 mol麥芽糖發(fā)酵產(chǎn)生4 mol的酒精。據(jù)題意得啤酒的產(chǎn)量：500×8.00%×98.5%××＝662(t)。

解析:

本題主要體現(xiàn)知識的應(yīng)用，也就是通過發(fā)酵工程，獲得人們需要的產(chǎn)品——鮮啤酒的微生物發(fā)酵過程。對于發(fā)酵的實(shí)際操作來講，首先要選育性狀優(yōu)良的菌種，微生物群體生長的對數(shù)期常作為生產(chǎn)選用菌種的最佳時(shí)機(jī)，因?yàn)樘幱诖藭r(shí)期的微生物代謝旺盛，個(gè)體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定。接著進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，在有氧條件下微生物快速增殖，同時(shí)需要消耗能量。隨之再進(jìn)行接種和發(fā)酵過程，最后對產(chǎn)品進(jìn)行分離提純。酵母菌的繁殖方式一般為出芽生殖，酵母菌是兼性厭氧型微生物，它在有氧和無氧條件下，能以不同的方式進(jìn)行生長和繁殖，如在有氧情況下進(jìn)行有氧呼吸，在無氧情況下進(jìn)行無氧呼吸，其發(fā)酵產(chǎn)物自然不同。發(fā)酵過程為發(fā)酵工程的中心階段，在此階段，除了隨時(shí)取樣檢測培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)目、產(chǎn)物濃度等以了解發(fā)酵進(jìn)程以外，還需要及時(shí)添加必需的培養(yǎng)液成分，以滿足菌種的營養(yǎng)需要。同時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧等發(fā)酵條件，保證發(fā)酵的正常進(jìn)行。