Question

在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌处理的麦芽汁充氧，接种啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌繁殖速度上升，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖浓度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。

请根据上述过程，回答下列问题：

(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是

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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)经测定，酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则是用于________________________________________________________________________。

(4)请写出麦芽糖―→葡萄糖―→酒精的反应方程式。

(5)如果酵母菌消耗的糖(设为麦芽糖，其相对分子质量为342)有98.5%(质量分数)形成了酒精(相对分子质量为46.0)和其他发酵产物。现有500 t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8.00%，发酵后最多能生产酒精浓度3.2%(质量分数)的啤酒多少吨？

Answer 1

(1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸　(2)出芽生殖　(3)酵母菌自身的生长和繁殖　(4)C₁₂H₂₂O₁₁＋H₂O2C₆H₁₂O₆＋能量；C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH＋2CO₂＋能量　(5)C₂H₅OH的相对分子质量为46.0。1 mol麦芽糖水解生成2 mol葡萄糖，1 mol葡萄糖发酵生成2 mol酒精，所以1 mol麦芽糖发酵产生4 mol的酒精。据题意得啤酒的产量：500×8.00%×98.5%××＝662(t)。

解析:

本题主要体现知识的应用，也就是通过发酵工程，获得人们需要的产品——鲜啤酒的微生物发酵过程。对于发酵的实际操作来讲，首先要选育性状优良的菌种，微生物群体生长的对数期常作为生产选用菌种的最佳时机，因为处于此时期的微生物代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定。接着进行扩大培养，在有氧条件下微生物快速增殖，同时需要消耗能量。随之再进行接种和发酵过程，最后对产品进行分离提纯。酵母菌的繁殖方式一般为出芽生殖，酵母菌是兼性厌氧型微生物，它在有氧和无氧条件下，能以不同的方式进行生长和繁殖，如在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下进行无氧呼吸，其发酵产物自然不同。发酵过程为发酵工程的中心阶段，在此阶段，除了随时取样检测培养液中酵母菌的数目、产物浓度等以了解发酵进程以外，还需要及时添加必需的培养液成分，以满足菌种的营养需要。同时还应严格控制温度、pH、溶氧等发酵条件，保证发酵的正常进行。