資源簡介

發酵工程：
第1節　傳統發酵技術的應用
學有目標 ——新課程標準必明 記在平時——核心語句必背
1.舉例說明傳統發酵技術的概念。 2．闡明制作泡菜、果酒和果醋的原理。 3．進行泡菜、果酒和果醋的制作。 1.乳酸菌為厭氧細菌，在無氧條件下可將葡萄糖分解為乳酸。 2．酵母菌是兼性厭氧微生物，在無氧條件下進行酒精發酵產生酒精。 3．當O2、糖源都充足時，醋酸菌可將葡萄汁中的糖分解成乙酸；當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變為乙酸。 4．泡菜制作的實驗流程：配制鹽水→原料加工→加調味料裝壇→封壇發酵。 5．果酒制作中應先通氣再密閉，溫度控制在18～30 ℃；果醋的制作應始終通氣，溫度控制在30～35 ℃。
一、理清主干知識
一、發酵與傳統發酵技術
1．發酵：指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。
2．傳統發酵技術
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發酵保存下來的面團、鹵汁等發酵物中的微生物進行發酵、制作食品的技術一般稱為傳統發酵技術。
二、腐乳、泡菜、果酒和果醋的制作原理
1．腐乳的制作
(1)菌種：酵母、曲霉、毛霉等，起主要作用的是毛霉。
(2)發酵原理：豆腐中的蛋白質經毛霉等微生物發酵分解成小分子的肽和氨基酸。
2．泡菜的制作
(1)菌種：乳酸菌。
(2)發酵原理：乳酸菌在無氧的情況下，將葡萄糖分解成乳酸。反應式：
C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。
3．果酒的制作
(1)菌種：酵母菌。
(2)發酵原理：酵母菌在無氧條件下，進行酒精發酵，產生酒精。反應式：
C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量。
4．果醋的制作
(1)菌種：醋酸菌。
(2)發酵原理
①當O2、糖源都充足時，醋酸菌能將糖分解成乙酸。
反應式：C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量。
②當缺少糖源時，醋酸菌則將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變為乙酸。反應式：
C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量。
三、制作泡菜、果酒和果醋的實驗流程
1．制作泡菜的實驗流程
2．制作果酒和果醋的實驗流程
二、診斷自學效果
1．判斷下列敘述的正誤
(1)傳統發酵以混合菌種的液體發酵為主，通常是工廠式生產(×)
(2)制備泡菜時，鹽水煮沸后可以立即使用(×)
(3)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應嚴格保持無氧條件(×)
(4)酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發酵所需的最適溫度高于果醋發酵溫度(×)
(5)為防止雜菌污染，要用無水乙醇擦拭發酵瓶(×)
(6)只有在糖源充足的情況下才能進行醋酸發酵(×)
(7)在利用葡萄發酵生產果酒的后期，加入醋酸菌即可產生醋酸(×)
2．制作泡菜時，泡菜壇子必須密封的原因是(　　)
A．防止產生的乳酸揮發掉
B．防止氧氣進入壇內抑制發酵
C．防止水分蒸發
D．防止壇內蔬菜萎蔫
解析：選B　參與泡菜制作的微生物是乳酸菌，乳酸菌是厭氧型生物，因此制作泡菜時，泡菜壇子必須密封，以避免外界空氣的進入，抑制乳酸菌的活動，影響泡菜的質量。
3．(2020·北京西城區期末)下列關于家庭中制作果酒、果醋和泡菜的敘述，正確的是(　　)
A．都需要嚴格的滅菌
B．都利用異養微生物進行發酵
C．都在無氧條件下進行
D．都需要接種相應的微生物
解析：選B　果醋、果酒和泡菜的制作都需要對容器消毒，但不一定需要嚴格的滅菌，A錯誤；參與果酒制作的酵母菌的代謝類型是異養兼性厭氧型，參與果醋制作的
醋酸菌的代謝類型是異養需氧型，參與泡菜制作的乳酸菌的代謝類型是異養厭氧型，B正確；果酒制作要先通氣后密封，果醋制作需要有氧條件，泡菜制作需要無氧條件，C錯誤；果酒制作所需的酵母菌不一定需要接種，可以是來自葡萄皮上的野生型酵母菌，D錯誤。
4．某同學在利用酵母菌進行果酒發酵，如果改成果醋發酵，不需要改變的條件是(　　)
A．提高溫度
B．充氣口打開
C．更換培養液中的營養成分
D．發酵時間
解析：選C　果酒與果醋制作需要的溫度不同，果酒制作溫度一般控制在18～30 ℃，果醋為30～35 ℃，故如果改成果醋發酵需要提高溫度，A不符合；酵母菌無氧呼吸產生酒精，乙酸發酵需要氧氣，因此如果改成果醋發酵，充氣口應該打開，B不符合；醋酸菌可以利用酒精產生乙酸，因此不需要更換發酵液，C符合；酒精發酵與乙酸發酵需要的時間不同，D不符合。
5．果酒、果醋以其獨特的風味、制作方便和綠色環保等特點深受人們的喜愛。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．在缺氧和呈酸性的發酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而其他絕大多數微生物不能正常繁殖
B．深層發酵時，短時間中斷氧氣會引起醋酸菌死亡
C．為防止葡萄腐爛，可將發酵裝置存放在4 ℃的環境中
D．果醋發酵適宜溫度為30～35 ℃
解析：選C　在缺氧和呈酸性的發酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到抑制，A正確；醋酸菌對氧氣含量特別敏感，即使短時間中斷氧氣也會引起醋酸菌死亡，B正確；榨取葡萄汁進行酒精發酵，果酒發酵應將溫度控制在18～30 ℃，果醋發酵適宜溫度為30～35 ℃，C錯誤，D正確。
[在探究中學明]
發酵技術離不開微生物的作用，泡菜的制作需要乳酸菌(如圖1)的作用，果酒制作需要用到酵母菌(如圖2)，釀造果醋需要用到醋酸菌(如圖3)。思考并回答有關問題：
1．乳酸菌屬于原核(填“真核”或“原核”)生物，代謝類型為異養厭氧型，常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。酵母菌屬于真核(填“真核”或“原核”)生物，其代謝類型為異養兼性厭氧型。醋酸菌又名醋酸桿菌，屬于原核(填“真核”或“原核”)生物，代謝類型為異養需氧型。
2．酸牛奶是經過加工的牛奶，與鮮牛奶相比，二者誰的營養價值更高？為什么？
提示：酸牛奶。因為牛奶經發酵后把大分子物質轉變成小分子物質，易被人體吸收。
3．利用酵母菌進行酒精發酵過程中為什么要“先通氣后密封”？
提示：“通氣”的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖，“密封”的目的是使酵母菌進行無氧呼吸產生酒精。
4．在制作葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？
提示：醋酸菌是好氧細菌，在將糖或酒精變為乙酸時需要氧的參與，因此要適時向發酵液中充氣。
[在深化中提能]
1．傳統發酵技術中常用菌種的比較
微生物 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌
分類 真核生物 原核生物 原核生物
代謝類型 異養兼性厭氧 異養需氧 異養厭氧
適宜溫度 18～30 ℃ 30～35 ℃ 室溫
發酵條件 前期需氧；后期不需氧 一直需氧 無氧
生殖方式 孢子生殖，適宜條件下出芽生殖 二分裂生殖 二分裂生殖
生產應用 釀酒、發面 釀醋 制作酸奶、泡菜
2．果酒制作與果醋制作的比較
果酒制作 果醋制作
發酵菌種 酵母菌 醋酸菌
菌種來源 傳統的葡萄酒釀造采用自然發酵，菌種主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌 購買醋酸菌的菌種或從食醋中分離醋酸菌
發酵產物 酒精、二氧化碳 乙酸、水或二氧化碳
發酵條件 溫度 一般控制在18～30 ℃ 30～35 ℃
時間 10～12 d 7～8 d
氧氣 初期需氧， 后期不需氧 始終需要氧
pH 最適pH為4.5～5.0 最適pH為5.4～6.0
制作原理
　
　　如圖表示果酒和果醋制作過程中的物質變化過程，下列敘述正確的是(　　)
A．過程①和②都發生在細胞質基質，過程③和④都發生在線粒體中
B．果酒發酵是否產生酒精，可用重鉻酸鉀來檢驗
C．過程③和④不都需要氧氣的參與
D．過程①～④所需的最適溫度基本相同
[解析]　過程①是細胞呼吸的第一階段，過程②是無氧呼吸的第二階段，細胞有氧呼吸的第一階段以及無氧呼吸均發生在細胞質基質中，過程③是有氧呼吸的第二、三階段，發生在線粒體中，而過程④為果醋制作過程，醋酸菌為需氧型細菌，屬于原核生物，沒有線粒體，A錯誤；酸性的重鉻酸鉀可與酒精反應產生灰綠色，故果酒發酵是否產生酒精，可用重鉻酸鉀來檢驗，B正確；過程③表示有氧呼吸的第二和第三階段，其中第三階段需要氧氣的參與，過程④表示果醋發酵，由于醋酸菌是嗜氧菌，因此該過程也需要氧氣的參與，C錯誤；過程①②③是酵母菌的呼吸作用，所需的最適溫度基本相同(18～30 ℃)，過程④是醋酸菌的釀醋過程，所需的最適溫度在30～35 ℃，故過程①～④所需的最適溫度不相同，D錯誤。
[答案]　B
[在應用中落實]
1．關于果酒和果醋制作的敘述，錯誤的是(　　)
A．參與發酵的微生物都含有核糖體
B．發酵過程中培養液pH都保持不變
C．制作果酒時瓶口需密封，而制果醋時需要通入氧氣
D．果酒制成后可將裝置移至溫度略高的環境中制果醋
解析：選B　參與果酒和果醋制作的微生物分別是酵母菌和醋酸菌，都含有核糖體，A正確。酵母菌發酵產生的二氧化碳和醋酸菌發酵產生的乙酸都使培養液的pH有所下降，B錯誤。制作果酒時應先通氣后密封，先通氣的目的是讓酵母菌大量繁殖，后密封的目的是讓酵母菌進行酒精發酵；因為醋酸菌是好氧菌，所以制作果醋時需要通入氧氣，C正確。果酒的發酵溫度是18～30 ℃，果醋的發酵溫度是30～35 ℃，所以果酒制成后可將裝置移至溫度略高的環境中制果醋，D正確。
2．以下關于微生物發酵的說法正確的是(　　)
A．利用乳酸菌制作泡菜需先通氣培養，后密封發酵
B．利用葡萄表面天然酵母制作葡萄酒通常不是單一菌種發酵
C．果酒和果醋的發酵菌種不同，但代謝類型相同
D．利用微生物發酵進行的食品加工往往需要嚴格滅菌
解析：選B　乳酸菌是嚴格厭氧型細菌，所以利用乳酸菌制作泡菜時，開始就應密封，不能先通氣，A錯誤；利用葡萄表面天然酵母制作葡萄酒時通常不是單一菌種發酵，B正確；果酒的發酵菌種是酵母菌，其代謝類型是異養兼性厭氧型，果醋的發酵菌種是醋酸菌，其代謝類型是異養需氧型，C錯誤；利用微生物發酵進行的食品加工往往不需要嚴格滅菌，防止殺滅發酵的菌種，D錯誤。
[在探究中學明]
1．下面是泡菜壇的圖片，據圖回答下列問題：
(1)配制鹽水后，要將鹽水煮沸后冷卻待用，煮沸和冷卻的目的分別是什么？
提示：煮沸有兩大作用，一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的細菌；冷卻的目的是防止高溫殺死菜料表面的乳酸菌。
(2)制作泡菜時，往往要向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”，加入“陳泡菜水”的作用是什么？
提示：提供乳酸菌菌種，使其在短時間內形成菌種優勢。
(3)在泡菜制作的發酵過程中，為什么要經常向泡菜壇的水槽中補充水？
提示：為了保證壇內乳酸菌發酵所需的無氧環境。
2．下圖為某同學設計的果酒和果醋的發酵裝置圖，據圖回答下列問題：
(1)圖1所示發酵過程中，每隔一段時間(12 h左右)擰松瓶蓋一次，目的是什么？
提示：排出發酵過程中產生的CO2，防止瓶內氣壓過高引起爆裂。
(2)在圖2裝置中，充氣口、排氣口和出料口的作用分別是什么？
提示：充氣口的作用是在醋酸發酵時補充氧氣，排氣口的作用是排出CO2或殘余氣體，出料口便于取樣檢測和放出發酵液。
(3)圖2中與排氣管相連的膠管需長而彎曲，其目的是什么？
提示：膠管長而彎曲，其目的是防止空氣中雜菌的污染。
(4)進行醋酸發酵和酒精發酵時，對圖2裝置哪一處操作有差異？請具體指明。
提示：使用該裝置制作果酒時，應該關閉充氣口；制作果醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣(無菌空氣)。
(5)將葡萄汁裝入發酵瓶時，為什么要留有大約1/3的空間？
提示：留有1/3的空間既可為酵母菌提供氧氣，使其進行有氧呼吸大量繁殖，又可防止發酵液溢出。
[在深化中提能]
1．制作果酒和果醋的發酵裝置分析
2．泡菜制作的注意事項
(1)泡菜壇的選擇：應選擇火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇。
(2)鹽水按水鹽質量比為4∶1配制，煮沸冷卻后待用。煮沸有兩大作用，一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的細菌。
(3)材料裝至八成滿時，再加入鹽水至沒過全部菜料，蓋好壇蓋。
(4)封壇時，壇蓋邊沿的水槽中要注滿水，嚴格密封，以保證乳酸菌發酵所需的無氧環境，并注意在發酵過程中經常補水。
(5)注意控制溫度、食鹽水濃度和發酵時間。溫度過高，食鹽水濃度低于10%，腌制時間過短，會造成其他細菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量升高。一般亞硝酸鹽含量在泡菜腌制10 d后開始下降。食鹽水濃度過高，會使泡菜口味不佳，甚至影響乳酸菌的發酵。
3．果酒和果醋制作成功的關鍵
項目 說明
材料的選擇與處理 選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進行沖洗，再去除枝梗，以防葡萄汁流失及污染。沖洗以洗去灰塵為目的，以防洗去野生型酵母菌
防止發酵液被污染 ①榨汁機和發酵瓶等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數為70%的酒精消毒； ②清洗葡萄時要先清洗后除枝梗； ③發酵瓶排氣管用曲頸管而不用直管
控制發酵條件 ①葡萄汁裝入發酵瓶時，要留有大約1/3的空間，目的是先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后再進行酒精發酵，并防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液的溢出； ②嚴格控制溫度：18～30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精發酵；30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的發酵； ③充氣：酒精發酵為無氧發酵，需關閉充氣口；醋酸發酵為有氧發酵，需經充氣口充氣
4．泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化
發酵時期 乳酸菌數量 乳酸含量 亞硝酸鹽含量
發酵初期 少(O2抑制乳酸菌活動) 少 增加(硝酸鹽還原菌的作用)
發酵中期 最多(乳酸積累抑制其他菌活動) 增多 下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)
發酵后期 減少(乳酸積累，pH下降，抑制自身活動) 繼續增多 下降至相對穩定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)
變化曲線
　　　某班同學以鮮蘋果汁為原料制作果酒和果醋的過程簡圖如圖1，圖2為蘋果酒發酵過程中利用的兩種簡易裝置。請分析回答下列問題：
(1)圖1中過程甲使用的微生物主要是酵母菌，其代謝類型是____________，用化學反應式表示過程甲利用的原理是___________________________________________________。
(2)圖1中過程乙要將溫度嚴格控制在________℃，在____________的條件下，如果缺少糖源，過程乙中________(微生物)將蘋果酒最終變為蘋果醋。
(3)某同學利用圖2裝置完成蘋果酒的制作過程。若用乙裝置，在發酵過程中，必須進行的操作是____________________________________。與乙裝置相比，甲裝置的優點是及時吸收發酵產生的CO2，除此之外，還有什么優點？____________________。
(4)在酸性條件下，可用________來檢測發酵產物中是否有酒精。
[解析]　(1)參與果酒制作的微生物是酵母菌，其代謝類型是異養兼性厭氧型，制作果酒的原理為：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。(2)果醋發酵的適宜溫度是30～35 ℃；在氧氣充足的條件下，如果缺少糖源，醋酸菌能將蘋果酒最終變為蘋果醋。(3)果酒發酵的過程中除了產生酒精外，還產生CO2，因此在利用圖2乙裝置完成果酒發酵過程中，要每隔12 h左右(一定的時間)將瓶蓋擰松一次，以釋放CO2，防止發酵液溢出；與乙裝置相比，甲裝置的優點是及時吸收發酵產生的CO2，除此之外，還能減少被雜菌污染的機會。(4)在酸性條件下，可用重鉻酸鉀溶液來檢測樣液中是否產生酒精，觀察是否出現灰綠色。
[答案]　(1)異養兼性厭氧型　 C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量　(2)30～35　有氧(氧氣充足)　醋酸菌　(3)每隔12 h左右(一定時間)將瓶蓋擰松一次　減少被雜菌污染的機會　(4)重鉻酸鉀
[在應用中落實]
1．如圖是果酒和果醋制作的實驗流程圖，下列敘述正確的是(　　)
―→―→―→―→―→
A．在沖洗葡萄前應先去除葡萄的枝梗，再進行沖洗，這樣洗得徹底
B．在制作葡萄醋的過程中，溫度應嚴格控制在18～30 ℃
C．a過程中產物的檢測，除了嗅味和品嘗外，還可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測
D．a過程是酒精發酵，a過程結束后，只需要提高一定的環境溫度就能產生果醋
解析：選C　在挑選葡萄時應先沖洗1～2次，再去除枝梗以防葡萄破損汁液流失和被雜菌污染，A錯誤；在制作葡萄醋的過程中，溫度應嚴格控制在30～35 ℃，B錯誤；a過程是酒精發酵，a過程產生的酒精除了嗅味和品嘗外，也可用酸性重鉻酸鉀溶液進行檢測，溶液顏色由橙色變為灰綠色，C正確；a過程結束后，除了需要提高一定的環境溫度外，還要通入一定量的氧氣才能產生果醋，D錯誤。
2．(2020·南京校級月考)酸菜是貴州風味特產，歷久不衰，百吃不厭，經濟實惠，制作過程不使用食鹽，原料可用芥菜、蘿 菜、油菜等，顏色自然，味道清淡，脆嫩爽口、酸味醇和、久貯不壞、醒酒解膩，可直接食用，也可煮、燉、炒、燒、燴，拌制菜肴。其制作流程如圖所示：
請回答下列相關問題：
(1)酸菜制作過程用到的微生物是________，其代謝類型是____________。
(2)制作時加入的面水也可以用黏稠的米湯代替，其作用是____________________________________________。冬天制作酸菜需要更長的發酵時間，原因是____________________________________。
(3)利用果酒進行果醋發酵時也會因為產生酸味物質而變酸，該酸味物質是由________菌代謝產生的________。與酸菜發酵過程相比，果醋發酵過程需要的環境條件不同，具體為________________________________________________________________________。
解析：(1)由題干信息可知，酸菜發酵的過程需要隔絕空氣才能產生有酸味的物質，所以應該利用的是乳酸菌發酵產生乳酸，乳酸菌的代謝類型是異養厭氧型。(2)乳酸菌的生長繁殖需要分解環境中的有機物，從中獲取生長所需的物質和能量并產生乳酸，往發酵液中加入面水或米湯能增加發酵液中的有機物含量，從而促進乳酸菌的生長繁殖并產生乳酸。冬天溫度較低，乳酸菌細胞中酶活性低，乳酸菌生長繁殖、代謝緩慢，所需發酵時間較長。(3)醋酸菌能利用糖類或者乙醇代謝產生有酸味的醋酸。醋酸菌的生長和繁殖需要有充足的氧氣和較高的溫度，而乳酸發酵過程需要無氧和室溫。故與酸菜發酵過程相比，果醋發酵過程需要的環境條件不同，具體為有氧氣、溫度較高(30～35 ℃)。
答案：(1)乳酸菌　異養厭氧型　(2)為乳酸菌提供有機物，供其生長代謝產生乳酸　冬天溫度較低，乳酸菌生長代謝緩慢　(3)醋酸　乙酸　有氧氣、溫度較高(30～35 ℃)
　[課堂鞏固落實]
1．(2019·江蘇高考)下列關于傳統發酵技術應用的敘述，正確的是(　　)
A．利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養，后密封發酵
B．家庭制作果酒、腐乳等通常都不是純種發酵
C．果醋制作過程中發酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反
D．毛霉主要通過產生脂肪酶、蛋白酶和纖維素酶參與腐乳發酵
解析：選B　乳酸菌是厭氧菌，利用其制作酸奶時，應密封發酵，A錯誤；家庭制作果酒、腐乳時，受條件所限，通常會有雜菌混入其中，不是純種發酵，B正確；在果酒制作過程中，發酵液酸性增強，pH降低，C錯誤；毛霉主要通過產生脂肪酶、蛋白酶參與腐乳發酵，但不能產生纖維素酶，D錯誤。
2．(2020·濱州期末)下列關于葡萄酒和葡萄醋發酵原理及過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．葡萄酒自然發酵過程中，起主要作用的是葡萄皮表面附著的野生型酵母菌
B．葡萄酒發酵過程中，酸性的環境不利于醋酸菌等雜菌的繁殖
C．葡萄醋發酵的過程中，需要保障發酵液中的氧氣供應
D．在葡萄酒中接種醋酸菌后，需提高溫度才能保證發酵效果
解析：選B　葡萄酒自然發酵過程中，起主要作用的是葡萄皮表面附著的野生型酵母菌，A正確；葡萄酒發酵過程中，酸性的環境不利于一些雜菌的繁殖，但不會影響醋酸菌的繁殖，B錯誤；醋酸菌是嗜氧菌，因此葡萄醋發酵的過程中，需要保障發酵液中的氧氣供應，C正確；醋酸菌是嗜溫菌，在葡萄酒中接種醋酸菌后，需提高溫度才能保證發酵，D正確。
3.某高校采用右圖所示的發酵罐進行葡萄酒主發酵過程的研究，下列敘述錯誤的是(　　)
A．夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理
B．乙醇為揮發性物質，故發酵過程中空氣的進氣量不宜太大
C．正常發酵過程中罐內的壓力高于大氣壓
D．可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵
解析：選B　利用酵母菌進行酒精發酵時，一般將溫度控制在18～30 ℃，因此夏季生產果酒時，需要對發酵罐體進行降溫處理；發酵過程中，進氣口閥門應該關閉，以保證發酵罐的無氧環境，使酵母菌進行無氧呼吸產生酒精；正常發酵過程中，由于酵母菌進行無氧呼吸產生CO2，所以發酵罐內的壓力增大，高于大氣壓；葡萄酒的發酵過程消耗葡萄糖，所以可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵。
4．葡萄酒是葡萄汁經酵母菌發酵而成的。回答下列問題：
(1)釀制葡萄酒的兩個簡易裝置如圖1所示，試管中的X溶液有助于維持甲裝置的瓶中氣壓相對穩定，與乙裝置相比，用甲裝置釀制葡萄酒的優點是______________________
________________________________________________________________________
(答出兩點即可)。
圖1 圖2
(2)葡萄汁裝入甲裝置時，要留有約1/3的空間，這種做法的目的是__________________
_____________________________________________________________(答出兩點即可)。
(3)某同學若用乙裝置進行發酵，并設置兩個不同處理組(乙A和乙B)，乙A裝置中保留一定量的氧氣，乙B裝置中沒有氧氣。在其他條件相同且適宜的情況下，測得一段時間內乙A和乙B中酒精含量的變化趨勢及乙A中氧氣含量的變化趨勢如曲線圖2所示。圖2中曲線①、②、③依次表示__________、____________、_____________含量的變化趨勢。
(4)從細胞呼吸類型看，酵母菌屬于________生物；從同化作用的類型看，酵母菌屬于________(填“自養”或“異養”)生物。
解析：(1)試管中的X溶液有助于維持甲裝置的瓶中氣壓相對穩定，與乙裝置相比，用甲裝置釀制葡萄酒的優點是不需要開蓋放氣；避免了因開蓋引起的雜菌污染。(2)葡萄汁裝入甲裝置時，要留有約1/3的空間，這種做法的目的是為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣；防止發酵旺盛時汁液溢出。(3)分析題意可知，圖中曲線①、②、③依次表示乙A中的氧氣、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的變化趨勢。(4)從細胞呼吸類型看，酵母菌屬于兼性厭氧生物；從同化作用的類型看，酵母菌屬于異養生物。
答案：(1)不需要開蓋放氣；避免了因開蓋引起的雜菌污染　(2)為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣；防止發酵旺盛時發酵汁液溢出　(3)乙A中的氧氣　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厭氧　異養

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