酵母菌的釀酒原理測(cè)試題帶答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.釀酒過(guò)程中，酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇的主要代謝途徑是？A.三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）B.磷酸戊糖途徑（HMP途徑）C.糖酵解（EMP途徑）+乙醇發(fā)酵D.乙醛酸循環(huán)2.以下關(guān)于釀酒酵母的描述，錯(cuò)誤的是？A.屬于子囊菌門真菌B.最適生長(zhǎng)溫度為28-30℃C.乙醇耐受閾值通常低于5%（體積分?jǐn)?shù)）D.可通過(guò)出芽生殖進(jìn)行無(wú)性繁殖3.發(fā)酵初期通入少量氧氣的主要目的是？A.抑制雜菌生長(zhǎng)B.促進(jìn)酵母菌大量繁殖C.加速乙醇生成D.提高發(fā)酵液pH4.若發(fā)酵液pH持續(xù)低于3.5，最可能導(dǎo)致的后果是？A.酵母菌代謝旺盛，出酒率提高B.雜菌（如乳酸菌）大量繁殖C.酵母菌活性受抑制，發(fā)酵停滯D.乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸5.巴斯德效應(yīng)（Pasteureffect）指的是？A.氧氣存在時(shí)，酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生更多乙醇B.氧氣存在時(shí)，酵母菌優(yōu)先進(jìn)行有氧呼吸，抑制乙醇發(fā)酵C.高溫條件下，酵母菌代謝速率顯著下降D.高濃度乙醇對(duì)酵母菌產(chǎn)生毒性抑制6.釀酒原料（如果汁、谷物）需先進(jìn)行“糖化”處理，其核心目的是？A.殺死原料中的雜菌B.將多糖（如淀粉）分解為可被酵母菌利用的單糖（如葡萄糖）C.調(diào)整原料的pH至中性D.增加原料中的含氧量7.以下哪種因素不會(huì)顯著影響酵母菌的乙醇發(fā)酵效率？A.發(fā)酵液中的氮源濃度（如氨基酸、銨鹽）B.發(fā)酵罐的光照強(qiáng)度C.發(fā)酵溫度D.原料中的可發(fā)酵糖濃度8.若發(fā)酵后期檢測(cè)到發(fā)酵液中乙酸含量異常升高，最可能的原因是？A.酵母菌過(guò)度繁殖消耗了乙醇B.乳酸菌等雜菌污染，將乙醇氧化為乙酸C.發(fā)酵溫度過(guò)低，酵母菌代謝紊亂D.原料中糖分不足，酵母菌啟動(dòng)乙酸發(fā)酵途徑9.工業(yè)釀酒中，“酒母”指的是？A.經(jīng)過(guò)活化、擴(kuò)培的高活性酵母菌菌種B.發(fā)酵產(chǎn)生的初始乙醇溶液C.用于調(diào)節(jié)pH的酸性物質(zhì)D.抑制雜菌的化學(xué)添加劑10.酵母菌進(jìn)行乙醇發(fā)酵時(shí)，1分子葡萄糖最終生成的ATP數(shù)量約為？A.2分子B.36分子C.12分子D.8分子二、填空題（每空1分，共20分）1.釀酒酵母的學(xué)名是________，其分類上屬于________（原核/真核）微生物。2.乙醇發(fā)酵的關(guān)鍵中間產(chǎn)物是________，該物質(zhì)在________（酶）的作用下脫羧生成乙醛，最終由________（酶）催化還原為乙醇。3.酵母菌的最適生長(zhǎng)pH為_(kāi)_______，若pH高于________，易導(dǎo)致________（如醋酸菌）大量繁殖，影響酒質(zhì)。4.發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌的代謝可分為兩個(gè)階段：初期________（有氧/無(wú)氧）條件下的________（繁殖/產(chǎn)乙醇）階段，后期________（有氧/無(wú)氧）條件下的________（繁殖/產(chǎn)乙醇）階段。5.原料糖化常用的酶是________（如谷物原料）或________（如果蔬原料），其作用是將________分解為_(kāi)_______。6.乙醇對(duì)酵母菌的毒性主要表現(xiàn)為破壞________的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)________外滲，最終抑制代謝活動(dòng)。7.工業(yè)釀酒中，為防止雜菌污染，常用的措施包括________（至少答2種）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述酵母菌乙醇發(fā)酵的生物化學(xué)過(guò)程（需寫出關(guān)鍵步驟、產(chǎn)物及涉及的酶）。2.分析溫度對(duì)酵母菌釀酒的影響（需從酶活性、細(xì)胞膜狀態(tài)、代謝速率三方面說(shuō)明）。3.比較酵母菌在有氧條件下與無(wú)氧條件下的代謝差異（從碳源利用、產(chǎn)物、能量產(chǎn)生效率三方面對(duì)比）。4.解釋“前緩、中挺、后緩落”的發(fā)酵溫度控制原則（需結(jié)合酵母菌不同階段的代謝需求說(shuō)明）。5.若實(shí)驗(yàn)室小試釀酒時(shí)，發(fā)酵3天后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)乙醇含量幾乎為0，可能的原因有哪些？請(qǐng)至少列出5種并分析。四、案例分析題（共20分）某葡萄酒廠新批次發(fā)酵出現(xiàn)異常：發(fā)酵第5天，檢測(cè)顯示發(fā)酵液中葡萄糖殘留量仍高達(dá)8%（正常應(yīng)低于1%），乙醇含量?jī)H3%（正常應(yīng)達(dá)12%），且發(fā)酵液pH從初始的4.2降至3.0。同時(shí)，顯微鏡觀察到酵母細(xì)胞形態(tài)皺縮，部分細(xì)胞破裂。請(qǐng)結(jié)合釀酒原理，分析可能的原因，并提出針對(duì)性的解決措施。---參考答案與解析一、單項(xiàng)選擇題1.答案：C解析：酵母菌的乙醇發(fā)酵需先通過(guò)糖酵解（EMP途徑）將葡萄糖分解為丙酮酸，再經(jīng)乙醇發(fā)酵途徑將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和CO?。TCA循環(huán)是有氧呼吸的核心途徑，HMP途徑主要參與戊糖合成，乙醛酸循環(huán)常見(jiàn)于微生物利用乙酸時(shí)的代謝，均不直接生成乙醇。2.答案：C解析：釀酒酵母的乙醇耐受閾值通常為12%-15%（體積分?jǐn)?shù)），部分高產(chǎn)菌株可達(dá)18%；5%以下的耐受度常見(jiàn)于非釀酒酵母（如部分野生酵母）。其余選項(xiàng)均正確：釀酒酵母屬于子囊菌門，最適生長(zhǎng)溫度28-30℃，無(wú)性繁殖方式為出芽生殖。3.答案：B解析：發(fā)酵初期通入少量氧氣可促進(jìn)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖積累生物量；待菌體密度足夠后，再關(guān)閉氧氣進(jìn)入無(wú)氧發(fā)酵階段產(chǎn)乙醇。通入氧氣不會(huì)加速乙醇生成（乙醇是無(wú)氧代謝產(chǎn)物），抑制雜菌主要依賴pH、乙醇濃度或殺菌劑。4.答案：C解析：酵母菌最適pH為4.0-5.0，pH過(guò)低（<3.5）會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)酶活性下降，膜通透性異常，代謝停滯；雜菌（如乳酸菌）更耐酸，pH過(guò)低時(shí)反而可能被抑制；乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸需醋酸菌參與，與pH無(wú)直接關(guān)聯(lián)。5.答案：B解析：巴斯德效應(yīng)指氧氣存在時(shí)，酵母菌優(yōu)先通過(guò)有氧呼吸（產(chǎn)生更多ATP）滿足能量需求，從而抑制乙醇發(fā)酵（因發(fā)酵產(chǎn)生ATP效率低）。氧氣存在會(huì)減少乙醇生成，而非促進(jìn)。6.答案：B解析：糖化的核心是將原料中的多糖（如谷物中的淀粉、果蔬中的果膠）分解為酵母菌可直接利用的單糖（葡萄糖、果糖）。殺死雜菌通過(guò)高溫滅菌實(shí)現(xiàn)，調(diào)整pH需額外添加酸堿，增加含氧量通過(guò)通氣實(shí)現(xiàn)，均非糖化目的。7.答案：B解析：酵母菌為異養(yǎng)微生物，代謝不依賴光照；氮源是合成蛋白質(zhì)和核酸的原料，缺乏會(huì)抑制繁殖；溫度影響酶活性和膜流動(dòng)性；可發(fā)酵糖濃度直接決定乙醇產(chǎn)量上限。8.答案：B解析：乙酸（醋酸）主要由醋酸菌等雜菌在有氧條件下將乙醇氧化生成（反應(yīng)式：C?H?OH+O?→CH?COOH+H?O）。酵母菌不會(huì)將乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸；溫度過(guò)低會(huì)抑制代謝，但不會(huì)直接導(dǎo)致乙酸升高；原料糖分不足時(shí)，酵母菌可能分解氨基酸或脂肪，但不會(huì)優(yōu)先啟動(dòng)乙酸發(fā)酵。9.答案：A解析：“酒母”是經(jīng)過(guò)活化（從保藏狀態(tài)恢復(fù)活性）、擴(kuò)培（逐步擴(kuò)大培養(yǎng)規(guī)模）的高活性酵母菌菌種，用于接種發(fā)酵；初始乙醇溶液為“酒液”，調(diào)節(jié)pH的物質(zhì)為“酸劑”，抑制雜菌的添加劑為“防腐劑”。10.答案：A解析：無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)糖酵解（EMP途徑）每分解1分子葡萄糖生成2分子ATP（凈產(chǎn)）；有氧呼吸時(shí)通過(guò)TCA循環(huán)和氧化磷酸化可生成36-38分子ATP，但此時(shí)不產(chǎn)乙醇。二、填空題1._Saccharomycescerevisiae_；真核2.丙酮酸；丙酮酸脫羧酶；乙醇脫氫酶3.4.0-5.0；6.0；醋酸菌（或好氧雜菌）4.有氧；繁殖；無(wú)氧；產(chǎn)乙醇5.淀粉酶；果膠酶（或纖維素酶）；多糖（淀粉/果膠）；單糖（葡萄糖/果糖）6.細(xì)胞膜；溶質(zhì)（或離子、代謝物）7.原料滅菌（或蒸煮）、調(diào)節(jié)pH至酸性、添加SO?（或山梨酸鉀）、使用純菌種接種三、簡(jiǎn)答題1.乙醇發(fā)酵的生物化學(xué)過(guò)程：乙醇發(fā)酵分為兩個(gè)階段：①糖酵解（EMP途徑）：葡萄糖經(jīng)磷酸化、異構(gòu)化、裂解等步驟，生成2分子丙酮酸（C?H?O?），凈產(chǎn)生2分子ATP和2分子NADH（還原型輔酶Ⅰ）。關(guān)鍵酶包括己糖激酶（催化葡萄糖磷酸化）、磷酸果糖激酶（限速酶）、丙酮酸激酶（生成丙酮酸）。②乙醇發(fā)酵：丙酮酸在丙酮酸脫羧酶作用下脫羧生成乙醛（C?H?O）和CO?；乙醛作為氫受體，接受NADH的氫，在乙醇脫氫酶催化下還原為乙醇（C?H?OH），同時(shí)NAD?再生，維持糖酵解持續(xù)進(jìn)行?？偡磻?yīng)式：C?H??O?→2C?H?OH+2CO?+2ATP。2.溫度對(duì)釀酒的影響：①酶活性：酵母菌代謝依賴多種酶（如果糖激酶、乙醇脫氫酶），最適溫度為28-30℃。溫度過(guò)低（<20℃）時(shí)酶活性降低，代謝速率減慢；溫度過(guò)高（>35℃）時(shí)酶變性失活，發(fā)酵停滯。②細(xì)胞膜狀態(tài)：低溫下細(xì)胞膜磷脂流動(dòng)性下降，物質(zhì)運(yùn)輸（如葡萄糖吸收、乙醇排出）受阻；高溫下膜脂過(guò)度流動(dòng)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物滲漏，細(xì)胞死亡。③代謝速率：適宜溫度（28-30℃）下，酵母菌繁殖和產(chǎn)乙醇速率平衡；溫度過(guò)高會(huì)加速繁殖但縮短產(chǎn)乙醇周期，導(dǎo)致乙醇產(chǎn)量不足；溫度過(guò)低則延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，增加雜菌污染風(fēng)險(xiǎn)。3.有氧與無(wú)氧條件下的代謝差異：①碳源利用：有氧時(shí)，酵母菌優(yōu)先將葡萄糖通過(guò)糖酵解+TCA循環(huán)徹底氧化為CO?和H?O；無(wú)氧時(shí)，葡萄糖僅通過(guò)糖酵解+乙醇發(fā)酵生成乙醇和CO?。②產(chǎn)物：有氧代謝產(chǎn)物為CO?和H?O（無(wú)乙醇）；無(wú)氧代謝產(chǎn)物為乙醇和CO?。③能量效率：有氧呼吸每分子葡萄糖產(chǎn)生約36分子ATP，能量利用率高；無(wú)氧發(fā)酵僅產(chǎn)生2分子ATP，能量利用率低（因此酵母菌在有氧時(shí)會(huì)優(yōu)先選擇有氧呼吸，即巴斯德效應(yīng)）。4.“前緩、中挺、后緩落”的溫度控制原則：①前緩（發(fā)酵初期）：溫度控制在25-28℃，避免升溫過(guò)快。此階段酵母菌需適應(yīng)環(huán)境并通過(guò)有氧呼吸繁殖，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致菌體過(guò)早衰老，影響后期產(chǎn)乙醇能力。②中挺（發(fā)酵中期）：溫度穩(wěn)定在28-32℃，維持酵母菌代謝活躍狀態(tài)。此階段為乙醇大量生成期，穩(wěn)定的溫度可保證糖酵解和乙醇發(fā)酵酶的活性，促進(jìn)丙酮酸向乙醇轉(zhuǎn)化。③后緩落（發(fā)酵后期）：溫度緩慢降至20-25℃。此時(shí)可發(fā)酵糖逐漸耗盡，乙醇濃度升高（抑制酵母菌活性），降溫可減緩代謝速率，避免過(guò)度消耗剩余糖分或產(chǎn)生副產(chǎn)物（如高級(jí)醇），同時(shí)延長(zhǎng)發(fā)酵周期以充分利用殘?zhí)恰?.發(fā)酵3天乙醇含量幾乎為0的可能原因：①酵母菌失活：菌種保藏不當(dāng)（如凍存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)）、活化不充分（接種前未進(jìn)行擴(kuò)培）或接種量過(guò)低（菌體密度不足），導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)發(fā)酵。②原料問(wèn)題：糖化不徹底，可發(fā)酵糖（葡萄糖、果糖）含量過(guò)低，酵母菌無(wú)足夠底物生成乙醇；或原料中含有抑菌物質(zhì)（如硫化物、高濃度重金屬離子）抑制酵母活性。③環(huán)境條件不適：pH過(guò)高（>6.0）或過(guò)低（<3.0）導(dǎo)致酶失活；溫度過(guò)低（<20℃）使代謝停滯；發(fā)酵罐密封不嚴(yán)（氧氣過(guò)多），酵母菌持續(xù)進(jìn)行有氧呼吸而不產(chǎn)乙醇。④雜菌污染：乳酸菌、醋酸菌等雜菌大量繁殖，與酵母菌競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)（如葡萄糖），或分泌代謝產(chǎn)物（如乳酸、乙酸）抑制酵母生長(zhǎng)。⑤抑制劑存在：發(fā)酵液中乙醇初始濃度過(guò)高（如重復(fù)使用設(shè)備未清洗），或添加了過(guò)量SO?（超過(guò)100mg/L），直接抑制酵母菌代謝。四、案例分析題可能原因分析：1.酵母菌活性不足：顯微鏡觀察到細(xì)胞皺縮、破裂，可能是菌種老化（如使用傳代次數(shù)過(guò)多的菌種）、活化不充分（接種前未在適宜條件下擴(kuò)培），或發(fā)酵液中乙醇/乙酸濃度過(guò)早升高（毒性損傷細(xì)胞）。2.可發(fā)酵糖利用障礙：葡萄糖殘留量高，可能是糖化不徹底（原料中的淀粉/果膠未完全分解為單糖），或酵母菌無(wú)法利用某些糖（如果糖代謝基因缺陷）。3.環(huán)境條件不適：pH從4.2降至3.0，可能是雜菌（如乳酸菌）污染，大量產(chǎn)生乳酸，導(dǎo)致pH過(guò)低抑制酵母菌活性（最適pH4.0-5.0）；同時(shí)，pH過(guò)低會(huì)影響丙酮酸脫羧酶和乙醇脫氫酶的活性，阻礙乙醇生成。4.代謝抑制：乙醇含量?jī)H3%（遠(yuǎn)低于正常12%），但細(xì)胞已破裂，可能是發(fā)酵液中存在其他抑制物（如原料中的單寧酸過(guò)量、消毒用的次氯酸鹽殘留），或溶解氧不足（酵母菌無(wú)法通過(guò)有氧呼吸積累足夠生物量，導(dǎo)致后期產(chǎn)乙醇能力不足）。解決措施：1.菌種優(yōu)化：更換為活性更高的釀酒酵母菌株（如乙醇耐受型菌種），接種前進(jìn)行活化擴(kuò)培（在28℃、10°Bx的糖水中培養(yǎng)至OD???=1.0），確保接種量充足（5%-10%體積比）。2.調(diào)整環(huán)境條件：用食品級(jí)碳酸鈣或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至4.5-5.0，恢復(fù)酵母菌代謝活性；檢測(cè)發(fā)酵罐密封性，初期通入少量無(wú)菌空氣（0.1vvm，維持3