影响酒精发酵的因素有哪些
酸度
①一般需要在发酵前加酸或促进发酵产酸bai,否则有害微生物将大量繁殖
②含酸食品有一定的防腐能力,但有氧存在时表面也会有霉菌生长将酸消耗掉将失去防腐能力
③食品中酸度也会因蛋白质分解产生氨类物质而下降。
酒精
①具有防腐作用,主要取决于其浓度,按容积计12-15%发酵酒精能抑制微生物的生长。
②一般发酵饮料酒的酒精含量9-13%,缺少防腐能力,还需巴氏杀菌或添加防腐剂
③饮料酒中,如添加酒精使含量达到20%,就不需杀菌处理,有防腐抑菌作用。
菌种
发酵开始时预期菌种迅速繁殖可抑制其它杂菌生长。
温度
①发酵所需的温度依微生物的种类而异,温度起伏会影响发酵效果。
②不同的微生物发酵所得到的产品酸度和风味各有不同,多种微生物发酵的产物有更好的品质。
③混合发酵时调节发酵温度使不同类型的微生物的生长速度得以控制,借以达到有目的的发酵效果。
氧气
①适当提供或切断氧气可以促进或抑制(发酵)菌生长,同时可以导致生产向产生预期代谢产物方向发展;
②乳酸菌是兼性厌氧,只有缺氧才能将糖转化成乳酸酵母氧气充足时繁殖超过发酵,缺氧时酒精发酵霉菌是完全需氧;
③霉菌是完全需氧。
食盐
不同浓度的盐溶液对微生物有不同的影响,可用盐作为选择适宜的微生物进行生长活动的手段。
(2)根据实验设计的对照原则和单一变量原则,结合本实验的目的可知,A装置的锥形瓶2中加入是酵母菌的培养液,应加入10mL的试剂2、10mL质量分数5%的葡萄糖溶液、2mL蒸馏水.
(3)A套持续通入N2,B套持续通入N2,C套持续通入空气.
(5)判断酵母菌是否进行无氧呼吸,可以通过观察澄清石灰水是否变浑浊.酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵的原因是氧气抑制了酵母菌无氧呼吸,而不是有氧呼吸产生的ATP抑制了酵母菌无氧呼吸,所以实验现象:A套变浑浊,B套变浑浊,C套不变浑浊.相应结论:酵母菌无氧呼吸不受ATP抑制,受氧气抑制.
故答案为:
(2)10mL的试剂2、10mL质量分数5%的葡萄糖溶液、2mL蒸馏水
(3)持续通入N2 持续通入空气
(5)澄清石灰水是否变浑浊
实验现象:A套变浑浊,B套变浑浊,C套不变浑浊
相应结论:酵母菌无氧呼吸不受ATP抑制,受氧气抑制
(2)②首先完成表内空格,并按表格完成实验操作.
| 实验操作 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| 添加试剂(供选:试剂1、2、3) | 10mL的试剂2 | |||
| 添加溶液(供选:X溶液、蒸馏水) | 2mL蒸馏水 | |||
| 通气状况(供选:氧气、氮气) | (持续)通入足量的氮气 | (持续)通入足量的氧气 |
①若甲、丙两套变浑浊,乙、丁两套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受X抑制,不受氧气抑制;
②若甲、乙两套变浑浊,丙、丁两套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受氧气抑制,不受X抑制;
③若甲套变浑浊、乙、丙、丁三套都不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸既受X抑制,也受氧气抑制;
④若甲、乙、丙、丁四套均变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸不受X抑制,也不受氧气抑制;
⑤甲、乙、丙三套变浑浊,丁套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受X与氧气共同抑制.
故答案为:
(1)酵母菌厌氧呼吸受X抑制,不受氧气抑制(或酵母菌厌氧呼吸受氧气抑制,不受X抑制;或酵母菌厌氧呼吸既受X抑制,也受氧气抑制;或酵母菌厌氧呼吸不受X抑制,也不受氧气抑制;酵母菌厌氧呼吸受X与氧气共同抑制)
(2)②首先完成表内空格,并按表格完成实验操作.
| 实验操作 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| 添加试剂(供选:试剂1、2、3) | 10mL的试剂2 | |||
| 添加溶液(供选:X溶液、蒸馏水) | 2mL蒸馏水 | |||
| 通气状况(供选:氧气、氮气) | (持续)通入足量的氮气 | (持续)通入足量的氧气 |
①若甲、丙两套变浑浊,乙、丁两套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受X抑制,不受氧气抑制
②若甲、乙两套变浑浊,丙、丁两套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受氧气抑制,不受X抑制
③若甲套变浑浊、乙、丙、丁三套都不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸既受X抑制,也受氧气抑制
④若甲、乙、丙、丁四套均变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸不受X抑制,也不受氧气抑制
其中的影响因素就有:1.温度:微生物(如酵母菌)在不同温度的分解能力不同,在最适温度分解得到的产物最多,最适发酵温度为30~33℃。
2.pH: 过酸或者过碱都会影响酵母的活性,在最适pH时分解效果最佳
3.发酵时间:发酵时间也是需要选在酒精达到最高峰时最佳,过早会影响产量,太久会影响质量。
4.其他的影响因素还有:(一般是在生产过程中的,大学的会涉及到的)通风量、接种的质量、溶氧、发酵体积等等
长期以来,人们对巴斯德效应的机理曾作过大量的研究,提出过不少设想,但都不够完善。近年来由于提出腺苷酸比值(ATP/ADP)对糖酵解途径中的关键酶有调节作用,特别是对磷酸果糖激酶(PFK)的别构调节是控制糖酵解与有氧呼吸速度的决定因素,从而认为巴斯德效应主要是代谢调节的结果。
1 腺苷酸比值对糖酵解的影响
酵母菌是兼性厌氧菌,在无氧条件下,通过糖酵解(EMP)途径进行葡萄糖的乙醇发酵。在糖酵解途径中,已糖激酶(HK),磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)是3个关键酶,调节这些酶的活性可以影响糖酵解速度。
目前已知ATP对磷酸果糖激酶的活性有抑制作用,而ADP对磷酸果糖激酶和已糖激酶的活性有激活作用。在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量的ADP和无机磷进入线粒体,通过氧化磷酸化反应,转变成ATP,ATP透过线粒体,使细胞质中ATP/ADP比值增高。由于ATP增多和ADP减少,抑制了磷酸果糖激酶的活性,从而抑制了糖酵解的速度。
2 无机磷和柠檬酸对糖酵解的影响
除了ATP之外,柠檬酸、异柠檬酸对磷酸果糖激酶的活性有抑制作用,而无机磷则对磷酸果糖激酶和已糖激酶的活性均有激活作用。当在有氧条件下,无机磷和ADP进入线粒体形成了ATP,使细胞质中无机磷浓度降低。另一方面,酵母菌进行有氧呼吸,经三羧酸循环产生柠檬酸和异柠檬酸,使细胞中柠檬酸、异柠檬酸等抑制物增多。由于无机磷的减少和柠檬酸等物质的增多,也会抑制磷酸果糖激酶的活性,使糖酵解速度减慢。
3 NAD+和NADH对糖酵解的影响
现已知酵母菌的乙醇发酵速度还与糖酵解过程中NAD+和NADH的周转有关。当3-磷酸甘油醛脱氢时,NAD+被还原为NADH;而乙醛还原为乙醇时,NADH被氧化为NAD+。在无氧条件下,NAD+和NADH的周转比较快,因而糖酵解加速,糖的消耗也多。然而,在有氧条件下,糖酵解产生的NADH,不能用于还原乙醛,而是进入线粒体,通过呼吸链的氢传递和电子传递生成水,由于NAD+和NADH不能周转,发酵作用便受到抑制,糖酵解速度随之减慢。
4 6-磷酸葡萄糖对糖酵解的影响
酵母菌进行有氧呼吸时,造成ATP/ADP比值增高,以及柠檬酸增多和无机磷减少,致使磷酸果糖激酶活性下降,最终导致6-磷酸葡萄糖的积累。而过多的6-磷酸葡萄糖对已糖激酶有反馈抑制作用,使葡萄糖磷酸化减慢,进而也影响糖酵解速度。另外,由于葡萄糖不能继续转化成6-磷酸葡萄糖,结果又使酵母菌细胞中葡萄糖浓度升高,间接地降低了外界葡萄糖向酵母菌细胞内运输的速率,从而使酵母菌在有氧条件下对糖的消耗速度大大降低。
总之,酵母菌有氧呼吸会造成ATP/ADP比值增高,以及柠檬酸等物质的增多和无机磷的相对减少,最终抑制了磷酸果糖激酶的活性;同时有氧呼吸消耗NADH,使糖酵解过程中的NAD+和NADH不能发生周转,影响糖酵解速度,产生所谓有氧呼吸抑制发酵的巴斯德效应。
其原理是:随着发酵液中酒精浓度的增加,乙醇可以进入到细胞膜的疏水区,降低了疏水相互作用力(这种作用力对维持细胞膜的完整性是非常重要的)。另外乙醇在疏水区的存在还会降低范德华力的相互作用,增加细胞膜的运动性和疏水区的极性,使细胞膜减弱对极性分子自由交换的疏水性障碍作用,从而破坏酵母菌正常的生理功能。
不同的酵母菌株它的耐酒精能力是不同的,但是一般情况下,当发酵液中酒精含量达到23%时,酵母菌细胞不再生长,也不产生酒精。不过一般酒精发酵时,发酵液中酒精含量没有这么高,一般在18%左右就停止发酵了。
同样的菌在不同的培养基里代谢也是有不同的,做个对照试验是最直接的确认方法。
酵母菌是兼性厌氧菌,在无氧条件下发酵产酒精,有氧条件下产生二氧化碳。pH是否下降跟生长底物有关。
①若甲、丙两套变浑浊,乙、丁两套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受X抑制,不受氧气抑制;
②若甲、乙两套变浑浊,丙、丁两套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受氧气抑制,不受X抑制;
③若甲套变浑浊、乙、丙、丁三套都不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸既受X抑制,也受氧气抑制;
④若甲、乙、丙、丁四套均变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸不受X抑制,也不受氧气抑制;
⑤甲、乙、丙三套变浑浊,丁套不变浑浊,则酵母菌厌氧呼吸受X与氧气共同抑制。
扩展资料:
由于酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵,可能是氧气自身抑制了酵母菌厌氧呼吸,也可能是需氧呼吸产生的某产物X抑制了酵母菌厌氧呼吸,所以在设计实验探究酵母菌在氧气充足条件下不能进行厌氧呼吸的原因时,可假设:
酵母菌厌氧呼吸受X抑制,不受氧气抑制(或酵母菌厌氧呼吸受氧气抑制,不受X抑制;或酵母菌厌氧呼吸既受X抑制,也受氧气抑制;或酵母菌厌氧呼吸不受X抑制,也不受氧气抑制;酵母菌厌氧呼吸受X与氧气共同抑制)。
参考资料来源:百度百科-酵母