Question

20．目前大多數廠家采用的低鹽固態發酵工藝生產的醬油和傳統釀造相比，醬香不足，風味較差．固定化產酯酵母可以利用醬油中的部分糖產生酒精和乙酸乙酯等呈味物質，提高了低鹽固態工藝醬油的品質．下面是科研人員的實驗過程和結果：
實驗步驟：
①將冰箱中4℃保存的菌種接種在麥芽汁培養基中，30℃恒溫培養3d．
②稱取一定量的海藻酸鈉加入水中，加熱溶化，配成3%的海藻酸鈉溶液．
③將熔化好的海藻酸鈉溶液放置一段時間后，加入產酯酵母，進行充分攪拌，混合均勻．
④用10ml的針筒吸取混合液與4%的氯化鈣溶液中，形成凝膠珠．將凝膠珠在氯化鈣溶液中浸泡30min后取出，用蒸餾水沖洗3次，備用．
⑤配制不同葡萄糖添加量的醬油，分別加入等量的固定化產酯酵母，在適宜條件下發酵一段時間后，測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量．
實驗結果：

測定物質 mg/100ml	葡萄糖添加量/%
	0	1	2	3	4
酒精	485	1291	1563	1150	836
乙酸乙酯	13.3	17.3	20.9	18.42	15.9

請回答：
（1）步驟①的目的是使酵母菌活化和增殖．步驟②中加熱的方法是小火加熱（或間斷加熱）
（2）步驟③中需將溶化好的海藻酸鈉溶液放置一段時間，其目的是冷卻至常溫，防止高溫殺死酵母菌．凝膠珠從氯化鈣溶液中取出后，用蒸餾水沖洗掉凝膠珠表面的氯化鈣溶液，防止凝膠珠硬度過大，影響通透性．
（3）該實驗結果表明添加葡萄糖能促進酒精和乙酸乙酯的生成（或醬油中2%的葡萄糖添加量最有利于酒精和 乙酸乙酯的生成）．
（4）在傳統醬油生產過程中，需向發酵液中添加一定量的食鹽．若添加量過低，會造成雜菌
污染；若添加量過高，會抑制醬油生產所需微生物的代謝（或影響醬油口味）．
（5）若要探究固定化產酯酵母和游離產酯酵母產生酒精和乙酸乙酯能力的差異，你的實驗設計思路是在醬油中分別加入數量相等的固定化產酯酵母和游離產酯酵母，其他條件保持適宜且相同．一段時間測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量．

Answer 1

分析 制備固定化酵母細胞
（1）酵母細胞的活化：讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態．
（2）配制物質的量濃度為0.05mol/L的CaCl₂溶液
（3）配制海藻酸鈉溶液
配制的海藻酸鈉溶液具體作用：包埋酵母菌細胞．
在加熱的過程中，要用小火，或者間斷加熱：避免海藻酸鈉焦糊并溢出燒杯．
（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合
需將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫時再加入已活化的酵母細胞：避免燙死酵母菌細胞．
（5）固定化酵母細胞
剛形成的凝膠珠要在CaCl₂溶液中浸泡30min左右：讓形成的凝膠珠形成穩定的結構．

解答 解：（1）步驟①“菌種接種在麥芽汁培養基中”的目的是使酵母菌活化和增殖；步驟②海藻酸鈉小火加熱融化．（2）步驟③中需將溶化好的海藻酸鈉溶液放置一段時間，冷卻至常溫，防止高溫殺死酵母菌．凝膠珠從氯化鈣溶液中取出后，用蒸餾水沖洗掉凝膠珠表面的氯化鈣溶液，防止凝膠珠硬度過大，影響通透性．
（3）根據題意“固定化產酯酵母可以利用醬油中的部分糖產生酒精和乙酸乙酯等呈味物質”，則該試驗結果表明加葡萄糖能促進酒精和乙酸乙酯的生成．
（4）在傳統醬油生產過程中，需向發酵液中添加一定量的食鹽．若添加量過低，會造成雜菌污染；若添加量過高，會抑制醬油生產所需微生物的代謝．
（5）若要探究固定化產酯酵母和游離產酯酵母產生酒精和乙酸乙酯能力的差異，則在醬油中分別加入數量相等的固定化產酯酵母和游離產酯酵母，其他條件保持適宜且相同．一段時間測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量．
故答案為：
（1）使酵母菌活化和增殖 小火加熱（或間斷加熱）
（2）冷卻至常溫，防止高溫殺死酵母菌 凝膠珠硬度過大，影響通透性
（3）添加葡萄糖能促進酒精和乙酸乙酯的生成（或醬油中2%的葡萄糖添加量最有利于酒精和 乙酸乙酯的生成）
（4）造成雜菌污染 抑制醬油生產所需微生物的代謝（或影響醬油口味）
（5）在醬油中分別加入數量相等的固定化產酯酵母和游離產酯酵母，其他條件保持適宜且相同．一段時間測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量

點評 本題考查細胞固定化和實驗設計等相關知識，意在考查學生從材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題．