备课素材：酿酒过程中的主发酵和后发酵-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

酿酒过程中的主发酵和后发酵 人教2020版选择性必修3第24页啤酒的工业化生产流程中提到了主发酵和后发酵： 那么，什么是主发酵和后发酵？代谢过程是怎样的？如何区分？什么特点？ 主发酵和后发酵是酿酒（如葡萄酒、啤酒、清酒等）和某些食品发酵工艺中的两个关键阶段，其核心区别在于反应强度、目的及持续时间。以下是科学对比： 1. 主发酵及其特点 主发酵是发酵过程中最活跃的阶段，微生物（如酵母）将可发酵糖快速转化为酒精和CO₂。 例如，啤酒主发酵是啤酒酿造的核心环节，酵母将麦汁中的可发酵糖转化为酒精和二氧化碳的过程。根据酵母代谢特征和发酵现象，主发酵可分为以下五个关键阶段：滞后期（酵母投入麦汁后无明显气泡产生）；起泡期（发酵罐表面出现‌白色泡沫层，繁殖能力强）；高泡期（厌氧发酵启动，产生酯类物质）；落泡期（可发酵糖消耗80%以上，酵母开始‌沉降‌）；泡盖形成期（表面形成致密‌褐色泡盖‌，由酒花树脂、蛋白质、死酵母构成）。 特点：反应剧烈，糖类大量消耗，产生明显的CO₂气泡（在发酵罐中可见剧烈冒泡）；需要的温度较高，通常需控温在20-30℃（葡萄酒酵母最适温度）；发酵时间短，一般持续3-14天（啤酒约3-7天，葡萄酒5-14天）。 代谢过程：生成酒精，完成糖→乙醇的转化（酒精浓度快速上升）；初期需少量氧气，酵母通过有氧呼吸快速增殖。 2. 后发酵及其特点 主发酵结束后，酒液进入缓慢、温和的转化阶段，以优化风味和稳定性，这就是后发酵。 例如，啤酒发酵过程中的麦汁经主发酵后的发酵液叫嫩啤酒。此时酒的二氧化碳含量不足，双乙酰、乙醛、硫化氢等挥发性风味物质尚未降至合理程度，酒液口感不成熟，不适于饮用；大量的悬浮酵母和凝结析出的物质尚未完全沉淀下来，酒液不够澄清。在后发酵期中，促进啤酒成熟的作用，主要是利用二氧化碳排放，排出嫩啤酒中所含的生青味物质，如双乙酰、硫化氢和乙醛等同时大量排出，减少啤酒的不成熟味觉，加快啤酒成熟。 特点：反应平缓，无明显气泡，微生物活动减缓（酵母自溶或休眠）；通常转移至低温容器（如橡木桶或不锈钢罐，温度12-18℃）；发酵时间长，持续数周至数年（啤酒数周，葡萄酒数月到数年）。 代谢过程：酯类、酚类等风味物质形成（如葡萄酒的香草、烟熏味）；杂质分解，如酵母分解代谢副产物（如乙醛、硫化物）；澄清稳定，悬浮物沉降，酒体变清澈（尤其葡萄酒的“倒罐”操作）。另外，葡萄酒的后发酵有特殊反应——苹果酸乳酸发酵（MLF），细菌将尖酸苹果酸→柔和乳酸，提升口感。 例、啤酒的工业化生产流程包括哪两个阶段？这两个阶段各完成哪些工作？每个过程的名称以及目的是什么？ 分析：啤酒的工业化生产流程包括主发酵和后发酵两个阶段。主发酵完成了增殖、厌氧发酵及其沉淀回收等。后发酵完成驱除生酒味、溶解与饱和二氧化碳的作用，同时可以形成适量的酯，并有益于酵母、蛋白质凝固物的沉降，达到啤酒成熟的目的。啤酒的工业化生产流程包括发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒、终止8个环节。 答案：主发酵和后发酵；主发酵完成酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成，后发酵形成澄 清、成熟的啤酒；发芽（大麦种子发芽，释放淀粉酶）→焙烤（加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活）→碾磨（将干燥的麦芽服磨 成麦芽粉）→糖化（定粉分解，形成糖浆）→蒸煮（产生风味组分，终止酶的进 一步作用.并对糖浆灭菌）→发酵（酵母菌将糖转化为 酒精和CO₂）→消毒（杀死啤酒中的大多数微 生物，延长它的保存期）→终止（过滤、调节、分装啤酒进行出售）。 学科网（北京）股份有限公司 $$