选修一1-1传统发酵技术的应用

项目内容要求考点1.发酵食品加工的基本原理和实验流程2.测定食品加工中可能产生的有害物质ⅡⅡ重难点发酵的生产过程、生产原理题型年份及考卷考点选择题2008年江苏、2007年全国Ⅰ、江苏、四川卷微生物的发酵过程及原理非选择题2006年江苏卷应用发酵工程的生产实例一、与传统发酵有关的几类微生物的比较酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物生活方式异养兼性厌氧异养需氧异养厌氧异养厌氧适宜温度20℃左右30～35℃15～18℃室温主要生殖方式出芽生殖二分裂生殖孢子生殖二分裂生殖主要用途酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜二、果酒、果醋的制作原理1．果酒的制作原理酵母菌在有氧条件下能大量增殖，在无氧条件下，能通过无氧呼吸产生酒精，反应式如下C6H12O62C2H5OH＋2CO22．果醋的制作原理当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式如下：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式如下C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O三、果酒、果醋的操作步骤制果酒制果醋过程①选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗②制作发酵液，防止杂菌污染③发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意量不要超过塑料瓶总体积的2/3制果酒制果醋过程过④将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂⑤检测指标：7～10d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定pH等工作④将温度严格控制在30～35℃，并注意适时通过充气口充气⑤检测指示：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、臭味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定感悟拓展(1)在制果酒时，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生成，可以直接在果汁中加入人工培养的纯净的酵母菌。(2)在制果醋时，当糖源不足时，可以用果酒制果醋。这种情况下，需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。(3)控制好发酵条件：果酒果醋温度20℃左右，最适合繁殖：18～25℃，酒精发酵30～35℃，最适生长氧气前期通O2，然后控制无O2氧气充足其他时间：10～12天；pH：5.0～6.0时间：约7～8天1将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，将等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是()A．甲试管中最终产物为CO2和H2OB．乙试管中不发生反应C．丙试管中有大量的ATP产生D．丙试管中无CO2产生解析在隔绝空气的条件下，甲试管中酵母菌的细胞质进行无氧呼吸，产生酒精和CO2；乙试管中含有线粒体，但此时不进行有氧呼吸，所以不发生反应；丙试管中是匀浆，但也只能进行无氧呼吸，应有CO2的生成，产生少的ATP。答案B关于醋酸菌的叙述，正确的是()A．醋酸菌为严格有氧呼吸B．醋酸菌有氧无氧都能生存C．醋酸菌能形成芽孢D．醋酸菌能将淀粉分解成醋酸答案A解析醋酸菌对氧的需求是一直需氧。自主梳理一、腐乳的制作(一)腐乳酿造的原理及条件菌种反应发酵条件操作提示毛霉等需氧型微生物蛋白质小分子的肽、氨基酸脂肪甘油、脂肪酸温度为15～18℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长除杂菌污染；控制盐、酒、香辛料的用量；控制前、后期的发酵条件(二)实验设计1．实验流程2．操作提示(1)操作过程的控制：①水的控制：含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。②盐的控制：盐浓度过高会影响腐乳的口味，浓度过低腐乳时间的长短有很大关系，一般控制成12%左右。酒精含量量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期过长。酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。③温度的控制：温度15～18℃，适合毛霉生长。发酵时间宜控制在6个月左右。(2)防止杂菌污染：①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②装瓶时，操作要迅速小心。加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。二、泡菜制作及亚硝酸盐含量的检测1．制作流程2．检测亚硝酸盐的含量(1)我国卫生标准规定肉制品酱腌菜婴儿奶粉亚硝酸盐的残留量(mg/kg)30202(2)检测原理反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐―→玫瑰红色染料配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后，目测比较，可大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量。(3)测定亚硝酸盐含量的操作①配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。②亚硝酸盐含量的计算：样品中亚硝酸盐含量(mg)/取样量(40mL滤液的质量，kg)。感悟拓展制备样品处理液过程中，提取剂能增大亚硝酸的溶解度，以利于泡菜中亚硝酸盐的提取；氢氧化钠溶液起中和过多酸的作用；氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反应。比色过程中，由于重氮化反应不稳定，显色后颜色不断加深，所以时间控制在15min比色较好。2豆腐坯用食盐腌制，其作用是()①渗透盐分析出水分②给腐乳以必要的咸味③防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖④浸提毛霉菌丝上的蛋白酶A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④解析豆腐坯用食盐腌制可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物生长，避免腐败变质，能够浸提毛霉菌丝上的蛋白酶。答案D关于亚硝酸盐的叙述，正确的是()A．亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂，可多加B．绿色食品不会含有亚硝酸盐C．亚硝酸盐在人体胃内易变成亚硝胺D．水煮的越久亚硝酸盐的含量越少答案C解析亚硝酸盐分布广泛，在土壤、水、鱼、谷、绿色蔬菜中都有，水煮沸越久，亚硝酸盐浓度会越大，含量不会减少。亚硝酸盐在食品生产中可作食品添加剂，但量多会使人中毒。亚硝酸盐在动物和人体胃的酸性环境中，在硫氰酸盐的催化作用下转变为亚硝胺。命题热点1关于实验考查【例1】生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常见的例子。如图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答：(1)在果醋发酵过程中，要向发酵瓶中通入空气，原因是______________；制醋过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，原因是__________________。(2)如果将该装置改为酒精的发酵装置，则温度应该控制在________。此时装置需要修改的地方是________。果酒制果醋的反应式为：_______________________。(3)果汁发酵后是否有酒精产生，可以用________来检验，在酸性条件下，该物质与酒精反应呈现________色。(4)在果醋发酵过程中，用________证明是否有醋酸生成。(5)在果酒的制作中，提供碳源的物质主要是________，在果醋的制作中，提供碳源的物质主要是________。答案(1)醋酸菌是好氧细菌醋酸菌的最适生长温度是30℃～35℃(2)18℃～25℃不需要通入空气C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O(3)重铬酸钾灰绿(4)pH试纸检测流出液的pH(5)葡萄糖葡萄糖或乙醇解析(1)制果醋需要醋酸菌，它为好氧细菌，必须通入空气，否则会影响到醋酸菌的生长、繁殖，进而影响醋酸的产生。醋酸菌生长、繁殖的最适温度为30℃～35℃。(2)酒精发酵需要酵母菌，它为兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，酵母菌迅速繁殖，但无代谢产物——酒精生成；要进行酒精发酵，无需通入空气，酵母菌生长、繁殖的最适温度为18℃～25℃；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将糖直接分解成醋酸；当缺少糖源而氧气充足时，醋酸菌可将乙醇变成乙醛，再变成醋酸，反应简式为：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。(3)果汁发酵后，可以用重铬酸钾来检验是否有酒精生成。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(4)醋酸呈酸性，pH7，可直接用pH试纸检测流出液的pH。(5)果酒发酵时，酵母菌分解果汁中的葡萄糖，即其主要碳源是葡萄糖；果醋发酵时，醋酸菌中糖源充足时的碳源是葡萄糖，糖源不充足时的碳源是乙醇。1．(2008·江苏高考)下列关于腐乳制作的描述中，错误的是()A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长D．密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染答案B解析腐乳的制作原理是利用毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽、氨基酸和甘油、脂肪酸。一般说来，含水量为70%的豆腐最为适宜，水分过多则腐乳不易成形。2．(2008·江苏高考)图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是()A．①B．②C．③D．④答案B解析果醋的制作是利用醋酸菌将葡萄糖或乙醇生成醋酸的原理进行的。本题中的醋酸菌利用的原料是发酵初期产生的酒精，故在整个发酵过程中，培养液pH一直降低，如曲线②所示。