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1专题十八微生物的培养、生物技术在食品加工上的应用2必考点一微生物的利用1．微生物的基本技术(1)制备培养基：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。(2)无菌技术：主要指消毒和灭菌。(3)倒平板操作：待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。核心考点·题点突破3(4)平板划线操作：平板划线法通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。(5)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面，从而在培养基表面形成单个菌落。如图：42.某种微生物的分离与计数(1)分离——选择培养基。(2)计数①土壤中分解尿素的细菌的分离与计数a．筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。b．计数方法：活菌计数法和显微镜直接计数法。c．过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。②分解纤维素的微生物的分离a．实验原理5即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。b．流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。6(3)鉴定方法鉴定分解尿素的细菌含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素鉴定纤维素分解菌7疑难点拨1.平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。2.稀释涂布平板法常用于活菌计数法，而显微镜直接计数法不能区分细菌的死活。用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。3.土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。8考向1(2011·全国新课标)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即____________________和____________________。核心考点·题点突破9(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和____________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。10解析(1)可以将所需要的微生物从混杂的微生物群中分离出来的培养基为选择培养基。欲筛选出能降解原油的菌株，则培养基中应只含有原油而无其他碳源，这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，能降解原油的细菌才能在只含原油这一碳源的培养基上生存。(2)分离纯化菌种时，接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其目的都是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单菌落，以便于纯化菌种。11(3)降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌(如接种环)、干热灭菌(如培养皿)和高压蒸汽灭菌(如培养基)等。无菌技术要求整个实验操作都要在酒精灯火焰附近进行，以避免周围微生物的污染。答案(1)原油选择(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)强(4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰12题后反思(1)微生物培养技术中的消毒和灭菌消毒灭菌使用手段较为温和的物理或化学方法强烈的理化因素结果杀死表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物区别常用方法煮沸消毒法、化学药剂消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法等灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法等联系①都借助理化性质，营造微生物难以生存的不良环境；②作用实质都是通过使蛋白质变性来抑制微生物生命活动或杀死微生物13(2)平板划线操作的注意事项①每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。②灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。③划线时最后一区域不要与第一区域相连。④划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。14必考点二微生物在传统发酵技术中的应用项目内容果酒和果醋的制作腐乳制作制作泡菜并检测亚硝酸盐含量菌种及来源酵母菌：葡萄皮上野生型酵母菌；醋酸菌：空气或人工接种毛霉、青霉、曲霉、酵母菌等真菌，空气中的生殖孢子乳酸菌、空气中的孢子核心考点·题点突破15原理无氧：酿酒C6H12O6――→酶2CO2＋2C2H5OH有氧：酿醋C2H5OH＋O2――→酶CH3COOH＋H2O蛋白质―――→蛋白酶小分子肽＋氨基酸；脂肪―――→脂肪酶甘油＋脂肪酸C6H12O6――→酶2C3H6O3(无氧)亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸――→H＋重氮化合物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料16原料选择新鲜、无烂籽粒葡萄(或苹果)豆腐大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜实验流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制制泡菜：选材→配制盐水→装坛→发酵→成品；测亚硝酸盐含量：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色醋酸发酵果酒果醋酒精发酵17操作注意事项(1)材料选择与处理；(2)防止发酵液污染，控制好发酵条件(1)材料用量；(2)防止杂菌污染；(3)控制温度及酒精含量(1)泡菜坛的选择；(2)腌制条件(无氧)；(3)测定亚硝酸盐含量的操作共同点都是天然的发酵，利用了微生物新陈代谢过程中代谢产物的作用或直接获取代谢产物18疑难点拨果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施(1)榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；(2)清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；(3)发酵瓶排气管用曲颈管，不用直管。19考向2低浓度的果酒、果醋具有一定的保健养生功能。如图是两位同学制作果酒和果醋时使用的装置。同学甲用A(带盖的瓶子)装置制作葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在18～25℃，每隔12h左右将瓶盖拧松一次(注意不要打开瓶盖)，之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在30～35℃，进行制作果醋的发酵。同学乙用B装置，温度控制与同学甲相同，不同的是制作果酒阶段除充气口用夹子夹紧外，排气的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体。制作果醋阶段适时向充气口充气。经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题：20(1)酵母菌与醋酸菌在结构上的最大区别是后者_____________。从制作果酒和制作果醋两阶段对装置的处理方式判断，酵母菌和醋酸菌的异化作用类型依次是__________________。21(2)同学甲在制作果酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开瓶盖，这样做的目的是_______________________。用反应式表示出果酒制作果醋的过程：___________________。(3)B装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的目的是_________________________________________。(4)制作葡萄酒时要将温度控制在18～25℃，而制作果醋时要将温度控制在30～35℃，原因是__________________________。22解析酵母菌是真核生物，而醋酸菌是原核生物，其与酵母菌的最大区别是它没有由核膜包被的细胞核。从实验过程可以看出酵母菌可以在有氧或无氧条件下生活，而醋酸菌在有氧条件下才能生活，相应的酵母菌的异化作用类型是兼性厌氧型，而醋酸菌则是需氧型。酵母菌在厌氧呼吸时会产生二氧化碳，若每隔一段时间把瓶盖拧松一次，就能很好地排出产生的二氧化碳，但又不能打开瓶盖，因为打开瓶盖后外界的气体会进来，还有可能会带来各种杂菌。B装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，在一定程度上可以减少或防止杂菌进入。不同微生物生长和发酵的最适温度不尽相同，应该提供最适温度以利于微生物的生长和发酵。23答案(1)没有由核膜包被的细胞核兼性厌氧型、需氧型(2)在制作果酒阶段的后期，酵母菌厌氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖涨破，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O(3)防止(杂菌)污染(4)18～25℃是酵母菌生长和发酵的最适温度，30～35℃是醋酸菌生长和发酵的最适温度24方法技巧果酒、果醋、腐乳和泡菜制作过程中几个方法上的问题分析(1)从醋酸菌和酵母菌的代谢类型、生存条件及两者在代谢上的联系等角度去理解果酒和果醋的制作原理；从材料的选择和处理、发酵液和发酵用具清洁度的保持、发酵条件的控制等角度综合理解果酒和果醋的制作过程；从微生物的数目、代谢产物产量、产品的色泽口味、装置内发生的能用肉眼观察到的变化及用设置对照实验的方法等角度对果酒和果醋制作结果进行分析和评价。25(2)注意传统方法在腐乳制作过程中的应用及其原理，如腌制腐乳的过程中要加盐，加盐可以抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；在初期也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。制作泡菜时，从乳酸菌的代谢特征入手解答制作过程中的条件控制；从具体过程的操作、乳酸菌和其他微生物间的关系入手解答制作过程中出现的一些异常现象。如根据乳酸菌属于厌氧细菌的特征，在制作泡菜时，应将装置密封；若泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，如泡菜坛子密封不严或取菜工具不卫生或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生、泡菜变质。26易错指导(1)关于腐乳制作的某些知识辨析不清，应通过熟记相关知识点来避免错误的发生。易错点如下：①没弄清楚参与腐乳形成的微生物，参与腐乳制作的微生物很多，但主要是毛霉；②水量的控制不适宜，含水量70%为宜，过高、过低都会影响腐乳的品质——形状、口味等；③对卤汤的成分和作用不熟，卤汤中的盐、酒、香辛料等都有杀菌、防腐与调味的功能；④对制作原理不熟，制作原理是毛霉产生蛋白酶和脂肪酶，将豆腐中的蛋白质、脂肪分解为小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等物质。27(2)对微生物发酵过程中的灭菌措施考虑得不够全面，应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。如①果酒与果醋制作中原料的消毒：a.榨汁前葡萄应先冲洗再去枝梗，因为若先去梗则会使一些微生物侵入果实内部，影响果酒的制作；b.体积分数为70%的酒精杀菌效果最强，其原因是浓度过低，杀菌力弱，浓度过高，又会使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其内，杀菌效果受影响。②腐乳制作过程中的杀菌消毒：a.制作腐乳的玻璃瓶用温水冲洗并用酒精消毒；b.酒、盐、香辛料都有杀菌作用；c.接种、封瓶时都要进行无菌操作。28考向3生活中有许多微生物技术的应用，请分析回答：(1)家庭酿酒时先将米煮熟，其目的是____________。冷却到30℃后才能加酒药的原因是___________________________。如果时常开坛盖取酒，不久酒就会变酸，其原因是_________。(2)腐乳制备过程中，豆腐相当于微生物生长的__________，豆腐变为味道鲜美的腐乳的原理是_____________________，制作腐乳的实验流程是_______________________________。(3)在制作泡菜过程中，主要起作用的微生物是________，检测泡菜中亚硝酸盐的含量时，使用对氨基苯磺酸溶液和__________________溶液检测，泡菜溶液会出现玫瑰红色。核心考点·题点突破29解析(1)酿酒过程中要防止杂菌干扰，将米煮熟可杀灭其中的杂菌。温度过高时放入酵母菌会将酵母菌杀死。醋酸菌在有氧条件下，将酒精变为醋酸，从而使酒变酸。(2)豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪，它们可为微生物的生长提供营养；在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下，豆腐的蛋白质和脂肪分别分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分，从而使豆腐变为味道鲜美的腐乳。(3)泡菜的制作是利用乳酸菌的发酵，在发酵的过程中会产生