搜索
高考四元聚焦生物学海网生物技术在食品加工及其他方面的应用(2)高考四元聚焦生物学海网一、发酵技术的概念发酵技术指的是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵、乳酸发酵)。考点2传统发酵技术高考四元聚焦生物学海网二、果酒、果醋的制作果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较高考四元聚焦生物学海网特别提醒：①酵母菌的繁殖需大量能量，而发酵过程进行无氧呼吸，故果酒制作的前期应通入氧气，而后期应保证严格的厌氧环境。②果醋制作过程中要求始终通氧，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，另外，醋酸的生成也会受到影响。高考四元聚焦生物学海网．果酒和果醋发酵装置(1)装置图解读①充气口：设置开关，醋酸发酵时连充气泵进行充气；酒精发酵时应该关闭充气口开关。高考四元聚焦生物学海网②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。③出料口：取样。④与瓶身相连的长而弯曲的胶管：长而弯曲是为了防止空气中微生物的污染。高考四元聚焦生物学海网(2)发酵装置的设计思路①因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精时是厌氧的，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。②由于在发酵过程中都产生CO2，因此需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一根长而弯曲的胶管。高考四元聚焦生物学海网．制作果酒和果醋的注意事项(1)酵母菌有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；无氧呼吸产酒时，产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖；所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。(2)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。高考四元聚焦生物学海网(3)防止发酵液被污染，榨汁机要清洗干净并晾干；发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒；装入葡萄汁后要封闭充气口。(4)由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，因此在利用这两类微生物时，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。高考四元聚焦生物学海网特别提醒：①在果酒制作过程的前期通入空气或在发酵瓶(罐)中留有一定的空间(大约1/3)，可以给酵母菌提供氧气，使其进行有氧呼吸，为酵母菌的生长、增殖提供能量，酵母菌迅速增殖，缩短发酵时间。在产生酒精的阶段要求严格的厌氧环境，此阶段如果有氧，则会抑制其酒精发酵。高考四元聚焦生物学海网②果醋制作过程中要求始终通氧，因为醋酸菌是好氧细菌，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，另外醋酸的生成也会受到影响。③可用重铬酸钾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；果醋制作过程中，首先通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。高考四元聚焦生物学海网【例4】葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题。高考四元聚焦生物学海网(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是__________。(2)该微生物通过无氧呼吸可分解__________，产生的终产物是__________和__________。高考四元聚焦生物学海网(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是______________________，导致发酵中出现的主要异常现象是____________________________________________。高考四元聚焦生物学海网丙同学的错误是_______________________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________________________________________________________________。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是__________、__________、__________。高考四元聚焦生物学海网(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________________________________________________________________________。高考四元聚焦生物学海网解析：(1)在制作果酒的时候，常用酵母菌作菌种。(2)酵母菌进行无氧呼吸时将葡萄糖分解为酒精和CO2。(3)甲同学未夹住发酵瓶的充气管，发酵液会从充气管流出，由于氧气进入，有氧条件下醋酸菌繁殖产生葡萄醋，使发酵液变酸。丙同学发酵液过多淹没了排气管口，排气时发酵液会从排气口冲出。由于乙、丙均为无氧环境，所以发酵产物为葡萄酒。(4)由于发酵产生的CO2会使瓶内压力升高，所以应定期排气。高考四元聚焦生物学海网答案：(1)酵母菌(2)葡萄糖乙醇CO2(3)未夹住发酵瓶的充气管发酵液从充气管流出，发酵液变酸瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口排气时发酵液从排气管流出葡萄醋葡萄酒葡萄酒(4)未及时排气高考四元聚焦生物学海网【跟踪训练4】图甲是果醋发酵装置，乙是发酵过程中培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是()高考四元聚焦生物学海网【跟踪训练4】图甲是果醋发酵装置，乙是发酵过程中培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是()A．发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生B．中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵C．后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度D．图乙中能正确表示pH变化的曲线是③B高考四元聚焦生物学海网解析：果醋发酵首先接种酵母菌，初期需要通气，目的是使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，后密闭使其进行无氧呼吸产生酒精，因此果醋发酵中期会闻到酒香；产生酒精后，接种醋酸杆菌使其将酒精转化为醋酸，醋酸菌和酵母菌的繁殖温度不同；酵母菌进行无氧呼吸和有氧呼吸都产生CO2，会导致培养液pH下降。高考四元聚焦生物学海网三、腐乳的制作1．原理(1)腐乳的发酵是在多种微生物的作用下进行，其中起主要作用的是毛霉，它是一种丝状真菌，新陈代谢类型是异养需氧型。(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。高考四元聚焦生物学海网．流程让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制高考四元聚焦生物学海网．影响腐乳品质的因素分析(1)盐：注意控制盐的比例。盐的浓度过高，影响腐乳口味；浓度过低，不足以抑制微生物生长，导致腐乳腐败变质。装瓶时分层加盐，并随层数的增加而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。高考四元聚焦生物学海网(2)酒：卤汤中酒的含量控制在12%左右。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，豆腐易腐败，难以成块。高考四元聚焦生物学海网(3)香辛料：既可调制腐乳的风味，又具有防腐杀菌的作用。(4)含水量：以70%为宜，若过高则影响毛霉的有氧呼吸，且腐乳不易成形；若过低，则不利于毛霉的代谢和生长。高考四元聚焦生物学海网．腐乳发酵中杂菌的控制(1)菌种：事先用馒头放在温暖潮湿处培养毛霉，当馒头上长出青点(青霉菌落)、黄点(黄曲霉菌落)、红点(红曲霉菌落)时，及时用镊子和解剖针剔除，保留白毛让其生长黑色孢子。(2)消毒：将豆腐块加热，杀死表面的微生物，防止其他微生物的干扰。(3)接种：将上述馒头上的孢子弹在豆腐块上，并用灭菌后的食品袋罩上，放在适宜的温度下培养。高考四元聚焦生物学海网特别提醒：腐乳制作过程中盐、香辛料、酒精均可起到抑制杂菌生长的作用，由于越接近瓶口，微生物污染越重，故豆腐加盐时，越近瓶口处盐用量越多。高考四元聚焦生物学海网【例5】(2011·重庆卷)某兴趣小组将豆腐块灭菌，接种微生物后培养2天，加入适量食盐，经密封放置10天后制得豆腐乳。在保质期内，豆腐乳放置的时期越长，蛋白质含量越低，短肽和氨基酸含量越高，为探究其原因，该小组取适量豆腐乳制成样液，等量加入各试管，进行了以下实验。高考四元聚焦生物学海网实验中，加入双缩脲试剂A后，样液的颜色将。处理④中，100℃加热的目的是。如果处理③与处理④相比，显色较，且处理③与处理②相比显色较，表明豆腐乳中蛋白质被微生物产生的分解。最终使短肽和氨基酸等含量增加，因此保质期内豆腐乳放置越久风味越佳。高考四元聚焦生物学海网解析：双缩脲试剂A液为0.1g/mL的NaOH溶液，遇样液后，不发生颜色变化。处理④中，100℃加热的目的是使酶失活，以便与处理③进行比较；本实验的原理是：豆腐乳中蛋白质含量越少，遇双缩脲试剂后，紫色越浅。答案：不变使酶失活浅浅蛋白酶(肽酶)高考四元聚焦生物学海网【跟踪训练5】(2012·海南卷)回答下列关于腐乳制作的问题：(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是毛霉，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为肽和氨基酸；其产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。高考四元聚焦生物学海网(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制微生物生长。(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。卤汤具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的风味(或香味)。高考四元聚焦生物学海网解析：(1)发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。(2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制杂菌等其他微生物生长。(3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。高考四元聚焦生物学海网四、泡菜的制作及亚硝酸盐含量的测定1．实验原理(1)泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。高考四元聚焦生物学海网(2)测定亚硝酸盐含量的原理在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发