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1第十一单元生物技术实践第41讲发酵技术实践[考纲要求]1.运用发酵加工食品的基本方法。2.利用微生物进行发酵来生产特定的产物。考点一果酒和果醋的制作1．制作原理与发酵条件果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌菌种来源附着在葡萄皮上的酵母菌变酸酒表面的菌膜发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2氧气、糖源充足时：C6H12O6＋2O2――→酶2CH3COOH＋2CO2＋2H2O；缺少糖源、氧气充足时：C2H5OH＋O2――→酶CH3COOH＋H2O温度一般酒精发酵18～25℃，繁殖最适为20℃左右最适为30～35℃气体前期：需氧，后期：无氧需要充足的氧气2.制作流程3．实验装置图分析(1)甲、乙、丙的作用分别是通入空气(氧气)、排气、取样。2(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。(3)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明原因。答案醋酸菌是需氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。(4)果酒搁置时间过久会有酸味，原因是：醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。[思维诊断](1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸(2014·广东，4A)(×)(2)酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度(2013·江苏，14A)(×)(3)在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖(√)(4)在果酒发酵后期，拧开瓶盖的间隔时间可延长(√)题组一果酒、果醋制作原理的理解1．下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是()A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下B．过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中C．过程③和④都需要氧气的参与D．过程①～④所需的最适温度基本相同答案C解析有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B两项均错；③过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，④过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此④过程也需要氧气参与，C项正确；制作果酒时，最适温度为18～25℃，而制作果醋时最适温度为30～35℃，D项错误。2．果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是()A．果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的B．制作果醋的温度要比制作果酒的温度高些3C．传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种D．葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满答案B解析果酒的制作离不开酵母菌，果醋的制作由醋酸菌完成。传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。果酒、果醋制作的注意事项(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。(2)防止发酵液被污染的方法①榨汁机要清洗干净并晾干。②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。③装入葡萄汁后要封闭充气口。题组二果酒、果醋制作的过程和条件分析3．下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。下列相关叙述中，错误的是()A．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵B．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败C．图2中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染D．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开答案A解析图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒，及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A错误。个人用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉野生酵母菌，B正确。图2中的排气口弯曲可避免被空气中的杂菌污染，C正确。由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于需氧菌，所以要始终将充气口打开，D正确。4．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4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．②C．③D．④答案B解析在果醋的发酵过程中，首先瓶中进行的是有氧呼吸产生CO2，会使pH下降；一段时间后由于氧气消耗殆尽，开始进行无氧呼吸，也可产生CO2，会使pH继续下降；最后进行醋酸发酵生成醋酸，会使pH迅速下降。5．下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图，请据图判断下列说法正确的是()挑选葡萄―→冲洗―→榨汁―→A―→醋酸发酵―→果醋A．制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌B．榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒C．A过程是酒精发酵，A过程完后，只需要提高一定的温度就能进行果醋发酵D．导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等答案D解析制作果酒时，用清水冲洗葡萄皮表面不能除去葡萄皮表面上的白色杂菌；榨汁前要将榨汁机清洗晾干，发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒；A过程是酒精发酵，A过程完成后，需要打开充气口并适当提高温度才能进行果醋发酵。果酒、果醋发酵条件的控制(1)葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。(2)严格控制温度：18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵，30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。(3)充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。考点二腐乳的制作51．制作原理毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶，分解有机物。(1)蛋白质蛋白酶,氨基酸＋小分子的肽。(2)脂肪脂肪酶,甘油＋脂肪酸。2．制作流程让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。3．影响条件(1)温度：控制在15～18_℃。(2)材料的用量：控制盐的用量，酒精含量控制在12%左右。(3)卤汤的成分及作用。[思维诊断](1)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶(2014·广东，4D)(√)(2)将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量(×)(3)在果酒、果醋和腐乳制作中，最适温度最高的是腐乳(×)(4)制作腐乳的菌种只有毛霉(×)(5)在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味，还具有防腐杀菌作用(√)(6)在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右(√)题组腐乳的制作原理和过程分析1．腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。下面是腐乳制作的实验流程示意图：让豆腐上长出毛霉⇒加盐腌制⇒加卤汤装瓶⇒密封腌制下列相关叙述中，错误的是()A．图中的毛霉来自空气中的毛霉孢子B．加入盐和卤汤的顺序不能颠倒C．如果密封不严，则在腌制过程中会感染杂菌而导致腐败变质D．在高温环境中腐乳制作的时间可大大缩短答案D解析制作腐乳的最适温度是15～18℃。2．下列是有关腐乳制作的几个问题，其中正确的是()①腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理，起主要作用的微生物是青霉、曲霉和毛霉②含水量为70%左右的豆腐适于做腐乳。用含水量过高的豆腐制作腐乳，不易成形，且不6利于毛霉的生长③豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝，严格地说是直立菌丝，豆腐中还有匍匐菌丝④决定腐乳特殊风味的是卤汤⑤腐乳的营养丰富是因为大分子物质经过发酵作用分解成小分子物质，而且易于消化⑥卤汤中含酒量应该控制在21%左右，酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；含量过低，不足以抑制微生物的生长A．①②③④B．②③④⑤C．③④⑤⑥D．①④⑤⑥答案B解析腐乳制作的前期发酵中有许多微生物参与，但起主要作用的是毛霉。含水量为70%的豆腐适于毛霉迅速生长出直立菌丝，在豆腐内长出匍匐菌丝，含水过多则不利于毛霉的生长和豆腐成形。豆腐经发酵后大分子蛋白质和脂质变成了易于消化的小分子物质。卤汤的特点决定了腐乳的风味，但不论卤汤中各种香辛料怎么变化，酒精的含量都需要保持在12%左右。腐乳制作的注意事项(1)豆腐选取：其含水量以70%为宜。(2)控制好材料的用量：对卤汤中盐(盐∶豆腐＝1∶5)和酒(12%左右)的用量需要严格控制。(3)防止杂菌污染的方法①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，离瓶口表面的盐要铺厚一些。③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。(4)温度：温度影响菌丝的生长和代谢，如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度过高，菌丝易老化和死亡，影响腐乳的品质。(5)发酵时间：发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。考点三泡菜的制作1．泡菜的制作原理(1)菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。(2)制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O6→2C3H6O3。(3)制作流程72．测定亚硝酸盐的含量(1)检测原理①NO－2＋对氨基苯磺酸→反应物；反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。②亚硝酸盐溶液的浓度高，颜色深些；溶液浓度低，颜色浅些。(2)检测步骤：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。[思维诊断](1)乳酸菌只能进行无氧呼吸，且呼吸类型与人体细胞的无氧呼吸类型相同(√)(2)当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，就可以转化为致癌物质——亚硝胺(×)(3)制备泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用(×)(4)测定亚硝酸盐的含量时，样品中亚硝酸盐含量不同则会形成不同深度的玫瑰红(√)(5)影响泡菜腌制的条件包括时间、温度和食盐的用量等(√)(6)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵(√)(7)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件(×)题组一泡菜的制作原理和过程分析1．如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图。下列说法错误的是()A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低B．发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化C．发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，及时检测以把握取食泡菜的最佳时机D．测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法答案D解析好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要利用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化，所以应及时检测亚硝酸盐的含量，而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。82．泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因及成分分别是()A．乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行有氧呼吸产生CO2；气体为CO2B．因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气C．发酵初期活动强烈的是酵母菌，其利用氧产生CO2；气体为CO2D．乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气受热膨胀排出；气体为空气答案C解析蔬菜刚入坛时，表面带入的微生物，主要是不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物，较为活跃，它们进行乳酸发酵和微弱的酒精发酵产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡的形式从水槽内放出，逐渐使坛内形成无氧环境。泡菜制作的注意事项(1)材料的选择及用量①蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。②清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其