搜索
典例突破第三部分生物技术在食品加工中的应用典例突破考纲要求四年考情(1)果酒及果醋的制作(2)泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定2011浙江·非选择题2009浙江·非选择题典例突破考点一果酒及果醋的制作1.与果酒有关的微生物酵母菌是真核生物，异养，兼性厌氧型，多以出芽方式进行繁殖。2.与果醋有关的微生物醋杆菌是原核生物，异养，需氧型，以分裂方式进行繁殖。3.写出酵母菌和醋杆菌代谢产生乙醇和醋酸的反应式C6H12O6→2CO2+2C2H5OHC2H5OH+O2→CH3COOH+H2O典例突破4.果酒和果醋的制作(1)果酒制作的一般过程:葡萄榨汁活化酵母菌→发酵过滤→→沉淀得上清液(果酒)典例突破(2)果醋制作的一般过程:连接发酵装置↓加入醋化醋杆菌↓发酵并检测pH↓调节活塞，控制流量↓检测pH，监控发酵情况典例突破5.果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较果酒制作果醋制作原理酵母菌进行乙醇发酵醋杆菌将乙醇氧化为醋酸对氧的需求前期:需氧，后期:不需氧需氧典例突破6.发酵装置及使用注意事项(1)发酵装置(如图)。(2)使用注意事项:①充气口应插入发酵液液面以下，排气口外接一长而弯曲的胶管。出料口用以排出发酵液。②果酒制作时应关闭充气口，果醋制作时应充入无菌空气。典例突破【高考警示】果酒、果醋制作中防止杂菌污染的措施(1)榨汁机要清洗干净并晾干，发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒。(2)清洗葡萄时要先清洗后去除枝梗。(3)发酵瓶排气管用曲颈管不用直管。(4)装入葡萄汁后要封闭充气口，防止发酵液被污染。典例突破考点二泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定1.有关微生物泡菜制作时起主要作用的微生物是假丝酵母和乳酸菌。2.泡菜制作原理在无氧的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质。典例突破3.亚硝酸盐测定原理亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。4.泡菜制作流程典例突破5.操作关键(1)泡菜坛的选择:选择的泡菜坛要无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的，目的是防止空气进入坛内。(2)加入白酒:白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。(3)水封闭坛口:使坛内与坛外空气隔绝，坛内蔬菜中天然存在的乳酸菌可进行乳酸发酵。(4)加少量泡菜汁:加入一些已腌制过的泡菜汁，相当于接种已扩增的发酵菌，可减少腌制时间。典例突破6.亚硝酸盐的定量测定流程(1)样品处理:泡菜25g制匀浆过滤后调pH至8.0→加硫酸锌溶液25mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60℃→过滤取滤液定容至500mL。(2)测定:10mL样品溶液+4.5mL氯化铵缓冲液+2.5mL60%乙酸溶液+5mL显色剂→定容至25mL→暗处静置25min→用光程为1cm的比色杯在550nm处测定光密度值(10mL水作空白对照)典例突破(3)标准曲线的绘制:以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值为纵坐标，绘制标准曲线。(4)计算:公式:X1=(m2×V1)/(m1×V2)X1:样品中亚硝酸盐含量，单位mg/kg；m1:样品质量，单位g；m2:通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位μg；V1:样品处理液总体积；V2:测定用样品液体积。典例突破【思维拓展】(1)亚硝酸盐与人体健康的关系:①蔬菜中的硝酸盐容易被滋生的硝酸盐还原菌还原成亚硝酸盐，食用后导致红细胞内的亚铁血红蛋白氧化成高价铁血红蛋白，使血红蛋白失去携带氧气的能力，导致缺氧性中毒症状；②膳食中绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，但当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡；③亚硝酸盐在一定条件下可转化为致癌、致畸和致突变的物质——亚硝胺。典例突破(2)乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐含量随时间变化曲线:(3)亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。典例突破类型一果酒和果醋的制作【典例1】(2011·浙江高考)杨梅是浙江省的特色水果之一,为对其进行深加工,某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制,基本工艺流程如下:典例突破请回答:(1)在制备杨梅酒过程中,为了提高杨梅的出汁率,在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是。发酵一定时间后,观察到发酵罐内液面不再有,说明发酵基本完毕。(2)在制备杨梅醋过程中,乙罐内先填充经处理的木材刨花,然后加入含菌的培养液,使该菌在刨花上,再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵,杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的来调节。典例突破(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋,则乙罐中CO2的产生量是。A.甲罐的两倍B.与甲罐的相等C.甲罐的一半D.几乎为零(4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中,某物质浓度随时间变化的示意图如下,该物质是。典例突破【解析】(1)纤维素酶和果胶酶能分解细胞壁中的纤维素和果胶,破坏细胞壁,以提高出汁率。酒精发酵罐顶上弯管中加水是为了防止空气进入,制造缺氧环境。发酵一段时间后,发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完成。(2)在制备杨梅醋过程中,醋酸发酵罐中填充的木材刨花要经过灭菌,然后加入含有醋杆菌的培养液,使该菌附着在刨花上,通过调节杨梅酒进入乙罐的流速来调节杨梅醋的pH。典例突破(3)比较乙醇和醋酸的生成反应式即可得出答案:①葡萄糖转化成乙醇的反应式:C6H12O62CO2+2C2H5OH②乙醇氧化成醋酸的反应式:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O(4)结合杨梅酒和杨梅醋的发酵全过程,分析图示曲线(先上升、后下降)可知,该物质应为乙醇。答案:(1)果胶防止空气进入气泡冒出(2)灭菌醋杆附着流速(3)D(4)乙醇典例突破类型二泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定【典例2】(2013·绍兴模拟)萝卜干和泡菜是深受市场欢迎的腌制食品,如图是一般的生产流程,据图回答下列有关问题:典例突破(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料,原因是。(2)腌制过程加入的盐水量不能过满,否则会出现溢坛现象,其原因是。(3)发酵过程主要利用了乳酸菌和菌对萝卜中有机物的分解作用,产生有机酸和醇类物质,使萝卜更可口美味。同时在生产过程中通过多种措施控制其他杂菌的繁殖,以保证产品的质量,下列不属于此种措施的是()A.加盐B.加白酒C.加水密封D.加糖典例突破(4)为确保发酵所需的无氧环境,应注意。(5)泡菜的制作方法不当,很容易造成泡菜变质,甚至发霉变味,试写出其中一种可能的原因:____________________________。(6)如果在腌制过程中,加入一些已经腌制过的泡菜汁效果更好,其原因是_____________________________________________。典例突破(7)泡菜发酵过程中,会产生多种酸,其中主要是乳酸,还有少量的亚硝酸。若发酵后期密封不当,将会促使______________菌繁殖而导致产品的酸度过大。(8)对泡菜中亚硝酸盐的定量测定可以用_________________法。典例突破【解析】(1)新鲜的蔬菜或其他原料,亚硝酸盐的含量低,常作为制作泡菜的原料。(2)萝卜在盐水中发生渗透失水,因此泡菜汁不断增加,为防止泡菜汁溢出,加入的盐水量不能过满。(3)加盐制造一个高渗的外界溶液环境,使其他杂菌失水而死亡;加白酒可以杀死部分杂菌;加水密封,产生一个缺氧环境,使部分好氧菌无法生存。加糖的目的是加速发酵速率。典例突破(4)为制造缺氧环境,泡菜坛口必须加水密封。(5)泡菜的制作方法不当,比如灭菌不彻底、坛子密封不严等,使空气中的霉菌进入坛内,很容易造成泡菜变质,甚至发霉变味。(6)泡菜汁中含有菌种,加入泡菜汁相当于接种了发酵菌,加速发酵过程。(7)泡菜发酵后期密封不当,空气中的醋化醋杆菌进入坛内,在有氧情况下分解有机物产生醋酸,导致产品的酸度过大。(8)常用光电比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量。典例突破答案:(1)亚硝酸盐的含量低(2)萝卜会在盐水中发生渗透失水现象(3)假丝酵母D(4)将坛口用水密封(必须答出水封法)(5)泡菜坛子密封不严或取食工具不卫生或盐的比例过小(6)泡菜汁中含有已经扩增的一定量的发酵菌种(7)醋化醋杆(8)光电比色典例突破【互动探究】(1)上题图中,制备泡菜的过程中加入的盐水为什么需煮沸并冷却后才能使用?提示:加热煮沸是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。(2)上题(3)中提到的两种菌的细胞结构最主要的区别是什么?提示:乳酸菌没有核膜,没有成形的细胞核。典例突破【变式训练】泡菜是人们日常生活中比较喜欢的一种食品,但是泡菜中却含有亚硝酸盐。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3g～0.5g时,会引起中毒;达到3g时,会引起死亡。我国卫生标准规定,亚硝酸盐的残留量在酱腌菜中不得超过20mg/kg。针对泡菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实,某中学生物活动小组设计实验,探究不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。典例突破(1)请补充实验设计的空缺内容:①制作泡菜的原理:。②测量指标及方法:亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成色染料。先使泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与化学物质发生显色反应,然后通过颜色,可以估测出泡菜样品中亚硝酸盐的含量。③确定浓度梯度:经过查找资料和初步实验,发现当食盐浓度为3%以下时,制作的泡菜容易发生腐败,而当食盐浓度在8%以上时,制作的泡菜又容易成为咸腌菜。因此,分别设计了3%、5%、7%的食盐浓度梯度来制作泡菜。典例突破④选择实验材料:红萝卜和白萝卜,哪种更适合于用作实验材料?,理由是_________________________________。⑤制作泡菜:将实验材料分成3组制作泡菜,除了实验材料的重量相同外,还要保证每组泡菜的相同。⑥从第3天开始,定期测定泡菜中的亚硝酸盐含量,请帮助该小组设计一个用于实验记录的表格。典例突破(2)如图是该生物活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。典例突破①根据此图实验结果,请你给出制作泡菜的最佳指导意见____________________________________________________。②你给出此建议的理由是:食盐浓度为3%的泡菜中亚硝酸盐含量总体上在3坛泡菜中;食盐浓度为5%的泡菜在发酵初期亚硝酸盐含量迅速升高,且亚硝酸盐含量变化_______,但从发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值;而食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量变化不大,虽一直处于较低数值,但容易成为。典例突破【解析】(1)选择实验材料时首要是能够保证实验的顺利进行。本实验中需对比颜色,红萝卜中的色素会干扰实验结果,不是理想的实验材料。(2)对比不同食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量,从图中曲线可看出食盐浓度为3%的泡菜中亚硝酸盐含量总体上是3坛泡菜中最高的;食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快,它的最高值是3坛中最高的,当亚硝酸盐含量降到最低值时,也是3坛泡菜中最低的;而食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量变化不大,一直处于较低的数值,但容易成为咸腌菜。典例突破答案:(1)①乳酸菌在无氧的环境中大量繁殖并发酵产生乳酸②玫瑰红对比④白萝卜避免红萝卜中的色素对显色反应的干扰⑤制作(或培养、发酵)条件典例突破食盐浓度亚硝酸盐含量发酵天数3%(1号坛)5%(2号坛)7%(3号坛)第3天第5天第7天……⑥典例突破(2)①用5%的食盐浓度制作泡菜比较适合食用,但要在发酵时间达11天以后食用才比较适宜②最高最快咸腌菜典例突破1.(2009·浙江高考)下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答:(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作:第一步:大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。典例突破第二步:用______菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是_________