搜索
-1-第34讲生物技术在食品加工及其他方面的应用最新考纲高频考点核心素养1.从生物材料中提取某些特定的成分2．运用发酵加工食品的基本方法3．测定食品加工中可能产生的有害物质4．蛋白质的提取和分离5．酶活力测定的一般原理和方法6．酶在食品制造和洗涤等方面的应用7．制备和应用固定化酶1.运用发酵加工食品的基本方法2．酶活力测定的实验方案制订3．酶制剂在生产实践中的应用1.科学思维——比较与分类：比较制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的菌种在形态结构和生理特性上的异同2．科学探究——设计实验探究理想的发酵条件及蛋白质提取和分离实验中操作流程的科学原理；制订并实施方案：从酶的活力测定、酶在食品制造和洗涤方面应用等有关实验设计入手，注重实验变量的控制、结果的测定描述、实验步骤的完善等方面强化实验探究能力的培养考点1果酒和果醋的制作1．发酵菌种项目酒精发酵醋酸发酵菌种名称酵母菌醋酸菌菌种来源主要来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌来自变酸的酒的表面的菌膜菌种类型真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型2.制作原理与条件项目果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌制作原理有氧条件下，大量繁殖：C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O；无氧条件下，酒精发酵：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-2-条件温度一般酒精发酵为18～25_℃，繁殖最适为20℃左右最适为30～35_℃空气前期：需氧后期：不需氧需充足的氧气时间10～12d7～8d3.发酵过程及注意事项4．实验结果分析(1)若酵母菌数量少，产生的酒精少：原因是发酵前期，酵母菌有氧呼吸不足。(2)若酵母菌数量充足，但是产生的酒精较少或不能产生酒精：原因是发酵后期密封不严。(3)若醋酸产生少：很可能是供氧不足所致。(4)葡萄酒呈现红色的原因是葡萄皮上的色素进入发酵液。-3-判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。(×)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。(×)3．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长。(√)4．在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气。(√)5．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。(√)6．利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生醋酸。(×)(选修1P4旁栏思考题解答)你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。如图为果酒和果醋制作的实验装置图。请据图思考下列问题：(1)甲、乙、丙的作用分别是什么？(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？(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。(4)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？-4-提示：(1)通入空气(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。(2)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)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。●考向突破1考查对果酒、果醋制作原理的理解1．(2020·四川成都经济开发区实验中学高三模拟)现代人吃什么都讲究天然，所以目前市场上果酒、果醋等越来越受到人们的青睐。请回答下列问题：(1)在葡萄酒的自然发酵过程中起主要作用的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌_。(2)苹果醋是最受欢迎的饮料之一，其生产过程中利用了醋酸菌的发酵作用，该过程需将温度控制在30～35_℃；若要提高果醋的产量，发酵过程中还必须提供有氧环境、适宜的pH等条件。(3)喝剩的葡萄酒放置一段时间后会变酸的原因是空气中的醋酸菌混入葡萄酒后发酵产生了醋酸。解析：(1)在葡萄酒的自然发酵过程中起主要作用的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。(2)苹果醋在生产过程中利用了醋酸菌的发酵作用，醋酸菌适宜生长的温度为30～35℃，因此需要将温度控制在30～35℃；醋酸菌属于好氧型细菌，并且适宜生存在中性或偏碱性环境中，因此若要提高果醋的产量，发酵过程中还必须提供有氧环境、适宜的pH等条件。(3)喝剩的葡萄酒放置一段时间后，由于空气中的醋酸菌混入葡萄酒后发酵产生了醋酸，最后导致果酒变酸。2．(2020·衡水检测)如图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程和发酵装置示意图。请回答下列问题：(1)过程①需要先清洗后切块，以减少杂菌的污染，过程③发酵所需的微生物是酵母菌，-5-产生的酒精可以与酸性重铬酸钾(试剂)发生显色反应。(2)过程④为醋酸发酵，在变酸的酒表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。若要对该菌进行初步分离纯化，比较便捷的操作是采用平板划线(填“平板划线”或“稀释涂布平板”)法把它们接种到固体(填“固体”或“液体”)培养基上，经培养得到肉眼可见的菌落。(3)在发酵装置示意图中，进行过程④需要将装置中的充气口开关打开。果醋的制作是否成功，除了通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定外，还可以通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。解析：(1)过程①中应先清洗后切块，如果先切块，则内部组织容易被杂菌污染。过程③为苹果汁发酵产生苹果酒的过程，需要酵母菌的参与。酒精可以与酸性重铬酸钾反应变成灰绿色。(2)过程④是醋酸发酵，醋酸菌是好氧菌，因此在变酸的酒表面观察到的菌膜是醋酸菌繁殖形成的。分离纯化醋酸菌，较简单的方法是利用平板划线法将菌种接种到固体培养基上，观察菌落的特征。(3)醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵时，需要将发酵装置中的充气口开关打开。醋酸发酵产生了大量的醋酸，可以通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定果醋的制作成功与否。整合提升果酒和果醋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。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，不能通入氧气，故应在充气口设置开关。(2)由于在发酵过程中都产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。(3)因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取料。●考向突破2考查果酒、果醋制作的过程和装置分析3．(2020·河北保定三中期初考试)葡萄经发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答下列问题：(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是酵母菌。(2)该微生物通过无氧呼吸可分解葡萄糖，产生的终产物是乙醇和CO2。-6-(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，甲同学和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是未夹住发酵瓶的充气管，导致发酵中出现的主要异常现象是发酵液从充气管流出，发酵液变酸；丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，导致发酵中出现的主要异常现象是排气时发酵液从排气管流出。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葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。(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，该操作的错误是未及时排气。解析：在制作各种酒的时候，常用酵母菌作菌种；酒精发酵为无氧呼吸，若甲同学未夹住发酵瓶的充气管，从而使氧气进入，导致酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管，排气时发酵液从排气口溢出，一般发酵液不超过容器的2/3；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葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。4．(2020·临汾模拟)同学们参观某白酒厂酿酒过程，看到一堆一堆的高粱被撒上某菌种后加水使其湿润，并每过两小时用木掀翻转一次，两天后将其放入一密闭容器中保温十多天。最后进行蒸馏得到白酒。分析回答：(1)酿酒过程所用菌种是酵母菌。(2)早期翻转的目的是通氧，以保障菌体的有氧呼吸。而密闭后菌体主要进行无氧呼吸以产生酒精。(3)在实验室为了得到该菌种的纯种，所用培养基必须经过高压蒸汽灭菌以防止其他微生物污染。(4)为筛选出某菌种，所用培养基有利于目的菌生长，而抑制其他菌的生长，这叫选择培养基。若往培养基中增添青霉素则有利于对青霉素有耐药性细菌的生长。解析：(1)酿酒利用的是酵母菌的无氧呼吸。-7-(2)酵母菌酿酒时先通气后密封，通气的目的是使酵母菌有氧呼吸大量繁殖，即早期翻转的目的是通氧，以保障菌体的有氧呼吸，而密闭后菌体主要进行无氧呼吸以产生酒精。(3)配制培养基时利用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，以防止其他微生物污染。(4)为筛选出某菌种，所用培养基有利于目的菌生长，而抑制其他菌的生长，这叫选择培养基。若往培养基中增添青霉素则有利于对青霉素有耐药性细菌的生长。整合提升果酒和果醋制作成功的关键点项目说明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，除去枝梗。防止发酵液被污染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而不用直管。控制发酵条件①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，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造成发酵液的溢出；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果醋的发酵；③充气：酒精发酵为无氧发酵，需关闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气。考点2腐乳的制作1．发酵菌种(1)主要菌种①名称：毛霉。②菌体特点：白色丝状真菌。-8-③代谢类型：异养需氧型。(2)其他菌种：根霉、酵母菌、曲霉等。2．发酵原理毛霉等微生物合成分泌蛋白质――→蛋白酶氨基酸＋小分子的肽脂肪――→脂肪酶脂肪酸＋甘油3．腐乳制作流程及注意事项4．防止杂菌污染的措施(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗涮干净后要用沸水消毒。(2)装瓶时，操作要迅速小心。(3)加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。(4)封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。-9-判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．制作腐乳的菌种只有毛霉。(×)2．腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。(√)3．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。(×)4．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。(√)5．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，二者都只起调味作用。(×)提示：误认为腐乳制作中酒精和香辛料的作用只在于“调味”，腐乳制作中酒精及香辛料的作用不仅在于调味，还在于“杀灭杂菌”，酒精可抑制微生物生长，香辛料可防腐杀菌。1．(选修1P6旁栏思考T1)你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事吗？提示：豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。2．(选修1P6旁栏思考T2)王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？提示：盐能防止微生物污染，避免豆腐腐败变质。3．(选修1P7旁栏思考T1)我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？为什么？提示：含水量为70%的豆腐适合用来做腐乳。含水量过高的豆腐做腐乳，不易成形；含水量过低，则不利于毛霉生长。4．(选修1P7旁栏思考T2)吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的？它对人体有害吗？它的作用是什么？提示：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝)，“皮”对人体无害，它形成腐乳的“体”，使腐乳成形。5．(选修1P8旁栏小资料改编)影响腐乳种类的因素有哪些？举例说出加入的辅料与腐乳种类的关系。提示：影响腐乳种类的因素有豆腐的含水量、发酵条件、加入的辅料。例如，红方加入了红曲，糟方加入了酒糟，青方不