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-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第2讲发酵技术实践[考纲展示]1.实验：利用微生物进行发酵来生产特定的产物和运用发酵加工食品的基本方法2.测定食品加工中可能产生的有害物质考点一|果酒、果醋的制作1．发酵和发酵技术(1)发酵的概念：人们把利用微生物的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。(2)发酵技术①概念：利用微生物的发酵作用，大规模生产发酵产品的技术。②应用：广泛应用于生产单细胞蛋白(如酵母菌)、含醇饮料(如果酒、白酒、啤酒)、发酵乳制品(如酸奶、奶酪)、调味品和发酵食品(如味精、醋、腐乳、泡菜)、甜味剂(如木糖醇、糖精)、食品添加剂(如柠檬酸、赖氨酸等)2．果酒和果醋的制作(1)果酒的制作①概念：以各种果汁为原料，通过微生物发酵而制成的含有酒精的饮料，如葡萄酒、梨酒等。②制作原理：酵母菌在厌氧条件下，可以将果汁中的葡萄糖分解并产生酒精，当酒精浓度达到一定的生产要求后，即可得到果酒产品。(2)果醋的制作原理醋酸菌在充分供氧的条件下，将酒精转化为醋酸。(3)果酒、果醋发酵实验流程及注意事项①实验用具消毒a.榨汗机要清洗干净，并晾干b.发酵瓶要用温水冲洗，再用体积分数为70%的酒精消毒↓②挑选、冲洗葡萄a.先冲洗，后除去枝梗b.不能反复冲洗，防止洗去野生酵母菌↓③榨汁→用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中↓-2-④果酒发酵a.放在18～25℃的温度下发酵b.发酵过程要注意适时排气↓⑤取样检测a.10～12d取样检测酒精含量：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色b.酵母菌数量镜检↓⑥果醋发酵a.加入醋酸菌后温度控制在30～35℃b.不间断通入氧气（无菌空气）3．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。[思考回答]1．果酒制作时，应该从哪些方面防止发酵液被污染？(至少答两点)提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。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。2．如图为果酒果醋制作实验装置图。请据图回答问题。(1)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？提示：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。(2)果酒发酵时为什么要适时排气？提示：防止发酵装置爆裂。(3)醋酸菌醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明其原因。提示：醋酸菌是一种好氧细菌，在发酵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。1．果酒、果醋的制作原理和条件比较果酒制作果醋制作制作原理反应有氧条件下，大量繁殖：C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O无氧条件下，氧气、糖源充足时：C6H12O6＋2O2――→酶2CH3COOH＋2CO2＋2H2O-3-酒精发酵：C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2缺少糖源、氧气充足时：C2H5OH＋O2――→酶CH3COOH＋H2O发酵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：不需氧需要充足的氧气时间10～12d7～8d2.制作果酒和果醋的装置图分析(1)各个部分的作用装置图结构目的充气口醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；制酒时关闭充气口排气口用来排出CO2长而弯曲的胶管防止空气中微生物的污染出料口便于取样，及时监测发酵进行的情况(2)装置分析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进行的，故应控制充入氧的量，应在充气口设置开关。②由于在酒精发酵过程中产生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，故应设置出料口便于取料。(3)该装置的使用方法：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。◎考法1考查果酒、果醋的制作原理、流程等1．(2016·全国卷Ⅱ)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：-4-(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________中进行，其产物乙醇与________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的____________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。解析：(1)图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。答案：(1)细胞质基质酸性重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有[误区警示]有关果酒、果醋制作的3个易错点1．发酵产物并非都是微生物细胞呼吸的产物。酒精是酵母菌无氧呼吸的产物；醋酸不是醋酸菌细胞呼吸的产物，而是醋酸菌特有的代谢过程产生的代谢产物，醋酸菌细胞呼吸的产物是CO2和H2O。2．酒精发酵为无氧发酵，并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期适量通氧，有利于酵母繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的氧气，形成无氧环境后开始进行酒精发酵。3．酵母菌酒精发酵产生CO2，因此发酵过程需要不断释放CO2。◎考法2考查发酵条件的控制等2．天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如图所示。淀粉类原料――→糖化葡萄糖――→酒精发酵成熟酒醅――→醋酸发酵成熟醋醅――→处理成品醋(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶________________________________。-5-(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下。①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是____________________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是_________________________________________________________________________________________________________________________________。②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中________________________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的________，淘汰了部分乳酸菌种类。解析：(1)因酶在最适温度下的催化能力最强，故发酵过程中需控制好反应温度。(2)酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下分解有机物释放能量多，繁殖快。(3)曲线图显示，与翻动前相比，B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定，对比翻动前后B层醋酸杆菌所处环境条件知，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。乳酸菌是厌氧型微生物，处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。随着发酵时间的推移，环境中营养物质减少，代谢废物增多，微生物生存条件恶劣，不同种乳酸菌间的竞争加剧，部分菌种因不适应环境而被淘汰。答案：(1)在最适温度条件下催化能力最强(2)酵母菌(3)①先快速增长后趋于稳定氧气、营养物质、pH②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)③种间竞争(或竞争)考点二|腐乳的制作1．发酵菌种(1)主要菌种①名称：毛霉。-6-②菌体特点：白色丝状真菌。③代谢类型：异养需氧型。(2)其他菌种：根霉、酵母菌、曲霉等。2．制作原理3．腐乳制作流程[思考回答]1．市售的腐乳有时口感不好，腐乳较硬，试分析这是什么原因造成的？(至少答出四点)提示：豆腐块的含水量不当，含水量少，腐乳较硬。发酵时间短，蛋白质未完全水解，菌种不纯、菌种变异、菌种老化都会影响腐乳的口感；各种调味品的配比不当等也影响腐乳的口感。2．选修1P8“旁栏小资料”：影响腐乳种类的因素有哪些？举例说明加入的辅料与腐乳种类的关系？提示：豆腐的含水量不同、发酵条件的不同以及加入的辅料不同。红方加入了红曲，糟方加入了酒糟，青方不加辅料。1．影响腐乳品质的“五大”因素(1)豆腐含水量的控制：豆腐含水量以70%为宜。①若含水量过高，豆腐块不易成形。②若含水量过低，则不利于毛霉的生长。(2)盐的用量：制作时，应逐层加盐，近瓶口处盐铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。①盐的浓度过高，会影响口味。②盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，腐乳易腐败变质。-7-(3)酒的用量：卤汤中酒的含量控制在12%左右为宜。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。①酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，会使腐乳成熟时间延长。②酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易腐败变质。(4)发酵的温度：前期发酵温度应保持在15～18℃，利于毛霉生长。(5)香辛料：具有防腐杀菌的作用，也会影响腐乳的风味和质量。2．腐乳制作中抑制杂菌的措施(1)前期发酵条件的控制：提供利于毛霉生长的温度、水分，形成毛霉的生长优势，抑制杂菌的生长。(2)后期发酵条件的控制①加盐腌制：利用食盐抑制杂菌生长。②加卤汤装瓶：利用卤汤中的酒和香辛料抑制杂菌的生长。③密封腌制：控制无氧环境，抑制好氧菌的生长。◎考法考查腐乳的制作原理、过程及发酵条件等(2019·四川遂宁高三诊断)腐乳是中国流传数千年的传统民间美食，通常分为青方、红方、糟方三大类。请结合相关知识回答问题：(1)在制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的过程中全程需要氧气的是________。毛霉能在豆腐块上生长，是因为豆腐块能为其提供无机盐、________________等四大类基本营养物质。(2)腐乳的发酵过程中能起到防腐作用的物质有________________三类。青方、红方和糟方三类腐乳中，________类没有加入辅料。现代工业生产腐乳，必须严格控制无菌条件，对豆腐灭菌宜采用的方法是____________。(3)科学家研究了食盐用量对豆腐乳品质及发酵周期的影响，结果如图：由图可知，随食盐用量的增加，豆腐乳品质的综合评分总体上呈现______________趋势，选择食盐用量为______________较为适宜。发酵周期与食盐的用量成________相关，原因可能是-8-_______________________________________________________________________________________________