传统发酵技术的应用(一轮复习)

第十一单元生物技术实践第44课时传统发酵技术的应用考点127与传统发酵有关的几类微生物比较酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物生活方式异养兼性厌氧异养需氧异养需氧异养厌氧适宜温度20℃左右30～35℃15～18℃室温主要生殖方式适宜条件下出芽生殖二分裂生殖孢子生殖二分裂生殖主要用途酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜突破考点提炼方法提醒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。对位训练1．在酿酒和酿醋的过程中都要涉及微生物的发酵，在上述两过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别()A．前者有细胞结构，后者没有细胞结构B．前者没有细胞结构，后者有细胞结构C．前者有成形的细胞核，后者没有成形的细胞核D．前者没有成形的细胞核，后者有成形的细胞核答案C解析前者微生物为酵母菌——真核生物；后者为醋酸杆菌——原核生物。2．(2010·上海生物，21)下图是酵母菌发酵实验示意图，其中X、Y、Z分别代表()A.石蜡油、CO2、蓝色B．石蜡油、O2、黄色C．菜油、O2、蓝色D．菜油、CO2、黄色答案D解析酵母发酵的无氧环境不能用石蜡油，应该用菜油密封；BTB(溴麝香草酚兰)试剂遇到碱性溶液会变成蓝色，遇到酸性溶液会变成绿色，最后变成黄色。BTB试剂可用于检测CO2的生成，先变为绿色，最后变为黄色。考点128果酒和果醋的制作1．制作原理和发酵条件的比较比较果酒制作果醋制作制作原理酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，再在无氧条件下进行酒精发酵醋酸菌在氧气、糖源充足时，将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸反应式C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2OC2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O酶酶酶最适发酵温度18～25℃30～35℃对氧的需求前期：需氧后期：不需氧需充足氧pH酸性环境(3.3～3.5)酸性环境(5.4～6.3)发酵时间10～12d7～8d2.红葡萄酒的生产流程线3.装置图解读(1)各部位的作用①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。③出料口：是用来取样的。(2)该装置的使用方法使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。特别提醒1．酵母菌有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；无氧呼吸时，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。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．果汁发酵后酒精的检验及对照原则(1)检验(2)对照两种对照方式都必须遵循单一变量原则；前者是标准对照，后者是自身对照。对位训练3．(2010·北京理综，1)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是()A．让发酵装置接受光照B．给发酵装置适时排气C．向发酵装置通入空气D．将发酵装置放在45℃处解析果酒制作是利用酵母菌在有氧条件下可大量繁殖，在无氧条件下进行发酵产生酒精这一原理来进行的。酵母菌的代谢和繁殖不需要光照；发酵过程中发酵装置需要密闭，而酵母菌无氧呼吸会产生CO2，因此需要及时给发酵装置排气；果酒制作过程的前期需通入空气使酵母菌进行有氧呼吸，为酵母菌的生长繁殖提供能量，以缩短发酵时间，而在产生酒精的阶段要求严格的无氧环境，此阶段如果有氧则会抑制其酒精发酵；酵母菌酒精发酵时温度一般控制在18～25℃，最适温度为20℃。答案B4．(2010·江苏生物，7)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解析酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸；醋酸杆菌是好氧菌，在糖源缺乏时可将乙醇氧化为乙酸。由图可见，①过程是葡萄糖在细胞质基质里分解为丙酮酸，有氧无氧都能进行；②是在无氧条件下，酵母菌将丙酮酸氧化分解为乙醇和水；③过程是在有氧条件下，酵母菌线粒体里完成有氧呼吸的二、三阶段，需要氧气和水的参与；④在氧气充足、糖源缺乏的条件下，醋酸杆菌将乙醇氧化为乙酸的过程。酵母菌的发酵的最适温度为18～25℃，醋酸菌发酵的最适温度为30～35℃。5．下列关于果醋的制作，错误的是()A．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通O2B．醋酸菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50℃左右C．醋酸菌能将果酒变成果醋D．当O2、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄糖分解成醋酸解析醋酸菌是好氧细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入O2；醋酸菌的最适生长温度为30～35℃；在糖源、O2充足时，醋酸菌能将葡萄糖分解成醋酸；当缺少糖源时，可将乙醇氧化成乙酸(醋酸)。答案B考点129腐乳的制作1．原理(1)腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行，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。2．流程加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制→→→让豆腐长出毛霉3．影响腐乳品质的条件(1)盐长满毛霉的豆腐块(毛坯)与盐的质量分数比为5∶1。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。(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。(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。(5)发酵温度前期的发酵温度控制在15～18℃，利于毛霉的生长。(6)发酵时间前期发酵和后期发酵的作用不同，所需时间应控制好，太长或太短都会影响腐乳的品质。特别提醒1．防止杂菌污染的措施：(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒；(2)装瓶时操作要迅速小心，装瓶后要用胶条密封，且最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染，进而影响腐乳风味。2．传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别(1)条件：传统腐乳制作不需要灭菌，现代腐乳生产必须在严格无菌条件下进行。(2)菌种来源：传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉孢子，现代腐乳生产菌种是经过筛选的优良毛霉菌种，并且直接接种在豆腐上。对位训练6．下列关于腐乳制作过程的叙述，不正确的是()A．先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，保持温度在15～18℃，并具有一定湿度B．将长满毛霉的豆腐放在瓶中，并逐层加盐，接近瓶口表面的盐要铺厚一些C．卤汤中酒的含量一般控制在12%左右D．卤汤中香辛料越多，口味越好解析影响腐乳制作过程及口味的重要条件有发酵的温度、盐的用量、酒精浓度及香辛料配方，其中毛霉发酵最适温度为15～18℃，并且需要一定湿度，干燥条件下毛霉不能生长；毛坯装瓶时要分层加盐，并且在瓶口表面盐要铺厚，除调节咸味外，更重要的是防止杂菌从瓶口进入污染毛坯，影响发酵；卤汤配制中要用到黄酒、米酒等其中酒精含量应控制在12%左右，酒精浓度过高，抑制蛋白酶活性，使腐乳成熟延迟，酒精浓度过低，则不能抑制微生物生长，因此易导致腐乳腐败；香辛料除能调节口味外，还具有防腐杀菌的作用，口味因人而异，其含量多少根据食用者口味配制，并非越多越好。答案D7．豆腐坯用食盐腌制，其作用是()①渗透盐分，析出水分②给腐乳以必要的咸味③防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖④浸提毛霉菌丝上的蛋白酶A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④解析在腐乳制作中，毛坯与食盐比例为5∶1，盐的用量是腐乳发酵的一个关键因素。初期食盐可以从毛坯中析出水分，使毛坯变成“硬”块，防止后期发酵中豆腐酥烂，瓶口铺一厚层食盐，是防止杂菌污染或抑制有害微生物生长，避免腐乳腐败，食盐可以浸提毛霉菌丝上的蛋白酶，在后期发酵水解蛋白质中起重要作用。答案D考点130制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量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。2．泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图3.测定亚硝酸盐含量的原理和操作流程(1)原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(2)操作流程配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色4．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其它菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌活动受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)提醒(1)亚硝酸盐与人体健康的关系①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。②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。(2)乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的数量随时间变化的曲线如下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。对位训练8．下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答：(1)测定亚硝酸盐含量的方法____________。在样品处理过程中，用________将pH调至____，在出现白色沉淀后，水浴加热至____；在绘制标准曲线时，应以____________为横坐标，________为纵坐标。(2)泡菜腌制过程中起主要作用的是________和________。用水密封坛口的主要作用是________________。在腌制时，适量加入少许白酒的作用是________________。解析(1)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，可用光电比色法测定亚硝酸盐的含量，在测定亚硝酸盐的过程中，首先要对样品进行处理，需用氢氧化钠将样品pH调至8.0，再水浴加热至60℃。在绘制标准曲线时以亚硝酸钠含量为横坐标，以光密度值为纵坐标。(2)在腌制泡菜的过程中，起作用的微生物主要是假丝酵母和乳酸菌。用水密封坛口的主要作用是为发酵创造无氧条件。答案(1)光电比色法氢氧化钠8.060℃亚硝酸钠含量光密度值(2)假丝酵母乳酸菌为发酵创造无氧环境使泡菜脆嫩，味道好葡萄酒的酿制考纲能力技术实践能力考题1(2010·海南生物，25)葡萄经发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是__________。(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和__________。考题链接(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________________。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__________、__________、____