时传统发酵技术的应用.ppt

第十一单元,生物技术实践,1涵盖范围,本单元包括选修1全部内容微生物的培养与传统发酵技术及实践应用；植物组织培养技术及DNA和蛋白质的提取与分离技术；酶的研究和实践应用。,单元教学分析,2考情分析,考查力度：相对固定，如山东理综只出一个8分的简答题。 考查内容及形式 （1）微生物的培养与应用多以简答题形式考查； （2）酶的研究与应用，常与必修1中酶的本质、特性等知识有机结合考查； （3）传统发酵技术及实践应用多以简答题形式考查； （4）酶的研究、DNA和蛋白质提取技术多以选择题形式考查。,3复习指导,(1)复习线索 以转基因微生物培养酶生产酶应用为线索，系统复习微生物培养技术、酶的研究和实践应用。 以技术手段、技术流程为主线，复习发酵、组织培养、DNA与蛋白质提取有关知识。,(2)复习方法 列表比较法DNA、蛋白质的提取与分离。 实践联系发酵技术。 实验联系植物组织培养、微生物培养实验过程。,第 41 课时,传统发酵技术的应用,突破考点提炼方法,考点127 列表比较法与传统发酵有关的几类微生物的 比较全能性,1(2011江苏卷，3)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是 ( ) A腐乳制作所需要的适宜温度最高 B果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵 C使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌 D使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA,对位训练,解析 酵母菌酒精发酵的适宜温度为1825，而醋酸菌醋酸发酵的适宜温度是3035，腐乳制作中豆腐长出毛霉的适宜温度是1518，可见果醋制作的适宜温度最高，A项错误；果醋制作过程中的菌种醋酸菌为好氧细菌，只进行有氧呼吸，B项错误；制作腐乳的菌种主要是毛霉，C项错误；酵母菌、醋酸菌、毛霉等都具有细胞壁，都有DNA和RNA，细胞中都,有核糖体，D项正确。,答案 D,排雷 (1)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。 (2)酿酒和酿醋的微生物不同，前者为酵母菌真核生物；后者为醋酸菌原核生物；二者本质区别是有无核膜。,考点128 实践应用果酒和果醋的制作,1制作原理和发酵条件的比较,酶,酶,酶,2.红葡萄酒的生产流程线,3装置图解读 (1)各部位的作用 充气口：在醋酸发酵时连接充 气泵进行充气。 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。 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。,2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。根据图示回答下列问题：,对位训练,醋酸发酵,(1)请将图1中的实验流程补充完整。 (2)冲洗的主要目的是_，冲洗应特别注意不能_，以防止菌种的流失。 (3)图2中的充气口在_时关闭，在_时连接充气泵，并不断向内_。 (4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由_产生的_ _，在果醋发酵时排出的是_ _。 (5)从细胞核的构造看，酵母菌属于_生物，醋酸菌属于_生物。用_染料使染色体着色，发现一个酵母菌细胞核中有17条染色体，该酵母菌是_倍体。 (6)葡萄酒呈现红色的原因是_， _重铬酸钾在酸性条件下与酒精的颜色反应为_色。,洗去浮尘,反复冲洗,果酒发酵,果醋发酵,泵入空(氧)气,氧化碳(CO2),酵母菌,剩余含氧量少的空气及,红色葡萄皮中的色素溶解在发,灰绿,真核,原核,龙胆紫或醋酸洋红,单,二,二氧化碳,酵液中,解析 (1)实验流程中，醋酸发酵是醋酸菌以酒精为原料进行的。 (2)果酒发酵是指附着在葡萄皮上的野生型酵母菌进行的自然发酵，实验流程中冲洗的主要目的是洗去浮尘，冲洗应特别注意不能反复冲洗，以防止菌种的流失。 (3)酵母菌是兼性厌氧型菌，果酒制作要先充气后密封，有氧时，酵母菌大量繁殖，无氧时发酵产生酒精，因此图2中的充气口在果酒发酵时关闭，醋酸菌是需氧型菌，在果醋发酵过程中，需充足的氧气，故在果醋发酵时连接充气泵，并不断向内泵入空气(氧)。 (4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌产生的二氧化碳，在果醋发酵时排出的是剩余含氧量少的空气及二氧化碳。,排雷 (1)制作果酒使用的葡萄应先冲洗，再除去枝梗，不能反过来，以免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，以免使酵母菌数量减少，发酵周期加长，产生的果酒中酒精含量下降。 (2)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。,(5)从细胞核的结构看，酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物。用龙胆紫或醋酸洋红染料使染色体着色，发现一个酵母菌细胞核中有17条染色体，染色体条数为奇数，故该酵母菌是由配子发育来的，该酵母菌是单倍体。 (6)葡萄酒呈现红色的原因是红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中，重铬酸钾在酸性条件下与酒精的颜色反应为灰绿色。,(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)发酵后酒精的检验及对照原则 检验,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。,考点129 实践操作技术腐乳的制作,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；产生的脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。支持“实质性等同”等。,2流程,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51。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。酒精含量过高，对蛋白酶的抑制作用就大，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1518，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。,3下列关于腐乳制作的描述中，错误的是 ( ) A在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与 B含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳 C加盐和加酒都能抑制微生物的生长 D密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染,对位训练,解析 腐乳的制作是利用微生物中蛋白酶分解蛋白质，产生易于人类吸收的多肽和氨基酸。一般说来，做腐乳所用的豆腐含水量应为70%左右，含水量过大，不易成形，含水量太小，比较坚硬，口感不好。,答案 B,排雷 (1)防止杂菌污染的措施 用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒灭菌； 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 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；,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。 (3)豆腐及腐乳的营养成分不同 豆腐由大豆直接磨制而成，其成分与大豆成分相同。大豆富含蛋白质，其含量高达36%40%，常食用大豆或大豆制品，可有效补充食物中的蛋白质。大豆中含脂肪约8%，同时还含有硫胺素、尼克酸、维生素A以及钙、磷、铁等矿物质，对人体具有良好的保健作用。 腐乳是豆腐在毛霉的发酵下形成的。由于毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，可将豆腐中的蛋白质和脂肪分解成肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子物质，所以其味道鲜美，易于消化吸收。,考点130 生物技术应用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N1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,4泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化,4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：,对位训练,(1)测定亚硝酸盐含量的方法是_。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_。,光电比色法,氢氧化钠,8.0,60,亚硝酸钠含量,光密度值,假丝酵母,乳酸菌,为发酵创造无氧环境,使泡菜脆嫩，味道好,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N1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。,排雷 (1)亚硝酸盐与人体健康的关系 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。 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。,考纲能力 技术实践能力 考题1 (2011浙江自选，17)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：,考题链接 1.果酒和果醋的酿制,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。 (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,果胶,防止空气进入,气泡冒出,灭菌,醋酸,附着,流速,D,(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趋势如图所示，该物质是_。,酒精,解析 (1)纤维素酶和果胶酶具有专一性，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；发酵一段时间后，发酵罐内液面不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。 (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，然后加入含有醋酸菌的培养液，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。 (3)比较乙醇和醋酸的生成反应式即可得出答案： C6H12O62CO2+2C2H5OH 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，该物质应为酒精。,考纲能力 探究实验设计能力 考题2 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。 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_ _。 第三步：用_菌将乙醇转化成乙酸，这一过程_(需要、不需要)氧气。,考题链接 2.食醋和泡菜制作技术,糊精,碘液(KII2溶液),酵母,生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起发酵瓶爆裂,醋酸,需要,发酵过程中会产,(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是_，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用_法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N1萘基乙二胺盐酸盐偶联成_色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是_。,乳酸(或有机酸),(光电)比色,玫瑰红,作为对照,解析 (1)大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶(必须等大米冷却后加入，否则会影响酶的活性)，在淀粉酶的作用下，淀粉被分解成糊精(主要含麦芽糖等)，这一过程可以使用碘液来检测反应的情况与结果。酵母菌将葡萄糖发酵产生酒精的同时会产生大量的CO2，随着反应的进行，CO2的含量增多，瓶内压力增大，可能引起玻璃瓶爆裂，所以不能完全封闭。醋酸菌属于好氧细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中需要消耗氧气。(2)制作泡菜是发酵过程，需要乳酸菌，发酵过程产生的主要的酸是乳酸，同时还产生亚硝酸盐，亚硝酸盐的总量达到0.30.5g时就会引起人中毒，所以在制作泡菜时要对亚硝酸盐的含量进行测定，测定的方法是(光电)比色法。,典例1 (2010广东卷，25改编)小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(见图)，恰当的做法是 ( ) 加入适量的酵母菌 一直打开阀b通气 一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟 把发酵装置放到4冰箱中进行实验 A B C D,易错警示 1.关于葡萄酒的制作原理及操作步骤不熟练,解析 酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理，果酒制作过程一般将温度控制在1825。,答案 A,错因分析 对酵母菌酿酒的条件模糊不清。,纠错笔记 (1)果酒制作的微生物酵母菌，酿酒时应为无氧条件，产生的气体及时导出，适宜温度条件为1825。 (2)果酒与果醋制作中原料的消毒 榨汁前葡萄应先冲洗再去枝梗，因为若先去枝梗，则在去梗的同时会使一些微生物侵入果实内部，给消毒带来一定的困难。 体积分数为70%的酒精杀菌效果最强，