高考生物总复习传统发酵技术的应用课件.ppt

第39讲 传统发酵技术的应用 考纲导航 1.利用微生物进行发酵生产特定的产物。2.运用发酵加工食品的基本方法。,考点一 果酒和果醋的制作 1发酵菌种及发酵条件,酵母菌,醋酸菌,附着在葡萄皮,酵母菌,20 ,3035 ,需氧,无氧,充足的氧气,2.发酵原理及反应式,3.发酵过程及注意事项,【特别提醒】 果酒、果醋制作的注意事项 (1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。 (2)防止发酵液被污染的方法 榨汁机要清洗干净并晾干。 发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。 装入葡萄汁后要封闭充气口。,【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (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。() 2根据题图，回答问题。 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？ 【提示】 通入空气(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。 (2)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。,(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。 【提示】 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)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？ 【提示】 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。,考法1 果酒、果醋制作原理的理解 1(2018北京海淀区北京一零一中学高三上学期月考)下列有关果酒和果醋制作的叙述，不正确的是( ) A在果酒自然发酵中，可以不添加菌种 B果酒制作的最适温度低于果醋制作的最适温度 C制作果酒和果醋的菌种细胞结构相同，异化作用类型不同 D检测果酒中的酒精时先加入硫酸，混匀后再滴加重铬酸钾溶液,【解析】 在果酒自然发酵中，不需人工添加酵母菌种，葡萄皮上存在野生酵母菌，A正确；果酒发酵的适宜温度是18 25 ，果醋发酵的适宜温度是30 35 ，所以果酒发酵所需的最适温度较果醋发酵低，B正确；果酒的发酵菌种是酵母菌，酵母菌属于真核生物，细胞结构为中有成型的细胞核，其异化作用类型为兼性厌氧型，果醋的发酵菌种是醋酸菌，醋酸菌属于原核细胞，细胞结构为中无成型的细胞核，其异化作用类型是需氧型，C错误；重铬酸钾用于酒精的鉴定，必须在酸性条件下才能与酒精发生反应呈现灰绿色，因此需先加入硫酸，混匀后再滴加重铬酸钾溶液，D正确。 【答案】 C,2(2018甘肃省武威市第六中学高三上学期第二次阶段性过关考试)下面是某同学自己制作果酒、果醋的实验流程示意图。,(1)发酵罐1和发酵罐2中的微生物在结构上的主要区别是前者_，要保证酒精发酵和醋酸发酵的正常进行，除了满足适宜的温度、pH等条件外，还必须注意_。 (2)根据发酵罐1中微生物数量可以判断哪种类型是优势菌种，最简单的计数方法是_，此种方法获得的优势菌种的数量_(大于、等于、小于)发酵罐1中优势菌种活菌的数量。发酵罐1中的优势菌种是_。,(3)豆腐乳是以大豆为原料，先制成豆腐坯，再利用毛霉接种在豆腐坯上经发酵制成的，此时豆腐坯作为_培养基。豆腐坯中的主要有机物是_，毛霉可利用体内的酶将其分解成味道鲜美的小分子有机物。,【解析】 果酒制作菌种是酵母菌，代谢类型是兼性厌氧型真菌，属于真核细胞，条件是1825 、前期需氧，后期不需氧；果醋制作的菌种是醋酸菌，代谢类型是需氧型细菌，属于原核细胞，条件是3035 、一直需氧。稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面，进行培养；在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落。,(1)发酵罐1中的微生物是酵母菌，发酵罐2中的微生物是醋酸杆菌，在结构上的主要区别是前者有核膜包围的细胞核。要保证酒精发酵和醋酸发酵的正常进行，除了满足适宜的温度、pH等条件外，还必须注意酒精发酵不需要通入氧气、醋酸发酵需要连续不断通入氧气。,(2)根据发酵罐1中微生物形态、数量可以判断哪种类型是优势菌种，最简单的方法是显微镜直接计数法或稀释涂布平板法。由于显微计数法可能将死的酵母菌计数在内，因此此种方法获得的优势菌种的数量大于发酵罐1中优势菌种活菌的数量，而利用稀释涂布平板法获得优势菌种的数量等于发酵罐1中优势菌种活菌的数量。发酵罐1中的优势菌种是酵母菌。,(3)根据题意分析，利用毛霉接种在豆腐坯上经发酵制成腐乳，则豆腐坯作为固体培养基。豆腐坯中的主要有机物是蛋白质，毛霉可利用体内的酶将其分解成味道鲜美的小分子肽和氨基酸。 【答案】 (1)有核膜包围的细胞核(有成型的细胞核) 酒精发酵不需要通入氧气、醋酸发酵需要连续不断通入氧气 (2)显微镜直接计数法(或稀释涂布平板法) 大于(等于) 酵母菌 (3)固体 蛋白质,考法2 果酒、果醋制作的过程和条件分析 3(2018北京海淀实验中学高三上学期开学考试)关于下图所示的发酵装置，操作正确的是( ),A果酒发酵时，需将果汁装满瓶，并关闭充气口 B果醋发酵时，需持续通入氧气，促进醋酸生成 C该装置必须先进行果酒发酵，再进行果醋发酵 D制作果酒、果醋时均需要将排气口的弯管水封 【解析】 果酒发酵时，需要留1/3的空间，A错误。果醋发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸，需要持续通入氧气，在糖原充足的情况下醋酸菌将糖原发酵成醋酸，B正确。该装置可以直接进行果醋发酵，C错误。制作果酒、果醋时不需要将排气口弯管水封，D错误。 【答案】 B,4(2018四川省双流中学高三上学期月考)如图是果酒果醋的制作流程(如图所示)。请据图回答以下问题： (1)在葡萄酒制作过程中出现葡萄酒变酸现象，其原因可能是发酵液中混有乳酸菌发酵产生乳酸；也可能是_，导致_菌生长繁殖，产生醋酸。 (2)某同学尝试用罐头瓶制作果酒，在培养过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的主要目的是_。(答出两点即可),(3)在酸性条件下，可用_来检测果酒发酵是否成功。若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度时，一般采用_法，但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。 (4)在果酒制作中，加入的新鲜葡萄汁没有经过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析：一是酵母菌与杂菌之间存在_关系；二是由于果酒中的_不利于杂菌的生长。,【解析】 本题结合果酒和果醋制作流程图，考查果酒和果醋制作的相关知识，识记参与果酒、果醋制作的微生物，掌握相关技术的原理及条件，能结合所学的知识准确答题。 (1)在葡萄酒制作过程中出现葡萄酒变酸现象，其原因可能是发酵液中混有乳酸菌发酵产生乳酸；也可能是发酵装置密闭不严，导致醋酸菌生长繁殖，产生醋酸。,(2)制作果酒的过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的主要目的，一是放掉发酵产生的CO2，二是避免氧气进入和杂菌污染。 (3)在酸性条件下，可用重铬酸钾来检测果酒发酵是否成功。若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度时，一般采用稀释涂布平板法，但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。,(4)加入的新鲜葡萄汁没有进行过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析：一是大量的酵母菌在与杂菌之间的竞争中取得优势，二是果酒中的酒精更不利于杂菌生长，从而淘汰掉杂菌。 【答案】 (1)发酵装置密闭不严 醋酸 (2)放出发酵产生的CO2；避免氧气进入和杂菌污染 (3)重铬酸钾 稀释涂布平板 (4)竞争 酒精,【总结归纳】 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，应控制氧气的进入，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。,考点二 腐乳和泡菜的制作 1腐乳的制作 (1)制作原理：毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶，分解有机物。,(2)制作流程,(3)腐乳制作的注意事项 豆腐的选取：豆腐含水量以_%为宜，若含水量过高，豆腐块不易成形；若含水量过低，则不利于毛霉的生长。 控制好材料的用量： a盐的用量：豆腐毛坯盐51，盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。,70,b酒的用量：卤汤中酒的含量控制在_%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：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_；酒精含量过低，蛋白酶的活性_，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。 防止杂菌的污染：,12,延长,高,a用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。 b装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，离瓶口表面的盐要铺厚一些。 c加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。 发酵温度：前期发酵温度应保持在_，若温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度高，菌丝易老化和死亡，影响腐乳的品质。 发酵时间：发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。,1518 ,2泡菜的制作 (1)菌种来源：附着在蔬菜上的_。 (2)制作原理：在_条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成_。反应式：C6H12O6_。 (3)制作流程,乳酸菌,无氧,乳酸,2C3H6O3,(4)泡菜制作的注意事项 材料的选择及用量： a蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。 b清水和盐的质量比为_，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。 防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。 氧气需求：,41,a泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。 b泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的_环境，并注意在发酵过程中经常补水。 控制适宜的温度：以1820 为宜，温度偏高有害菌活动能力强，温度偏低不利于乳酸发酵。,无氧,【知识归纳】 传统发酵技术中四种常用菌种的比较,【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (1)将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长。() (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)制作腐乳的菌种只有毛霉。(),(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。() (6)制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用。() (7)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵。() (8)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。(),2根据题图，回答问题。 下表中甲丁为腐乳、泡菜、果醋、果酒等发酵食品的制作装置图，请据图分析：,(1)图中分别是哪种发酵食品？ 【提示】 果酒、果醋、腐乳、泡菜。 (2)图中分别是哪种菌种？分别是真核生物还是原核生物？ 【提示】 酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌，其中酵母菌、毛霉为真核生物，醋酸菌、乳酸菌为原核生物。 (3)甲丁装置或者步骤是否存在缺陷？试具体分析指出。 【提示】 甲装置中排气管不应插入到发酵液内，丙装置接种应在“加盐”之前，不应在“加盐”后接种。,考法1 腐乳的制作原理和过程分析 1(2018甘肃省会宁县第一中学高三上学期月考)腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品，如臭豆腐、酱豆腐等，该食品味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存，所以深受人们的喜欢。下面是腐乳制作的流程示意图，根据流程图回答下列问题。,(1)流程图中未写出的程序是_。 (2)含水量为_左右的豆腐适合用来做腐乳。制作过程中，加盐的作用是_。 (3)制作腐乳的原理是：毛霉等微生物产生的_能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；_可将脂肪分解为甘油和脂肪酸。,(4)影响腐乳的风味和质量的因素是_。 (至少列举两项) (5)卤汤中的酒含量一般控制在_左右，如果含量过高则会_。,【解析】 本题主要考查腐乳的制作流程、原理、注意事项等的相关知识。需要考生识记和理解腐乳制作的流程中应控制的条件、材料的用量以及如何防止杂菌污染等的内容，再结合题意即可顺利作答。 (1)腐乳制作的一般流程是：让豆腐长出毛霉、加盐腌制、加卤汤装瓶、密封腌制。因此，流程图中未写出的程序是加卤汤装瓶。,(2)含水量为70%左右的豆腐适合用来做腐乳，水分过多则腐乳不易成形；制作过程中，加盐的作用是析出水分使豆腐块变硬，同时抑制微生物生长，避免腐败变质。 (3)制作腐乳的原理是：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解为甘油和脂肪酸。,(4)影响腐乳的风味和质量的因素有盐的用量、酒的用量、发酵温度、发酵时间等。例如盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程，通过腌制并配入各种辅料(红曲、面曲、酒酿)，使蛋白酶作用缓慢，促进其他生化反应，可生成腐乳的香气。 (5)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，酒的含量一般控制在12%左右；若酒的含量过高会延长腐乳成熟的时间，影响口味。,【答案】 (1)加卤汤装瓶 (2)70% 析出水分使豆腐块变硬，同时抑制微生物生长，避免腐败变质 (3)蛋白酶 脂肪酶 (4)盐的用量，酒的用量，发酵温度，发酵时间等 (5)12% 使腐乳成熟期延长，影响口味,考法2 泡菜的制作原理及过程分析 2如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，下列说法错误的是( ),A制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低 B发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化 C发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，及时检测以把握取食泡菜的最佳时机 D测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法,【解析】 好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要利用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜或其他原料。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化，所以应及时检测亚硝酸盐的含量，而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。 【答案】 D,3泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。 (1)发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃。其中的酵母菌最初的呼吸作用方式是_，请写出相应的反应式：_。发酵初期会有气泡从坛沿水槽内间歇性地放出，从而使坛内逐渐形成厌氧状态，乳酸发酵开始。试说明这些气泡的来源_。,(2)发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，厌氧状态形成，乳酸杆菌开始活跃，并产生大量乳酸，乳酸的积累量可达到0.6%0.8%，pH为3.53.8。这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。试分析此时期坛内其他微生物的活动情况及原因：_ _ _ _。,(3)发酵后期：在此期间继续进行乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，发酵速度会逐渐变缓甚至停止，主要原因是_ _。 此阶段泡菜酸度过高，风味已不协调。,【总结归纳】 泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸的变化,1(2017江苏卷)下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( ) A控制发酵温度的主要目的是腐乳调味 B腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用 C毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉 D成品腐乳表面的黏性物质主要由细菌产生,【解析】 温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵，控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵，A错误；香辛料和料酒都能抑制微生物的生长，具有防腐作用，B正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物，C错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的，毛霉属于真菌，D错误。 【答案】 B,2(2017江苏卷)下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是(多选)( ),A改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响 B果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸 C果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关 D气体入口与气体出口可以交换使用,【解析】 酵母菌是兼性厌氧菌，可进行有氧呼吸和无氧呼吸，通入氧气后，酵母菌进行有氧呼吸，通入其他气体，酵母菌进行无氧呼吸，故改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响，A正确；果酒发酵中期通入氮气，装置中氧气减少，使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸，B正确；温度影响酶的活性，则果醋的发酵周期与实验设定的温度有密切关系，C正确；气体入口管通入液面以下，气体出口管在液面以上，不能交换使用，D错误。 【答案】 ABC,3(2018江苏省如皋市高三上学期开学考试)下列有关果酒、果醋和腐乳制作的说法，正确的是( ) A腐乳制作中加料酒主要是为了灭菌，避免腐乳变质 B制作腐乳时，发酵温度应控制在25 ，以利于毛霉繁殖 C在酒精发酵旺盛时，醋酸杆菌能将果汁中的糖发酵为醋酸 D在果醋发酵过程中，应持续通入无菌空气，以利于醋酸菌的代谢,【解析】 腐乳制作中加料酒主要是为了调节腐乳的风味，同时可以杀菌，避免腐乳变质，A错误；制作腐乳时，发酵温度应控制在15 18 ，B错误；醋酸菌是嗜氧菌，也是嗜温菌(3035 )，而酒精发酵旺盛时是无氧环境，且温度相对较低(1825 )，因此酒精发酵旺盛时醋酸杆菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸，C错误；醋酸菌是嗜氧菌，因此在果醋发酵过程中，适时通过充气口充入氧气，有利于醋酸菌的代谢，D正确。 【答案】 D,4(2018江苏徐州市高三模拟)下列有关果酒、果醋、腐乳、泡菜制作的叙述，正确的是( ) A果酒、果醋、腐乳及泡菜中的乳酸都是微生物无氧呼吸的产物 B果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制成果醋 C腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与，如毛霉 D泡菜泡制的时间越长，亚硝酸盐含量越高，可用比色法测定其含量,【解析】 果酒制作过程中产生的是酒精，而不是乳酸，A错误；果酒制成后除需转移到温度较高环境外，还需醋酸杆菌且需在有氧环境中才可制作果醋，B错误；毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，C正确；随发酵进行，亚硝酸盐含量先逐渐增加，后又逐渐降低，用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定，D错误。 【答案】 C,5(2017全国卷)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题： (1)该实验的自变量是_、_。 (2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是_。,(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情