【步步高】高考生物一轮复习 第十一单元 第41讲 发酵技术实践教学案 苏教版 (1).docVIP

第41讲发酵技术实践考纲要求1.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。3.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。考点一果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作重要程度：1果酒和果醋制作项目果酒制作果醋制作制作原理利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸反应式c6h12o62c2h5oh2co2能量c2h5oho2ch3coohh2o最适发酵温度1825 3035 对氧的需求前期：需氧后期：不需氧需充足氧制作流程2 腐乳和泡菜的制作(1)腐乳的制作菌种：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。菌种作用特点蛋白质氨基酸小分子肽脂肪甘油脂肪酸批量生产流程接种孢子培养与晾花压坯与装坛。操作要领(2)泡菜的制作所需菌种菌种名称新陈代谢类型反应原理乳酸菌异养厌氧型c6h12o62c3h6o3能量操作关键：配制调料。1 制作果酒使用的葡萄先冲洗，然后再除去枝梗的原因避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。2 制作果酒使用的葡萄不能反复冲洗的原因避免使酵母菌数量减少，发酵周期延长，产生的果酒中酒精含量下降。3 制作腐乳时，所需豆腐的含水量以70%为宜的原因毛霉是异养需氧型生物，若含水量过高，影响毛霉的有氧呼吸；含水量过少，不利于毛霉的生长。4 配制制作腐乳所需的卤汤要加适量的酒(含量为12%左右)的原因目的是抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。酒精过少达不到目的，若过多则会抑制酶的活性，影响腐乳的成熟，同时影响腐乳的风味。5 影响腐乳品质的因素有：盐和酒的含量、香辛料、温度等。6 泡菜制作时选用新鲜蔬菜的原因：若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。7 在实际生产中，控制泡菜腌制的无氧条件应向泡菜坛的凹槽中注满水。易错警示(1)发酵微生物细菌。发酵微生物有的是原核生物，也有的是真核生物，如酵母菌、毛霉等都是发酵常用菌种，为真核生物。(2)酒精发酵为无氧发酵，并不是严格密封。前期通气，利于酵母菌的繁殖；在酵母菌发酵的过程中需封闭充气口，定期打开排气口，排出发酵时产生的co2。1 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答案d解析果酒制作的菌种是酵母菌，酵母菌发酵时，最适温度在1825 ；制作果醋时用到的醋酸菌是一种好氧菌，最适生长温度为3035 ；制作腐乳时主要用的菌种是毛霉，其最适温度在16 左右；酵母菌、醋酸菌和毛霉都具有细胞壁、核糖体、dna和rna，故d正确。2 关于酸奶制作，下列说法正确的是()a含抗生素的牛奶更容易发酵b温度越高，制作酸奶需要的时间越长c牛奶变酸的同时，其中的糖类发生了变化d所有物质都装瓶后再加热灭菌，酸奶凝固的会更好答案c解析制作酸奶时常用乳酸菌，抗生素可以抑制乳酸菌的代谢活动，a错误；参与乳酸菌发酵过程的酶的活性受温度影响，在最适温度时，制作酸奶需要的时间最短，b错误；酸奶制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，故牛奶变酸，c正确；消毒灭菌工作应在装瓶前进行，确保乳酸菌的活性不受影响，d错误。3 图1是果酒和果醋制作的实验流程，图2是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：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵 果酒 果醋图1(1)完成图1中的实验流程。(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装置中的充气口在_时关闭，在_时连接充气泵，并连续不断地向瓶内_。(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)写出与(4)题有关的反应方程式：_。(6)若果汁中含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？并说明原因。_。(7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在_。醋酸发酵时温度一般应控制在_。(8)果酒制作完成后，可以用_来检测酒精的生成，在酸性条件下，酒精与之反应呈现_色。答案(1)醋酸发酵(2)洗去浮尘反复冲洗(3)果酒发酵果醋发酵泵入空气(氧气)(4)酵母菌co2(含氧量少的)空气和co2(5)c6h12o62c2h5oh2co2能量、c2h5oho2ch3coohh2o能量(6)不能。因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌的生长，且醋酸菌的发酵条件是氧气充足(7)1825 3035 (8)重铬酸钾灰绿解析(1)酒精发酵后可进行醋酸发酵。(2)冲洗的主要目的是洗去浮尘，不能反复冲洗，以防止菌种流失。(3)酵母菌是兼性厌氧型微生物，有氧时：c6h12o66o26co26h2o能量；缺氧时：c6h12o62c2h5oh2co2能量，因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。果醋发酵的反应式为c2h5oho2ch3coohh2o能量。(4)在果酒制作过程中排气口排出的是co2，而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌，需要连续泵入空气，因此排气口排出的既有co2，又有含氧量较低的空气。(6)醋酸菌发酵的条件是氧气充足，在果酒发酵旺盛时的缺氧环境下能抑制醋酸菌生长，所以醋酸菌不能将果汁中的糖类发酵为醋酸。(7)醋酸菌和酵母菌正常生长都需要一定的温度，在适宜温度时可得到较多代谢产物。(8)在酸性条件下，酒精与重铬酸钾发生颜色反应呈现灰绿色。发酵技术中常用菌种的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代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧无氧生长适宜温度1825 3035 16 左右室温生产应用酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜考点二亚硝酸盐及其含量的测定重要程度：1 原理：亚硝酸盐与显色剂(n1萘基乙二胺溶液和对氨基苯磺酸溶液等体积混合)反应生成有色化合物，通过比色可以粗略地检测亚硝酸盐的含量。2 操作步骤配制试剂样品处理配制系列浓度亚硝酸钠标准溶液样品测定：与标准显色液比较计算亚硝酸盐的含量1泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有氧气，乳酸菌活动受到抑制)少增加(硝酸盐还原菌作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累增多，ph下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸积累，ph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)2乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线1 某兴趣小组就“食盐浓度和发酵时间对泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的影响”开展了研究。请帮他们完成此探究实验。(1)实验原理：在酸性条件下，亚硝酸盐可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_色化合物。用_法可估算亚硝酸盐含量，用_可进行定量测定亚硝酸盐含量。(2)实验材料：盐、水、白萝卜。不选用胡萝卜作为材料的原因是_。(3)实验步骤：第一步：泡菜制作选取1、2号两只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜白萝卜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的5%和10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。第二步：亚硝酸盐含量测定封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，作为第1天数据，以后每天进行定时测定，两周后不再测定。某同学用亚硝酸钠标准溶液和分光光度计制作出如图所示的标准曲线。某天从某泡菜坛中所取样品经处理后经分光光度计测定，od值为0.026 9，根据标准曲线得到的亚硝酸盐为(保留一位小数)_ g/ml，已知其所取样品为25 g泡菜(m1)，样品处理液总体积为500 ml(v1)，测定用样品液体积是10 ml(v2)，测定用样品液加显色液处理定容后体积为25 ml，经计算这坛泡菜中亚硝酸盐含量(x1)为_mg/kg。(4)实验结果及分析(如图所示)：根据图中数据，可知在腌制过程中的第_天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值，若要食用，最好在第_天后比较好。两坛相比，_号坛泡菜更适于食用。答案(1)玫瑰红比色分光光度计(2)胡萝卜中的色素影响测定(3)0.210(4)3112解析亚硝酸盐的含量变化都表现为先增加后下降的趋势(这是由于在开始腌制泡菜时，坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随着腌制时间的增加，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受影响，造成泡菜中亚硝酸盐含量又有所下降)。亚硝酸盐可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化合物，用比色法可估算亚硝酸盐含量，用分光光度计可进行定量测定亚硝酸盐含量。胡萝卜中含有色素可能会影响其测定，所以不能用。od值为0.026 9时，根据标准曲线得到的亚硝酸盐为(保留一位数)0.2 g/ml，已知其所取样品为25 g 泡菜(m1)，样品处理液总体积为500 ml(v1)，测定用样品液体积是10 ml(v2)，测定用样品液加显色液处理定容后体积为25 ml，经计算这坛泡菜中亚硝酸盐含量(x1)为10 mg/kg。根据图中数据，可知在腌制过程中的第3天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值，若要食用，最好在第11天后比较好。两坛相比2号坛泡菜更适于食用。高考模拟提能训练高考题组1 (2013江苏卷，14)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是()a酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高b先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵c与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好d适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖答案d解析醋酸菌是嗜温菌，果醋发酵所需的最适温度较高，a错误；进行果酒、果醋发酵实验，要先隔绝空气进行果酒发酵，再供氧进行果醋发酵，b错误；人工接种的菌种品质更好，且不容易存在杂菌污染，故c错误；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，d正确。2 (2012海南卷，30)回答下列关于腐乳制作的问题。(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是_，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为_和_；其产生的_能将豆腐中的脂肪水解为_和_。(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制_生长。(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐杀菌作用外，还能使腐乳具有独特的_。答案(1)毛霉小分子的肽氨基酸脂肪酶甘油脂肪酸(2)微生物(3)风味解析(1)腐乳是以豆腐为原料，在毛霉以及多种微生物参与下发酵而制成的食品，富含易被人体吸收的多种营养物质，如多肽、氨基酸等。腐乳制作过程中，豆腐中的蛋白质在蛋白酶的作用下被水解为小分子的肽和氨基酸；脂肪在脂肪酶的作用下被分解为甘油和脂肪酸。(2)在发酵完成后的腌制过程中，盐能抑制微生物的生长，防止豆腐块腐败变质。(3)卤汤除能防腐杀菌外，还可使腐乳具有独特的风味。模拟题组3 如图装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述中，不正确的是()a乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作b利用装置甲制作腐乳时，应随着豆腐块层数的加高而增加盐量c用装置乙制作果酒时温度应控制在30 左右，制作果醋时应适当降温d装置乙的排气口是一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染答案c解析用装置乙制作果酒时温度应控制在1825 ，制作果醋时温度控制在3035 。4 如图甲是以苹果为原料生产果醋的生产工艺，乙曲线表示温度、酒精度对醋酸发酵的影响，请分析回答下列问题：(1)酒精发酵的适宜温度为1825 ，温度过高，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是_。(2)酒精发酵转入醋酸发酵时，酒精度范围为_，并将温度控制在_ 左右，此外还需调整的发酵条件是_。(3)发酵初期溶液中有气泡产生，气泡的成分是_。在整个发酵过程中ph的变化趋势是_。(4)调整糖度，是为了给酵母菌提供丰富的_。为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，除接入合适的菌种外，还应对原料和装置进行_。答案(1)温度过高，影响酶的活性(2)6.06.5%3035通入无菌空气(3)co2逐渐下降(4)碳源(或能源)消毒和灭菌解析(1)温度过高，影响酶的活性，酵母菌代谢减慢甚至死亡。(2)酒精发酵转入醋酸发酵时，酒精度范围为6.06.5%，并将温度控制在3035 左右，此外还需通入无菌空气。(3)发酵初期溶液中有气泡产生，气泡是co2。在整个发酵过程中ph逐渐下降。1 下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述中，错误的是()a果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同b制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒c变酸果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌的菌落d果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同的发酵条件答案a解析果酒发酵利用的是酵母菌，酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，果醋发酵利用的是醋酸菌，醋酸菌的代谢类型是异养需氧型。2 以下关于发酵技术实践的描述，正确的是()a酿酒过程中密封的时间越长，酵母菌产生的酒精量就越多b酵母菌和醋酸菌所需的发酵底物、条件相同c制作腐乳时需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质d制作泡菜时，乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸和co2答案c解析酵母菌产生的酒精量并不与密封时间成正比；醋酸菌所需的发酵条件是通入氧气，温度控制在3035 ，而酵母菌所需的发酵条件是无氧，温度控制在1825 ；制作泡菜时，乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸，不产生co2。3 与酵母菌相比，醋酸菌具有的特点是()a无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量b无核糖体，只能依靠宿主细胞合成蛋白质c无细胞核，只能通过出芽生殖方式繁殖后代d无染色体，只能在dna水平上产生可遗传的变异答案d解析醋酸菌是原核生物，没有染色体，所以其可遗传变异的来源只有基因突变，d项正确。醋酸菌无线粒体，但其属于好氧菌，仍进行有氧呼吸；醋酸菌属于细菌，其细胞分裂的方式为二分裂；醋酸菌和酵母菌中都有核糖体。4 下图是两位同学制作果酒和果醋时使用的装置。同学甲：用a(带盖的瓶子)装置制作葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在1825 ，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次(注意不是打开瓶盖)，之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在3035 ，进行制作果醋的发酵。同学乙：用b装置，温度控制与同学甲相同，不同的是制作果酒阶段除充气口用夹子夹紧外，排气口的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12 h 左右松一松夹子放出多余的气体，制作果醋阶段适时向充气口充气。经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题：(1)从制作果酒和制作果醋两阶段对装置的处理方式判断，酵母菌和醋酸菌的异化作用类型依次是_。(2)同学甲在制作果酒阶段，每隔12 h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开瓶盖，这样做的目的是_。用反应式表示用果酒制作果醋的过程_。(3)b装置中排气口要通过一个长而弯曲的橡胶管与瓶身相连，这样做的原因是_。(4)制作果酒时要将温度控制在1825 ，而制作果醋时要将温度控制在3035 ，原因是_。答案(1)兼性厌氧型、需氧型(2)在制作果酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖涨破，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入c2h5oho2ch3coohh2o能量(3)防止杂菌的污染(4)1825 是酵母菌生长和发酵的最适温度，3035 是醋酸菌生长和发酵的最适温度5 腐乳，又称豆腐乳，是我国著名的民族特产发酵食品之一。其滋味鲜美，酱香宜人，制作历史悠久，品种多样，主要有红方腐乳、酱腐乳和白腐乳等，而红曲酱腐乳既具有红方腐乳适宜的天然红曲色泽，又具有酱腐乳特有的浓郁的酱香味，深受人们的喜爱，具有广阔的市场前景。某兴趣小组按照以下工艺流程制作红曲酱腐乳，请据图回答下列问题：毛霉孢子悬浮液 红曲酱卤 豆腐切块接菌搓毛腌坯装坛兑汤发酵 成品(1)现代科学研究表明，许多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是_，它是一种丝状真菌。(2)传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自_。而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以_。(3)搓毛是将长满菌丝的白坯用手指轻轻揩抹一遍，让菌丝裹住坯体，其目的是_。(4)在逐层加盐腌坯的过程中，随层数的加高而_盐量，接近瓶口处要_铺一些。(5)红曲酱卤是红曲、面酱、黄酒按一定的比例配制而成的，加入黄酒的作用是_。答案(1)毛霉(2)空气中的毛霉孢子避免其他菌种的污染，以保证腐乳的质量(3)防止腐乳烂块(4)增加多(5)可以抑制微生物的生长，能使腐乳具有独特的香味解析(1)豆腐发酵有多种微生物参与，其中毛霉起主要作用，毛霉是一种丝状真菌。(2)传统制作中，豆腐上的毛霉来自空气中的毛霉孢子，现代腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，以避免其他菌种的污染，保证腐乳的质量。(3)搓毛促进毛霉覆盖整块腐乳，以防止其他微生物的污染导致腐乳烂块。(4)加盐的作用是析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，在后期制作中不会过早酥烂。同时盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。(5)加酒可以抑制微生物的生长，以防腐乳烂块，同时能使腐乳具有独特的香味。6 家庭中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。密封泡菜坛的原因是：_；_。(2)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是_。(3)加入“陈泡菜水”的作用是_。(4)制作泡菜的过程中，有机物的干重将_；菜坛内有机物的种类将_。(5)乳酸菌与酿制果醋的菌种在代谢方式上的主要区别是_。(6)有位同学在家制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是_。答案(1)消毒乳酸菌是厌氧微生物，密封后造成缺氧环境防止杂菌进入(2)大量的食盐抑制了乳酸菌发酵(大量的食盐杀死了乳酸菌)(3)提供乳酸菌菌种(接种)(4)减少增加(5)乳酸菌是厌氧型细菌，醋酸菌是好氧型细菌(6)青霉素杀死了乳酸菌解析(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒。乳酸菌是厌氧生物，泡菜坛密封后造成缺氧环境，同时密封可以防止杂菌进入。(2)制作泡菜时，若放入的食盐过多，抑制了乳酸菌发酵造成泡菜“咸而不酸”。(3)“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌种，制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以实现接种乳酸菌菌种的目的。(4)制作泡菜的过程中，由于乳酸菌呼吸作用的消耗有机物的干重将减少，但坛内有机物的种类将增加。(5)乳酸菌是厌氧型细菌，醋酸菌是好氧型细菌。(6)青霉素可以杀死乳酸菌，故制作泡菜时加入了青霉素，会造成发酵失败。7 在生物世界，微生物虽然显得过于微小，但在自然界却作用非凡，在食品生产中的应用更是十分广泛。请回答下列问题：(1)利用苹果、梨、葡萄等水果制作果酒时，其发酵阶段所需的菌种是_；在产生酒精时要控制的必要条件是_，此时发酵作用的反应式是_。(2)图甲代表该发酵装置，如果发酵后期，通气口的开关被打开，一段时间后果酒变酸，这是由于酒精在_的作用下生成了_。图乙中能表示该发酵过程培养液ph变化的曲线是_。(3)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来自_。制作腐乳的卤汤中通常要加入料酒、黄酒等，含量一般控制在12%左右，其目的是_。(4)某同学用甘蓝为原料制作泡菜，将甘蓝分组并置于不同温度下3 d，检测生成乳酸的含量，结果如下表：温度()1626313543乳酸含量(%)0.811.041.201.120.95根据上述数据可以得出的结论是_。本实验中所用的盐水需要先煮沸，再冷却后才可以使用，是因为_。答案(1)酵母菌无氧(密闭、密封)c6h12o62c2h5oh2co2能量(2)醋酸菌醋酸(3)空气中的毛霉孢子抑制微生物的生长，同时使腐乳具有独特的香味(4)温度会影响乳酸菌发酵产生乳酸；31 左右乳酸菌发酵产生乳酸的含量最高加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响8 某综合实践活动小组进行了“探究泡菜在腌制过程中亚硝酸盐的含量变化”的实验。下图为泡菜的制作及