2012届高三生物一轮复习 专题1 传统发酵技术的应用精品学案 新人教版选修1

用心 爱心 专心1 专题专题 1 1 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用 高考目标导航 1 运用发酵技术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 基础知识梳理 一 与传统发酵有关的几类微生物的比较 酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌 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 主要用途酿酒 发酵酿醋制作腐乳制作酸奶 泡菜 二 果酒和果醋的制作 1 果酒和果醋的制作原理及发酵技术比较 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 利用醋酸菌在氧气 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 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 10d 12d7d 8d 2 果酒和果醋的制作流程 挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 醋酸发酵 果酒 果醋 三 腐乳的制作 1 原理 用心 爱心 专心2 1 菌种 在多种微生物的协同作用下进行 期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要型 2 菌种作用特点 2 流程 让豆腐上长出毛菌 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 3 影响腐乳品质的条件 1 卤汤配制 卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的 加酒既抑制微生物的生长 又能使腐 乳具有独特的香味 香辛料不但能调制腐乳的风味 还具有防腐杀菌作用 2 材料用量 控制盐的用量 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 酒的含量一般控制在 12 左右 四 制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量 1 泡菜制作 1 所需菌种 乳酸菌 异养厌氧型 反应原理 2 操作关键 泡菜坛的选择 火候好 无裂纹 无砂眼 坛沿深 盖子吻合好 腌制的条件 控制腌制的时间 温度和食盐的用量 防止杂菌污染 严格密封 2 测定亚硝酸盐的含量 1 亚硝酸盐危害 当摄入总量较多时 可引起中毒或死亡 在特定条件 适宜温度 pH 和微生物作用 下 亚硝酸盐可以转变成致癌物 亚硝胺 用心 爱心 专心3 要点名师透析 一 微生物发酵过程中的操作关键 1 果酒和果醋的制作 1 选用新鲜葡萄 榨汁前先冲洗后除去枝梗 2 防止发酵液被污染 清洗榨汁机并晾干 发酵瓶用体积分数为 70 的酒精消毒 或用洗洁精洗涤 封闭充气口 3 严格控制发酵条件 控制时间与温度 适时充气 2 腐乳制作 1 控制好材料用量 特别是盐和酒的用量 2 防止杂菌污染 控制好发酵条件 3 泡菜制作 1 选择气密性好的泡菜坛 2 控制好腌制的条件 二 泡菜的制作及亚硝酸盐含量的测定 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 发酵中期最多 乳酸抑制其他菌活动 积累增多 pH 下 降 下降 发酵后期减少继续增多 pH 继下降至相对稳 用心 爱心 专心4 续下降定 2 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的流程 典例 下列有关果酒发酵 果醋发酵 腐乳制作前期发酵的比较 不正确的是 A 都可以使用自然界微生物作为菌种 B 发酵的实质都是微生物的无氧呼吸 C 控制的发酵温度 培养基成分有所不同 D 发酵过程中必须尽可能防止杂菌污染 解析 果酒发酵 果醋发酵和腐乳制作的主要微生物分别是酵母菌 醋酸菌和毛霉 它们都是自然界中的微生物 B 项中只有果酒的发酵实质是微生物的无氧呼吸 其他都是有 氧呼吸 C 项果酒的适宜发酵温度是 18 25 培养基主要是葡萄汁 果醋发酵的适宜 温度是 30 35 培养基中主要含乙醇 腐乳制作中毛霉生长的适宜温度是 15 18 培养基中的成分主要为豆腐中的蛋白质和脂肪等 D 项果酒发酵 果醋发酵 腐乳制作前 期发酵中都要尽可能防止杂菌污染 答案 B 感悟高考真题 1 2011 江苏高考 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 用心 爱心 专心5 解析 A 项 果醋制作所需要的适宜温度最高 为 30 35 B 项 果醋发酵为有 氧发酵 缺氧时醋酸菌的生长 增殖都会受到影响 C 项 使用的菌种分别是酵母菌 醋酸 菌和毛霉等 D 项 酵母菌和毛霉是真菌 醋酸菌是细菌 它们都具有细胞壁 核糖体 DNA 和 RNA 答案 D 2 2010 北京高考 在家庭中用鲜葡萄制作果酒时 正确的操作是 让发酵装置接受光照 给发酵装置适时排气 向发酵装置通入空气 酵母菌装置放在 45 处 解析 在无氧条件下 酵母菌能进行酒精发酵 发酵装置不需要接受光照 发酵时也 不能通入空气 一般将发酵温度控制在 18 25 答案 B 3 2010 广东高考 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 10 恰当的做法是 A 加入适量的酵母菌 B 一直打开阀 b 通气 C 一直关紧阀 a 偶尔打开阀 b 几秒钟 D 把发酵装置放到 4 冰箱中进行试验 解析 本题主要考查学生的理解能力 果酒的制备过程中先让酵母菌在有氧条件下迅 速扩增 再让酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精 答案 AC 4 2010 江苏高考 右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 和 都只能发生在缺氧条件下 B 过程 和都 只发生在酵母细胞的线粒体中 C 过程 和 都需要氧气的参与 D 过程 所需的最适温度基本相同 解析 本题考查果酒果醋制作过程的反应条件等的区别 过程有氧无氧条件均可以 发生 过程只能发生在无氧条件下 A 项错误 在酵母菌细胞质基质中进行 在酵母 菌线粒体内进行 B 项错误 为有氧呼吸第二 三阶段 需要氧气参与 需要氧气参与 C 项错误 过程 为酵母菌的呼吸作用 最适宜温度约为 20 C 左右 的最适宜 用心 爱心 专心6 温度为 30 35 C D 项错误 答案 C 5 2009 浙江高考 生物技术实践 模块 请在标有序号的空白处填空 并将序号及相应答案写在答题纸上 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 氧气 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 N 1 萘基乙二胺偶联成 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 答案 1 糊精 碘液 KI I2溶液 酵母 发酵过程中会产生 大量 CO2 使瓶内压力升高而可能引起爆裂 醋化醋杆 需要消耗 2 乳酸 或有机酸 光电 比色 紫红 作为对照 6 2009 全国高考 下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述 错误的是 A 发酵时需不断通入无菌空气 否则会积累乳酸 B 发酵时常采用的培养基伟液体天然培养基 C 从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产 D 当菌体生长进入稳定期时 补充营养物可提高谷氨酸产量 解析 发酵工程生产谷氨酸 溶氧不足 会产生乳酸或琥珀酸 培养基通常有豆饼的 水解液 玉米浆 尿素 磷酸氢二钾 氧化钾 硫酸镁 生物素等配制而成 呈液体状态 因此是液体天然培养基 从自然界分离的野生型菌株 产量一般都比较低 不能满足工业上 的需要 通常都要用人工诱变的方法处理 使菌种产生突变 再从中筛选出符合要求的优良 菌种 才能用于生产 当菌体生长进入稳定期时 要及时补充营养物以满足菌体的营养需求 以提高谷氨酸的产量 故 C 不正确 用心 爱心 专心7 答案 C 考点模拟演练 一 选择题 1 下列有关果酒 果醋和腐乳制作的叙述 正确的是 A 参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体 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作果醋 C 在腐乳制作过程中起作用的主要是毛霉 D 在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐减少盐量 解析 参与果酒发酵的酵母菌是真核生物 有线粒体 参与果醋发酵的醋酸菌是原核 生物 无线粒体 果酒制成后需将装置转移至温度较高的环境中同时要通入无菌空气 再制 作果醋 在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐增加盐量 答案 C 2 下列有关生物技术实践的叙述 不正确的是 A 制作果酒时瓶口密闭 而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡 B 制作腐乳时 加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长 C 变酸的酒表面的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的 D 用传统的发酵技术制葡萄酒必须添加酵母菌菌种 解析 用传统的发酵技术制葡萄酒所需的酵母菌菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵 母菌 不需添加酵母菌菌种 答案 D 3 用酵母菌酿酒的主要阶段为 加料 接种 通气培养 密封发酵 从接种后到密封前 这一阶段 酵母菌种群数量变化的曲线为 解析 从接种后到密封前 由于通气 酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖 当 O2耗尽时 酵母菌不再繁殖 种群数量呈 S 型曲线增长 答案 C 4 下列有关果酒 果醋的制作和腐乳制作的说法 正确的是 A 腐乳制作有多种微生物参与 其中起主要作用的是根霉 B 含水量为 50 左右的豆腐适于制作腐乳 用心 爱心 专心8 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 果汁发酵后是否有酒精产生 可以用嗅气味的办法来检验 解析 腐乳制作起主要作用的是毛霉而不是根霉 含水量为 70 左右的豆腐适于制作 腐乳 醋酸杆菌将果汁中的糖发酵为醋酸是有氧环境 而酒精发酵旺盛是无氧环境 果汁发 酵后是否有酒精产生 可以用酸性重铬酸钾检验或嗅是否有酒精气味 答案 D 5 很多东北人冬季喜欢腌制酸菜 在腌制初期 将菜坛子加满水密封 其原因是 A 防止水分蒸发 B 防止菜叶萎蔫 C 防止产生的乳酸挥发 D 有利于乳酸菌在无氧条件下发酵 解析 酸菜的制作主要靠乳酸菌的发酵作用 在无氧条件下 乳酸菌产生乳酸 故在 腌制初期 将菜坛子注满水密封 以提供一个无氧环境条件 答案 D 6 2011 广州模拟 关于醋酸菌的叙述 正确的是 A 醋酸菌为严格的好氧菌 B 醋酸菌在有氧和无氧的条件下都能生存 C 醋酸菌能形成芽孢 D 醋酸菌能将淀粉分解为醋酸 解析 醋酸菌是一种好氧型细菌 只有当氧气充足时 才能进行旺盛的生理活动 短 时间无氧便会引起醋酸菌的死亡 所以醋酸菌进行严格的有氧呼吸 醋酸菌不能形成芽孢 醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸 当缺少糖源时 醋酸菌将乙醇变为乙醛 再将乙醛 变为醋酸 但不能将淀粉分解成醋酸 答案 A 7 在一普通锥形瓶中 加入含有酵母菌的葡萄糖溶液 如下面左图 在右图的相关坐标 曲线图中 正确的是 A B C D 解析 开始时锥形瓶中有氧气存在 所以酒精浓度是零 很快氧气消耗尽 酒精浓度 增加 但葡萄糖是有限的 最后被消耗尽 酒精浓度不会继续增加 由于发酵过程中产生 用心 爱心 专心9 CO2 故会导致 pH 下降 答案 C 8 2011 南京调研 某同学在制作腐乳的过程中 发现豆腐腐败变质 下列不属于其原 因的是 A 用盐腌制时 加盐量太少 B 用来腌制腐乳的玻璃瓶 没有用沸水消毒 C 制作卤汤时 料酒加的量较多 D 装瓶后 没有将瓶口密封 解析 本题考查影响腐乳品质的因素 豆腐腐败变质是杂菌繁殖造成的 用来腌制腐 乳的玻璃瓶 没有用沸水消毒 装瓶后 没有将瓶口密封 用盐腌制时 加盐量太少或制作 卤汤时加料酒量太少都会致使杂菌大量繁殖 相反 如果料酒加入过多 不会致使杂菌大量 繁殖 答案 C 9 2011 南通模拟 果酒和果醋制作过程中 发酵条件的控制至关重要 相关措施正确 的是 A 葡萄汁要装满发酵瓶 造成无氧环境 有利于发酵 B 在葡萄酒发酵过程中 每隔 12 h 左右打开瓶盖一次 放出 CO2 C 果酒发酵过程中温度控制在 30 果醋发酵过程中温度控制在 20 D 在果醋发酵过程中 要适时通过充气口充气 有利于醋酸菌的代谢 解析 本题考查果酒和果醋的制作条件 葡萄汁装入发酵瓶时 要留约 1 3 的空间 在葡萄酒发酵过程中 每隔 12 h 左右拧松瓶盖一次 放出 CO2 注意不能打开瓶盖 防止杂 菌污染 果酒发酵过程中温度控制在 18 25 果醋发酵过程中温度控制在 30 35 果 醋发酵是需氧发酵 发酵过程中要适时通过充气口充气 答案 D 10 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 香辛料可以调制腐乳的风味 也具有防腐杀菌的作用 我们可根据自己的口味 来配制卤汤 但并不是卤汤中香辛料越多 口味就越好 答案 D 11 下列是有关腐乳制作的几个问题 其中正确的是 腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理 起主要作用的微生物是青霉 曲霉和毛 用心 爱心 专心10 霉 含水量为 70 左右的豆腐适于作腐乳 用含水量过高的豆腐制腐乳 不易成形 且不 利于毛霉的生长 豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝 严格地说是直立菌丝 豆腐中还 有匍匐菌丝 决定腐乳特殊风味的是卤汤 腐乳的营养丰富 是因为大分子物质经过发 酵作用分解成小而且易于消化的物质 卤汤中含酒量应该控制在 21 左右 酒精含量过高 腐乳成熟的时间会延长 含量过低 不足以抑制微生物的生长 A B C D 解析 本题主要考查对实验操作的理解 腐乳制作的前期发酵中有许多微生物参与 但起主要作用的是毛霉 含水量为 70 的豆腐适于毛霉迅速生长出直立菌丝 在豆腐内长出 匍匐菌丝 含水量过高则不利于毛霉的生长和豆腐的成形 豆腐经发酵后大分子蛋白质变成 了易于消化的小分子物质 卤汤的特点决定了腐乳的风味 但不论卤汤中各种香辛料怎么变 化 酒的含量都需保持在 12 左右 答案 B 12 图甲是果醋发酵装置 发酵初期不通气 溶液中有气泡产生 中期可以闻到酒香 后期接种醋酸菌 适当升高温度并通气 酒香逐渐变成醋香 图乙中能表示整个发酵过程培 养液 pH 变化的曲线是 A B C D 解析 在果醋发酵过程中 首先瓶中进行的是有氧呼吸产生 CO2 使 pH 下降 一段时 间后氧气消耗殆尽开始进行无氧呼吸 也可产生 CO2 使 pH 下降 最后进行醋酸发酵生成醋 酸 会使 pH 迅速下降 所以培养液中 pH 一直降低 如曲线 所示 答案 B 13 下列有关生物技术的叙述 不正确的是 A 制作果醋时 必须向发酵装置不断地补充无菌空气 以保证醋酸菌的生长 B 制作腐乳时 加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长 C 变酸的酒表面的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的 用心 爱心 专心11 D 用传统的发酵技术制葡萄酒必须添加酵母菌菌种 解析 用传统的发酵技术制葡萄酒所需的酵母菌菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵 母菌 不需添加酵母菌菌种 答案 D 14 下列关于酵母菌 醋酸菌 乳酸菌和毛霉的叙述中 不正确的是 A 只有酵母菌能进行无氧呼吸 B 利用酵母菌制作果酒时 前期需要氧气 后期不需要氧气 C 毛霉和酵母菌与醋酸菌和乳酸菌相比 细胞中有以核膜为界限的细胞核 D 制作腐乳时 是利用毛霉等产生的蛋白酶和脂肪酶等将豆腐中的大分子物质分解成小 分子物质 解析 题中的四种微生物分别是用来制作果酒 果醋 泡菜和腐乳 其中酵母菌属于 兼性厌氧微生物 果酒发酵的第一阶段酵母菌需要进行有氧呼吸 以进行大量增殖 但后期 需要进行无氧呼吸 酵母菌和毛霉属于真核生物 细胞中有以核膜为界限的细胞核 而其他 两种微生物属于原核生物 毛霉可以产生蛋白酶 脂肪酶等 能将蛋白质和脂肪等大分子物 质分解成小分子物质 因为乳酸菌也进行无氧 呼吸 所以 A 错 答案 A 15 下图为泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化的曲线 正确的是 解析 泡菜的制作过程中亚硝酸盐的含量先增加后减少 答案 C 二 非选择题 16 2011 淄博检测 某班同学用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒 其简要流程如下 新鲜苹果清洗干净去掉果核榨汁机榨汁果汁从成品果酒中分离酵母菌固定化酵 扩大培养 母菌细胞发酵果酒 1 实验过程中 该小组同学发现榨取的果汁非常浑浊 解决的方法是 用心 爱心 专心12 2 分离酵母菌应使用 培养基 固定化酵母细胞常采用 法 若想使这些 酵母细胞能反复使用 实验过程中一定要注意 3 在酸性条件下 可用 来检测发酵产物中是否有酒精产生 若想进一步检测所 得果酒中酵母菌的密度 可采用 法 4 发酵完成后 该班同学制作的果酒品质非常好 为方便后续年级使用 可将菌液 保存 5 另一个班的同学用葡萄制做的果酒酒味醇正 放置一段时间后 发现果酒带有明显的 酸味 请分析出现酸味的原因 解析 1 实验过程中 榨取的果汁浑浊 用果胶酶处理可使浑浊的果汁变得澄清 2 分离酵母菌应用选择培养基 固定化酵母细胞常采用包埋法 若想使这些酵母细胞能 反复使用 实验过程中一定要注意无菌条件 避免微生物的污染 3 在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色 故可以用重铬酸钾来检验是否有酒 精产生 若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度 可采用稀释涂布平板法 4 发酵完成后 该班同学制作的果酒品质非常好 为方便后续年级使用 可将菌液转移 到甘油中 与甘油充分混匀后 放在 20 的冷冻箱中保存 这是常用的一种低温保存的方 法 5 果酒保存时 如果密封不严 其他微生物进行有氧呼吸 将果酒转变成果酸 会使果 酒带有明显的酸味 答案 1 用果胶酶处理