高考生物一轮总复习第1讲　传统发酵技术的应用

第1讲传统发酵技术的应用考纲要求核心素养1.运用发酵加工食品的基本方法2利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用3测定食品加工中可能出现的有害物质生命观念通过分析发酵菌种的结构和功能，建立结构和功能相适应的生命观念。科学思维通过综合比较制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作原理和过程，培养学生比较分析问题的能力。果酒与果醋的制作授课提示：对应学生用书第183页基础突破抓基础，自主学习1制作原理与条件果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌原理无氧呼吸产生酒精(1)O2、糖源充足：糖醋酸(2)有O2、无糖：乙醇乙醛醋酸条件温度1825 最适为3035 空气前期：需氧后期：不需氧需充足的氧气时间1012 d78 d2.制作流程重难突破攻重难，名师点拨1发酵装置的设计(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，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。(2)果酒和果醋的发酵装置及各个部件的作用装置图结构目的充气口醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；制酒时关闭充气口排气口用来排出CO2长而弯曲的胶管防止空气中微生物的污染出料口便于取料，及时监测发酵进行的情况2.果酒和果醋制作成功的关键点项目说明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防止发酵液被污染榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒清洗葡萄时要先清洗后除枝梗发酵瓶排气管用长而弯曲的胶管不用直管3.果酒、果醋发酵条件的控制(1)葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。(2)严格控制温度：1825 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵，3035 利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。(3)充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。题型突破练题型，夯基提能1下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的相关叙述，错误的是()A葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3的空间B用清水冲洗葡萄除去污物时，应反复多次冲洗C制葡萄酒的过程中，需将时间控制在1012 dD制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在78 d解析：葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，既有利于酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生的大量二氧化碳造成果汁溢出；制作葡萄酒所用的菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，所以，对选择的葡萄应冲洗12次，清除污物即可；酵母菌的最适发酵温度为1825 ，发酵1012 d即可完成；醋酸菌的最适生长温度为3035 ，时间一般控制在78 d。答案：B2如图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。(1)图1中的实验流程应填入_。(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，并不断向内泵入空气。(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是_，为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？_。(5)在用玻璃瓶发酵生产时，必须对玻璃瓶用_进行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不应超过玻璃瓶体积的_。解析：(1)图1方框中的内容是醋酸发酵。(2)冲洗的主要目的是洗去污物；冲洗应先冲洗后去梗，特别注意不能反复冲洗，以防止表皮菌种的流失。(3)果酒发酵是在无氧环境中进行的，而果醋的制作是在有氧环境中进行的。(4)酵母菌无氧呼吸时，除了产生酒精，还会释放CO2，因此排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌产生的CO2。为了避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止被空气中的微生物污染)，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接。(5)用玻璃瓶进行酒精发酵生产时，必须对玻璃瓶用体积分数为70%的酒精溶液进行消毒。发酵装置内加入葡萄汁后留约1/3的空间，目的是有利于酵母菌有氧呼吸从而快速繁殖，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。答案：(1)醋酸发酵(2)洗去污物反复冲洗(3)果酒发酵果醋发酵(4)CO2避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止被空气中的微生物污染)(5)体积分数为70%的酒精溶液2/3腐乳与泡菜的制作授课提示：对应学生用书第184页基础突破抓基础，自主学习1腐乳的制作(1)菌种：主要是毛霉。(2)原理蛋白质肽、氨基酸；脂肪甘油脂肪酸。(3)腐乳制作流程2泡菜的制作(1)菌种及来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。(2)制作原理发酵实质：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)。(3)制作流程及注意事项：3亚硝酸盐含量的测定(1)测定原理：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)测定操作：配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色。重难突破攻重难，名师点拨1影响腐乳品质的因素(1)含水量：豆腐含水量以70%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。(2)盐的用量：制作时，应逐层加盐，近瓶口处盐要铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。盐的浓度过高，会影响口味。盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，腐乳易腐败变质。(3)酒的用量：卤汤中酒的含量应控制在12%左右。酒精含量过高，对蛋白酶的抑制作用较强，会使腐乳成熟时间延长。酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易腐败变质。(4)发酵的温度：前期发酵温度应保持在1518 ，利于毛霉生长。(5)香辛料：具有调味和防腐杀菌的作用，也会影响腐乳的风味和质量。2泡菜腌制中乳酸菌、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)变化曲线注意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3.测定亚硝酸盐含量的实验中所用试剂及其作用试剂作用对氨基苯磺酸与亚硝酸盐发生重氮化反应盐酸调节pH呈酸性、溶解对氨基苯磺酸N1萘基乙二胺盐酸盐与重氮化反应的产物结合，生成玫瑰红色染料，作为测定亚硝酸盐含量的指示剂硅胶干燥剂，用于干燥亚硝酸钠干燥后的亚硝酸钠制备相应浓度的标准显色液氯化镉、氯化钡作为亚硝酸盐的提取剂氢氧化钠中和过多的盐酸，用于制备样品处理液氢氧化铝作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清蒸馏水作为溶剂特别提醒1显色反应的生物实验材料最好为白色或浅色，避免产生干扰。2测定亚硝酸盐含量的步骤：酸化重氮化反应显色比色估算。题型突破练题型，夯基提能1下列有关腐乳制作过程相关的操作，叙述错误的是()A为了利于毛霉的生长，豆腐块应整齐排放，保持适当的距离B豆腐块装瓶时，为了避免影响口味，逐层加盐量大致相等C装瓶时，将瓶口通过酒精灯火焰，迅速用胶条密封保存D加入胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等香辛料，调节口味解析：毛霉的代谢类型是异养需氧型，则豆腐块整齐排放时保持适当的距离，有利于毛霉的生长，A正确；腐乳制作过程中，豆腐块装瓶时，要分层摆放并逐层加盐，随着层数的加高，加盐量也增加，B错误；装瓶时，将瓶口通过酒精灯火焰，迅速用胶条密封保存，防止杂菌的污染，C正确；加入胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等香辛料，具有调味和杀菌的作用，D正确。答案：B2下列关于腐乳和泡菜制作的叙述中，正确的是()A主要菌种都是原核生物B制作过程都不必严格无菌操作C所用的装置都需要密封D所用的菌种都需要人工接种解析：制作腐乳主要利用的是真核生物毛霉，A错误；制作过程都不必严格无菌操作，B正确；制作腐乳过程利用了毛霉生长过程产生的酶，毛霉生长在有氧环境中，C错误；这两个制作过程都是利用了空气中的野生微生物，D错误。答案：B随堂巩固达标检测三级训练提速提能授课提示：对应学生用书第185页练小题提速度判断下列说法是否正确1在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，向发酵装置通入空气。()2果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵。()3在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种。()4红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。()5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。()6在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味，还具有防腐杀菌的作用。()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泡菜制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。()9亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，需要在盐酸酸化条件下。()10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。()11对显色反应样品进行目测，可精确算出泡菜中亚硝酸盐的含量。()12配制溶液所用的提取剂为氯化镉和氯化钡。()练真题明方向命题分析1考查特点：全国卷对本部分内容以非选择题的形式考查，高频考点为果酒和果醋的制作原理和制作过程以及注意事项、腐乳的制作技术的过程和注意事项等；2017年全国卷以研究影响豆豉发酵效果的因素为情境，考查了腐乳发酵的原理。2命题趋势：以非选择题形式结合具体实例考查果酒果醋的发酵原理和影响因素、腐乳的制作过程和注意事项等。1(2016高考全国卷)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程在酵母菌细胞的_中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中_(填“含有”或“不含有”)线粒体。解析：(1)图中过程和是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为1825 ，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为3035 ，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含有线粒体。答案：(1)细胞质基质(酸性)重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有2(2017高考全国卷)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，还需要做的事情是_。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为_，脂肪转变为_。解析：(1)该实验的自变量是菌种、发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(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，还需要做的事情是延长发酵时间， 观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。答案：(1)菌种发酵时间(2)好氧菌(3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油填网络串线索填充：无氧呼吸产生酒精醋酸菌酵母菌毛霉等乳酸菌无氧呼吸产生乳酸蛋白酶、脂肪酶课时作业知能提升单独成册单独成册：对应学生用书第312页1(2018湖北八市联考)现代人追求高效率、高品质的健康生活，因此市场上果汁饮料、果酒、果醋越来越受到人们的青睐。请回答：(1)在果酒酿造过程中，发酵罐先_，促进酵母菌大量繁殖，然后密闭，有利于获得更多的酒精产物。若产物中生成了酒精，使用酸性重铬酸钾试剂检验呈现_色；若要测定发酵罐中的酵母菌密度，可以使用血细胞计数板进行计数，为了获得较好的观察效果，需要先对样液进行_处理。(2)在果酒酿造过程中，如果果汁灭菌不严格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为酸？_(填“能”或“不能”)。请说明理由：_。(3)若要提高果醋的产量，发酵过程中关键要提供_、_等条件(答出两点)。(4)在果汁加工过程中，添加_酶可提高出汁率和澄清度。解析：(1)果酒发酵利用的是酵母菌的无氧呼吸产生酒精，在酿酒过程中，发酵罐先通入无菌空气，让酵母菌进行有氧呼吸，促进酵母菌大量繁殖，然后密闭，有利于获得更多的酒精产物。若产物中生成了酒精，可使用酸性重铬酸钾试剂检验，应呈现灰绿色；若要测定发酵罐中的酵母菌密度，可以使用血细胞计数板进行计数，为了获得较好的观察效果，需要先对样液进行稀释处理。(2)果酒发酵为无氧环境，醋酸菌是好氧菌，因此在酒精发酵旺盛时，醋酸菌也不能将果汁中的糖发酵为醋酸。(3)若要提高果醋的产量，发酵过程中关键要提供充足的氧气，控制适宜的温度和pH。(4)植物细胞壁的组成成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可以提高果汁的澄清度和出汁率。答案：(1)通入无菌空气灰绿稀释(2)不能醋酸菌是好氧细菌，而果酒发酵为无氧环境，醋酸菌无法生存(3)有氧环境适宜的温度和pH(4)纤维素酶和果胶2(2018皖南八校联考)中国杏树的栽培已有两千年以上的历史，但对杏果的利用一直停留在鲜食果肉或杏仁上。研究人员不断创新开发，成功酿制出杏果酒，其色泽淡黄、果香浓郁、营养丰富；检测发现果酒中总黄酮达20%，是目前天然可食植物制品黄酮含量最高的饮品，是具有抗癌防衰老功效的功能型饮品。回答下列问题：(1)在酿制杏果酒的开始，一般要先通气，其目的是_。制酒过程中可用_检测酒精的存在。随着酒精度数的提高，果肉中的_也进入发酵液，使杏果酒呈现淡黄色。(2)酿制杏果酒时，不需要对杏果进行严格的消毒处理，这是因为在_。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，分析其原因是_。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是_(填“充足”或“缺少”)糖源。解析：(1)为了增加酵母菌的数量，使酵母菌在有氧条件下大量繁殖，故在酿制杏果酒的开始时一般要先通气。检测酒精用酸性重铬酸钾溶液。随着酒精度数的提高，果肉中的色素也进入发酵液，使杏果酒呈现淡黄色。(2)在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而受抑制，故酿制杏果酒时，不需要对杏果进行严格的消毒处理。(3)空气中含有醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，且最适生长温度为3035 。当缺少糖源时和在有氧条件下，其可将乙醇(酒精)氧化成醋酸。答案： (1)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖酸性重铬酸钾溶液色素(2)缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而受抑制(3)空气中含有醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，最适生长温度为3035 缺少3腐乳是我国民间传统的发酵食品，其味道鲜美，营养丰富，风味独特，易于消化。请回答有关问题：(1)在腐乳的制作中，起主要作用的生物是_，它与乳酸菌在结构上的主要区别是_。(2)腐乳含有丰富的氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子物质，与此有关的物质变化有_；_。参与这些物质变化的酶有_。(3)在腐乳的制作中，卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量应控制在12%左右的原因是_。(4)腐乳以口感好、营养丰富等特点成为人们喜爱的食品之一。下列有关腐乳制备的操作正确的是()A逐层增加盐的用量可以析出豆腐中的水分，也可以防止杂菌污染B制作腐乳时，容器要进行灭菌，装豆腐时操作要缓慢以防止豆腐碎裂C毛霉菌丝大量繁殖时可形成有害的“硬皮”，不能食用D不同颜色的腐乳制备过程有很大不同解析：(1)多种微生物参与豆腐制作，如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉为真核生物，乳酸菌为原核生物，原核生物细胞无核膜包被的细胞核，而真核生物有。(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸，在多种微生物的协同作用下，豆腐变成腐乳。(3)卤汤中酒的含量应控制在12%左右。酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。(4)豆腐坯用食盐腌制可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂，同时，盐能抑制微生物生长，避免豆腐块腐败变质；装豆腐时操作要快速，以防止微生物污染；毛霉菌丝大量繁殖时形成的“硬皮”可以食用；不同颜色的腐乳都是通过发酵制作而成的，制备过程基本相同，只是加入的辅料有所区别。答案：(1)毛霉毛霉有核膜包被的细胞核(2)蛋白质多肽氨基酸脂肪甘油、脂肪酸蛋白酶、脂肪酶(3)酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败(4)A4家庭中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洗后，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。回答下列问题：(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。密封菜坛的原因是：_；_。(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