生物技术在食品加工方面的应用PPT课件

选修1专题1生物技术在食品加工方面的应用,【知识梳理】一、果酒和果醋的制作1.发酵菌种：,(1)图中A可表示_发酵菌种的细胞模式图，该菌种主要来自_上的野生型_。(2)图中B可表示_发酵菌种的细胞模式图，该菌种可从_的表面的菌膜获取。,酒精,附着在葡萄皮,酵母菌,醋酸,变酸的酒,2.发酵原理及反应式：,有氧呼吸,6CO2+6H2O,无氧呼吸,2C2H5OH+2CO2,充足,糖,糖源,乙醇,CH3COOH+H2O,3.发酵条件：,1825,20,需氧,无氧,3035,充足的氧气,4.制作流程：挑选葡萄_榨汁酒精发酵_发酵_果醋5.酒精的检测：在_条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现_色。,冲洗,醋酸,果酒,酸性,灰绿,二、腐乳的制作1.制作原理：,毛霉,蛋白酶,氨基酸,脂肪,脂肪酶,2.制作流程：(1)图中毛霉主要来自_。(2)做腐乳用的豆腐含水量为70%为宜。,空气中的毛霉孢子,3.影响条件：(1)温度：控制在_。(2)材料的用量。严格控制_的用量。酒精的含量控制在_左右。(3)卤汤的其他成分及含量。(4)严格的密封环境。,1518,盐,12%,三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量1.泡菜的制作：(1)制作原理。在_条件下，_将葡萄糖分解成_。反应式：C6H12O6_。(2)制作流程。,无氧,乳酸菌,乳酸,2C3H6O3,发酵,成品,(3)影响因素。泡菜坛的选择：应选用火候好、_、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。控制腌制时间、_和食盐的用量。防止_污染，严格密封。,无裂纹,温度,杂菌,2.测定亚硝酸盐含量：(1)检测方法：_法。(2)检测原理。有关反应：亚硝酸盐+对氨基苯磺酸反应物；反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐_色染料。判断方法：观察样品颜色变化，并与_比较，然后计算亚硝酸盐含量。(3)检测步骤：配制溶液制备_制备样品处理液_。,比色,玫瑰红,标准显色液,标准显色液,比色,【速记卡片】1.果酒制作的3个方面：(1)菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。(2)发酵原理：酵母菌在有氧条件下通过有氧呼吸进行大量繁殖，在无氧条件下通过无氧呼吸产生酒精。(3)酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。2.果醋的制作原理：醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。,3.腐乳制作的3个方面：(1)菌种来源：腐乳制作的主要菌种来自空气中的毛霉孢子。(2)制作原理：豆腐中的蛋白质可被蛋白酶分解成氨基酸和小分子的肽，脂肪可被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。(3)盐、酒和香辛料的作用：均有抑菌、调味的作用。,4.泡菜制作的3个方面：(1)菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。(2)发酵原理：泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。(3)亚硝酸盐含量的测定：方法为比色法，原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。,考点一果酒和果醋的制作1.果酒、果醋的制作过程及注意事项：(1)实验用具消毒(2)挑选、冲洗葡萄,榨汁机要清洗干净，并晾干发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒或用洗洁精洗涤,先冲洗后除去枝梗不能反复冲洗，防止洗去野生型酵母菌,(3)榨汁用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中。(4)果酒发酵(5)取样检测(6)果醋发酵,放在1825条件下发酵发酵过程要注意适时排气,1012d取样检测酒精含量酵母菌数量镜检,加入醋酸菌后温度控制在3035不间断通入氧气(无菌空气),2.发酵条件的控制：(1)葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3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有利于酒精发酵，3035有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。,3.发酵装置图分析：,(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；是与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气的污染。出料口：用来取样。(2)该装置的使用方法。使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。,【提分技法】氧气供应状况对酒精发酵结果影响的分析方法(1)酒精发酵所需的氧气供应条件。发酵前期：需要通入空气或在发酵瓶中留有一定的空间，可以给酵母菌提供氧气以利于酵母菌通过有氧呼吸大量增殖。发酵后期：要通过密封严格控制无氧环境，以利于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。(2)酒精发酵异常的情况。酒精发酵的前期如果供氧不足，酵母菌数量少，产生的酒精少。酒精发酵后期如果密封不严，则酵母菌数量充足，但是不能产生酒精。,【考题回访】1.(2013广东高考改编)某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉降解成单糖。查阅资料后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图：,(1)向发酵瓶中加入5g酵母菌开始实验，发酵初期，通气阀需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于；实验过程中，通气阀需要偶尔短时间打开，目的是。(2)检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜，但酒精含量(+)比预期低，他们展开了讨论，认为还有其他影响因素，如，请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现；用“+”表示酒精量，最高含量为“+”)。(3)请对预测的结果进行分析，并得出结论。,【解题指南】解答本题时需关注以下两点：(1)酵母菌在有氧和无氧环境下都能生存，属于兼性厌氧菌。(2)酵母菌进行有氧呼吸时能大量繁殖，进行无氧呼吸时能将糖类分解为酒精和二氧化碳。,【解析】(1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧环境下进行有氧呼吸，为自身的生长和繁殖提供足够的能量，因此为了缩短发酵时间需要在发酵初期通气，促进酵母菌的有氧呼吸，以获得大量的酵母菌。而在无氧的环境下，酵母菌进行酒精发酵，在产生酒精的同时也会释放大量的CO2，为了避免容器内压力升高，影响酵母菌的进一步发酵，同时也可能导致装置爆炸，故需要定期排气。,(2)据题分析，可以排除温度、pH、营养物质等因素影响，故可能是发酵时间影响酒精的产量。由于试题要求用表格形式呈现探究相关因素对酵母菌产生酒精的影响，因此设计表格时要设所选择的因素为自变量，酒精产量为因变量，同时还要根据所选因素所产生的可能结果用试题规定符号“+”反映出因变量的相对含量，注意最高含量为“+”。(3)根据所选择的自变量，结合因变量的变化情况和所学知识进行分析推理，得出结论。,答案：(1)酵母菌生长和繁殖释放CO2(2)发酵时间,注：酵母菌加量为5g，其他条件与题图相同。(3)预测结果中，发酵7天酒精的产量已达到最高，大于7天酒精产量不再增加，可能原因是高浓度酒精抑制酵母菌活性，因而在此装置和酵母菌加量为5g时，最好的发酵时间是7天。,2.(2014江苏高考改编)某同学设计了如图所示的发酵装置，请据图回答问题：,(1)若该装置用于果酒发酵，则该装置弯管中加入适量水的目的是。(2)若该装置用于果酒发酵，在弯管中的水中滴加适量的酚酞试剂和NaOH试剂，则随着果酒发酵的进行，弯管内的水发生的变化是，试分析原因。(3)若用该装置进行果醋发酵，则必须对该装置进行的改造是。(4)去除弯管中的水后，该装置也能用于果酒发酵，弯管的作用是。,【解题指南】(1)图示信息：弯管没有插入葡萄汁的液面下，且未通入无菌空气，所以不能进行醋酸发酵。(2)关键知识：果酒和果醋发酵的原理、条件。,【解析】本题考查果酒、果醋的制作。(1)该装置中注水的弯曲部分既可以阻止空气进入，又能释放气体，因此能用于果酒发酵。(2)在果酒发酵过程中产生的CO2可与加在弯管中的水中的NaOH发生中和反应，使pH发生变化，从而改变水中的颜色。(3)醋酸菌是好氧菌，因弯管没有插入装置底部，且未通入无菌空气，因此要增加通气管后才能用于醋酸发酵。(4)去除弯管中的水后，该装置的弯管部分也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似。,答案：(1)既能阻止空气进入，又能释放果酒发酵产生的CO2(2)红色逐渐变浅，甚至消失酚酞与碱变红色，果酒发酵产生的CO2与NaOH反应，使pH降低，红色变浅(3)增加通气管(意思对即可)(4)防止杂菌进入,【加固训练】1.下图表示葡萄酒的酿制过程，请据图分析：,(1)该过程表明酵母菌异化作用的特点是。(2)葡萄酒的酿制原理是：先通气使酵母菌进行，以增加酵母菌的数量，然后使酵母菌进行获得葡萄酒。(3)在甲中进行搅拌的目的是，乙中排出的气体是发酵过程产生的。(4)如果丙装置产生酒精后去掉盖子，一段时间后会变酸，写出此时发生的化学反应式：。与该过程有关的微生物是，该菌种与酵母菌在结构上的主要区别是。,(5)在制作馒头时，可采用小苏打或者通过酵母菌发酵的方法使馒头松软。请问这两种方法中，馒头中的营养和所含有的能量情况相比较最可能的是()A.后者所含营养丰富、能量少B.后者所含营养单一、能量少C.前者所含营养丰富、能量多D.两者所含营养和能量相同,【解析】(1)发酵初期每天搅拌是为酵母菌繁殖提供充足的氧气，使其进行有氧呼吸大量繁殖，酵母菌又可进行无氧呼吸产生酒精，可见酵母菌的异化作用是兼性厌氧型。(2)酒精发酵时，酵母菌先在有氧条件下通过有氧呼吸大量增殖，然后在无氧条件下通过无氧呼吸(发酵)产生酒精。(3)图甲为发酵初期，主要目的是让酵母菌大量增殖，因此搅拌的目的是使酵母菌与发酵液充分接触，并增加溶氧。图乙为酒精发酵阶段，其产生的气体是酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2。,(4)在有氧条件下，酒变酸是醋酸菌大量增殖的结果，因此反应式为C2H5OH+O2CH3COOH+H2O。酵母菌是真核生物，醋酸菌是原核生物，二者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。(5)小苏打发面是利用了NaHCO3分解产生CO2使馒头变松软，对馒头其他成分无影响；而酵母菌发面是通过酵母菌细胞呼吸产生CO2使馒头变松软，酵母菌代谢的过程消耗有机物并释放能量，但是会产生多种中间产物，因此可使馒头所含的总能量减少，但是营养成分增加。,答案：(1)兼性厌氧型(2)有氧呼吸无氧呼吸(或发酵)(3)使酵母菌与发酵液充分接触并增加溶氧二氧化碳(4)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O醋酸菌酵母菌有以核膜为界限的细胞核(5)A,2.如图是两位同学制果酒和果醋时使用的装置。同学甲用A装置(带盖的瓶子)制葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，每隔12h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，进行果醋的发酵。同学乙用B装置，温度控制与甲相同，不同的是制果酒阶段排气口用夹子夹住，每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体，制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)同学甲在制酒阶段，每隔12h左右将瓶盖拧松一次，原因是，但又不打开，原因是。(2)B装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，原因是。(3)制果酒和制果醋温度控制不同的原因是_。,【解析】(1)甲同学的实验装置比较简单，通过将瓶盖拧松排出瓶内气体，但是放气时应注意不能导致氧气和杂菌的进入。(2)B装置排气管类似鹅颈瓶，既能放出产生的CO2，又能保证杂菌不能进入。(3)酵母菌和醋酸菌的最适温度不同，发酵时控制温度主要满足微生物生长的需要。答案：(1)排出多余二氧化碳防止氧气和有害杂菌进入(2)防止杂菌污染(3)1825是酵母菌发酵的适宜温度，3035是醋酸菌生长和发酵的适宜温度,【延伸探究】图中A、B两装置哪个更适合用来制作果醋，为什么？提示：B装置。制作果醋需要不断通入氧气，B装置更有利于保持发酵液中氧气的供应。,考点二腐乳的制作1.腐乳制作的流程及注意事项：,2.影响腐乳品质的条件：(1)豆腐含水量的控制：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：盐的浓度过高，会影响口味；浓度过低，不足以抑制微生物生长，腐乳易腐败变质。制作时，应逐层加盐，近瓶口处盐铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。,(3)酒的用量：卤汤中酒的含量控制在12%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：具有防腐杀菌的作用，也会影响腐乳的风味和质量。,【提分技法】腐乳制作过程中抑制杂菌的方法(1)前期发酵条件的控制：提供有利于毛霉生长的温度、水分，形成毛霉的生长优势，抑制杂菌的生长。(2)后期发酵条件的控制。加盐腌制，利用食盐抑制杂菌生长。加卤汤装瓶：利用卤汤中的酒和香辛料抑制杂菌的生长。密封腌制：控制无氧环境，抑制好氧菌的生长。,【考题回访】1.(2012海南高考)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作用外，还能使腐乳具有独特的。,【解题指南】解答本题需要理解以下三点：(1)腐乳制作利用的微生物及其作用。(2)腐乳制作过程中营养物质的变化。(3)腐乳制作中各种材料及其作用。,【解析】(1)发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。(2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制其他微生物的生长繁殖。(3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅具有防腐杀菌作用，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。答案：(1)毛霉小分子肽氨基酸脂肪酶甘油脂肪酸(2)微生物(3)风味(其他合理答案也可),【延伸探究】(1)腐乳制作中盐除上题(2)中提到的抑制杂菌外还有什么作用？提示：盐的作用还包括：析出豆腐中的水分，有利于豆腐块成形；形成腐乳的风味；杀死毛霉等微生物，有利于菌体内蛋白酶、脂肪酶等发挥作用。(2)腐乳制作中卤汤中的酒和香辛料除上题(3)中提到的作用外还有什么作用？提示：酒和香辛料还有抑菌的作用。,2.(2015济南模拟)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。如图是腐乳制作的流程示意图，根据流程回答问题：,(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。(3)传统制作腐乳，豆腐块上的毛霉来自，现代腐乳生产是在严格的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上。(4)影响腐乳的风味和质量的因素是(至少列举两项)。,【解析】(1)腐乳制作的一般流程：让豆腐上长出毛霉，加盐腌制，加卤汤装瓶，密封腌制。(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。(3)传统制作腐乳，豆腐块上的毛霉来自空气中的毛霉孢子，现代腐乳生产是在严格无菌的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上。(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；后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程，因此发酵温度也影响发酵的过程。,答案：(1)加卤汤装瓶(2)70%(3)空气中的毛霉孢子无菌(4)盐的用量、酒的用量、发酵温度、发酵时间等(答出两个即可),【知识总结】影响腐乳口味的因素分析影响腐乳口味的因素是多方面的，可以从以下几个方面进行分析：(1)豆腐的含水量是否合适。(2)盐的用量是否合适。(3)酒的用量是否合适。(4)香辛料的种类和用量。(5)其他辅料的种类。(6)发酵温度和时间。,考点三制作泡菜并检测亚硝酸盐含量1.泡菜制作的流程及注意事项：,2.泡菜制作过程中发酵条件的控制：(1)创造无氧环境：选择合适的泡菜坛；装坛时要压实；泡菜液浸没菜体；泡制期间不宜开盖。(2)控制适量的食盐。食盐的作用：一是防腐，二是使蔬菜组织中水分析出，使成品质地柔韧、咀嚼感强。盐的用量宜控制在10%15%，盐浓度过高，乳酸发酵受抑制，泡菜会咸而不酸；盐浓度过低，杂菌易繁殖，引起变质。(3)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。,3.测定亚硝酸盐含量的实验流程及注意事项：,【高考警示】正确理解泡菜发酵的过程(1)发酵过程不是乳酸菌单独发酵的结果。发酵初期：多种微生物进行有氧呼吸的过程，如酵母菌等，此过程会产生气泡。此阶段是形成无氧环境的过程。发酵中期：主要是乳酸菌发酵的过程，其他微生物的生长受到抑制。发酵后期：乳酸积累，乳酸菌的生长也受抑制，数量减少。,(2)泡菜发酵时间不是越长越好。泡菜的发酵时间长，亚硝酸盐含量低，但是发酵时间过长会产生其他有害物质。泡菜发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳。,【考题回访】1.(2014海南高考)已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：,(1)请完善下列实验步骤。标准管的制备：用_和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。将每个分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。,(2)下图表示的是泡菜中_趋势。(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。,【解题指南】(1)题干关键词：“泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关”。(2)关键知识：亚硝酸盐含量的测定、泡菜的制作原理。,【解析】本题主要考查泡菜制作原理及亚硝酸盐含量测定的相关知识。(1)在亚硝