2022届高考生物一轮复习第1讲传统发酵技术和酶的应用课件新人教版选修1202106052253

第1讲传统发酵技术和酶的应用考情研读·备考定位考点展示核心素养1．掌握运用发酵技术制作食品的基本方法。2．活动：利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。3．活动：利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜。4．酶活力测定的一般原理和方法。5．酶在食品制造和洗涤方面的应用。6．制造和应用固定化酶。1．生命观念——结构与功能观：发酵菌种的结构与功能的关系。2．理性思维——比较果酒、果醋和泡菜的制作原理和过程。3．科学探究——设计实验探究发酵条件。4．社会责任——关注食品安全，倡导健康的生活方式。考点一果酒和果醋的制作考点二腐乳和泡菜的制作考点三酶的应用1．发酵菌种考点一果酒和果醋的制作自主回顾·素养储备(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

有氧

6CO2

＋6H2O＋大量能量

2C2H5OH＋

2CO2＋少量能量

充足

缺少

C2H5OH＋O2

CH3COOH＋H2O＋少量能量

果酒制作果醋制作发酵条件温度一般酒精发酵______________，繁殖最适为________左右最适为______________空气前期：________；后期：__________需要充足的________时间10d～12d7d～8d18℃～25℃

20℃

30℃～35℃

需氧

不需氧

氧气

冲洗

醋酸

果酒

果醋

红葡萄皮的色素进入发酵液

人工培养

易错整合，判断正误。(1)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 (

)(2)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

(

)(3)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，要向发酵装置通入空气 (

)(4)在果酒发酵后期，拧松瓶盖的间隔时间可延长 (

)×

√

×

√

(5)变酸的酒表面的菌膜是由酵母菌大量繁殖形成的 (

)(6)果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵 (

)(7)条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸 (

)(8)在利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生醋酸

(

)×

×

√

×

[提示](1)a为充气口，用于向装置内通气；b为排气管，用于排出CO2；c为出料口，用于取样检测。(2)b长而弯曲，其目的是防止空气中微生物的污染。(3)使用该装置制果酒时，应该关闭充气口；制果醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气(无菌空气)。(4)不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且排气管口离发酵液应有一段距离。剖析难点·考点突破果酒和果醋制作步骤的比较

制果酒制果醋相同过程①选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗②制作发酵液，防止杂菌污染③发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的2/3

制果酒制果醋不同过程④将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂⑤检测指标：7～10d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝，用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检，测定pH等工作④将温度严格控制在30～35℃，并注意适时通过充气口充气⑤检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步鉴定

(2021·石河子月考)如图是果酒和果醋制作的实验流程图，﹝典例剖析﹞突破点

物质例1下列叙述正确的是 (

)A．在冲洗葡萄前应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底B．在制作葡萄醋的过程中，温度应严格控制在18～25℃C．A过程中产物的检测，除了嗅味和品尝外，还可用酸性重铬酸钾溶液检测D．A过程是酒精发酵，A过程结束后，只需要提高一定的环境温度就能产生果醋C

[解析]

在挑选葡萄时应先冲洗1～2次，再去除枝梗以防葡萄破损汁液流失和被杂菌污染，A错误；在制作葡萄醋的过程中，温度应严格控制在30～35℃，B错误；A过程是酒精发酵，A过程产生的酒精除了嗅味和品尝外，也可用酸性重铬酸钾溶液进行检测，溶液颜色由橙色变为灰绿色，C正确；A过程结束后，除了需要提高一定的环境温度外，还要通入一定量的氧气才能产生果醋，D错误。果酒制作的六点提醒(1)葡萄酒呈现深红色的原因：红葡萄皮的色素进入发酵液。(2)冲洗葡萄时不能反复冲洗：防止洗去野生酵母菌，导致菌种流失，不能正常发酵。(3)葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间：目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽瓶内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。(4)果酒发酵时要适时排气：防止发酵装置爆裂。易错提醒(5)检测酒精的原理是：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(6)防止发酵液被污染的方法①榨汁机要清洗干净并晾干。②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。③装入葡萄汁后要封闭充气口。1．(2020·连云港期末)如图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程图和发酵装置示意图。回答下列问题：﹝对应训练﹞(1)过程①需要先清洗后切块，以减少______________。(2)过程③发酵所需的微生物是__________，产生的酒精可以与____________________(试剂)发生显色反应。(3)过程④在变酸的酒的表面，观察到的菌膜是__________在液面大量繁殖而形成的。若要对该菌进行初步分离纯化，比较便捷的操作是：采用____________法(填“平板划线”或“稀释涂布平板”)把它们接种到固体培养基上，经培养得到肉眼可见的菌落。杂菌的污染

酵母菌

酸性重铬酸钾溶液

醋酸菌

平板划线

(4)在发酵装置示意图中，过程④需要将装置中的充气口开关________。果醋的制作是否成功，除了观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，还可以通过检测和比较醋酸发酵前后的________作进一步鉴定。开启

pH

[解析]

(1)过程①如果先切块，则内部组织容易被杂菌污染，所以应先清洗后切块，以减少杂菌污染。(2)参与果酒发酵的微生物是酵母菌，其产生的酒精可用酸性重铬酸钾溶液鉴定，颜色由橙色变成灰绿色。(3)在变酸的酒的表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。若要对该菌进行初步分离纯化，比较便捷的操作是：采用平板划线法把它们接种到固体培养基上，经培养得到肉眼可见的菌落。(4)参与果醋制作的醋酸菌是嗜氧菌，因此过程④需要将发酵装置中的充气口开关开启。果醋的制作是否成功，除了通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定外，还可以通过检测和比较醋发酵前后的pH值进一步鉴定。2．(2018·海南，30)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。回答下列问题：(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是______________________________________________(答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是__________________________________________________________(答出两点即可)。不需要开盖放气；避免了因

开盖引起的杂菌污染

为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出

(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势，如曲线图所示。图中曲线①、②、③依次表示______________、______________、______________含量的变化趋势。乙A中氧气

乙B中酒精

乙A中酒精

(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于____________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)生物。[解析]

(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染。兼性厌氧

异养

1．腐乳的制作(1)发酵菌种①主要菌种a．名称：________。b．菌体特点：白色丝状真菌。c．代谢类型：____________型。②其他菌种：根霉、__________、曲霉等。考点二腐乳和泡菜的制作自主回顾·素养储备毛霉

异养需氧

酵母菌

(2)发酵原理毛霉孢子毛霉氨基酸甘油＋脂肪酸蛋白酶和脂肪酶

腐乳风味

↓

↓

↓

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

选择

原料

发酵成品(4)亚硝酸盐及其危害①亚硝酸盐的特点：白色粉末，易溶于______，在食品加工中用作______________。②亚硝酸盐的危害：含量低时一般不会危害人体健康，含量高时会引起中毒，甚至死亡。在特定条件下，会转变成致癌物——__________。③泡菜腌制过程的亚硝酸盐含量的变化：________________。水

食品添加剂

亚硝胺

先增加后减少

玫瑰红色

标准显色液

比色

易错整合，判断正误。(1)制作腐乳的菌种只有毛霉 (

)(2)腐乳的制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶 (

)(3)腐乳的制作实验加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质 (

)(4)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 (

)×

√

×

×

(5)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌 (

)(6)乳酸菌只能进行无氧呼吸，且呼吸类型与人体细胞的无氧呼吸类型相同 (

)(7)配制泡菜盐水时，盐与水的质量比为4∶1 (

)(8)制备泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用 (

)(9)发酵过程中坛沿注满水有利于泡菜的无氧发酵 (

)×

√

×

×

√

下图是泡菜在腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化规律，据图分析：(1)从生物间的相互关系和条件变化分析，乳酸菌呈现这种变化规律的原因是什么？(2)乳酸含量开始很低，中后期急剧增加的原因是什么？(3)分析亚硝酸盐的含量变化的原因。[提示](1)发酵初期以不产酸的大肠杆菌和酵母菌的活动为主，同时还有一部分硝酸盐还原菌在该时期利用氧气，产生了无氧环境，乳酸菌开始活动；发酵中期由于乳酸菌产生了大量乳酸，其他细菌活动受到抑制，乳酸菌活动增强；发酵后期由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制，乳酸菌数量下降。(2)发酵初期有氧气，乳酸菌活动较弱，中后期氧气含量减少，乳酸菌大量繁殖，乳酸的量迅速积累。(3)发酵初期，乳酸菌和乳酸的量都比较少，而由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量逐渐增加；后期由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。剖析难点·考点突破1．影响腐乳品质的条件项目说明水的控制含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形盐的控制盐浓度过高会影响腐乳的口味；盐浓度过低，腐乳易腐败变质项目说明酒的控制酒精含量一般控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败温度控制温度为15～18℃，适合毛霉生长发酵时间控制在6个月左右香辛料具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳的风味或质量↓

↓

↓

3．腐乳制作中防止杂菌污染的方法(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①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。③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。﹝典例剖析﹞例2下列说法错误的是 (

)A．先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，保持温度在15～18℃，并保持一定湿度B．将长满毛霉的豆腐分层装瓶腌制时，底层和接近瓶口表面的盐要铺厚一些C．毛霉为好氧型真菌，为避免其无氧呼吸，放置豆腐块时要留出一定缝隙D．用胶条密封瓶口时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，以防止瓶口污染B

[解析]

先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，保持温度在15℃～18℃，并保持一定湿度，A正确；将长满毛霉的豆腐分层装瓶腌制时，接近瓶口表面的盐要铺厚一些，而底层的盐不需要铺厚，原因是越接近瓶口，被杂菌污染的机会越大，B错误；毛霉为好氧型真菌，为避免其无氧呼吸，放置豆腐块时要留出一定缝隙，C正确；用胶条密封瓶口时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，以防止瓶口污染，D正确。泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化归纳拓展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)3．(2021·禅城区月考)下列有关泡菜的制作和亚硝酸盐含量的测定的实验叙述中，正确的是 (

)A．将新鲜蔬菜与煮沸冷却的盐水(盐和清水的质量比为4∶1)混匀装瓶B．发酵初期，泡菜坛口要先敞开一段时间，利于乳酸菌大量繁殖，后期盖好坛盖，并注满水C．亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但可在特定条件下转变成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用D．温度过高、盐用量过低、发酵时间过长，会导致亚硝酸盐含量不断增加﹝对应训练﹞C

[解析]

泡菜制作中应先加蔬菜，再加盐水，且盐与水比例为1∶4，A错误；由于乳酸菌是严格厌氧的，因此发酵过程始终要保持密封状态，泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水，B错误；亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但可在特定条件下转变成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用，C正确。整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量表现为先增加后下降的趋势，D错误。4．(2020·朝阳区期末)腐乳是我国独有的发酵食品，由于具有高营养价值，在国际上也备受推崇。某科研机构研究了腐乳生产过程中不同浓度的食盐对腐乳中氨基酸含量和pH的影响，其中部分数据如图和表。(1)腐乳生产过程有多种微生物的参与，其中起主要作用的是________，从细胞结构角度分析应属于________生物。(2)腐乳制备过程中，加盐可以__________________，使豆腐块变硬。(3)由图可知，后期发酵过程中，随着时间的延长，腐乳中游离氨基酸的含量将________。这是由于发酵过程中__________将豆腐中的蛋白质分解。毛霉

真核

析出豆腐中的水

上升

蛋白酶

(4)由表可知，后期发酵到60天时，盐度为_______的腐乳已经腐败，说明____________________________________________________。(5)中国健康管理协会提倡“少油低盐”的健康生活方式，综合上述研究结果，腐乳生产过程中应该控制盐度在_______左右。5%

盐浓度过低，不足以抑制微生物的生长，导致腐败变质

8%

[解析]

(1)腐乳制作时，起主要作用的微生物是毛霉，从细胞结构角度说，其属于真核生物。(2)腐乳制备过程中，加盐可以析出豆腐中的水，使豆腐块变硬。(3)发酵过程中，毛霉中的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质水解，故氨基酸含量上升，蛋白质含量下降。(4)发酵到60天时，盐度为5%的腐乳中氨基酸含量开始下降，说明腐乳已经腐败；说明盐度太低，容易导致其他微生物的生长，从而使腐乳腐败。(5)盐度太小容易腐败，盐度太大氨基酸含量低，因此最好控制在8%左右。1．果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶酶①种类：__________________酶、果胶分解酶、__________酶等。②作用：能够分解果胶成为______________________，使浑浊的果汁变得澄清。考点三酶的应用自主回顾·素养储备多聚半乳糖醛酸

果胶酯

可溶性的半乳糖醛酸

(2)酶的活性及影响酶活性的因素①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用____________来表示。②影响酶活性的因素：温度、pH和______________等条件都会影响酶的活性。反应速率

酶的抑制剂

小分子的肽

脂肪酸

麦芽糖

表面活性剂

3．固定化酶和固定化细胞技术(1)概念：利用物理或化学方法将____________________________的技术。酶或细胞固定在一定空间内

(2)方法及适用对象：一般来讲，酶更适合用________________________法固定化，而细胞多采用________法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶则易从包埋材料中漏出。化学结合法和物理吸附

包埋

易错整合，判断正误。(1)在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的 (

)(2)使用加酶洗衣粉时先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到适