高考生物专练之重难点16 传统发酵技术以及发酵工程（解析版）

重难点16传统发酵技术以及发酵工程知识点一：果酒与果醋的制作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，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染防止发酵液被污染①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；③发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管发酵条件的控制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造成发酵液的溢出；②严格控制温度：18～25℃利于酒精发酵；30～35℃利于果醋的发酵；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，需经充气口充气知识点二：腐乳知识点三：传统发酵技术中四种常用菌种的比较项目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18～25℃30～35℃15～18℃室温生产应用酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜知识点四：泡菜泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐含量的变化项目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)含量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考查果酒、果醋和腐乳制作的微生物的种类及其代谢类型，同时也会考查泡菜的制作，要求学生能结合所学的知识准确答题。（建议用时：30分钟）一、单选题1．下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是（

）A．白萝卜制作泡菜时，添加已经腌制过的泡菜汁可缩短腌制时间B．家庭自制酸奶、自酿米酒等通常都不是纯种发酵C．酿制米酒时，将糯米蒸熟后立即加入酒曲，有利于防止杂菌污染D．自制黄豆酱时黄豆煮熟沥干与面粉混匀盖上纱布，长出的“毛”主要为毛霉【答案】C【解析】【分析】1、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。2、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵；酒精发酵的最佳温度是在18℃～25℃，pH最好是弱酸性。【详解】A、泡菜汁中含有一定量的发酵菌种，所以在腌制过程中，加入一些已经腌制过泡菜汁可缩短腌制时间，A正确；B、家庭制作果酒、果醋和泡菜都没有进行严格的灭菌，因此通常都不是纯种发酵，B正确；C、酿制米酒时，将糯米蒸熟冷却后再加入酒曲，有利于防止杂菌污染，同时避免高温杀死菌种，C错误；D、黄豆煮熟沥干与面粉混匀盖上纱布，长出的“毛”主要为毛霉，D正确。故选C。2．利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因（

）A．经冲洗的葡萄皮上只有野生型酵母菌无其他的杂菌。B．在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能生长，其他杂菌不能生长被抑制。C．其他杂菌不能利用葡萄汁中的葡萄糖作为碳源D．酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他的杂菌【答案】B【解析】【分析】果酒制作菌种是酵母菌，代谢类型是兼性厌氧型，属于真核细胞中的真菌，适宜生存的温度条件是18～25℃，酵母菌能在pH值为3.0-7.5的范围内生长，最适pH值为pH4.5-5.0。在酿酒过程中前期需氧、后期不需氧。【详解】A、冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的，A错误；B、在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量繁殖，其他杂菌不适应环境而被抑制，B正确；C、异养微生物都能利用糖，C错误；D、酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌，但同时也会抑制自身的生长，D错误。故选B。3、《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢（“酢”同“醋”）法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣（指菌膜）生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。下列有关叙述错误的是（

）A．该方法的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将酒精转化为醋酸B．加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌C．“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的D．挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧【答案】C【解析】【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型，果醋制作的原理：（1）当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸；（2）当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。【详解】A、该方法依据的原理是醋酸菌在氧气、糖源不足时将酒精转化为醋酸，A正确；B、加水的目的是对酒进行稀释，避免高浓度酒精导致醋酸菌失水过多死亡，B正确；C、“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的，C错误；D、搅拌有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧，利于醋酸菌进行醋酸发酵，D正确。故选C。4、下列关于“泡菜中亚硝酸盐的定量测定”实验的叙述，正确的是（

）A．获得的泡菜匀浆经60℃水浴10分钟后应立即过滤B．将待测样品溶液在容量瓶中显色处理时，只需添加显色剂C．亚硝酸钠标准溶液显色处理前，不需要添加NaOH、ZnSO4D．理论上，测得标准溶液的OD值与比色杯中的液体体积呈正比【答案】D【解析】【分析】测定亚硝酸盐含量的操作步骤：①分别在待测样品溶液和已知浓度的亚硝酸盐溶液（标准溶液）中加入等量显色剂。②在两个光程为1cm的比色杯中分别加入样品溶液和标准液。③分别将两个比色杯在550nm处测定光密度值（OD值）。④通过换算，即可知两个比色杯中待测物质的比例。【详解】A、获得的泡菜匀浆经60℃水浴10分钟，应冷却至室温后再过滤，A错误；B、将待测样品溶液在容量瓶中显色处理时，除了添加显色剂还要添加氯化铵缓冲液和乙酸溶液，B错误；C、亚硝酸钠标准溶液显色处理前，应在泡菜样品处理环节中加ZnSO4和NaOH，ZnSO4是为了沉淀样品中的蛋白质，NaOH用来调节pH，C错误；D、根据测定原理，理论上，测得标准溶液的OD值与比色杯中的液体体积呈正比，D正确。故选D。5、发酵产品是中国传统食品中一个重要的类别，下列相关叙述正确的是（）A．泡菜制作过程中，坛内大量增加的液体主要来自微生物的代谢B．果醋发酵时，发酵瓶中需保留较多游离的液体以利于持续发酵C．将葡萄汁煮沸冷却后装入发酵瓶，密闭发酵即可自制葡萄酒D．果酒制作初期，微生物的需氧呼吸会引起发酵瓶内短暂负压【答案】D【解析】【分析】1、参与泡菜制作的微生物是乳酸菌，泡菜制作的原理：（1）乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸。（2）利用乳酸菌制作泡菜的过程中会引起亚硝酸盐的含量的变化。2、醋酸菌好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃。【详解】A、泡菜制作过程中，坛内大量增加的液体主要来自蔬菜细胞渗透失水，A错误；B、果醋发酵时，发酵瓶中如有较多游离的液体，则影响发酵液的通气性，不利发酵，B错误；C、将葡萄汁煮沸后，葡萄自带的菌种被杀灭，难以自制葡萄酒，C错误；D、果酒制作初期，微生物的需氧呼吸消耗氧气和释放二氧化碳量相同，但二氧化碳可以溶解于水，故出现负压，D正确。故选D。6、下面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。下列相关叙述中，错误的是（

）A．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败B．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开C．图2中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染D．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵【答案】D【解析】【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。3、分析图1：方框中应该是果醋发酵。4、分析图2：其中排料口的作用是出料、检测；充气口的作用是在果醋制作时通入氧气的；排气孔的作用是排气，其弯弯曲曲的好处是防止杂菌和浮尘的污染。【详解】A、冲洗葡萄时不能次数过多，否则会造成菌种流失，导致果酒的制作失败，A正确；B、果酒发酵需要无氧环境，且果酒发酵过程中会不断产生二氧化碳，因此制作果酒要关闭充气口、打开排气口；果醋制作需要有氧环境，且利用葡萄果醋制作过程中也有二氧化碳产生，因此制作果醋时充气口和排气口都要打开，B正确；C、图2中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染，C正确；D、利用葡萄制作果醋时，可先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵，也可直接进行果醋发酵，D错误。故选D。7、红薯酿制的黄滔，酒精度约为9%，制作过程如下图所示，下列叙述错误的是（）A．拌入蔗糖和麦芽均利于酵母菌获得更多发酵底物B．浸出液过滤后应保存于密闭容器中，并将容器装满C．20℃保持24h有利于提高发酵液中酵母菌数量D．30℃下发酵时间越长，红薯黄酒的酒精度越高【答案】B【解析】【分析】1、果酒制作的菌种是酵母菌，来源于葡萄皮上野生型酵母菌或者菌种保藏中心，条件是无氧、适宜温度是18～25℃，pH值呈酸性。2、在制作葡萄酒的过程中,葡萄汁装入瓶中时要留出大约1/3的空间，这样有利于酵母菌大量繁殖，并能防止发酵液溢出；酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和CO2，使培养瓶内气体增多，所以每隔12h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，目的是放出发酵产生的CO2，同时尽量不让O2进入瓶中。【详解】A、蔗糖在高温下能水解出葡萄糖和果糖，麦芽中含有淀粉酶，淀粉酶可以水解红薯中的的淀粉得到葡萄糖，因此拌入蔗糖和麦芽均利于酵母菌获得更多发酵底物，A正确；B、制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸，因此浸出液过滤后应保存于密闭容器中，但不能将容器装满，要留1/3的空间，这样有利于酵母菌大量繁殖，并能防止发酵液溢出，B错误；C、酵母菌的最适温度是20℃，因此20℃保持24h有利于提高发酵液中酵母菌数量，C正确；D、30℃下发酵时间越长，酵母菌产生的酒精越多，因此红薯黄酒的酒精度越高，D正确。故选B。8、我国制作泡菜历史悠久，《中馈录》中记载：“泡盐菜法，定要覆水坛，此坛有一外沿如暖帽式，四周内可盛水；坛口覆一盖，浸于水中，……则所泡之菜不得坏矣，泡菜之水，用花椒和盐煮沸，加烧酒少许……，如有霉花，加烧酒少许，坛沿外水须隔日一换，勿令其干”下列说法不正确的是（

）A．家庭中制作泡菜选用新鲜的蔬菜，可以减少亚硝酸盐的含量B．“霉花”主要由醋酸菌增殖形成，醋酸菌往往来自蔬菜C．发酵泡菜所用的微生物是乳酸菌，在无氧条件下将糖分解为乳酸D．若泡菜咸而不酸，可能是食盐过多，抑制了乳酸菌的发酵【答案】B【解析】【分析】1、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化分解为乳酸。2、泡菜的制作流程是：选择原料、配制盐水、调味装坛、密封发酵。【详解】A、家庭中制作泡菜选用新鲜的蔬菜，因为新鲜的蔬菜亚硝酸盐含量低，可以减少亚硝酸盐的摄入，A正确；B、“霉花”指泡菜的白膜，主要是由蔬菜表面带有的酵母菌增殖形成的，B错误；C、发酵泡菜所用的微生物是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，在无氧条件下将糖分解为乳酸，C正确；D、若泡菜咸而不酸，可能是食盐过多，抑制了乳酸菌的发酵，产生的乳酸含量较少，D正确。故选B。二、非选择题9、图为某生物兴趣小组设计的果酒发酵实验装置，请据图分析回答相关问题：(1)用此装置制作葡萄酒，在酒精发酵的过程中，需对气阀______进行关闭。若继续用此装置制作葡萄醋，需改变的条件是：①_______②_______。(2)实验表明，醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行_______发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡，请写出当缺少糖源时醋酸菌产生醋酸的反应简式：_______。(3)将豆腐块放在自然条件下发酵时，多种微生物参与了发酵，其中起主要作用的是_______。传统发酵以混合菌种的______________及____________为主，通常是家庭式或作坊式的。【答案】(1)

a

打开气阀a，不断通入无菌空气

调整温度为30~35℃(2)

深层

(3)

毛霉

固体发酵

半固体发酵【解析】【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。3、腐乳的制作原理：（1）腐乳的发酵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，新陈代谢类型是异养需氧型。（2）毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。(1)制酒的原理是在无氧的条件下，酵母菌可以产生酒精，所以需要关闭气阀a；如果制作葡萄糖醋，则需在有氧的条件下进行，所以需要打开气阀a，不断通入无菌空气，同时升高温度为30~35℃。(2)醋酸菌是需氧型微生物，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡；缺少糖源时，醋酸菌可以将利用酒精生成乙醛，在生成乙酸，其总反应式为：。(3)参与腐乳制作为微生物主要是毛霉；传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，通常是家庭作坊式的。10、在生活中，人们可以利用微生物来生产多滋多味的发酵产品，如果醋、果酒、腐乳和泡菜等。回答下列相关问题：(1)酵母菌是兼性厌氧型微生物，在___________(填“有氧”或“无氧”)条件下，酵母菌会迅速大量繁殖。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时，一般将温度控制在___________℃。发酵一段时间后，观察到发酵罐内液面不再有___________，说明发酵完毕。(2)与果酒发酵相比，果醋发酵需要控制的条件是______________________。(3)泡菜的制作离不开乳酸菌，常见的乳酸菌有___________和___________。泡菜制作过程中会产生亚硝酸盐，影响亚硝酸盐含量的因素有___________(答出2个)。【答案】(1)

有氧

18~25

气泡冒出(2)O2充足、发酵温度高(3)

乳酸链球菌

乳酸杆菌

温度、腌制时间、食盐用量【解析】【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵；酒精发酵的最佳温度是在18℃～25℃，pH最好是弱酸性。2、醋酸菌是好氧型细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃。3、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。(1)酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下将葡萄糖彻底氧化分解，释放大量能量用于酵母菌自身繁殖。酵母菌酒精发酵时，一般将温度控制在在18℃～25℃。该发酵产生酒精的过程中，会产生CO2，当发酵液不再有气泡冒出时说明发酵结束。(2)醋酸菌是好氧型细菌，生长的最适温度为30~35℃，酵母菌是兼性厌氧型真菌，与果酒发酵相比，果醋发酵时需要提供充足的O2，发酵温度更高。(3)泡菜的制作离不开乳酸菌，常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，代谢类型均为异养厌氧型。泡菜制作过程中会产生亚硝酸盐，影响亚硝酸盐含量的因素有温度、腌制时间和食盐用量等。11、利用微生物的作用是中国传统食品的加工方式之一。请回答下列相关问题。(1)果酒发酵时一般将温度控制在________，酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是___________________________。(2)制作腐乳时，离瓶口越近的，加盐量越大，原因是_______________