2027届高三人教版高中生物一轮复习讲义第40讲　传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用

第40讲传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用考点一传统发酵技术的应用知|识|巩|固一、发酵与传统发酵技术1．发酵(1)概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。(2)原理：不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。2．传统发酵技术二、传统发酵食品的制作1．腐乳制作(1)原理：蛋白质eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))小分子的肽和氨基酸。脂肪eq\o(→,\s\up7(脂肪酶))甘油和脂肪酸。(2)腐乳制作过程中参与的微生物：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。2．泡菜的制作(1)菌种的种类和来源常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。菌种来源植物体表面天然的乳酸菌。(2)乳酸菌发酵制作泡菜的原理：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量(用方程式表示)。(3)制作泡菜的方法步骤提醒：营造“无氧环境”的3项措施：选择的泡菜坛密封性要好；加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料；盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水。(4)泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量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.果酒和果醋的制作(1)原理和条件项目制作果酒制作果醋发酵菌种酵母菌醋酸菌代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量O2、糖源充足时：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源时：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量对氧的需求前期需氧，后期不需氧一直需氧产物检测闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝(2)方法步骤发酵瓶、榨汁机等器具消毒：用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干↓挑选、冲洗葡萄：用清水冲洗1～2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干↓榨汁、装瓶：用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中(注意：要留有大约1/3的空间)，盖好瓶盖↓果酒发酵的控制：温度控制在18～30℃，每隔12h左右拧松瓶盖一次(注意：不是打开瓶盖)，再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12d↓监测发酵情况：从发酵瓶口取样监测发酵情况↓果醋发酵：果酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，温度控制在30～35℃，时间为7～8d4．果酒和果醋发酵改进装置及其分析思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。(√)(2)乳酸菌是在有氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。(×)(3)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。(×)(4)工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。(√)答案：(1)√(2)×(3)√(4)√延|伸|探|究黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于我国，且唯我国有之，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述道：“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得”。曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮，回答下列问题：(1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么？(2)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用，陈储要特别注意密封，为什么？(3)黄酒的酒精度数一般为15度左右，酒精度数无法继续提高可能的原因是什么？提示：(1)控制发酵过程的氧气和温度等条件。(2)若是密封不好，醋酸菌容易将酒精转化为醋酸，使黄酒变酸(合理即可)。(3)酒精浓度升高导致酵母菌活性下降。剖析难点·考点突破重|难|精|讲果酒和果醋发酵过程中关注“两个变化”(1)果酒发酵过程中酵母菌数量和酒精含量的变化①菌体数量的变化：发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。发酵中期形成无氧环境，酵母菌数量增加缓慢，最后达到稳定。发酵后期由于酒精含量较高，可能会导致酵母菌大量死亡。②酒精含量的变化：发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，酒精含量很低。发酵中期，酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精，酒精含量增加。发酵后期，由于酒精含量升高，大量酵母菌死亡，酒精含量几乎不再增加。(2)果酒、果醋制作过程中pH的变化①果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液，使发酵液pH下降，最后趋于稳定。②果醋发酵时产生的乙酸溶于发酵液，使发酵液pH下降，最后趋于稳定。精|准|命|题考向一结合果酒和果醋的制作过程，考查科学探究》例1(2025·江西省宜丰中学校考)苹果醋制作的简要工艺流程如图所示。下列有关叙述中，正确的是()A．①过程需要无氧条件，温度是30～35℃，而②过程需要通入氧气，温度为18～25℃B．检验苹果酒的制作是否成功，可用嗅闻法或用酸性的重铬酸钾溶液进行鉴定C．可用稀释涂布平板法或平板划线法统计苹果醋中醋酸杆菌的总数D．糖源充足时，醋酸菌先将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸答案：B解析：①过程为酒精发酵，②过程为醋酸发酵，前者的菌种是酵母菌，其在无氧条件下产生酒精，后者的菌种是醋酸菌，其在有氧条件下将酒精氧化成乙醛，再进一步氧化成醋酸，且酒精发酵需要的温度低于醋酸发酵需要的温度，因此①和②过程的主要区别是前者需要无氧条件，温度是18～30℃，后者需要通入氧气，且需要30～35℃的温度条件，A错误；检验苹果酒的制作是否成功，除了嗅闻发酵液是否有酒味外，还可用酸性条件下的重铬酸钾溶液进行鉴定，若呈现灰绿色说明有酒精产生，B正确；可用稀释涂布平板法统计苹果醋中醋酸杆菌的总数，平板划线法不能计数，C错误；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；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，D错误。故选B。〔变式训练1〕(2024·广东联考)《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乙醇转化为乙酸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：该方法依据的原理是醋酸菌在有氧气、糖源不足时将酒精(乙醇)转化为醋酸(乙酸)，A正确；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；“衣”位于变酸的酒表面，是由醋酸菌大量繁殖形成的，C错误；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。考向二结合泡菜的制作，考查实验设计及方案实施能力》例2(2024·湖南衡阳高三统考)某些商家为了延长保质期，在泡菜和酱油制作中均会添加一定量的防腐剂。下列有关泡菜和酱油的叙述，正确的是()A．泡菜发酵中期，pH下降，大肠杆菌、酵母菌等活动被抑制，发酵产物只有乳酸B．泡菜发酵后期，乳酸菌的生长繁殖也会受到抑制C．防腐剂属于食品添加剂，在泡菜和酱油制作中大量使用不会危害人体健康D．泡菜属于传统发酵技术的产物，而酱油不属于传统发酵技术的产物答案：B解析：泡菜发酵中期，乳酸菌进行无氧呼吸产生大量乳酸，pH下降，大肠杆菌、酵母菌等杂菌的活动受到抑制，酵母菌是兼性厌氧菌，能够进行无氧呼吸，所以此时发酵产物还有酒精，A错误；泡菜发酵后期，乳酸不断积累，pH下降，过酸的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖，B正确；食品添加剂要在规定范围内使用，大量添加会危害人体健康，C错误；泡菜和酱油都属于传统发酵技术的产物，D错误。〔变式训练2〕(2024·河南南阳高三模拟)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜逐渐变酸，乳酸菌与杂菌数目也发生变化，下列有关分析错误的是()A．泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B．密闭的发酵环境使乳酸菌在种间竞争中占据一定优势C．在发酵过程中，乳酸含量逐渐增多，可以抑制其他微生物的生长D．在发酵过程中，杂菌数目的减少使乳酸菌与杂菌的种间竞争减弱，因此乳酸菌数目一直增多答案：D解析：泡菜制作初期多种微生物并存，也存在乳酸菌，才可制作到泡菜，A正确；乳酸菌是厌氧细菌，密闭发酵产生了厌氧环境，有些菌是好氧的，于是乳酸菌在种间竞争中占据一定优势，B正确；发酵过程中，乳酸含量不断增多，酸度不断增长，氧气含量不断减少，直至全部消耗，可以抑制其他微生物的生长，C正确；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，因此乳酸菌数目不会一直增多，D错误。故选D。考点二发酵工程及其应用必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．发酵工程的概念(1)基本概念：发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。(2)主要内容：发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。2．发酵工程基本环节分析3．啤酒的工业化生产流程及发酵过程(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的(2)啤酒发酵的过程及内容4．发酵工程的特点教材隐含知识(选择性必修3P27异想天开)单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。其不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。5．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品。②生产各种各样的食品添加剂。③生产酶制剂。(2)在医药工业上的应用①获得具有某种药物生产能力的微生物。②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。③利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。(3)在农牧业上的应用：生产微生物肥料、农药和饲料。(4)在其他方面的应用①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。()(2)发酵工程中一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。因此培养基和发酵设备都必须经过严格的消毒。()(3)分离、提纯产物是发酵工程的中心环节。()(4)谷氨酸的发酵生产中，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酰胺；在酸性条件下则容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺。()(5)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×延|伸|探|究我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，阅读教材“啤酒的工业化生产流程”，思考回答下列问题：(1)制麦过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵，为什么？(2)大麦发芽会消耗部分储存的有机物，影响产量，提高了生产成本，如何解决以上问题？(3)与传统的手工发酵相比，在啤酒的工业化生产流程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？提示：(1)酵母菌不能直接利用淀粉做碳源。(2)用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α－淀粉酶。(3)接种单一高质量纯种、严格的消毒灭菌措施、培养基营养物质协调、严格控制的发酵条件等，都使啤酒的产量和质量明显提高。剖析难点·考点突破重|难|精|讲1．发酵工程基本环节2．有关发酵工程的4点注意精|准|命|题考向围绕发酵工程及其应用，考查实验探究能力》例(2025·安徽安庆调研)下列关于发酵工程基本环节的叙述，正确的是()A．需要根据确定的菌种选择合适的原料配制培养基，且一般需要反复实验B．需要对培养基和发酵设备进行消毒，以防止因杂菌污染导致的产量下降C．选育出的菌种可以直接接种，也可以先进行扩大培养后再进行接种D．计算机控制系统可以通过正反馈机制，使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态答案：A解析：需要对培养基和发酵设备进行灭菌，以防止因杂菌污染导致的产量下降，B错误；选育出的菌种不能直接接种，要先进行扩大培养后再进行接种，C错误；计算机控制系统可以通过负反馈机制，使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态，D错误。〔变式训练〕啤酒是以麦芽汁为原料，经酿酒酵母发酵制得。传统啤酒酿造过程中，发酵在敞开式发酵池中进行，麦芽汁中接入酵母后通入大量无菌空气，之后会产生大量气体翻腾逸出，在麦芽汁表面形成25～30cm厚的气泡层(泡盖)，然后停止通气，进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法错误的是()A．用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α－淀粉酶合成，增加麦芽汁中可发酵糖的含量B．静止发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸C．泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2，能将麦芽汁与空气隔绝D．麦芽汁仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水答案：D解析：赤霉素能促进种子萌发，制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子，可以有效促进α－淀粉酶合成，将淀粉水解为麦芽糖，进而增加麦芽汁中可发酵糖的含量，A项正确；泡盖的形成能将麦芽汁与空气隔绝，停止通气，进入静止发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸，B、C正确；麦芽汁不仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水，还能提供氮源、无机盐，D项错误。素养提升·强化思维构|建|网|络|情境储备战高考|【情境储备】生活中传统发酵食品及其发酵机理1．醪糟又称酒酿，是糯米经蒸煮后，接种根霉，在有氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将糯米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。2．酱油生产以大豆为主要原料。生产时，将原料粉碎制成固体培养基，然后在有氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，蛋白酶将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸。发酵结束后经淋洗、调制就可制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。【高考预测】从传统发酵技术到发酵工程，发酵技术的发展为人们提供了丰富多样的食品和药物等。下列相关叙述错误的是()A．醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料合成乙酸B．无氧条件下利用大肠杆菌发酵大规模生产青霉素C．腐乳味道鲜美是因为毛霉等产生的蛋白酶将蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽D．甜面酱、酱油、豆豉等都是利用传统发酵技术制作的食品答案：B解析：醋酸菌在缺乏糖源时，能以乙醇为原料合成乙酸，A正确；青霉素由青霉菌合成，青霉菌为需氧型生物，需在有氧条件下发酵，另外，青霉素对许多细菌具有较强的杀伤性，不宜用细菌生产青霉素，B错误；毛霉等产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽，使腐乳味道鲜美、易于消化吸收，C正确；除泡菜、果酒、果醋、腐乳外，甜面酱、酱油、豆豉等也是利用传统发酵技术制作的食品，D正确。真|题|再|现1．(2024·湖北卷)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是()A．食用醋的酸味主要来源于乙酸B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D．葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内答案：D解析：食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；在制醋时，缺失原料的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。故选D。2．(2023·山东卷)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是()A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低答案：C解析：盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。故选C。3．(2022·山东卷)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是()A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B．可用深层通气液体发酵技术提高产量C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌答案：D解析：青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，单位体积葡萄糖溶液中溶质微粒较多，会导致细胞失水，故发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A项正确；青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B项正确；选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C项正确；为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐需要严格灭菌，D项错误。提能训练练案[40]A组一、选择题1．(2024·哈尔滨市三中一模)在酒的酿造过程中，除酿酒酵母外还有非酿酒酵母的参与，其中非酿酒酵母发酵能力弱，乙醇耐受力差，难以充当酒精发酵的主要菌株，但其代谢产物及分泌的酶类能促进酿酒酵母降解葡萄糖等发酵底物，产生醛、酯、酸等芳香化合物，对最终酒产品的风味产生积极影响。关于传统发酵制作果酒的过程中，下列说法正确的是()A．制作果酒时，发酵温度应控制在30～35℃之间B．发酵瓶中只含有酿酒酵母和非酿酒酵母两种微生物C．制作葡萄酒时，酿酒酵母和非酿酒酵母都主要来源于葡萄的果皮D．发酵一段时间后，非酿酒酵母的数量逐渐下降，酿酒酵母的数量不断上升答案：C解析：果酒发酵时温度宜控制在18～30℃，A错误；果酒发酵的微生物是附着在葡萄皮上的野生酵母菌，故发酵瓶中除了含有酿酒酵母和非酿酒酵母两种微生物，还有其他的微生物，B错误；制作葡萄酒时，酿酒酵母和非酿酒酵母都主要来源于葡萄的果皮，C正确；发酵一段时间后，由于非酿酒酵母乙醇耐受力差，故其数量逐渐下降，酿酒酵母的数量先上升，最后因为营养物质不足和有害产物的积累，数量也会下降，D错误。2．(2025·东北师大附中试题)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是()A．实验中菌体的密度检测可用抽样检测的方法，并用显微镜直接计数B．乙醇作为醋酸发酵的底物，产生醋酸的同时会产生大量二氧化碳C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度答案：B解析：酵母菌属于单细胞真菌，实验中菌体的密度检测可用抽样检测的方法，并用显微镜直接计数，A正确；乙醇作为醋酸发酵的底物，可与氧气发生反应产生醋酸和水，不会产生二氧化碳，B错误；酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭(无氧)发酵产乙醇；醋酸杆菌为好氧菌，需持续通入无菌氧气，C正确；酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃，而醋酸杆菌的最适生长温度为30～35℃，酵母菌适宜温度低于醋酸杆菌最适温度，果酒发酵结束接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度，D正确。3．(2024·辽宁省本溪高中考试)食品工业是微生物发酵应用最早最广泛的领域，工业上常用微生物发酵产物生产味精，发酵部分流程如下，判断下列选项中正确的是()A．第①步碾磨前需对大米和酿造器具预先进行消毒B．直接对微生物培养液沉淀过滤来生产②所需的酶制剂C．第③步发酵产谷氨酸过程中需发酵液pH维持在中性和弱碱性D．第③步向发酵罐中补充尿素的主要目的是补充发酵液中的碳源答案：C解析：工业生产谷氨酸需要对酿造器具灭菌，A错误；酶制剂属于细胞代谢产物，需要提取分离纯化培养液来获取酶制剂，B错误；谷氨酸棒状杆菌在中性和弱碱性才能产谷氨酸，C正确；发酵液中已有大量糖，补充尿素的主要目的是补充氮源，D错误。4．(2024·山东日照校际联合考试)啤酒发酵流程一般都包含发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒、终止等。按酿造工艺可分为艾尔(上发酵)和拉格(下发酵)两类。艾尔啤酒酵母在发酵罐顶端工作，温度在10～20℃；拉格啤酒酵母在发酵罐底部工作，温度在10℃以下。下列叙述错误的是()A．焙烤是通过加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活B．蒸煮可以使淀粉分解，形成糖浆，并对糖浆灭菌C．酵母菌繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成D．发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异答案：B解析：焙烤是加热杀死种子的胚，但不使淀粉酶失活，A正确；蒸煮过程中高温使淀粉酶失活，可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌，B错误；酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成，C正确；发酵温度和发酵时间随着啤酒品种和口味要求的不同而有所差异，D正确。5．(2025·T8联盟)微生物广泛应用于发酵工程中，下列叙述正确的是()A．醋酸杆菌以酒精为底物的醋酸发酵中产生的气泡比酵母菌酿酒过程中产生的气泡少B．啤酒制作过程中，主发酵过程主要是为了促进酵母菌的大量繁殖，而后发酵主要是为了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精C．青霉素生产过程中，杂菌污染会导致青霉菌分泌青霉素酶分解青霉素而降低产量D．根瘤菌可以提高土壤的含氮量，又可以作为分解者促进生态系统的物质循环答案：A解析：根据反应式可知，醋酸杆菌以酒精为底物发酵时，并无CO2产生，A正确；啤酒制作过程中，主发酵过程主要是为了促进酵母菌的大量繁殖，然后酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B错误；青霉素生产过程中，产量降低主要是由于杂菌产生的青霉素酶分解青霉素，C错误；根瘤菌是消费者，D错误。6．(2025·辽宁省教研教改联合体调研考试)如图为谷氨酸发酵过程中谷氨酸棒状杆菌进行的生化代谢途径，下列叙述错误的是()A．发酵过程中需及时分离谷氨酸以提高谷氨酸产量B．发酵过程需要严格控制发酵罐的温度、pH、溶解氧等条件C．可以通过X射线照射的手段定向获得高产的谷氨酸棒状杆菌D．发酵生产过程中，要尽可能减少菌种的传代次数答案：C解析：据题图可知，谷氨酸积累会抑制谷氨酸脱氢酶的作用，故发酵过程中需及时分离谷氨酸以提高谷氨酸产量，A正确；发酵是发酵工程的中心环节，为了获得合格的谷氨酸，需要严格控制温度、pH和溶解氧等条件，B正确；X射线照射可诱发基因突变，基因突变的方向是不定的，C错误；发酵生产过程中，要尽可能减少菌种的传代次数，以免该过程中菌种发生变异，D正确。7．(2025·山东师大附中适应性测试)微生物蛋白又称单细胞蛋白，它是利用工农业废料及石油废料等人工发酵培养的微生物菌体。科学家们一直尝试利用发酵工程生产的微生物蛋白来替代传统肉类，以期开发一条环保、健康、可持续的肉类生产途径。下列相关叙述正确的是()A．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取的蛋白质，一般不含其他成分B．在青贮饲料中添加乳酸菌可提高饲料的品质，使饲料保鲜C．发酵工程中所用的菌种都是单一菌种D．发酵工程的中心环节是菌种的选育，在发酵之前还需进行扩大培养答案：B解析：单细胞蛋白是微生物菌体，不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质等物质，A错误；在青贮饲料中添加乳酸菌，通过乳酸菌的发酵，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，同时提高动物免疫力，B正确；发酵过程中所用的菌种大多是单一菌种，C错误；发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节，D错误。二、非选择题8．(2025·高中生物规范训练)奶啤被称为“奶香槟”，是一种新型的含酒精的乳饮料。它具有馥郁的麦芽清香，略带碳酸气，又具有乳饮料酸甜适口的特征，广受人们喜爱。奶啤是通过细菌发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸，配以一定比例的原料乳，再结合酒精发酵制作而成，工艺流程如图所示。回答下列问题。(1)参与前期酸味形成的有醋酸菌和乳酸菌。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时，________(填“能”或“不能”)同时产生乙酸和乳酸，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)工业上酿制奶啤时，大麦发芽过程中细胞内有机物种类________(填“增多”或“减少”)。后期获得酒精时的发酵条件主要为________。酒精发酵一定时间后，当观察到发酵装置内________________，说明发酵完毕。从食品安全的角度考虑，上述工艺流程图中①的操作应该是____________。(3)生产时，为获得高产酒精的酵母菌菌株，研究者将多个待测菌株在适宜条件下培养一段时间后，在培养基中添加检测试剂___________________________，选择菌落周围________的菌株即为高产啤酒的酵母菌菌株。答案：(1)不能醋酸菌是好氧细菌，在无氧条件下不能存活，而乳酸菌是厌氧细菌，在有氧条件下不能存活(2)增多无氧条件不再有气泡产生灭菌处理(3)酸性重铬酸钾(重铬酸钾)灰绿色范围大解析：(1)醋酸菌与乳酸菌在同一容器中发酵时，不能同时产生乙酸和乳酸，原因是醋酸菌是好氧细菌，在无氧条件下不能存活，而乳酸菌是厌氧细菌，在有氧条件下不能存活。(2)大麦发芽过程中，由于有些有机物分解会产生中间代谢物，故细胞内有机物种类增多。获得酒精主要是酵母菌进行酒精发酵，条件主要是无氧条件，温度控制在18～30℃。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有气泡产生(即停止酒精发酵)，说明发酵基本完毕。从食品安全的角度考虑，在上市或入库前应进行灭菌处理。(3)筛选高产啤酒的酵母菌菌株时，可通过检测酒精含量的多少来确定。为获得高产啤酒的酵母菌菌株，可将酸性重铬酸钾添加到选择培养基中，然后将多个酵母菌菌株接种到上述培养基中，在适宜条件下培养一段时间后，因橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下会和酒精发生化学反应变成灰绿色，故菌落周围灰绿色范围大的菌株就是高产啤酒的酵母菌菌株。B组一、选择题1．(2024·山东省实验中学二模)生产原浆苹果醋的简要工艺流程为：苹果采摘→挑选清洗→破碎榨汁→酵母发酵→醋酸发酵→陈酿2年左右。下列叙述正确的是()A．酵母发酵结束后，改变通气条件即可进行醋酸发酵B．工艺流程中的“酵母发酵”发生在苹果细胞的细胞质基质中C．酿醋过程中发酵液的pH逐渐降低，与酿酒制作过程中相反D．醋酸发酵阶段中产生的气泡量少于酒精发酵阶段答案：D解析：醋酸发酵需要通入氧气，且温度比果酒发酵温度高，所以酵母发酵结束后，改变通气条件和升高温度有利于醋酸发酵，A错误；果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，其场所是细胞质基质，因此工艺流程中的“酵母发酵”发生在酵母菌的细胞质基质中，B错误；果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中产生二氧化碳，发酵液pH也逐渐降低，C错误；“醋酸发酵”时，当糖源充足，糖将分解成醋酸且产生二氧化碳，即有气泡产生，但当缺少糖源时，酒精将转变成醋酸且不产生二氧化碳，即不产生气泡，因此醋酸发酵阶段中产生的气泡量少于酒精发酵阶段，D正确。2．(2025·山东潍坊安丘一中模拟)由于酸奶制作工艺并不复杂，一些人会在家里自制“原始状态”的酸奶。因为没有添加剂，而且刚做出来的酸奶入口即化，带有独特的发酵味，深得人们喜爱。常见的操作流程是向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵即可。下列有关叙述正确的是()A．常温下保存的销售酸奶可用作接种的菌种B．应该先对制作用具和原料进行灭菌处理，再接种纯的菌种，并控制发酵条件C．选用含有抗生素的牛奶进行发酵效果会更好，因为可以有效避免杂菌的污染D．采用煮沸法对牛奶进行消毒处理，可以最大程度地保证营养物质不被破坏答案：B解析：由于常温下保存的销售酸奶中乳酸菌已经失活，故不能用来作为接种的菌种，A错误；为避免杂菌污染，酸奶制作过程中应进行灭菌处理，同时为避免目的菌种被杀死，应先对制作用具和原料进行灭菌处理，再接种纯的菌种，并控制发酵条件(乳酸菌发酵所需的适宜条件)，B正确；抗生素具有广谱性，杀灭杂菌的同时可能会杀死目的菌株乳酸菌，导致发酵失败，C错误；采用煮沸法对牛奶进行消毒处理，会破坏牛奶中的营养成分，故采用的是巴氏消毒法，不仅能有效地消毒，而且使牛奶中营养成分不被破坏，D错误。3．(2025·八省联考河南卷)我国具有悠久的酿酒文化和历史。《天工开物》中有“古来曲造酒，蘖造醴”的记载，“曲”指由谷物培养微生物所制成的发酵剂，“蘖”指发芽的谷物，“醴”指甜酒。古人在冬季酿酒时，常将谷物封存在陶器中并埋藏于地下进行保温。下列叙述错误的是()A．酿酒过程中密封的主要目的是避免杂菌污染，从而提高酒的品质B．“曲”中含有大量的酵母菌，温度是影响酵母菌生长的重要因素C．“造醴”时选择“蘖”的原因是发芽的谷物会释放更多的淀粉酶D．“蘖造醴”时大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成答案：A解析：酿酒过程中密封的主要目的是为酵母菌无氧呼吸创造无氧环境，从而提高酒的品质，A错误；“曲”中含有大量的酵母菌，温度是影响酵母菌生长的重要因素，因此发酵过程中温度控制在18～30℃，B正确；“造醴”时选择“蘖”的原因是发芽的谷物会释放更多的淀粉酶，有利于淀粉的水解，C正确；“蘖造醴”时大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，此后需要在低温、密闭的条件下保存一段时间继续进行后续发酵，D正确。故选A。4．(2024·沈阳二中五模)传统发酵技术大大丰富了食物的品种。酵母菌、毛霉菌、醋酸菌等都是传统发酵技术中的重要菌种。下列说法错误的是()A．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵B．果酒发酵瓶内留有一定空间有利于酵母菌的繁殖C．毛霉能将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸D．果醋制作过程中出现CO2，说明发酵底物缺少糖源答案：D解析：家庭制作果酒、果醋与腐乳过程中所用的菌种均来源于自然环境，有多种微生物参与发酵过程，因此均不是纯种发酵，A正确；果酒发酵的菌种是酵母菌，代谢类型为兼性厌氧型，所以瓶内留有一定空间，增加氧气含量，有利于酵母菌的繁殖，增加酵母菌的数量，B正确；毛霉可以分泌蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，C正确；若缺少糖源、氧气充足，醋酸菌将乙醇变为乙醛，乙醛变为醋酸，不会产生CO2，D错误。5．(2024·辽宁高三联考三模)人类有意无意地利用微生物发酵制作果酒或其他食品，已经有几千年的历史。下列关于传统发酵技术的叙述正确的是()A．制作泡菜时加入的“老汤”中含有纯度较高的酵母菌时加速发酵进程B．酵母菌和醋酸杆菌均以无丝分裂的方式进行增殖C．酿制果酒和果醋的发酵过程中控制的通气情况相同D．以果酒制作果醋时，发酵液产生的气泡量明显少于制作果酒时产生的气泡量答案：D解析：泡菜利用的是乳酸菌，制作泡菜时加入的“老汤”中含有纯度较高的乳酸菌可加速发酵进程，A错误；酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸杆菌(原核生物)以二分裂的方式进行增殖，而无丝分裂是真核生物特有的增殖方式，B错误；酿制果酒所用的菌种是酵母菌，酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭进行酒精发酵；酿制果醋所用的菌种是醋酸菌，醋酸菌为好氧菌，需持续通气，C错误；以酒精为底物进行醋酸发酵，酒精与氧气发生反应产生醋酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，D正确。6．(2024·山东德州一中三模)下列有关发酵工程及其相关应用的说法中正确的是()A．从果酒变酸产生的菌膜中，可以分离得到乳酸菌B．在青贮饲料中添加乳酸菌，动物食用后可增强免疫力C．正常情况下，果酒发酵过程中罐内的压力不会高于大气压D．发酵工程的核心环节是对发酵罐中的菌种扩大培养答案：B解析：果酒变酸的原因是醋酸菌大量