传统发酵技术的应用导学案.docx
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传统发酵技术的应用导学案
选修一生物技术实践
第34讲 专题一传统发酵技术的应用
20190128
[最新考纲] 1.运用发酵加工食品的基本方法。
2.利用微生物进行发酵来生产特定的产物。
3.测定食品加工中可能产生的有害物质
考点一果酒和果酒的制作
1、制作原理与发酵条件
果酒制作
果醋制作
菌种
菌种
来源
变酸酒表面的菌膜
发酵过程及原理
有氧条件下，
方程式：
无氧条件下，
方程式：
情况1，
情况2，
温度
一般酒精发酵18～25℃，繁殖最适为20℃左右
气体
前期：
需氧，后期：
无氧
需要充足的氧气
时间
10～12d
7～8d
检测
指标
嗅味和品尝；
用重铬酸钾检验酒精；
酵母菌的镜检；
测定酒精发酵前后的pH变化等
观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定；
测定醋酸发酵前后的pH变化进一步鉴定；
显微镜观察和统计发酵液中醋酸菌数量
2.制作流程
3、装置图解读1：
如图所示为制作果酒和果醋的发酵装置，请思考。
（1）装置图中a、b、c分别指什么？
其作用是什么？
（2）b需长而弯曲，其目的是什么？
（3）进行醋酸发酵和酒精发酵时，对图中哪一处操作有差异？
请具体指明。
（4）图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？
为什么？
4、装置图解读2：
还可以用普通的有盖瓶子作为发酵容器，其操作中的注意问题
（1）发酵液不装满，
（2）果酒发酵时，
（3）果醋发酵时，
5、果酒和果醋的制作成功的关键点
项目
说明
材料的选择与处理
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
③发酵瓶排气管用曲颈管不用直管
注意：
果酒制作中，对葡萄“先冲洗再去枝梗”与“不可反复冲洗”的目的
（1）
（2）
6、发酵条件的控制
（1）装料控制：
葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间，目的是
（2）温度控制：
18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵，30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。
（3）充气控制：
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。
【对接高考】
例题1（2017年江苏卷25）下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。
下列相关叙述正确的是（多选）
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
例2（2015年江苏卷24）.右图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述错误的是（多选）（）
A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C.发酵过程中酵母种群呈“J冶型增长
D.若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气
1.菌种：
主要是，还有多种其他微生物参与，如等。
2.原理：
（1）蛋白质
小分子的肽、氨基酸
（2）脂肪
甘油＋脂肪酸
3.腐乳的制作流程
4.防止杂菌污染
（1）用来腌制腐乳的玻璃瓶，
（2）装瓶腌制时，操作要
（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。
5、影响腐乳品质的条件
项目
说明
豆腐选取
盐的控制
酒的控制
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
【对接高考】
例题3（2017年江苏卷10）下列关于“腐乳的制作冶实验，叙述正确的是
A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
例题4（2016年江苏卷7）7.下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是
A.加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长
B.加料酒主要是为了灭菌，避免腐乳变质
C.发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D.实验室制作的腐乳不宜直接食用
例题5（2015年江苏卷17）17.关于“腐乳的制作”实验,下列叙述错误的是（）
A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高,影响毛霉生长
B.腐乳坯若被细菌污染,则腐乳坯表面会出现黏性物
C.勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长
D.装坛阶段加入料酒,可有效防止杂菌污染
例题6（2012·海南单科，30）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________。
考点三泡菜的制作
1.泡菜的制作原理
（1）菌种来源：
。
（2）制作原理：
（3）制作流程
2、泡菜制作成功的关键点
（1）材料的选择及用量
①蔬菜应新鲜，若放置时间过长。
②清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却待用。
问题：
盐水煮沸有两大作用是什么？
（2）防止杂菌污染：
每次取样用具要洗净，取样后要迅速封口。
（3）泡菜制作中营造“无氧环境”的三项措施
①选择的泡菜坛要密封性好。
②加入蔬菜后要
③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水，并注意在发酵过程中要经常补充坛盖边沿水槽中的水。
（4）温度：
发酵过程控制在室温即可，最好在26～36℃。
温度过高，；温度过低，则发酵时间延长。
【对接高考】
例题7（2015·广东高考，29）泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。
某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图。
（1）制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是________，乳酸菌发酵第一阶段的产物有__________________________________________________________。
（2）据上图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者_________；
pH呈下降趋势，原因是___________________________________________。
（3）该小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍），拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4%～10%），探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件，请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。
例8（2013·课标Ⅰ，39）回答下列有关泡菜制作的问题。
（1）制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是____________________。
为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________________________。
（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行__________的过程。
该过程发生在乳酸菌的____________中。
（3）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、__________和__________等。
（4）从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是___________，原因是：
________________。
课后训练
1、（2017年全国卷
37）37．[生物——选修1：
生物技术实践]（15分）
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32h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32h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__________________________。
2、下表中甲～丁为腐乳、泡菜、果醋、果酒等发酵食品制作装置图。
食品
①
②
③
④
主要微生物
⑤
⑥
⑦
⑧
制作装置或
操作步骤
请据甲～丁装置图分析：
（1）请填出①～④食品名称
（2）请填出⑤～⑧菌种名称，并指出菌种属性（真核生物或原核生物）
（3）甲～丁装置是否存在缺陷，试具体分析指出，并说明丁装置中“放水”的作用？
3、（2014年广东卷4）下列叙述错误的是（）
A、醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸
B、酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖汁产生酒精
C、泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵
D、腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶
4、（2013江苏卷14）某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。
下列相关叙述正确的是
A.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高
B.先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵
C.与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好
D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
5、（2013江苏卷17）将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是
A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a
B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况
C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查
D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
6.果酒以其独特的风味，泡菜以其酸甜香脆的口感，腐乳以其口感好、营养丰富等特点，成为人们喜爱的食品，这些都是我国劳动人民利用微生物发酵获得的。
根据所学知识，回答下列有关传统发酵技术应用的问题：
（1）在果酒的制作过程中，为了提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，最好直接在果汁中加入________________________。
进行酒精发酵时，要将温度严格控制在________℃。
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________（填“能”或“不能”）将果汁中的糖发酵为醋酸。
（2）在腐乳的制作过程中，有多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是________。
发酵完成后需加盐腌制，用盐腌制时，应注意控制________。
腐乳制作的后期可加入由________配制而成的卤汤。
（3）在泡菜的制作过程中，所用盐水需煮沸，其目的是________________________。
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_____________
________________________________________________________（答出两点）。
7.请分析回答下列与微生物在发酵食品中的应用的相关问题：
（1）在制作果醋时，醋酸菌在________和糖源充足时，能将糖分解成醋酸；在缺少糖源时，醋酸菌也可以利用酒精生成醋酸，请写出该过程的化学反应式：
_________________________________________________________________
____________________。
（2）腐乳制作的流程是：
让豆腐上长出毛霉→________________→加卤汤装瓶→密封腌制。
其中配制卤汤时，一般将卤汤中酒的含量控制在________%左右，加酒的作用是_____________________________________________________。
（3）制作泡菜的过程中会产生亚硝酸盐。
在________________条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________________反应后，与N 1 萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。
8.（2016·辽宁重点中学联考）请回答下列有关传统发酵技术在食品工业上应用的问题：
（1）果酒的制作过程中，常用的菌种是________，该菌种产生酒精的场所是________。
果酒醋的制作常在果酒制作的基础上进行，当进行果醋制作时，要持续通入氧气，并且要适当________（填“升高”或“降低”）发酵温度。
（2）检验酒精常用的试剂是重铬酸钾，其原理是在酸性条件下酒精能够使重铬酸钾呈________色。
（3）腐乳的制作过程中发挥作用的酶主要是________，豆腐块要加盐腌制，因为加盐可以抑制微生物的生长，原因是________________________。
腐乳制作完成后在封装时要将瓶口通过酒精灯的火焰，目的是_________________________。
9.（2016·辽宁重点中学联考）人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。
请回答下列问题：
（1）果酒的制作离不开酵母菌。
酵母菌是一类________（呼吸类型）微生物。
（2）温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。
利用酵母菌发酵制作葡萄酒时一般将温度控制在________。
在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是________________。
随着酒精度数的提高，红葡萄皮的________也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。
在________________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这一环境而受到抑制。
（3）醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。
在变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
实验表明，醋酸菌对氧气的含量________。
当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为________，再进一步转变为________。
10.（2016·山西康杰中学等四校联考）下图是果酒果醋的制作流程。
请据图回答以下问题：
―→
―→
―→
―→
―→
―→
（1）在葡萄酒制作过程中出现葡萄酒变酸现象，其原因可能是发酵液中混有________菌发酵产生乳酸；也可能是________，导致________菌生长繁殖，产生醋酸。
（2）某同学尝试用罐头瓶制作果酒，在培养过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的主要目的，一是________________________，二是避免氧气进入和杂菌污染。
（3）在酸性条件下，可用________来检测果酒发酵是否成功。
若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度时，一般采用________法，但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。
（4）在果酒制作中，加入的新鲜葡萄汁没有经过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析：
一是酵母菌与杂菌之间存在________关系；二是由于果酒中的________不利于杂菌的生长。
11.（2018年江苏卷16，2分）某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是
A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
12.（2018海南卷.30题，15分）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）。
（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。
（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。
13.（2017年4月浙江卷，32）【加试题】（节选）
（一）回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题：
（1）制作泡菜时，为缩短发酵周期，腌制前可加入乳酸菌。
取适量酸奶，用无菌蒸馏水稀释后，再用蘸取少量的稀释液，在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线，以获得乳酸菌单菌落。
下图所示的划线分离操作，正确的是。
A．B．C．D．
第32题
（一）图
（2）泡菜腌制过程中，会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐，其中醇类是由进行厌氧呼吸产生。
亚硝酸盐对人体有害，为测定泡菜中亚硝酸盐含量，从泡菜中提取亚硝酸盐，与发生重氮化反应，再与N-1-萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。
然后用光程为1cm的，在550nm光波下测定光密度值，与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的比对，计算样品中亚硝酸盐的含量。
（3）已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。
在一定的腌制时间内，随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低，是由于在厌氧和环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。
14.（2016年全国3卷，第39题，15分）某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。
分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。
回答下列问题：
（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是。
（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有和。
分离纯化时应挑选出的菌落作为候选菌。
（3）乳酸菌在-20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的 （填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”）。
15.（2016年高考天津卷10，12分）天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。
（1）在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶_____________________。
（2）在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。
在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。
通气能提高____________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。
（3）在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。
工艺如下。
①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如下图。
据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是___________________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是____________________。
乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。
发酵过程中，发酵缸中____________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的____________，淘汰了部分乳酸菌种类。
16.（2016年4月浙江卷，自选模块，17）某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。
请回答：
（1）制作葡萄浆前，对葡萄进行清洗和用 ① 色的高锰酸钾溶液浸泡。
制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少蔗糖，待酵母悬液中出现 ② 即可。
（2）装瓶后开始一段时间，发酵瓶中溶解氧的含量变化是 ③ 。
发酵过程中，发酵瓶中酒精的含量变化是 ④ 。
（3）下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是 ⑤ 。
A．隔绝气体出入B．使发酵瓶内外的压强基本平衡
C．减少杂菌污染D．有利于发酵瓶内形成缺氧环境
（4）实验中，判断发酵完毕的依据是 ⑥ 。
A．发酵瓶中pH开始下降B．发酵瓶中停止出现气泡
C．发酵瓶中酒精浓度达到30%D．发酵瓶中酵母菌数量急剧减少
（5）欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应加入的菌种是 ⑦ ，该菌种在 ⑧ 条件下能将乙醇氧化为醋酸。
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