高考生物听课手册 第34讲 生物技术在食品加工及其他方面的应用Word下载.docx
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3.葡萄酒呈现深红色的原因是 。
4.现在工厂生产果酒,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,采取的措施是直接在果汁中加入 的酵母菌。
正误辨析
（1）条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
（ ）
（2）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。
（3）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的适宜温度。
（4）在制作果酒、果醋时,适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。
（5）在果酒发酵后期,拧松瓶盖的间隔时间可适当延长。
（6）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。
（7）变酸的酒表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。
（ ）
（8）在葡萄酒制作中,采摘的葡萄应进行冲洗,且要先除去枝梗再冲洗。
1.发酵装置分析
图11-34-1
（1）各部位的作用
①充气口:
在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
②排气口:
排出酒精发酵时产生的CO2。
③出料口:
用来取样。
④与瓶身相连的长而弯曲的胶管:
防止空气中微生物的污染。
（2）该装置的使用方法
使用该装置制果酒时,应该关闭充气口;
制果醋时,应将充气口连接充气泵进行充气。
（3）葡萄汁装入发酵瓶时,要留出约1/3空间,目的是①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;
②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
2.果酒和果醋制作成功的关键
项目
说明
材料的选
择与处理
选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,然后除去枝梗,以防污染及防葡萄汁流失
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不用直管
控制发
酵条件
①严格控制温度:
18~25℃有利于酒精发酵,30~35℃有利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵
②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
1.[2018·
河北保定三中模拟]葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知识回答问题:
注:
各发酵瓶的左侧管为充气管,有侧管为排气管。
图11-34-2
（1）利用葡萄制作葡萄酒的过程,发挥作用的微生物是 。
（2）该微生物通过无氧呼吸可分解 ,产生的终产物是 和 。
（3）甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下进行发酵,如图11-34-2所示。
发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。
据图分析,甲同学和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是 ,导致发酵中出现的主要异常现象是 ;
丙同学的错误是 ,导致发酵中出现的主要异常现象是 。
上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是 、 、 。
（4）在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该操作的错误是 。
2.现代人吃什么都讲究天然,所以目前市场上果酒、果醋等越来越受到人们的青睐。
请回答:
（1）在葡萄酒的自然发酵过程中起主要作用的酵母菌来源于 。
（2）苹果醋是最受欢迎的饮料之一,其生产过程中利用了 的发酵作用,该过程需将温度控制在 ;
若要提高果醋的产量,发酵过程中还必须提供 、 等条件。
（3）喝剩的葡萄酒放置一段时间后会变酸的原因是 。
（4）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,理由是 。
考点二 腐乳制作
1.制作原理
图11-34-3
让豆腐上长出 →加 腌制→加 装瓶→ 腌制。
3.影响条件
水的控制
豆腐含水量约70%,含水量过 ,不易成形
盐的控制
盐浓度过高会影响 ;
盐浓度过低,腐乳易
酒的控制
酒精含量一般控制在 左右。
酒精含量过高,使腐乳成熟期 。
酒精含量过低,
温度控制
温度为 ℃,适合毛霉生长
发酵时间
控制在6个月左右
香辛料
具有 的作用,也会影响腐乳的
（1）制作腐乳的菌种只有毛霉。
（2）腐乳制作利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶。
（3）将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时,底层和接近瓶口处需加大用盐量。
（4）在果酒、果醋和腐乳制作中,所需适宜温度最高的是腐乳制作。
（5）在腐乳制作过程中加入的香辛料既能调节风味,又具有防腐杀菌作用。
（6）在腐乳制作过程中,盐的用量要适宜,酒的含量一般控制在12%左右。
河北石家庄一中模拟]腐乳是我国古代劳动人民创造的一种经过微生物发酵制成的大豆食品。
腐乳味道鲜美,易于消化吸收,所以一直受到人们的喜爱。
请结合图11-34-4中腐乳制作的原理及流程示意图,回答下列问题:
图11-34-4
（1）图中a、b分别表示的是 ,它们的来源是 ,作用是 。
（2）过程一中,为保证产品的质量,应采取的措施是 。
（3）过程二具体的操作应该是
。
这样既能使豆腐不过早酥烂,又能避免豆腐块腐败变质。
（4）过程三中卤汤配制所需要的材料有 。
（5）过程四应如何操作才能取得最佳效果?
。
2.腐乳是中国流传数千年的传统民间美食,通常分为青方、红方、糟方三大类。
请结合相关知识回答问题:
（1）在制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的过程中全程需要氧气的是 。
毛霉能在豆腐块上生长,是因为豆腐块能为其提供无机盐、 等四大类基本营养物质。
（2）腐乳的发酵过程中能起到防腐作用的物质有 三类。
青方、红方和糟方三类腐乳中, 类没有加入辅料。
现代工业生产腐乳,必须严格控制无菌条件,对豆腐灭菌宜采用的方法是 。
（3）科学家研究了食盐用量对豆腐乳品质及发酵周期的影响,结果如图11-34-5:
图11-34-5
由图可知,随食盐用量的增加,豆腐乳品质的综合评分总体上呈现 的趋势,选择食盐用量为 较为适宜。
发酵周期与食盐的用量呈 相关,原因可能是 。
考点三 泡菜制作及亚硝酸盐含量的测定
1.泡菜的制作原理
在 条件下, 将葡萄糖分解成 。
反应式:
C6H12O6→ 。
2.泡菜的制作流程
（1）流程
图11-34-6
（2）注意事项
①材料的选择及用量
a.蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的 易被还原成亚硝酸盐。
b.清水和盐的质量比为 ,盐水要煮沸后冷却。
煮沸有两大作用,一是 ,二是 。
②防止杂菌污染:
每次取样用具要 ,要迅速封口。
③氧气需求
a.泡菜坛要选择透气性差的容器,以创造 环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。
b.泡菜坛盖边沿的水槽要 ,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境,并注意在发酵过程中经常向水槽中补水。
④温度:
发酵过程温度控制在室温即可。
温度过高,则易滋生杂菌;
温度过低,则发酵时间 。
3.测定亚硝酸盐的含量
（1）亚硝酸盐的危害:
当摄入总量较多时,可引起 或死亡。
在特定条件下,亚硝酸盐可以转变成致癌物—— 。
（2）测定原理
①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。
②判断方法:
观察样品颜色变化,并与 比较,然后估算亚硝酸盐含量。
（3）测定步骤:
配制溶液→制备 →制备样品处理液→ 。
（1）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。
（2）影响泡菜腌制的因素包括时间、温度和食盐的用量等。
（3）发酵过程中坛沿注满水有利于泡菜的无氧发酵。
（4）泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格保持无氧条件。
（5）当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3~0.5g时,亚硝酸盐就可以转化为致癌物质——亚硝胺。
（6）测定亚硝酸盐的含量时,样品中亚硝酸盐含量不同,则会形成不同深度的玫瑰红色染料。
泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐含量变化:
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
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）
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）
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
1.家庭泡菜的制作过程:
新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的地方。
请回答下列问题:
（1）加入蔬菜前要对泡菜坛进行 。
（2）在家制作泡菜时,常发现泡菜坛内长一层白膜,这层白膜是怎么形成的?
。
为避免杂菌污染,向泡菜坛中加入了青霉素,结果发酵失败,原因可能是 。
（3）有时制作的泡菜会“咸而不酸”,最可能的原因是 。
（4）对亚硝酸盐含量测定的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与 偶联成 色化合物。
测定亚硝酸盐含量的操作流程是配制溶液→制备 →制备样品处理液→比色,其中,使滤液变得无色澄清透明的是 。
2.某研究小组以“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”为课题开展了如下表所示的研究。
分析并回答:
实验步骤
泡菜坛
A
B
C
①加入洗净的新鲜大白菜
0.6kg
②加入2L盐水（浓度）
10%
20%
30%
③密封
置于同一环境中
④测定亚硝酸盐含量
封坛前进行第一次测定,以后定期测定,结果如图11-34-7
（1）实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用,原因:
。
图11-34-7
（2）图中曲线1是 坛测定的结果,原因是 。
泡菜的口味是 。
制作泡菜效果最好的盐水浓度为 。
（3）为了使实验结果更准确,测定亚硝酸盐含量时应 。
考点四 植物有效成分的提取
1.植物芳香油的提取
（1）植物芳香油的主要化学成分是萜类化合物及其衍生物,特点是 强,易溶于 溶剂。
（2）提取方法:
、压榨和 等。
（3）玫瑰精油的提取
图11-34-8
（4）橘皮精油的提取
图11-34-9
2.胡萝卜素的提取
（1）方法:
法。
（2）萃取剂的选择:
萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解 ,并且不与水混溶。
（3）影响萃取的因素
①主要因素:
和使用量。
②次要因素:
原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。
（4）提取装置的设计
①加热方式:
采用 加热,避免 加热。
②防止挥发的装置:
安装 装置。
（5）实验流程
胡萝卜
干燥
过滤
胡萝卜素
（6）胡萝卜素的鉴定:
法。
（1）油水混合物中加入无水硫酸钠,有利于分离油层。
（2）用柑橘皮作材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法。
（3）新鲜的胡萝卜含水量高,干燥时可采用高温以节省时间。
（4）由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中,所以可以采用萃取的方法进行提取。
（5）胡萝卜粉碎后可直接进行萃取。
（6）蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来,再把水蒸发掉,剩余的就是芳香油。
（7）原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取,不宜采用水中蒸馏法,宜采用压榨法或萃取法。
（8）萃取是利用芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法。
1.植物芳香油提取方法的比较
提取
方法
蒸馏法
压榨法
萃取法
实验
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油
使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油
适用
范围
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中
优点
简单易行,便于分离
生产成本低,易保持原料原有的结构和功能
出油率高,易分离
局限
性
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
分离较为困难,出油率相对较低
使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量
2.胡萝卜素提取中需要注意的问题
（1）层析时注意选择干净的滤纸,为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进行操作。
（2）点样时注意应快速细致,点样圆点不能太大（直径应为2mm）。
（3）将点好样的滤纸卷成筒状,卷纸时注意滤纸两边不能相互接触,以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。
贵州凯里一中模拟]回答下列有关玫瑰精油提取的问题。
（1）用于提取精油的玫瑰花一般在花开的盛期采收,原因是 。
（2）可用萃取法提取玫瑰精油,依据是 。
要使有机溶剂不与水混溶,最好选用 （填“乙酸乙酯”或“乙醇”）作为萃取剂。
（3）也可用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,依据是 。
蒸馏获得油水混合物后需加入 ,促进油水分层。
（4）用传统的水蒸气蒸馏法,玫瑰精油出油率较低。
科研人员在适宜条件下用不同的辅助方法探究最优提取方法,结果如下表。
不同处理
无辅助
超声波、
微波
酶
高压脉冲电场
出油率（%）
0.0802
0.0930
0.0900
0.1050
蒸馏时间（h）
4
2.5
3
2
该实验的自变量是 ,据实验结果,水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为 ,依据是
2.请回答下列有关胡萝卜素提取的问题:
（1）从植物中提取胡萝卜素常用的方法是 ,所用溶剂具有 的特点。
（2）萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥,新鲜的胡萝卜干燥处理时要注意控制 。
（3）因为有机溶剂易燃,萃取时应采用 方式加热。
为了防止加热时有机溶剂挥发,还要在加热瓶口安装 装置,而萃取液可进一步用蒸馏装置进行 处理。
（4）鉴定胡萝卜素粗品的方法是 。
在18cm×
30cm滤纸下端距底边2cm处做一基线,在基线上取A、B、C、D四点,用最细的注射器针头分别吸取0.1~0.4mL溶解在石油醚中的 样品和提取样品,在A、D和B、C点上点样。
点样液挥发干后,将滤纸卷成圆筒状,置于装有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中进行层析。
题后归纳 物质分离及植物有效成分提取的方法
1.物质分离的方法:
（1）分离油水混合物可以采用分液的方法。
（2）除去压榨液中的固体物和残渣通常采用过滤的方法。
（3）除去液体中质量较小的固体残留物通常采用离心的方法。
（4）除去芳香油中的残留水分常采用加入无水硫酸钠后过滤的方法。
（5）除去不易挥发的植物有效成分中的有机溶剂常采用蒸馏法。
2.依据植物有效成分的特性选择提取方法:
（1）提取挥发性强的植物芳香油:
蒸馏法。
（2）提取易溶于有机溶剂的植物有效成分:
萃取法。
（3）提取原料中含量高的植物有效成分:
压榨法。
3.鉴定胡萝卜素常采取纸层析法。
真题·
预测
1.[2017·
全国卷Ⅱ]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.[2017·
全国卷Ⅲ]绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。
其提取流程为植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏（含回收溶剂）→重结晶→成品。
（1）在提取物质W时,最好应选用的一种原料是 （填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）的植物甲,不宜选用其他两种的原因是
（2）提取物质W时,振荡的作用是 。
（3）活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是 。
（4）现有丙酮（沸点56℃）、乙醇（沸点约78℃）两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是 。
（5）该实验操作过程中应注意的事项是
（答出两点即可）。
3.[2016·
全国卷Ⅱ]苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。
图11-34-10
（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图11-34-10所示。
图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的 中进行,其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;
过程③在酵母菌细胞的 中进行。
与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度 。
（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。
（3）在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 （填“低于”或“高于”）第二阶段的。
（4）醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 （填“含有”或“不含有”）线粒体。
某食品公司研发人员偶然发现了一种风味独特的红方腐乳,欲将其开发成新品种,请根据微生物培养及腐乳制作过程的相关知识,回答下列问题:
（1）研发部门首先挑取腐乳样品制成悬浮液,要实现一个培养皿一次同时分离和纯化多种菌,最佳的接种方法是 法。
若分离出的菌落中出现了疑似青霉菌的菌落,则需要通过 培养基进行确认。
对近期要频繁使用的某些菌种,常采用斜面临时保藏,此保藏方法具有 的缺点。
图11-34-11
（2）上述流程图中,过程A是 。
装瓶后的过程称后期发酵,起作用的主要是 。
（3）红色色素潘红是红方腐乳所含有的优质天然食用色素,潘红熔点高,超过165℃,易溶于乙醚、氯仿、乙醇、正己烷等溶剂中。
据此性质可以以 为溶剂,经萃取法进行提取。
提取潘红不采用压榨法与蒸馏法,原因是
1.选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。
冲洗以洗去灰尘为目的,且不要太干净,以防洗去野生型酵母菌。
2.防止发酵液被污染的方法:
榨汁机要清洗干净并晾干;
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;
装入葡萄汁后要封闭充气口。
3.葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。
4.胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点
（1）层析时没有选择干净的滤纸,导致实验现象不明显。
为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进行操作。
（2）点样时点样圆点太大（直径大于2mm）会导致最终在滤纸上形成一条线,无法辨认被提取的色素。
点样圆点的直径应为2mm。
（3）将点好样的滤纸卷成圆筒状,卷纸时不能将滤纸两边相互接触,以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。
（4）层析液不可没及样品原点,以免色素溶解于层析液中,使鉴定失败。
（5）没有设置标准样品作对照。
层析液中是否提取到胡萝卜素,可通过与标准样品中的β-胡萝卜素作对比予以确认。
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