原创届高三生物人教版通用一轮复习教案 第42讲 传统发酵技术的应用.docx

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原创届高三生物人教版通用一轮复习教案第42讲传统发酵技术的应用

【原创】2018届高三生物（人教版通用）一轮复习教案---第42讲传统发酵技术的应用

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2018年高考生物大一轮复习第十一单元第42讲传统发酵技术的应用教案

1．涵盖范围

本单元包括选修1全部内容——微生物的培养与传统发酵技术及实践应用；植物的组织培养技术及DNA和蛋白质的提取与分离技术；酶的研究和实践应用；植物有效成分的提取方法、过程及注意事项。

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2．考情分析

考查力度：

相对固定，如山东理综只出一个8分的简答题。

考查内容及形式：

（1>微生物的培养与应用多以简答题形式考查。

（2>酶的研究与应用，常与必修1中酶的本质、特性等知识有机结合考查。

（3>植物的组织培养技术常与植物有效成分提取相结合考查。

（4>传统发酵技术及实践应用多以简答题形式考查。

（5>酶的研究、DNA和蛋白质提取技术多以选择题形式考查。

3．复习指导

（1>复习线索

①以转基因——微生物培养——酶生产——酶应用为线索，系统复习微生物培养技术、酶的研究和实践应用。

②以技术手段、技术流程为主线，复习发酵、组织培养、有效成分及DNA、蛋白质提取等有关知识。

（2>复习方法

①列表比较法——DNA、蛋白质的提取与分离。

②实践联系——发酵技术、植物有效成分提取技术。

③实验联系——植物组织培养、微生物培养实验过程。

第42讲　传统发酵技术的应用

[考纲要求]　1.运用发酵加工食品的基本方法。

2.测定食品加工中可能产生的有害物质。

3.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。

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考点一　果酒和果醋的制作

1．完善制作原理和发酵条件

果酒制作

果醋制作

制作原理

菌种

酵母菌

醋酸菌

反应

有氧条件下，大量繁殖：

C6H12O6＋6O2＋6H2O―→

6CO2＋12H2O

无氧条件下，酒精发酵：

C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2

氧气、糖源充足时：

C6H12O6＋2O2―→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O缺少糖源、氧气充足时：

C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O

发酵条件

最适发酵温度

18～25_℃

30～35_℃

空气

前期：

需氧；后期：

不需氧

需要充足的氧气

时间

10～12d

7～8d

2．完善制作流程

3．判断正误

（1>在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种（　×　>

（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>变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的（　×　>

（4>在葡萄酒制作中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗（　×　>

易错警示　果酒和果醋制作中的几点注意事项

（1>酿酒和酿醋所利用的微生物不同：

前者为酵母菌——真核生物；后者为醋酸菌——原核生物。

二者本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。

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（2>制作果酒使用的葡萄应先冲洗，再除去枝梗，不能反过来，以免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。

对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，以免使酵母菌数量减少，发酵周期加长，产生的果酒中酒精含量下降。

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（3>酵母菌进行有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；进行无氧呼吸时，产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖；所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。

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（4>防止发酵液被污染

榨汁机要清洗干净并晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒；装入葡萄汁后要封闭充气口。

（5>发酵后酒精的检验及对照原则

①检验

→3mol/L的H2SO43滴→振荡混匀→重铬酸钾溶液3滴→振荡试管→观察jLBHrnAILg

→3mol/L的H2SO43滴→振荡混匀→重铬酸钾溶液3滴→振荡试管→观察xHAQX74J0X

②对照

两种对照方式都必须遵循单一变量原则：

前者是标准对照，后者是自身对照。

1．下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是（　　>

A．在制作果酒和果醋实验中，一直保持厌氧环境

B．温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大

C．当氧气、糖源充足时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸

D．由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理

答案　C

解读　酒精发酵用酵母菌，温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。

20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃。

同样，醋酸发酵用醋酸菌，应将温度严格控制在30～35℃。

发酵过程应注意防止杂菌污染，需要对所用装置进行消毒处理。

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2．（2018·江苏卷，7>下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是

（　　>

A．过程①和②都只能发生在无氧条件下

B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中

C．过程③和④都需要氧气的参与

D．过程①～④所需的最适温度基本相同

答案　C

解读　酵母菌是兼性厌氧型微生物，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸；醋酸菌是好氧细菌，在糖源缺乏时可将乙醇氧化为醋酸。

由图可见，①过程是葡萄糖在细胞质基质里分解为丙酮酸，在有氧或无氧条件下都能进行；②过程是在无氧条件下，酵母菌将丙酮酸氧化分解为乙醇和水；③过程是在有氧条件下，酵母菌线粒体里完成有氧呼吸的第二、三阶段，需要氧气和水的参与；④过程是在氧气充足、糖源缺乏的条件下，醋酸菌将乙醇氧化为醋酸。

酵母菌发酵的最适温度为18～25℃，醋酸菌发酵的最适温度为30～35℃。

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1．果酒和果醋的制作步骤的比较

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

不同过程

①一般将温度控制在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

②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

①将温度严格控制在30～35℃，并注意适时通过充气口充气

②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，并统计其数量作进一步鉴定

2．装置图解读

（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；与排气管相连的长而弯曲的胶管：

加水后防止空气中微生物的污染。

③出料口：

是用来取样的。

（2>该装置的使用方法

使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。

考点二　腐乳的制作

1．完善制作原理

（1>菌种：

需多种微生物协同作用，其中起主要作用的是毛霉。

（2>菌种作用特点

①蛋白质

氨基酸＋小分子肽

②脂肪

甘油＋脂肪酸

2．完善制作流程

让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

3．完善影响腐乳品质的条件

（1>卤汤成分：

酒及各种香辛料。

①酒的作用：

抑制微生物的生长，又能使腐乳具有独特的香味。

②香辛料的作用：

调制腐乳风味，防腐杀菌。

（2>盐的用量

①浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质。

②浓度过高，会影响腐乳的口味。

（3>酒的含量：

一般控制在12%左右。

易错警示　（1>传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别

①条件：

传统腐乳制作不需要灭菌，现代腐乳生产必须在严格无菌条件下进行；

②菌种传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉孢子；现代腐乳生产，菌种是经过筛选的优良毛霉菌种，并且直接接种在豆腐上。

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（2>豆腐及腐乳的营养成分不同

豆腐由大豆直接磨制而成，其成分与大豆成分相同。

大豆富含蛋白质，其含量高达36～40%，常食用大豆或大豆制品，可有效补充食物中的蛋白质。

大豆中含脂肪约8%，同时还含有硫胺素、尼克酸、维生素A以及钙、磷、铁等矿物质，对人体具有良好的保健作用。

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腐乳是豆腐在毛霉的发酵下形成的。

由于毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，可将豆腐中的蛋白质和脂肪分别分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子物质，所以其味道鲜美，易于消化吸收。

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3．下列关于腐乳制作的叙述，错误的是（　　>

A．毛霉可利用其体内的酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸

B．卤汤中酒的含量越高，杂菌繁殖越快，豆腐越易腐败

C．用盐腌制腐乳的过程中，要控制盐的用量，盐的浓度过高会影响口味，过低则不足以抑制杂菌的生长，导致豆腐腐败SixE2yXPq5

D．其制作过程可以表示为：

让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

答案　B

解读　豆类中含量最多的有机物是蛋白质，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。

卤汤中酒的含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；卤汤中酒的含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，可能导致豆腐腐败。

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腐乳制作条件的控制

1．盐：

长满毛霉的豆腐块（毛坯>与盐的质量比为5∶1。

2．酒的用量：

卤汤中酒的含量应控制在12%左右为宜。

酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。

酒精含量过高，对蛋白酶的抑制作用越大，则腐乳成熟期越长；若酒精含量过低，则蛋白酶的活性高，蛋白质水解得快，杂菌繁殖也快，豆腐易腐败，难以成块。

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3．发酵的温度：

前期发酵温度应保持在15～18℃，并保持一定的时间，以利于毛霉的生长。

4．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。

5．防止杂菌污染的措施

（1>用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。

（2>装瓶时操作要迅速小心，装瓶后要用胶条密封，且最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染，进而影响腐乳风味。

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考点三　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

1．完善泡菜的制作

（1>制作原理：

在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。

（2>制作流程

（3>操作关键

①泡菜坛的选择：

火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。

②腌制的条件：

控制腌制的时间、温度和食盐的用量。

防止杂菌污染，严格密封。

2．检测亚硝酸盐含量

（1>原理

①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→玫瑰红色染料。

②亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深；浓度越低，颜色越浅。

（2>流程

→

→

→

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（3>用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。

3．判断正误

（1>泡菜制作的菌种主要是醋酸菌（　×　>

（2>泡菜制作的前期通氧，后期应严格厌氧（　×　>

（3>配制盐水时，盐与水的质量比为4∶1（　×　>

易错警示　（1>由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，因此在利用这两类微生物时，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。

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（2>亚硝酸盐与人体健康的关系

①膳食中绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，但当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。

②亚硝酸盐在一定条件下可转化为致癌、致畸和致突变的物质——亚硝胺。

（3>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。

（4>应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。

4．某综合实践活动小组进行了“探究泡菜在腌制过程中亚硝酸盐的含量变化”的实验。

下图为泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，下表为测量结果：

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亚硝酸盐含量（mg/kg>

封坛前

第4天

第8天

第12天

第16天

1号坛

0.15

0.6

0.2

0.1

0.1

2号坛

0.15

0.2

0.1

0.05

0.05

3号坛

0.15

0.7

0.6

0.2

0.2

请根据上述情况，回答下列问题：

（1>制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，原因是_____________________________________。

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（2>制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为__________，为什么盐水需煮沸并冷却后才可使用？

_________________________________________________________________GMsIasNXkA

________________________________________________________________________。

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（3>为确保发酵过程所需的无氧环境，应注意__________________________________7EqZcWLZNX

________________________________________________________________________。

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（4>实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是___________________

_____________________________________________________。

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（5>测定亚硝酸盐含量的方法是_________________________________________________NrpoJac3v1

_______________________。

答案　（1>亚硝酸盐含量低

（2>4∶1　加热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

（3>经常补充坛盖边沿水槽中的水

（4>各坛中微生物种类和数量可能存在差异

（5>比色法

解读　（1>有些蔬菜中含有丰富的硝酸盐，这些蔬菜放置过久，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。

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（2>注意从煮沸和冷却两个方面说明操作的意图。

（3>成功制作泡菜的关键是营造无氧环境，常用的方法是将坛口用水封好，防止外界空气进入。

因此要经常补充坛盖边沿水槽中的水。

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（4>泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于某些细菌的繁殖（包括一些硝酸盐还原菌>，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。

但随着腌制时间的延长，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。

可见，亚硝酸盐的含量与坛内的微生物种类和数量有关。

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（5>测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合，使溶液呈玫瑰红色。

将显色反应后的待测样品与已知浓度的标准显色液对比，即可大致估算出样品中亚硝酸盐的含量。

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1．与传统发酵有关的几类微生物的比较

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

生活方式

异养兼

性厌氧

异养需氧

异养需氧

异养厌氧

适宜温度

20℃左右

30～35℃

15～18℃

室温

主要生

殖方式

适宜条件下出芽生殖

二分裂生殖

孢子生殖

二分裂

生殖

主要用途

酿酒、发面

酿醋

制作腐乳

制作酸

奶、泡菜

2．泡菜制作的注意事项

（1>材料的选择及用量

①蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。

②清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却。

煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。

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（2>防止杂菌污染：

每次取样用具要洗净，要迅速封口。

（3>氧气需求

①泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。

②泡菜坛内要注满水，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补水。

（4>温度：

发酵过程温度控制在室温即可，最好在26～36℃。

温度过高，则易滋生杂菌；温度过低，则发酵时间延长。

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3．泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析

发酵时期

乳酸菌

乳酸

亚硝酸盐

发酵初期

少（有氧气，乳酸菌活动受到抑制>

少

增加（硝酸盐还原菌作用>

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（乳酸积累，pH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>

4．乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的数量随时间变化的曲线

1．（2018·江苏卷，21>下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是（多选>（　　>

A．在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长

B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸

C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小

D．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

答案　ABC

解读　果酒发酵后期，因营养物质的消耗、反应物减少等，酵母菌无氧呼吸产生CO2的量减少，所以可延长拧松瓶盖的间隔时间，A项正确；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，B项正确；果酒发酵过程中不断消耗葡萄糖等营养物质，产生的酒精使发酵液的密度逐渐减小，C项正确；制作腐乳时，对长满毛霉的豆腐加盐腌制时，需逐层加盐，并随层数加高而增加用盐量，在近瓶口处要铺得厚一些，D项错误。

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2．（2018·广东卷，25>小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验（见右图>，恰当的做法是（多选>（　　>AVktR43bpw

A．加入适量的酵母菌

B．一直打开阀b通气

C．一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟

D．把发酵装置放到4℃冰箱中进行实验

答案　AC

解读　酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理。

4℃的环境不利于酵母菌进行发酵。

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3．（2018·海南卷，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__________。

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（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____________。

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答案　（1>毛霉　小分子的肽　氨基酸　脂肪酶　甘油　脂肪酸　（2>微生物　（3>风味

解读　（1>腐乳是以豆腐为原料，在毛霉以及多种微生物参与下发酵而制成的食品，富含易被人体吸收的多种营养物质，如多肽、氨基酸等。

腐乳制作过程中，豆腐中的蛋白质在蛋白酶的作用下被水解为小分子的肽，进而在肽酶的作用下被水解为各种氨基酸；脂肪在脂肪酶的作用下被分解为甘油和脂肪酸。

（2>在发酵完成后的腌制过程中，盐能抑制微生物的生长，防止豆腐块腐败变质。

（3>卤汤除能防腐外，还可使腐乳具有独特的风味。

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4．（2009·浙江自选，17>下面是有关食醋和泡菜制作的实验。

请完成下列问题：

（1>食醋可用大M为原料经三步发酵来制作。

第一步：

大M经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________（填中间产物>，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________（填淀粉指示剂>来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。

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第二步：

用________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是___________________________________________________________WwghWvVhPE

________________________________________________________________________。

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第三步：

用______________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程____________氧气。

（2>泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是____________________________，还有少量的亚硝酸。

对亚硝酸盐的定量测定可以用__________________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N—1—萘基乙二胺盐酸盐偶联成________色化合物。

进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是________________。

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答案　（1>糊精　碘液　酵母　发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂　醋酸　需要消耗　（2>乳酸（或有机酸>　（光电>比色　玫瑰红　作为对照BkeGuInkxI

解读　（1>大M经蒸熟、冷却后加入淀粉酶（淀粉酶必须冷却后加入，因为酶在高温时会变性失活>，大M的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精（主要含麦芽糖等>，这一过程可用碘液（或KI－I2溶液>来检测。

酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随着反应的进行，发酵瓶中CO2逐渐增多，瓶内压力升高，可能引起爆裂，所以不要完全密闭。

醋酸菌是好氧细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中消耗氧气。

（2>泡菜发酵过程中离不开乳酸菌，其产生的酸主要是乳酸，还有少量的亚硝酸。

亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时就会引起人中毒，必须对泡菜中亚硝酸盐含量进行测定，其测定可用比色法。

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1．下列关于果酒和果醋制作的叙述，不正确的是（　　>

A．制作果酒时瓶口要密闭，而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡

B．在变酸的果酒表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的

C．温度对酵母菌进行酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌进行的发酵影响不大

D．制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶进行消毒，并注意无菌

操作

答案　C

解读　制作果酒利用的是酵母菌，制作果醋时利用的是醋酸菌。

温度对酵母菌进行酒精发酵和醋酸菌进行的发酵都有影响。

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2．某同学在制作腐乳的过程中，发现豆腐腐败变质，下列不属于其原因的是（　　>

A．用盐腌制时，加盐太少

B．用来腌制腐乳的玻璃瓶，没有用沸水消毒

C．制作卤汤时，加的料酒过多

D．装瓶后，没有将瓶口密封

答案　C

解读　豆腐腐败变质是杂菌繁殖造成的。

用来腌制腐乳的玻璃瓶，没有用沸水消毒；装瓶后，没有将瓶口密封；用盐腌制时，加盐太少或制作卤汤时加料酒太少都会导致杂菌大量繁殖。

相反，如果料酒加入过多，则不会导致杂菌大量繁殖。

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3．在果酒、果醋和腐乳制作过程中，都要防止微生物污染，下列有关叙述正确的是

（　　>

A．果醋发酵阶段应封闭充气口，防止杂菌进入

B．腌制腐乳的卤汤中应含有12%