优化方案版高考生物大一轮复习 第十二单元 生物技术实践 第42讲 传统发酵技术的应用讲义.docx
《优化方案版高考生物大一轮复习 第十二单元 生物技术实践 第42讲 传统发酵技术的应用讲义.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《优化方案版高考生物大一轮复习 第十二单元 生物技术实践 第42讲 传统发酵技术的应用讲义.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
优化方案版高考生物大一轮复习第十二单元生物技术实践第42讲传统发酵技术的应用讲义
第42讲 传统发酵技术的应用
运用发酵加工食品的基本方法
[学生用书P292])
一、果酒和果醋的制作
1.制作原理与发酵条件
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
制作原理
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
糖源、氧气充足时:
C6H12O6+2O2
2CH3COOH+2CO2+2H2O
缺乏糖源、氧气充足时:
C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O
发酵条件
温度
一般酒精发酵,18~25_℃,繁殖最适为20℃左右
最适为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.果酒、果醋的制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
↓ ↓
果酒 果醋
[解惑])
(1)葡萄成熟后含有果糖等,酿制葡萄酒是把葡萄榨汁后发酵产生酒精,葡萄酒中含有果糖越多,甜度越大,若糖全部转化为酒精,则不会甜。
(2)葡萄酒的颜色是由葡萄皮中的色素溶解而产生的。
二、腐乳的制作
1.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)菌种的作用特点
①蛋白质
氨基酸+小分子肽;
②脂肪
甘油+脂肪酸。
2.流程
―→
―→
―→
三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
1.泡菜的制作原理
(1)菌种:
泡菜的制作离不开乳酸菌,在无氧条件下,将葡萄糖分解成乳酸。
(2)腌制条件:
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.泡菜的制作流程
1.酵母菌是嗜温菌,所以果酒所需的最适温度高于果醋发酵温度。
(×)
2.(2015·高考四川卷T3B)用酵母菌发酵酿制果酒,选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精。
(√)
3.(2014·高考广东卷T4A)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。
(×)
4.在果酒发酵后期,拧开瓶盖的间隔时间可延长。
(√)
5.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。
(×)
6.在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味,还具有防腐杀菌作用。
(√)
7.果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵。
(×)
8.发酵过程中泡菜坛的坛沿要注满水,这样有利于泡菜的无氧发酵。
(√)
9.泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格保持无氧条件。
(×)
10.泡菜制作过程可以随时取出食用不同酸味的泡菜。
(×)
考点一 果酒和果醋的制作[学生用书P293]
1.果酒和果醋制作步骤的比较
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)将温度严格控制在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.发酵后酒精的检验及对照原则
(1)检验
(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。
3.果酒、果醋制作的注意事项
(1)材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗后除去枝梗,以避免去除枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。
(2)防止发酵液被污染
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑,因为操作的每一步都可能混入杂菌。
为避免杂菌污染,榨汁机要洗净并晾干;发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒;封闭充气口;若用简易的发酵装置,每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。
(3)控制好发酵时间与温度、果醋制作时适时充气。
氧气供应状况对酒精发酵结果影响的分析方法
(1)酒精发酵所需的氧气供应条件
①发酵前期:
需要通入空气或在发酵瓶中留有一定的空间,可以给酵母菌提供氧气以利于酵母菌通过有氧呼吸大量增殖。
②发酵后期:
要通过密封严格控制无氧环境,以利于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。
(2)酒精发酵异常的情况
①酒精发酵的前期如果供氧不足,酵母菌数量少,产生的酒精少。
②酒精发酵后期如果密封不严,则酵母菌数量充足,但是不能产生酒精。
(2016·山东济宁市期末)下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。
根据图示回答下列问题:
(1)完成图1中的实验流程______________。
(2)图2装置中的充气口在________过程中要关闭,否则可能发生使发酵液变酸的反应__________________________(写出该反应式),而排气口在该过程中应开放,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,原因是______________________________________。
(3)葡萄酒呈现红色的原因是________________________________________________________________________,
重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈________色。
(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和______________两种微生物的发酵原理,后者在结构上的主要特点是________________。
答案:
(1)醋酸发酵
(2)酒精发酵 C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O 避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)
(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中 灰绿
(4)醋酸菌 无以核膜为界限的细胞核
考点二 腐乳的制作[学生用书P294]
腐乳制作的注意事项
(1)豆腐的选取:
豆腐含水量以70%为宜,若含水量过高,豆腐块不易成形;若含水量过低,则不利于毛霉的生长。
(2)控制好材料的用量
①盐的用量:
豆腐毛坯∶盐=5∶1,盐的浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高,会影响腐乳的口味。
②酒的用量:
卤汤中酒的含量控制在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:
酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,会使腐乳成熟时间延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,但杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
(3)防止杂菌的污染
①用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。
②装瓶腌制时,操作要迅速小心,且要逐层加盐,离瓶口表面的盐要铺厚一些。
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。
(4)发酵温度:
前期发酵温度应保持在15~18℃,如温度过低,则菌丝生长缓慢,不能进入豆腐块的深层;温度过高,菌丝易老化和死亡,影响腐乳的品质。
(5)发酵时间:
发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。
传统腐乳制作与现代腐乳生产
(1)条件要求:
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)菌种来源:
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。
(2016·济南模拟)腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品,如臭豆腐、酱豆腐等,该食品味道鲜美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存,所以深受人们的喜欢。
如图是腐乳制作的流程示意图,据图回答问题:
→
→
→
(1)流程图中未写出的程序是________________.
(2)含水量为__________左右的豆腐适合用来做腐乳。
(3)传统制作腐乳,豆腐块上的毛霉来自______________________________________,现代腐乳生产是在严格________的条件下,将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上。
(4)影响腐乳的风味和质量的因素是__________________________________(至少列举两项)。
解析:
(1)腐乳制作的一般流程:
①让豆腐上长出毛霉,②加盐腌制,③加卤汤装瓶,④密封腌制。
(2)含水量为70%左右的豆腐适合用来做腐乳,水分过多则腐乳不易成形。
(3)传统制作腐乳,豆腐块上的毛霉来自空气中的毛霉孢子,现代腐乳生产是在严格无菌的条件下,将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上。
(4)影响腐乳的风味和质量的因素有盐的用量、酒的用量、发酵温度、发酵时间等。
答案:
(1)加卤汤装瓶
(2)70% (3)空气中的毛霉孢子 无菌 (4)盐的用量、酒的用量、发酵温度、发酵时间等(答出两个即可)
考点三 泡菜的制作[学生用书P294]
1.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,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,二是杀灭盐水中其他细菌。
(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泡菜坛坛盖边沿的水槽内要注满水,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。
2.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析
项目
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)
下图是泡菜制作的实验流程示意图,请据图回答下面的问题:
(1)选用新鲜蔬菜做泡菜,原因是________________________________________________________________________。
(2)为了保证既无杂菌,又能使发酵菌发挥正常作用,泡菜所用盐水应______________________________再使用。
(3)在泡菜腌制过程中经常向坛盖边缘的水槽中补充水分的目的是提供__________环境。
(4)在果醋的制作过程中酒精浓度较高时,通常不适宜进行醋酸发酵,原因是较高浓度的酒精会__________________________,使产酸量下降。
(5)在制作腐乳、果醋、泡菜的过程中,需要氧气的是______________________________。
解析:
(1)制作泡菜所用微生物是乳酸菌,蔬菜不新鲜会使杂菌进入,致使硝酸盐还原菌增多,亚硝酸盐的含量增多,不利于人体健康。
(2)泡菜所用盐水需要消毒,故应先煮沸杀灭杂菌,后冷却至室温时再使用,这样既有利于消灭杂菌又能保护蔬菜表面的乳酸菌生存。
(3)泡菜腌制过程中需要厌氧环境,故向坛盖边缘的水槽中补充水分以隔绝空气进入。
(4)酒精具有杀菌防腐作用,较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢,使产酸量下降。
(5)制作腐乳的毛霉、制作果醋的醋酸菌属于好氧菌,制作泡菜的乳酸菌属于厌氧菌。
答案:
(1)亚硝酸盐的含量低
(2)先煮沸杀灭杂菌,后冷却至室温 (3)无氧 (4)抑制醋酸菌的生长和代谢 (5)腐乳和果醋
[学生用书P295])
1.(2016·石家庄一模)如图是以鲜苹果汁为原料,利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程简图,分析并回答:
(1)在果汁加工过程中可添加__________________酶提高出汁率和澄清度。
(2)在鲜苹果汁装入发酵瓶时,要留有大约________的空间。
经过10~12天后,在酸性条件下用重铬酸钾检测样液,如果颜色由________色变为________色,说明产生了酒精。
(3)过程乙中使用的微生物是________,可以从食醋中分离纯化获得。
纯化菌种时需要对培养基进行灭菌,其方法是____________________;培养温度控制在________℃范围内。
(4)在________的条件下,如果缺少糖源,乙中的微生物将甲过程的产物变为乙醛,再将其变为醋酸。
答案:
(1)纤维素酶和果胶
(2)1/3 橙 灰绿
(3)醋酸(杆)菌 高压蒸汽灭菌法 30~35
(4)氧气充足(有氧)
2.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________。
解析:
(1)腐乳制作是以豆腐为原料,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多肽,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。
答案:
(1)毛霉 多肽 氨基酸 脂肪酶 甘油 脂肪酸
(2)微生物 (3)风味(其他合理答案也可)
3.传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近,下面是几则实例,请分析回答:
(1)如图为某位同学设计的果酒制作装置。
通气口一侧的过滤膜应阻止________通过才能达到防止杂菌污染的目的。
经过一段时间后,b处有气泡产生,该气体是________。
整个果酒制作过程中,酵母菌先进行有氧呼吸再进行无氧呼吸,进行有氧呼吸的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如图为腐乳生产工艺。
→
→
→
→
加盐的作用是______________________,最后的腌制要密封的原因是________________________________________________________________________。
(3)某兴趣小组为了研究泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量变化,选取1、2、3号三只相同的泡菜坛,操作均正确,得出下列如图所示的结果。
了解泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的目的是________________________________,据图可知,腌制到约第________天以后再食用可以较好地避免亚硝酸盐对人体健康的危害。
答案:
(1)细胞 CO2 使酵母菌通过出芽生殖进行大量增殖
(2)析水、调味、杀菌 避免杂菌污染 (3)掌握取食泡菜的时间 14
1.
(2014·高考江苏卷改编)某同学设计了如图所示的发酵装置,请据图回答问题:
(1)若该装置用于果酒发酵,则该装置弯管中加入适量水的目的是____________________________。
(2)若该装置用于果酒发酵,在弯管中的水中滴加适量的酚酞试剂和NaOH试剂,则随着果酒发酵的进行,弯管内的水发生的变化是______________,试分析原因________________________________________________________________________。
(3)若用该装置进行果醋发酵,则必须对该装置进行的改造是________________________________________________________________________。
答案:
(1)既能阻止空气进入,又能释放果酒发酵产生的CO2
(2)红色逐渐变浅,甚至消失 酚酞遇碱变红色,果酒发酵产生的CO2与NaOH反应,使pH降低,红色变浅
(3)增加通气管(意思对即可)
2.(2016·湖南长郡中学月考)十九世纪中期,法国科学家巴斯德证明食品发酵是由于微生物的作用。
如今,形形色色的发酵食品在食品业中占有重要的地位。
回答下列与微生物发酵、培养相关的问题:
(1)苹果酒清香、明快,风味清爽,它是由果汁发酵产生的。
果汁发酵后是否有酒精产生,可用________来检验。
(2)严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,这直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物,通常所指的发酵条件不包括________。
A.温度控制 B.溶氧控制
C.pH控制D.酶的控制
(3)苹果酒在________的作用下,经过深层发酵可形成苹果醋;在此过程中要适时向发酵液中充气,原因是__________________________________________。
(4)腐乳是用豆腐发酵制成的,有多种微生物参与发酵,其中起主要作用的是________。
在腐乳的制作过程中,从微生物培养的角度来看,豆腐应该属于________________________________________________________________________。
(5)在充足的碳源、氮源、无机盐和水的条件下,乳酸菌仍然不能正常生长,还需要在培养基中添加________。
应用平板划线法分离乳酸菌时,从第二次划线操作起,每次总是要从上一次划线的末端开始划线,并划线数次,其原因是________________________________________________________________________。
解析:
(1)在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
(2)酵母菌发酵需要控制条件:
温度18~25℃;溶氧控制,即要先通气后密封;pH控制,偏酸性;利用酵母菌自身的酶进行发酵,不需要对酶进行控制。
(3)苹果醋制备需要醋酸菌,温度要严格控制在30~35℃,因为只有氧气充足时,醋酸菌才能进行旺盛的生理活动,所以要适时向发酵液中充气,保证有氧环境。
(4)腐乳是用豆腐发酵制成的,有多种微生物参与发酵,其中起主要作用的是毛霉,在腐乳的制作过程中,从微生物培养的角度来看,豆腐应该属于培养基。
(5)在充足的碳源、氮源、无机盐和水的条件下,乳酸菌仍然不能正常生长,还需要在培养基中添加维生素;应用平板划线法分离乳酸菌时,从第二次划线操作起,每次总是要从上一次划线的末端开始划线,并划线数次,其原因是线条末端细菌的数量较少,最终可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落。
答案:
(1)重铬酸钾
(2)D (3)醋酸菌 只有在氧气充足的条件下,醋酸菌才能进行旺盛的生理活动 (4)毛霉
培养基 (5)维生素 线条末端的细菌数量少,最终可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落
3.家庭中泡菜的制作方法是:
新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,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。
有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,前者是用盐过多,后者是用盐过少。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是________。
密封泡菜坛的原因是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)加入“陈泡菜水”的作用是________________________________________________________________________。
(4)制作泡菜的过程中,有机物的干重将________;泡菜坛内有机物的种类将________。
(5)乳酸菌与酿制果醋的菌种在代谢方式上的主要区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)有位同学在家制作泡菜时,为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素,结果发酵失败,原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)若要获得大量乳酸菌菌种,应选用培养基培养,培养基中应有________、________、________和________等营养物质。
解析:
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒。
乳酸菌是厌氧生物,泡菜坛密封后造成缺氧环境,同时密封可以防止杂菌进入。
(2)制作泡菜时,若放入的食盐过多,抑制了乳酸菌发酵造成泡菜“咸而不酸”。
(3)“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌种,制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以实现接种乳酸菌菌种的目的。
(4)制作泡菜的过程中,由于乳酸菌呼吸作用的消耗,有机物的干重将减少,但坛内有机物的种类将增加。
(5)乳酸菌是厌氧型细菌,醋酸菌是好氧型细菌。
(6)青霉素可以杀死乳酸菌,故制作泡菜时加入了青霉素,会造成发酵失败。
(7)若要获得大量乳酸菌菌种,应选用培养基培养,培养基中应有碳源、氮源、水和无机盐等营养物质。
答案:
(1)消毒 ①乳酸菌是厌氧生物,密封后造成缺氧环境
②防止杂菌进入
(2)大量的食盐抑制了乳酸菌发酵(大量的食盐杀死了乳酸菌) (3)提供乳酸菌菌种(接种)
(4)减少 增加 (5)乳酸菌是厌氧型细菌,醋酸菌是好氧型细菌 (6)青霉素杀死了乳酸菌 (7)碳源 氮源 水
无机盐
4.(2016·河北唐山一中高三检测)根据相关知识,回答关于果酒、果醋和腐乳制作的相关问题:
(1)当__________________时,醋酸菌将葡