1 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用2022年高考生物大一輪復習精講課件

第1講傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用第十一單元生物技術實踐的應用解讀課標能力層級素養(yǎng)目標1.掌握運用發(fā)酵食品的加工方法，結合生活或生產(chǎn)實例，舉例說出發(fā)酵工程的基本原理；理解能力生命觀念2.針對人類生產(chǎn)或生活的某一需求，如果酒、果醋、酸奶和泡菜的制作，在發(fā)酵工程中選擇恰當?shù)募夹g和方法；實驗探究能力科學探究果酒和果醋的制作腐乳的制作制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量知識點一果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作1.1果酒制作的原理(1)所需菌種：酵母菌，其代謝類型為_________________。(2)菌種的生活特點①在有氧條件下，進行有氧呼吸，大量繁殖。反應式：_________________________________________。②在無氧條件下，進行___________。反應式：異養(yǎng)兼性厭氧型C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O＋能量酒精發(fā)酵C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量果酒和果醋的制作1.2果醋制作的原理(1)所需菌種：醋酸菌，其代謝類型為異養(yǎng)需氧型，最適生長溫度為30℃～35℃。(2)菌種的生活特點①當氧氣、________都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。②當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)開_______，再將乙醛變?yōu)榇姿帷７磻剑禾窃匆胰〤2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量果酒和果醋的制作無氧18~25℃挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵果酒醋酸發(fā)酵果醋有氧30~35℃10-12d7-8d1.3果酒果醋制作流程:果酒和果醋的制作1.4果酒和果醋制作步驟的比較項目果酒果醋相同過程①選材和材料處理：選擇新鮮的葡萄，先用清水沖洗葡萄1～2遍除去污物后，再除去枝梗；②制作發(fā)酵液，防止雜菌污染；③發(fā)酵：將葡萄汁注入發(fā)酵瓶，注意液體量不要超過發(fā)酵瓶總體積的2/3果酒和果醋的制作項目果酒果醋不同過程①將溫度嚴格控制在18℃～25℃，時間控制在10d～12d，發(fā)酵旺盛期的CO2產(chǎn)量非常大，要及時排氣，以防發(fā)酵瓶爆裂；②檢測指標：7d～10d以后，可以開始進行取樣檢驗，例如，可以嗅味和品嘗，用重鉻酸鉀檢驗酒精的有無，進行酵母菌的鏡檢、測定pH等①將溫度嚴格控制在30℃～35℃，并注意適時通過充氣口充氣；②檢測指標：果醋的制作是否成功可以通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗初步鑒定，再通過檢測和比較醋酸發(fā)酵前后的pH進一步鑒定。還可以在顯微鏡下觀察發(fā)酵液中是否有醋酸菌，并統(tǒng)計其數(shù)量做進一步鑒定果酒和果醋的制作1.5果酒和果醋制作成功的關鍵點項目說明材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進行沖洗后，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染防止發(fā)酵液被污染①榨汁機和發(fā)酵瓶等都需清洗干凈，且發(fā)酵瓶要進行消毒；②清洗葡萄時要先清洗后除枝梗；③發(fā)酵瓶排氣管用曲頸管，不能用直管果酒和果醋的制作項目說明發(fā)酵條件的控制①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留約1/3的空間，目的是先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后再進行酒精發(fā)酵，防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液的溢出；②嚴格控制溫度：18℃～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精發(fā)酵；30℃～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸的發(fā)酵；③充氣：酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，需封閉充氣口，醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵，需經(jīng)充氣口充氣（2021湛江二模）(12分)請回答下列與微生物有關的問題：(1)在果酒、果醋和腐乳制作的過程中，分別使用酵母菌、醋酸菌、毛霉等菌種，它們共有的細胞結構和細胞器是

，且都具有的核酸有

。(2)有時果酒制作時，發(fā)酵裝置的排氣口通常要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連，目的是

。(3)下圖表示氧氣濃度對培養(yǎng)液中醋酸菌、乳酸菌和酵母菌的呼吸速率的影響，圖中三條曲線a、b、c分別代表

。細胞壁、細胞膜、核糖體DNA和RNA阻擋外界空氣中的雜菌進人，防止雜菌污染酵母菌、醋酸菌、乳酸菌(順序錯誤不得分)原核生物真核生物真核生物（2021·浙江紹興市·高三二模）（一）回答果酒與果醋制作有關的問題：（1）用干酵母作為發(fā)酵菌釀制果酒時，需先將適量干酵母放在小燒杯中，加入少量溫水（<40℃）和一小撮蔗糖制成________，待其出現(xiàn)________，表明干酵母已活化。（2）酵母菌在生長繁殖和進行發(fā)酵時，會產(chǎn)生少量尿素，尿素會與酒精反應生成有害物質，可用脲酶處理予以分解，但在實際生產(chǎn)過程中不宜直接將脲酶加入酒體中，原因有________（答出1點），可將脲酶和海藻酸鈉混合，用注射器滴入凝結液中形成珠粒，這種固定化酶的方法稱為________。（3）用果酒釀制果醋時，發(fā)酵瓶中先裝八分滿的經(jīng)________處理的鋸末，然后加入含有醋桿菌的________使醋桿菌附著在鋸末上，成為固定化醋桿菌。采用固定化醋桿菌而不是固定化酶進行醋酸發(fā)酵的主要原因是________。（4）為進一步測定果醋中還原糖的含量，可以在發(fā)酵產(chǎn)物中加入還原糖顯色劑，用光電比色法測定顯色產(chǎn)物的光密度值，并將測定值與________比對，計算其含量?！敬鸢浮拷湍笐乙?/p>

氣泡

酒中的酶難以回收，不能再次利用；酶混合在酒體中，影響產(chǎn)品質量

包埋法

滅菌

酒—水混合物（液）

固定化醋桿菌含多種酶，能實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產(chǎn)的目的

一系列不同濃度還原糖的標準曲線

【詳解】（一）（1）用干酵母作為發(fā)酵菌釀制果酒時，需先將適量干酵母放在小燒杯中，加入少量溫水（＜40℃）和一小撮蔗糖制成酵母懸液，待其出現(xiàn)氣泡，表明干酵母已活化。【詳解】（2）酵母菌在生長繁殖和進行發(fā)酵時，會產(chǎn)生少量尿素，尿素會與酒精反應生成有害物質，可用脲酶處理予以分解，由于酒中的酶難以回收，不能再次利用；酶混合在酒體中，影響產(chǎn)品質量，故在實際生產(chǎn)過程中不宜直接將脲酶加入酒體中。海藻酸鈉起載體作用，是包埋法常用的載體。實際操作中將脲酶和海藻酸鈉混合，用注射器滴入凝結液中形成珠粒，這種固定化酶的方法稱為包埋法。（3）用果酒釀制果醋時，發(fā)酵瓶中先裝八分滿的經(jīng)滅菌處理的鋸末，然后加入含有醋桿菌的酒-水混合物使醋桿菌附著在鋸末上，成為固定化醋桿菌；由于醋酸發(fā)酵需要多種酶參與，固定化醋杵菌含多種酶，能實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產(chǎn)的目的，因此醋酸發(fā)酵時采用的是固定化醋桿菌而不是固定化酶。（4）為進一步測定果醋中還原糖的含量，可以在發(fā)酵產(chǎn)物中加入還原糖顯色劑，用光電比色法測定顯色產(chǎn)物的光密度值，并將測定值與一系列不同濃度還原糖的標準曲線比對，計算其含量。知識點二腐乳的制作腐乳的制作腐乳的制作腐乳的制作腐乳的制作異養(yǎng)型好氧型真菌(真核生物)孢子生殖15-18℃2.2毛霉的作用：蛋白質小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶同化作用類型：異化作用類型：適宜發(fā)酵溫度：分類：生殖方式：2.1毛霉腐乳的制作2.3腐乳的制作毛霉氨基酸脂肪酸毛霉密封水分微生物12%微生物防腐殺菌腐乳的制作2.4影響腐乳品質的條件項目說明水的控制鹽的控制酒的控制溫度控制香辛料含水量約為70%，若用含水量過高的豆腐制作腐乳，不易成形鹽濃度過高會影響腐乳的口味；鹽濃度過低，則腐乳易腐敗變質酒精含量一般控制在12%左右。酒精含量過高，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗溫度為15℃～18℃，適合毛霉生長具有調味和殺菌的作用，也會影響腐乳的風味或質量腐乳的制作2.5影響腐乳成功與否的條件②裝瓶時，操作要迅速小心。加放鹵湯后，要用膠條將瓶口密封。封瓶口時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。防止雜菌污染①用于腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈后要用沸水消毒。知識點三

制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量3.1乳酸菌檔案同化作用類型：異化作用類型：適宜發(fā)酵溫度：生殖方式：分類：異養(yǎng)型厭氧型30-40℃原核生物二分裂乳酸鏈球菌（制作泡菜）乳酸桿菌（制作酸奶）3.2泡菜發(fā)酵的原理

C6H12O62C3H6O3酶+能量制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量3.3泡菜的制作無氧乳酸菌溫度對氨基苯磺酸N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽玫瑰紅標準顯色液發(fā)酵制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量（3）防止雜菌污染：每次取樣的用具要洗凈，取樣后要迅速封口。3.4注意事項（1）蔬菜應新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。（2）清水和鹽的質量比為4∶1，鹽水要煮沸后冷卻待用。鹽水煮沸有兩大作用：一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細菌。（4）溫度：發(fā)酵溫度控制在室溫即可，最好在26℃～36℃。溫度過高，則易滋生雜菌；溫度過低，則發(fā)酵時間延長。制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量(5)氧氣需求①泡菜壇要選擇密封性好的容器，以創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。②壇蓋邊沿的水槽中要注滿水，以保證乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境，并注意在發(fā)酵過程中要經(jīng)常補充壇蓋邊沿水槽中的水。制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量3.5泡菜腌制過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的含量變化發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期發(fā)酵中期少(有O2，乳酸菌活動受抑制)最多(乳酸抑制其他菌種的活動)少積累、增多、pH下降增加(硝酸鹽還原菌的作用)下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵后期含量變化曲線注意減少(乳酸繼續(xù)積累，pH繼續(xù)下降，抑制乳酸菌的活動)繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降下降至相對穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細菌氧化氨形成的（2021·全國高考真題）工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質轉化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。回答下列問題：（1）米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質，大豆中的___________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供___________。（2）米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的_____、______能分別將發(fā)酵池中的蛋白質和脂肪分解成易于吸收、風味獨特的成分，如將蛋白質分解為小分子的肽和__________。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于___________（填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”）微生物。（3）在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于___________（填“真核生物”或“原核生物”）；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是___________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質是___________（答出1點即可）?！敬鸢浮康鞍踪|

碳源

蛋白酶

脂肪酶

氨基酸

異養(yǎng)好氧

原核生物

酒精和二氧化碳

酒精、乳酸、食鹽（答一個即可）

【詳解】（1）大豆中含有豐富的蛋白質，可為微生物的生長繁殖提供氮源。小麥中的淀粉可以為微生物的生長繁殖提供碳源。（2）米曲霉在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白酶能將蛋白質分解為小分子的肽和氨基酸，產(chǎn)生的脂肪酶能將脂肪分解為甘油和脂肪酸，使發(fā)酵的產(chǎn)物具有獨特的風味。米曲霉發(fā)酵時需要利用現(xiàn)有的有機物和需要氧氣，說明其代謝類型是異養(yǎng)好氧型。（3）乳酸菌沒有核膜包被的細胞核，屬于原核生物。酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，既可以進行有氧呼吸，也可以進行無氧呼吸，無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。在發(fā)酵池中酵母菌產(chǎn)生的酒精能抑制雜菌的生長，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸使發(fā)酵液呈酸性也能抑制雜菌的生長，同時往發(fā)酵池中添加的食鹽也能抑制雜菌的生長。（2020·全國高考真題）水果可以用來加工制作果汁、果酒和果醋等?；卮鹣铝袉栴}：（1）制作果汁時，可以使用果膠酶、纖維素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、________（答出2種即可）。纖維素酶可以分解植物______________（填細胞膜或細胞壁）中的纖維素。（2）用果膠酶處理果泥時，為了提高出汁率，需要控制反應的溫度，原因是__________________。（3）現(xiàn)有甲乙丙三種不同來源的果膠酶，某同學擬在果泥用量、溫度、pH等所有條件都相同的前提下比較這三種酶的活性。通常，酶活性的高低可用_____________來表示。（4）獲得的果汁（如蘋果汁）可以用來制作果酒或者果醋，制作果酒需要__________________菌，這一過程中也需要O2，O2的作用是__________________。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌屬于_____________（填好氧或厭氧）細菌?！敬鸢浮抗z分解酶、果膠酯酶

細胞壁

溫度對果膠酶活性有影響，在最適溫度下酶活性最高，出汁率最高

在一定條件下，單位時間內、單位體積中反應物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量

酵母

促進有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖

好氧

【詳解】（1）由分析可知，果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。植物細胞壁由纖維素和果膠構成，故可用纖維素酶分解細胞壁。（2）酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度和pH條件，在最適溫度下，果膠酶的活性最高，出汁率最高。（3）酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力，酶活性的高低可以用在一定條件下，單位時間內、單位體積中反應物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量來表示。（4）由分析可知，果酒的制作離不開酵母菌，在初期通入氧氣，可以促進酵母菌的有氧呼吸，使其大量繁殖；醋酸菌是一種好氧細菌。（2020·浙江高考真題）（一）回答與泡菜制作有關的問題：（1）用蘿卜等根菜類蔬菜制作泡菜，用熱水短時處理，可抑制某些微生物產(chǎn)生_____，從而使成品泡菜口感較脆。同時，該處理也會使泡菜發(fā)酵時間縮短，其原因