高三生物一輪復習選擇性必修3傳統(tǒng)發(fā)酵技術及發(fā)酵工程的應用

第十單元

生物技術與工程第1章

發(fā)酵工程第2章

細胞工程第3章

基因工程第4章

生物技術的安全性和倫理問題第1課時

傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用、發(fā)酵工程及其應用課標要求1.舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術生產(chǎn)的。2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農業(yè)生產(chǎn)上有重要的應用價值。考點一

傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用知識框架1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵2.腐乳的制作3.泡菜的制作4.果酒和果醋的制作菌種及來源、原理、步驟、注意事項2.腐乳的制作(3)方法步驟讓豆腐長出毛霉加鹽腌制加鹵湯瓶密封腌制前期發(fā)酵后期發(fā)酵(4)腐乳與豆腐相比，所含有機物的種類和能量的變化？腐乳中所含的有機物種類增加，能量減少。因為豆腐中的蛋白質被分解成了小分子的肽和氨基酸等3.泡菜制作復習提示：①食鹽的作用，濃度過高、過低的影響？②鹽水煮沸、冷卻原因？③裝至八成滿原因？④向水槽中注滿水的原因？⑤室內溫度偏高、偏低的影響？⑥發(fā)酵過程中創(chuàng)設無氧環(huán)境的措施有哪些？⑦發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量、亞硝酸鹽含量的變化如何？⑧加入“陳泡菜水”的目的？泡菜的制作步驟是怎樣的呢？配制鹽水：用清水和食鹽配制質量分數(shù)__________的鹽水，并將鹽水煮沸，______待用。5%~20%冷卻調味、抑制微生物生長

溫馨提示：鹽的濃度過高，乳酸發(fā)酵受到抑制，泡菜風味差，用量過低，雜菌易繁殖，導致泡菜變質。殺滅水中的微生物并除去水中氧氣避免殺死乳酸菌等發(fā)酵所需微生物。蔬菜加工：將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混勻，晾干。蔬菜裝壇：將晾干的蔬菜裝入泡菜壇內，裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至_____滿。放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易還原成亞硝酸鹽，不益人體健康。八成選擇泡菜壇或其它密封性良好的罐子裝菜料，目的是創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸的發(fā)酵。

a.防止發(fā)酵初期酵母菌等產(chǎn)生CO2造成發(fā)酵液溢出壇外，b.防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導致菜料變質腐爛。加入鹽水：將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒

過全部菜料，蓋好壇蓋。封壇發(fā)酵：向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過

程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內______控制發(fā)酵時間。溫度保證壇內乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境。若溫度偏高，則有害菌活動能力強；若溫度偏低，則不利于乳酸菌發(fā)酵，導致發(fā)酵時間延長。3.泡菜制作復習提示：①食鹽的作用，濃度過高、過低的影響？②鹽水煮沸、冷卻原因？③裝至八成滿原因？④向水槽中注滿水的原因？⑤室內溫度偏高、偏低的影響？⑥哪些因素對產(chǎn)生亞硝酸鹽有影響？⑦發(fā)酵過程中創(chuàng)設無氧環(huán)境的措施有哪些？⑧發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量、亞硝酸鹽含量的變化如何？⑨加入“陳泡菜水”的目的？a.選擇密封性好的泡菜壇子b.鹽水煮沸，冷卻后的鹽水沒過菜料c.蓋好壇蓋，壇蓋邊緣注滿水3.泡菜制作復習提示：①食鹽的作用，濃度過高、過低的影響？②鹽水煮沸、冷卻原因？③裝至八成滿原因？④向水槽中注滿水的原因？⑤室內溫度偏高、偏低的影響？⑥發(fā)酵過程中創(chuàng)設無氧環(huán)境的措施有哪些？⑦發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量、亞硝酸鹽含量的變化如何？⑧加入“陳泡菜水”的目的？3.泡菜制作復習提示：①食鹽的作用，濃度過高、過低的影響？②鹽水煮沸、冷卻原因？③裝至八成滿原因？④向水槽中注滿水的原因？⑤室內溫度偏高、偏低的影響？⑥發(fā)酵過程中創(chuàng)設無氧環(huán)境的措施有哪些？⑦發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量、亞硝酸鹽含量的變化如何？⑧加入“陳泡菜水”的目的？增加乳酸菌的數(shù)量溫度不能過高、食鹽含量不能過低、腌制時間不能過短(4)注意事項：發(fā)酵期間，乳酸會不斷積累，當它的質量百分比為0.4%-0.8%時，泡菜的口味、品質最佳。3.泡菜制作(4)注意事項：4.果酒和果醋的制作①果酒中除了酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等微生物，但一般不引起污染。因為在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大數(shù)其他微生物因無法適應這一環(huán)境而受到抑制；發(fā)酵產(chǎn)生的酒精更不利于雜菌生長。②制作果醋時，菌種來自空氣中的醋酸菌。還可以先將買好的醋打開暴露于空氣中，一段時間后取表面形成的薄膜(實際上是醋酸菌)進行接種。③在釀酒過程中，發(fā)酵液中會產(chǎn)生氣泡（發(fā)酵產(chǎn)生CO2），發(fā)酵液的顏色逐漸加深（果皮花青素進入）。(4)注意事項：4.果酒和果醋的制作⑤果醋發(fā)酵時原料來自果酒發(fā)酵產(chǎn)生的酒精，該過程中一般不出現(xiàn)氣泡，（若糖為底物時有氣泡產(chǎn)生）⑥果醋發(fā)酵完成時，在液面上會出現(xiàn)一層白色的（醋酸）菌膜。④隨著醋酸發(fā)酵的進行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌將不再發(fā)酵。傳統(tǒng)發(fā)酵腐乳制作泡菜制作果酒制作果醋制作菌種主要是毛霉乳酸菌酵母菌醋酸菌氧氣條件有氧嚴格無氧前期需氧，后期無氧充足氧氣溫度-室溫28℃左右(18~30℃)30~35℃時間--10~12d7~8d氣泡泡沫-無有一般無白膜豆腐上的白膜是毛霉的菌絲若有，成分

為產(chǎn)膜酵母，說明受到污染果酒發(fā)酸，會有白膜，成分為醋酸菌，說明發(fā)酵不成功或受到污染正常，會出現(xiàn)一

層白色的（醋酸）菌膜4種傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品制作的比較下列關于傳統(tǒng)發(fā)酵技術的說法，正確的是（）A．制作腐乳過程中主要利用毛霉將蛋白質分解成肽

和氨基酸B．制作泡菜過程中先將蔬菜裝至八成滿，然后迅速

倒入煮沸的鹽水C．當缺少糖源時醋酸菌進行無氧呼吸將乙醇轉化為乙

醛，再將乙醛轉化為醋酸D．制作果酒過程中應先將去除枝梗的葡萄用清水沖

洗1～2次，然后晾干備用A(2021·江蘇·高考真題)某同學選用新鮮成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相關敘述正確的是（）A．果酒發(fā)酵時，開蓋放氣需迅速，避免空氣回流入發(fā)酵容器B．果酒發(fā)酵時，用斐林試劑檢測葡萄汁中還原糖含量變化，磚紅色沉淀逐日增多C．果醋發(fā)酵時，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量明顯少于果酒發(fā)酵時D．果醋發(fā)酵時，用重鉻酸鉀測定醋酸含量變化時，溶液灰綠色逐日加深c(2022·江蘇·高考真題)在制作發(fā)酵食品的學生實踐中，控制發(fā)酵條件至關重要。下列相關敘述正確的是（）A．泡菜發(fā)酵后期，盡管乳酸菌占優(yōu)勢，但仍有產(chǎn)氣菌繁殖，需開蓋放氣B．制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3，制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無菌空氣制作葡萄醋D．果酒發(fā)酵時溫度宜控制在18-25℃，泡菜發(fā)酵時溫度宜控制在30-35℃B考點二

發(fā)酵工程及其應用知識框架1.概念2.基本環(huán)節(jié)3.特點4.應用(1)在食品工業(yè)上的應用(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應用(3)在農牧業(yè)上的應用(4)其他方面的應用選育高產(chǎn)菌種擴大培養(yǎng)配制培養(yǎng)基滅菌接種發(fā)酵罐內發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)品的使用深入生活的方方面面。發(fā)酵工程可對細胞和細胞代謝產(chǎn)物進行工業(yè)化生產(chǎn)，傳統(tǒng)發(fā)酵技術大大豐富了食物的品種，充分體現(xiàn)了勞動人民的智慧。下列關于發(fā)酵工程和傳統(tǒng)發(fā)酵技術的說法，正確的是（）A．與發(fā)酵工程相比，傳統(tǒng)發(fā)酵技術中菌種來源于多種天然微生物，發(fā)酵過程經(jīng)過嚴格滅菌，所以產(chǎn)品質量較高且品質穩(wěn)定B．家庭制泡菜和變酸的葡萄酒表面長的菌膜分別是由酵母菌和醋酸菌形成，它們都是需氧型的原核生物C．發(fā)酵工程往往采用液體培養(yǎng)基進行發(fā)酵，發(fā)酵結束后會通過提取、分離和純化的措施來獲得單細胞蛋白產(chǎn)品D．用發(fā)酵工程生產(chǎn)青霉素時，若發(fā)酵罐和培養(yǎng)基滅菌不徹底污染了雜菌，會因為某些雜菌分泌酶將青霉素分解掉而降低產(chǎn)量D下列關于發(fā)酵工程的敘述錯誤的是（）A．培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須經(jīng)過嚴格滅菌，發(fā)酵過程適時補充滅菌的培養(yǎng)液和空氣B．發(fā)酵過程中的環(huán)境條件既影響微生物的生長繁殖，也影響微生物代謝產(chǎn)物的形成C．發(fā)酵產(chǎn)品包括微生物菌體本身或代謝產(chǎn)物，可通過過濾、離心、蒸餾等方法純化D．通過酵母菌發(fā)酵，獲得大量菌體，從菌體中提取單細胞蛋白作為動物飼料D(1)在食品工業(yè)上的應用①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品大豆蛋白質小分子肽和氨基酸醬油霉菌產(chǎn)生蛋白酶淋洗調制谷物、水果酒精+CO2酵母菌無氧條件各種酒類4.應用發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵消毒終止加啤酒花冷卻接種過濾注意：主發(fā)酵結束后的發(fā)酵液不適合飲用，要在低溫、密閉環(huán)境下進行后發(fā)酵。（2023·山東·高考真題）（雙選）果酒的家庭制作與啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)相比，共同點有（）A．都利用了酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理 B．都需要一定的有氧環(huán)境供發(fā)酵菌種繁殖C．發(fā)酵前都需要對原料進行滅菌 D．發(fā)酵結束后都必須進行消毒以延長保存期AB1.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中，大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后，最終過濾、調節(jié)、分裝。下列說法錯誤的是（）A．用赤霉素處理大麥，可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶B．焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌C．糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進行發(fā)酵D．通過轉基因技術可減少啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發(fā)酵周期B②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑谷氨酸棒狀桿菌谷氨酸味精發(fā)酵氧氣處理淀粉黑曲霉葡萄糖檸檬酸檸檬酸合成酶淀粉酶(1)在食品工業(yè)上的應用4.應用③生產(chǎn)酶制劑少數(shù)由動植物生產(chǎn)，絕大多數(shù)通過發(fā)酵工程生產(chǎn)的。用于食品的直接生產(chǎn)、改進生產(chǎn)工藝、簡化生產(chǎn)過程、改善產(chǎn)品的品質和口味、延長食品儲存期和提高產(chǎn)量等方面。α-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、氨基酸肽酶和脂肪酶等。(1)在食品工業(yè)上的應用4.應用①生產(chǎn)微生物肥料利用微生物在代謝過程中產(chǎn)生的有機酸、生物活性物質等來增進土壤肥力，改良土壤結構，促進植株生長。利用微生物代謝物抑制土壤中病原微生物的生長，從而減少病害的發(fā)生。②生產(chǎn)微生物農藥利用微生物或其代謝物來防治病蟲害。(生物防治)③生產(chǎn)微生物飼料以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體，即單細胞蛋白。用單細胞蛋白制成的微生物飼料，能使家畜、家禽增重快，產(chǎn)奶或產(chǎn)蛋量顯著提高。(3)在農牧業(yè)上的應用4.應用：微生物含有豐富的蛋白質，而且生長繁殖速度快。①解決資源短缺和環(huán)境污染問題利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質②對極端微生物（生活在高溫、高壓、高鹽和低溫環(huán)境）的利用利用嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量(4)在其他方面的應用4.應用3.廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)廢水和沼氣池廢料生產(chǎn)蛋白質的技術路線如圖所示。下列敘述正確的是（）A．該生產(chǎn)過程中，一定有氣體生成B．微生物生長所需碳源主要來源于沼氣池廢料C．該生產(chǎn)工藝利用微生物厭氧發(fā)酵技術生產(chǎn)蛋白質D．沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應器之前需要滅菌處理A下列關于發(fā)酵工程的敘述錯誤的是（）A．培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須經(jīng)過嚴格滅菌，發(fā)酵過程適時補充滅菌的培養(yǎng)液和空氣B．發(fā)酵過程中的環(huán)境條件既影響微生物的生長繁殖，也影響微生物代謝產(chǎn)物的形成C．發(fā)酵