高考生物一轮复习 第十一单元 第41讲 发酵技术实践教学案 苏教版 1.docx
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高考生物一轮复习第十一单元第41讲发酵技术实践教学案苏教版1
第41讲 发酵技术实践
[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。
考点一 果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作[重要程度：
★★☆☆☆]
1．果酒和果醋制作
项目
果酒制作
果醋制作
制作原理
利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵
醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸
反应式
C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2＋能量
C2H5OH＋O2
CH3COOH＋H2O
最适发
酵温度
18～25℃
30～35℃
对氧的
需求
前期：
需氧
后期：
不需氧
需充足氧
制作
流程
2．腐乳和泡菜的制作
（1）腐乳的制作
①菌种：
在多种微生物的协同作用下进行，其中起主要作用的是毛霉，它是一种丝状
真菌。
②菌种作用特点
蛋白质
氨基酸＋小分子肽
脂肪
甘油＋脂肪酸
③批量生产流程
接种孢子―→培养与晾花―→压坯与装坛。
④操作要领
（2）泡菜的制作
①所需菌种
菌种名称
新陈代谢类型
反应原理
乳酸菌
异养厌氧型
C6H12O6
2C3H6O3＋能量
②操作关键：
配制调料。
1．制作果酒使用的葡萄先冲洗，然后再除去枝梗的原因
避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
2．制作果酒使用的葡萄不能反复冲洗的原因
避免使酵母菌数量减少，发酵周期延长，产生的果酒中酒精含量下降。
3．制作腐乳时，所需豆腐的含水量以70%为宜的原因
毛霉是异养需氧型生物，若含水量过高，影响毛霉的有氧呼吸；含水量过少，不利于毛霉的生长。
4．配制制作腐乳所需的卤汤要加适量的酒（含量为12%左右）的原因
目的是抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。
酒精过少达不到目的，若过多则会抑制酶的活性，影响腐乳的成熟，同时影响腐乳的风味。
5．影响腐乳品质的因素有：
盐和酒的含量、香辛料、温度等。
6．泡菜制作时选用新鲜蔬菜的原因：
若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝
酸盐。
7．在实际生产中，控制泡菜腌制的无氧条件应向泡菜坛的凹槽中注满水。
易错警示
（1）发酵微生物≠细菌。
发酵微生物有的是原核生物，也有的是真核生物，如酵母菌、毛霉等都是发酵常用菌种，为真核生物。
（2）酒精发酵为无氧发酵，并不是严格密封。
前期通气，利于酵母菌的繁殖；在酵母菌发酵的过程中需封闭充气口，定期打开排气口，排出发酵时产生的CO2。
1．下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是（ ）
A．腐乳制作所需要的适宜温度最高
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
答案 D
解析 果酒制作的菌种是酵母菌，酵母菌发酵时，最适温度在18～25℃；制作果醋时用到的醋酸菌是一种好氧菌，最适生长温度为30～35℃；制作腐乳时主要用的菌种是毛霉，其最适温度在16℃左右；酵母菌、醋酸菌和毛霉都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA，故D正确。
2．关于酸奶制作，下列说法正确的是（ ）
A．含抗生素的牛奶更容易发酵
B．温度越高，制作酸奶需要的时间越长
C．牛奶变酸的同时，其中的糖类发生了变化
D．所有物质都装瓶后再加热灭菌，酸奶凝固的会更好
答案 C
解析 制作酸奶时常用乳酸菌，抗生素可以抑制乳酸菌的代谢活动，A错误；参与乳酸菌发酵过程的酶的活性受温度影响，在最适温度时，制作酸奶需要的时间最短，B错误；酸奶制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，故牛奶变酸，C正确；消毒灭菌工作应在装瓶前进行，确保乳酸菌的活性不受影响，D错误。
3．图1是果酒和果醋制作的实验流程，图2是某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。
根据图示回答下列问题：
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→
↓ ↓
果酒 果醋
图1
（1）完成图1中的实验流程。
（2）冲洗的主要目的是____________，冲洗应特别注意不能______________，以防止菌种的流失。
（3）图2装置中的充气口在____________时关闭，在____________时连接充气泵，并连续不断地向瓶内____________________________________________________________。
（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是由____________产生的____________，在果醋发酵时排出的是______________________________________________________________。
（5）写出与（4）题有关的反应方程式：
_________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）若果汁中含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？
并说明原因。
______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（7）在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在______________。
醋酸发酵时温度一般应控制在________________。
（8）果酒制作完成后，可以用____________来检测酒精的生成，在酸性条件下，酒精与之反应呈现________色。
答案
（1）醋酸发酵
（2）洗去浮尘 反复冲洗 （3）果酒发酵 果醋发酵 泵入空气（氧气） （4）酵母菌 CO2 （含氧量少的）空气和CO2 （5）C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量、C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量 （6）不能。
因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌的生长，且醋酸菌的发酵条件是氧气充足 （7）18～25℃ 30～35℃ （8）重铬酸钾 灰绿
解析
（1）酒精发酵后可进行醋酸发酵。
（2）冲洗的主要目的是洗去浮尘，不能反复冲洗，以防止菌种流失。
（3）酵母菌是兼性厌氧型微生物，有氧时：
C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量；缺氧时：
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量，因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。
果醋发酵的反应式为C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O＋能量。
（4）在果酒制作过程中排气口排出的是CO2，而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌，需要连续泵入空气，因此排气口排出的既有CO2，又有含氧量较低的空气。
（6）醋酸菌发酵的条件是氧气充足，在果酒发酵旺盛时的缺氧环境下能抑制醋酸菌生长，所以醋酸菌不能将果汁中的糖类发酵为醋酸。
（7）醋酸菌和酵母菌正常生长都需要一定的温度，在适宜温度时可得到较多代谢产物。
（8）在酸性条件下，酒精与重铬酸钾发生颜色反应呈现灰绿色。
发酵技术中常用菌种的比较
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
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
异养厌氧型
发酵条件
前期需氧，后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适宜温度
18～25℃
30～35℃
16℃左右
室温
生产应用
酿酒、发面
酿醋
制作腐乳
制作酸奶、泡菜
考点二 亚硝酸盐及其含量的测定[重要程度：
★☆☆☆☆]
1．原理：
亚硝酸盐与显色剂（N－1－萘基乙二胺溶液和对氨基苯磺酸溶液等体积混合）反应生成有色化合物，通过比色可以粗略地检测亚硝酸盐的含量。
2．操作步骤
配制试剂
↓
样品处理
↓
配制系列浓度亚硝酸钠标准溶液
↓
样品测定：
与标准显色液比较
↓
计算亚硝酸盐的含量
1．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）
2．乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线
1．某兴趣小组就“食盐浓度和发酵时间对泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的影响”开展了研究。
请帮他们完成此探究实验。
（1）实验原理：
在酸性条件下，亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成____________
色化合物。
用________法可估算亚硝酸盐含量，用________________可进行定量测定亚硝酸盐含量。
（2）实验材料：
盐、水、白萝卜。
不选用胡萝卜作为材料的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）实验步骤：
第一步：
泡菜制作
选取1、2号两只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜白萝卜0.6kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的5%和10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。
第二步：
亚硝酸盐含量测定
封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，作为第1天数据，以后每天进行定时测定，两周后不再测定。
某同学用亚硝酸钠标准溶液和分光光度计制作出如图所示的标准曲线。
某天从某泡菜坛中所取样品经处理后经分光光度计测定，OD值为0.0269，根据标准曲线得到的亚硝酸盐为（保留一位小数）________________μg/mL，已知其所取样品为25g泡菜（m1），样品处理液总体积为500mL（V1），测定用样品液体积是10mL（V2），测定用样品液加显色液处理定容后体积为25mL，经计算这坛泡菜中亚硝酸盐含量（X1）为________mg/kg。
（4）实验结果及分析（如图所示）：
根据图中数据，可知在腌制过程中的第________天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值，若要食用，最好在第________天后比较好。
两坛相比，________号坛泡菜更适于食用。
答案
（1）玫瑰红 比色 分光光度计
（2）胡萝卜中的色素影响测定 （3）0.2 10 （4）3 11 2
解析 亚硝酸盐的含量变化都表现为先增加后下降的趋势（这是由于在开始腌制泡菜时，坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随着腌制时间的增加，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受影响，造成泡菜中亚硝酸盐含量又有所下降）。
亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色化合物，用比色法可估算亚硝酸盐含量，用分光光度计可进行定量测定亚硝酸盐含量。
胡萝卜中含有色素可能会影响其测定，所以不能用。
OD值为0.0269时，根据标准曲线得到的亚硝酸盐为（保留一位数）0.2μg/mL，已知其所取样品为25g泡菜（m1），样品处理液总体积为500mL（V1），测定用样品液体积是10mL（V2），测定用样品液加显色液处理定容后体积为25mL，经计算这坛泡菜中亚硝酸盐含量（X1）为10mg/kg。
根据图中数据，可知在腌制过程中的第3天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值，若要食用，最好在第11天后比较好。
两坛相比2号坛泡菜更适于食用。
高考模拟 提能训练
高考题组
1．（2013·江苏卷，14）某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高
B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵
C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好
D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
答案 D
解析 醋酸菌是嗜温菌，果醋发酵所需的最适温度较高，A错误；进行果酒、果醋发酵实验，要先隔绝空气进行果酒发酵，再供氧进行果醋发酵，B错误；人工接种的菌种品质更好，且不容易存在杂菌污染，故C错误；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。
2．（2012·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__________。
（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杀菌作用外，还能使腐乳具有独特的____________。
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
解析
（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和氨基酸；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）卤汤除能防腐杀菌外，还可使腐乳具有独特的风味。
模拟题组
3．如图装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
B．利用装置甲制作腐乳时，应随着豆腐块层数的加高而增加盐量
C．用装置乙制作果酒时温度应控制在30℃左右，制作果醋时应适当降温
D．装置乙的排气口是一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
答案 C
解析 用装置乙制作果酒时温度应控制在18～25℃，制作果醋时温度控制在30～35℃。
4．如图甲是以苹果为原料生产果醋的生产工艺，乙曲线表示温度、酒精度对醋酸发酵的影响，请分析回答下列问题：
（1）酒精发酵的适宜温度为18～25℃，温度过高，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是________________________________________________________________________。
（2）酒精发酵转入醋酸发酵时，酒精度范围为____________，并将温度控制在________℃左右，此外还需调整的发酵条件是________________。
（3）发酵初期溶液中有气泡产生，气泡的成分是________。
在整个发酵过程中pH的变化趋势是________________。
（4）调整糖度，是为了给酵母菌提供丰富的________。
为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，除接入合适的菌种外，还应对原料和装置进行____________。
答案
（1）温度过高，影响酶的活性
（2）6.0～6.5% 30～35 通入无菌空气 （3）CO2 逐渐下降 （4）碳源（或能源） 消毒和灭菌
解析
（1）温度过高，影响酶的活性，酵母菌代谢减慢甚至死亡。
（2）酒精发酵转入醋酸发酵时，酒精度范围为6.0～6.5%，并将温度控制在30～35℃左右，此外还需通入无菌空气。
（3）发酵初期溶液中有气泡产生，气泡是CO2。
在整个发酵过程中pH逐渐下降。
1．下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述中，错误的是（ ）
A．果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同
B．制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒
C．变酸果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌的菌落
D．果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同的发酵条件
答案 A
解析 果酒发酵利用的是酵母菌，酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，果醋发酵利用的是醋酸菌，醋酸菌的代谢类型是异养需氧型。
2．以下关于发酵技术实践的描述，正确的是（ ）
A．酿酒过程中密封的时间越长，酵母菌产生的酒精量就越多
B．酵母菌和醋酸菌所需的发酵底物、条件相同
C．制作腐乳时需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
D．制作泡菜时，乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸和CO2
答案 C
解析 酵母菌产生的酒精量并不与密封时间成正比；醋酸菌所需的发酵条件是通入氧气，温度控制在30～35℃，而酵母菌所需的发酵条件是无氧，温度控制在18～25℃；制作泡菜时，乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸，不产生CO2。
3．与酵母菌相比，醋酸菌具有的特点是（ ）
A．无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量
B．无核糖体，只能依靠宿主细胞合成蛋白质
C．无细胞核，只能通过出芽生殖方式繁殖后代
D．无染色体，只能在DNA水平上产生可遗传的变异
答案 D
解析 醋酸菌是原核生物，没有染色体，所以其可遗传变异的来源只有基因突变，D项正确。
醋酸菌无线粒体，但其属于好氧菌，仍进行有氧呼吸；醋酸菌属于细菌，其细胞分裂的方式为二分裂；醋酸菌和酵母菌中都有核糖体。
4．下图是两位同学制作果酒和果醋时使用的装置。
同学甲：
用A（带盖的瓶子）装置制作葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在18～25℃，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖），之后再将瓶盖拧紧。
当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在30～35℃，进行制作果醋的发酵。
同学乙：
用B装置，温度控制与同学甲相同，不同的是制作果酒阶段除充气口用夹子夹紧外，排气口的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体，制作果醋阶段适时向充气口充气。
经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。
据此回答有关问题：
（1）从制作果酒和制作果醋两阶段对装置的处理方式判断，酵母菌和醋酸菌的异化作用类型依次是________________________________________________________________
________________。
（2）同学甲在制作果酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开瓶盖，这样做的目的是______________________________________________________________。
用反应式表示用果酒制作果醋的过程________________________________________。
（3）B装置中排气口要通过一个长而弯曲的橡胶管与瓶身相连，这样做的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）制作果酒时要将温度控制在18～25℃，而制作果醋时要将温度控制在30～35℃，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）兼性厌氧型、需氧型
（2）在制作果酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖涨破，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入 C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O＋能量 （3）防止杂菌的污染 （4）18～25℃是酵母菌生长和发酵的最适温度，30～35℃是醋酸菌生长和发酵的最适温度
5．腐乳，又称豆腐乳，是我国著名的民族特产发酵食品之一。
其滋味鲜美，酱香宜人，制作历史悠久，品种多样，主要有红方腐乳、酱腐乳和白腐乳等，而红曲酱腐乳既具有红方腐乳适宜的天然红曲色泽，又具有酱腐乳特有的浓郁的酱香味，深受人们的喜爱，具有广阔的市场前景。
某兴趣小组按照以下工艺流程制作红曲酱腐乳，请据图回答下列
问题：
毛霉→孢子悬浮液 红曲酱卤
↓ ↓
豆腐→切块→接菌→搓毛→腌坯→装坛→兑汤→发酵
↓
成品
（1）现代科学研究表明，许多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是________，它是一种丝状真菌。
（2）传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自________________________。
而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）搓毛是将长满菌丝的白坯用手指轻轻揩抹一遍，让菌丝裹住坯体，其目的是
________________________________________________________________________。
（4）在逐层加盐腌坯的过程中，随层数的加高而________盐量，接近瓶口处要________铺一些。
（5）红曲酱卤是红曲、面酱、黄酒按一定的比例配制而成的，加入黄酒的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）毛霉
（2）空气中的毛霉孢子 避免其他菌种的污染，以保证腐乳的质量 （3）防止腐乳烂块 （4）增加 多
（5）可以抑制微生物的生长，能使腐乳具有独特的香味
解析
（1）豆腐发酵有多种微生物参与，其中毛霉起主要作用，毛霉是一种丝状真菌。
（2）传统制作中，豆腐上的毛霉来自空气中的毛霉孢子，现代腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，以避免其他菌种的污染，保证腐乳的质量。
（3）搓毛促进毛霉覆盖整块腐乳，以防止其他微生物的污染导致腐乳烂块。
（4）加盐的作用是析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，在后期制作中不会过早酥烂。
同时盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。
（5）加酒可以抑制微生物的生长，以防腐乳烂块，同时能使腐乳具有独特的香味。
6．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
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