高考生物讲义第35讲 传统发酵技术的应用.docx
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高考生物讲义第35讲传统发酵技术的应用
第35讲 传统发酵技术的应用
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知识点
题号
1.果酒、果醋的制作
2
2.腐乳的制作
3
3.泡菜制作及检测亚硝酸盐含量
4
4.综合考查
1,5,6,7,8
1.（2019·河北石家庄月考）我国是世界上最大的苹果生产和消费国,苹果种植面积和产量均占世界总量的40%以上。
苹果除可直接食用外,还可将其制成饮品,如苹果汁、苹果酒、苹果醋等。
回答下列问题:
（1）日常生活中可直接用 法生产苹果汁,为了高效地去除苹果细胞的细胞壁,可用 酶处理苹果。
（2）新鲜的苹果汁可发酵制成苹果酒,其原理是 ;家庭制作葡萄酒时无须另外添加酵母菌,原因是 。
（3）醋酸菌常用于苹果醋的制作,醋酸菌的呼吸作用类型为
。
若想对醋酸菌进行计数,则应用 法在培养基上进行接种。
如果每个平板均接种了0.1mL稀释样品并进行培养,接种的4个平板上的菌落数分别是210、230、470、190,那么稀释样品中醋酸菌的数量为 个/mL。
平板划线法一般不用于活菌计数的原因是 。
解析:
（1）日常生活中通常采用压榨法生产浓缩苹果汁。
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去壁时可用纤维素酶和果胶酶。
（2）参与果酒制作的微生物是酵母菌,利用其无氧呼吸过程将葡萄糖分解为酒精。
葡萄皮上附有野生型的酵母菌,因此在家庭制作葡萄酒时无须另外添加酵母菌。
（3）醋酸菌的呼吸作用类型为有氧呼吸。
对醋酸菌进行计数,应用稀释涂布平板法在培养基上进行接种。
由题目中的数据求得稀释样品中醋酸菌的数量为（210+230+190）÷3÷0.1=2100（个/mL）。
由于活菌计数时,得到的菌落多数不是单一菌,因此平板划线法一般不用于活菌
计数。
答案:
（1）压榨 果胶酶和纤维素
（2）酵母菌无氧呼吸能够将葡萄糖转化为酒精 葡萄皮上附有野生型的酵母菌 （3）有氧呼吸 稀释涂布平板 2100 得到的菌落多数不是单一菌
2.（2019·山东潍坊月考）天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如图。
（1）在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶
。
（2）在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。
在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。
通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
（3）在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。
工艺如下。
①发酵过程中,定期取样测定醋酸菌密度变化,趋势如图。
据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸菌密度变化的主要环境因素是 。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。
发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
解析:
（1）因酶在最适温度下的催化能力最强,故发酵过程中需控制好反应温度。
（2）酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下分解有机物释放能量多,繁殖快。
（3）曲线图显示,与翻动前相比,B层在翻动后醋酸菌密度先快速增加而后趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸菌所处环境条件知,影响醋酸菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。
乳酸菌是厌氧型微生物,处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。
随着发酵时间的推移,环境中营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣,不同种乳酸菌间的竞争加剧,部分菌种因不适应环境而被淘汰。
答案:
（1）在最适温度条件下催化能力最强
（2）酵母菌 （3）①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A（或不翻动,或下） ③种间竞争（或竞争）
3.（2018·山东淄博二模）我国劳动人民很早就发现了发酵现象,并用于腐乳和泡菜的制作。
请回答:
（1）多种微生物参与了腐乳的前期发酵过程,其中起主要作用的微生物是 。
豆腐富含蛋白质和脂肪,由于微生物的作用,腐乳中甘油、脂肪酸及小分子肽、氨基酸的含量增加,说明这些微生物能产生 。
（2）腐乳的后期发酵在玻璃瓶中进行,为防止腐乳变质可采取哪些措施?
这些措施的作用分别是什么?
如加卤汤后,卤汤中的酒精和香辛料抑制杂菌的生长;
。
（3）密封在坛中的泡菜在发酵初期,多种微生物进行 ,产生气泡,并逐步形成无氧环境。
发酵中期,主要是 进行发酵,pH明显下降,其他微生物的生长受到抑制。
（4）下表为泡菜中亚硝酸盐含量与食盐浓度、发酵天数的关系,据表分析,你对于腌制和食用泡菜有何建议?
;
。
发酵天数
3
5
7
9
11
13
盐水浓度为3%时亚
硝酸盐含量（mg/kg）
1.5
3.7
3.8
3.7
3.5
3.1
盐水浓度为5%时亚
硝酸盐含量（mg/kg）
1.6
5.6
4.0
2.0
1.1
1.1
盐水浓度为7%时亚
硝酸盐含量（mg/kg）
0.5
2.1
1.9
1.5
1.4
1.3
解析:
（1）腐乳的前期发酵过程起主要作用的微生物是毛霉。
分解脂类和蛋白质类的酶为脂肪酶和蛋白酶。
（2）为防止腐乳变质,还需加盐腌制,用来抑制杂菌生长等。
（3）密封在坛中的泡菜在发酵初期,因为有氧气存在,微生物进行有氧呼吸。
泡菜在发酵中期,主要是乳酸发酵。
（4）腌制泡菜必须控制亚硝酸盐的含量,其含量超标诱发癌症的发生。
据表分析,腌制泡菜的食盐浓度控制在5%,泡菜在11天之后食用较为适宜。
答案:
（1）毛霉 脂肪酶和蛋白酶
（2）加盐腌制,食盐抑制杂菌生长;密封腌制,造成无氧环境,抑制好氧菌的生长 （3）有氧呼吸 乳酸菌 （4）腌制泡菜的食盐浓度控制在5% 泡菜在11天之后食用较为适宜
4.（2018·甘肃天水一中高三模拟）近年来,《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中不乏利用微生物发酵制作的美食,如素有“东方奶酪”之称的“石宝寨牌”忠州豆腐乳、中国泡菜领导品牌“吉香居”等。
请回答下列有关问题:
（1）“石宝寨牌”忠州豆腐乳前期发酵是在严格的无菌条件下,接入优良毛霉品种,这样可以 ,温度控制在 ,并保持一定的湿度。
然后向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是 ,同时,盐还能 ,避免豆腐块腐败变质。
后期加入食盐、香料粉、乌杨白酒密闭发酵6个月,乌杨白酒含量一般控制在12%左右的原因是 。
（2）制作吉香居泡菜时,起主要作用的微生物是 。
为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是 。
在发酵初期,很多杂菌会大量繁殖,其中导致泡菜水的表面长白膜的原因是 。
解析:
（1）豆腐乳前期发酵需在严格的无菌条件下进行,目的在于避免其他菌种的污染,保证产品的质量。
发酵温度需控制在15～18℃。
加盐的作用是析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,同时,盐还能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。
酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间,含量过低,则不能抑制杂菌生长,因此发酵后期需控制酒精的
含量。
（2）参与泡菜制作的微生物是乳酸菌。
陈泡菜液含有乳酸菌,可为泡菜发酵提供菌种,从而缩短制作时间。
在发酵初期,导致泡菜水的表面长白膜的微生物是酵母菌（或产膜酵母）。
答案:
（1）避免其他菌种的污染,保证产品的质量 15～18℃ 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物的生长 酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间,含量过低,则不能抑制杂菌生长
（2）乳酸菌 增加乳酸菌含量
酵母菌大量繁殖形成的菌膜
5.近几年,全国柑橘销售市场陷入低迷,为改变这种状况,并满足不同人的需求,可以将其加工制成果汁、果酒、果醋等产品。
结合图回答相关问题:
（1）通过过程③制作果酒时常常接种的菌种是 ,最适合其繁殖的温度为 ℃左右。
（2）在过程③中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染,原因是
Ⅰ ; Ⅱ 。
（3）过程③和过程④所用微生物在代谢方式上的主要区别是
。
解析:
（1）过程③是果酒制作,所用的菌种是酵母菌;最适合其繁殖的温度为20℃左右。
（2）酵母菌产生酒精的过程是无氧呼吸,无氧环境抑制了好氧微生物的生长繁殖,同时酵母菌产生的酒精会抑制大多数微生物的生长繁殖,因此酒精发酵时不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染。
（3）③是酒精发酵,④是醋酸发酵,酒精发酵的酵母菌是兼性厌氧型微生物,醋酸发酵过程中的菌种醋酸菌是好氧菌。
答案:
（1）酵母菌 20
（2）无氧环境会抑制其他杂菌的生长繁殖 酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以抑制杂菌的生长繁殖 （3）过程③中的微生物代谢类型为兼性厌氧型,而过程④中的微生物代谢类型为需
氧型
6.（2018·广东百校联盟测试）蚕豆种子具有高蛋白、富淀粉、低脂肪等特点,蚕豆酱就是以脱壳蚕豆为主要原料加工而成的传统发酵产品。
我国生产蚕豆酱的历史悠久,蚕豆酱的自然发酵中有米曲霉、黑曲霉、酵母菌、乳酸菌等共同参与,其中米曲霉、黑曲霉是优势菌种。
请回答下列问题:
（1）米曲霉、乳酸菌细胞结构的共同点是都具有 等结构。
（2）若要获得米曲霉菌落并加以观察,则培养基中除需添加 等各类营养成分外,还需添加 。
（3）米曲霉等分泌的 可将原料中的大分子有机物等水解成小分子产物。
大分子有机物在酵母菌、乳酸菌的作用下,产生 、有机酸、酯类等,构成蚕豆酱特有的香气。
（4）下表表示探究温度对蚕豆酱发酵影响的实验结果:
温度（℃）
总酸（%）
氨基酸
态氮
还原糖
含量（%）
感官
得分
前发
酵40
后发
酵33
0.25
0.30
3.37
8.0
前发
酵40
后发
酵37
0.29
0.35
4.94
8.2
前发
酵45
后发
酵33
0.36
0.40
7.19
8.5
前发
酵45
后发
酵37
0.43
0.58
9.38
9.5
根据上表结果可以确定,蚕豆酱发酵的适宜温度为 。
解析:
（1）米曲霉是由真核细胞构成的真核生物,乳酸菌是由原核细胞构成的原核生物,二者细胞结构的共同点是都具有细胞膜、细胞质（基质）、核糖体等结构。
（2）微生物在固体培养基上生长才能形成菌落。
若要获得米曲霉菌落并加以观察,则培养基中除需添加碳源、氮源、水和无机盐外,还需添加凝固剂——琼脂。
（3）蚕豆种子具有高蛋白、富淀粉、低脂肪等特点,是加工蚕豆酱的主要原料。
米曲霉等分泌的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶可将原料中的大分子有机物等水解成小分子产物。
大分子有机物在酵母菌、乳酸菌的作用下,产生乙醇、有机酸、酯类等,构成蚕豆酱特有的香气。
（4）表中信息显示:
前发酵为45℃、后发酵为37℃时,蚕豆酱的总酸、氨基酸态氮、还原糖含量和感官得分的检测指标都最高,说明蚕豆酱发酵的适宜温度为前发酵为45℃、后发酵为37℃。
答案:
（1）细胞膜、细胞质（基质）、核糖体
（2）碳源、氮源、水和无机盐 琼脂 （3）蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶 乙醇 （4）前发酵为
45℃、后发酵为37℃
7.（2017·全国Ⅱ卷）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。
为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32h内定期取样观测发酵效果。
回答下列问题:
（1）该实验的自变量是 、 。
（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。
（3）如果在实验后,发现32h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是
。
（4）从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪转变为 。
解析:
（1）该实验选用不同的菌种,并且发酵时间32小时内定期取样,因此自变量为菌种的种类和发酵时间。
（2）上层大豆发酵效果好,说明上层菌种生长发育较好,说明该发酵菌为好氧菌。
（3）若发酵效果随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间,若要确定最佳发酵时间,还需要延长发酵时间,接着定时测定发酵效果。
（4）蛋白质可被分解为肽和氨基酸,脂肪被分解为甘油和脂肪酸。
答案:
（1）菌种 发酵时间
（2）好氧菌 （3）延长发酵时间,观察发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 （4）肽和氨基酸 甘油和脂肪酸
8.某校同学在实验室开展生物技术实践活动。
请回答下列有关问题:
（1）A组同学制作泡菜。
在泡菜腌制的过程中,要注意控制腌制的时间、 和食盐的用量;最后要向坛盖边沿的水槽中注满水,这一操作的目的是 。
（2）B组同学制作腐乳。
在制作腐乳过程中,在腐乳表面往往会有一层致密的皮,这层皮实际上是微生物的 ,对人体无害;加盐的作用是 ,避免豆腐块变质。
（3）C组同学制作蓝莓果酒与果醋。
某同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气,该同学是在制蓝莓果 。
另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母,之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,通入无菌空气的目的是 。
（4）在蓝莓果酒制作过程中,在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由
大量繁殖而形成的,其可在缺少糖源时将乙醇变为 ,然后变为醋酸。
解析:
（1）在泡菜腌制的过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量,温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,易导致细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。
泡菜制作使用的微生物是乳酸菌,为厌氧菌,腌制时向坛盖边沿的水槽中注满水的目的在于保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
（2）腐乳制作过程中所用的微生物主要是毛霉,表面有一层致密的皮,是前期发酵形成的,属于毛霉的白色菌丝,即匍匐菌丝。
加盐的目的有:
调味、析出水分使其变硬,同时还可抑制微生物的生长。
（3）某同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气,说明微生物发酵时需氧气,而醋酸菌为好氧菌,说明此同学在制蓝莓果醋。
在制作蓝莓果酒时,先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气的目的在于让酵母菌可迅速繁殖,增加其数量,以保持后期持续的酒精发酵。
（4）蓝莓果酒变酸形成蓝莓果醋,主要原因是醋酸菌污染,因此在蓝莓果酒制作过程中,在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由醋酸菌大量繁殖而形成的。
当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇直接变为乙醛,最终转变为醋酸。
答案:
（1）温度 保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境
（2）匍匐菌丝 析出豆腐中的水分使其变硬、抑制微生物生长（需答两个要点才可以） （3）醋 在有氧条件下,使酵母菌迅速繁殖,数量增加 （4）醋酸菌 乙醛
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