专题19 传统发酵技术的应用-备战2022年高考生物专题提分攻略（原卷版）

专题19传统发酵技术的应用一、基础知识必备一　　果酒和果醋的制作1．菌种的比较比较项目菌种生物类群代谢类型菌种来源果酒制作酵母菌真核生物异养兼性厌氧型附着在葡萄皮上的酵母菌果醋制作醋酸菌原核生物异养需氧型变酸的酒表面的菌膜2．制作原理与发酵条件的比较果酒制作果醋制作发酵原理有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O；缺少糖源、氧气充足时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O温度发酵温度18～25℃，繁殖最适温度20℃左右最适生长温度30～35℃ 气体前期需要氧气，后期不需要氧气需要充足的氧气时间10～12d7～8d果酒制作时发酵瓶装入葡萄汁后留有1/3的空间的目的是什么？提示　先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生CO2造成瓶内压力增大，导致发酵液的溢出。3．制作果酒和果醋的发酵装置分析装置图结构或操作目的设置开关的充气口醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；制酒时关闭充气口排气口用来排出CO2长而弯曲的胶管防止空气中微生物的污染出料口便于取料，及时监测发酵进行的情况注：若用简易的发酵装置，每隔一段时间排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖。4.果酒和果醋的制作过程 为什么要先冲洗葡萄后去枝梗？为什么冲洗葡萄的次数不能过多？提示　先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。5．结果鉴定(1)可通过嗅闻、观察和品尝初步鉴定(可能的结果如下)项目酒精发酵醋酸发酵气味和味道酒味酸味气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫发酵液状态浑浊浑浊，液面形成白色菌膜(2)进一步鉴定①酒精发酵的结果检测：a．检测试剂：重铬酸钾。 b．检测条件：酸性。c．实验现象：呈现灰绿色。d．检验步骤：先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色变化。②醋酸发酵的结果检测：可通过检测和比较醋酸发酵前后的pH作进一步的鉴定。二　　腐乳的制作1．腐乳的制作原理(1)菌种：腐乳的发酵中起主要作用的是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。(2)原理：毛霉等微生物能产生蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶能将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸；脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。2．腐乳的制作流程↓↓↓用酒精灯对瓶口灭菌后密封腐乳的制作如何防止杂菌污染？ 提示　①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒；②装瓶时，操作要迅速小心，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。3．控制制作腐乳材料的用量项目说明水的控制豆腐含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形；含水量过低，则不利于毛霉的生长盐的控制盐浓度过高会影响腐乳的口味；盐浓度过低，不足以抑制微生物生长，腐乳易腐败变质酒的控制酒精含量过高，使腐乳成熟期延长。酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，杂菌繁殖快，豆腐易腐败三　　制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量1．泡菜的制作原理(1)菌种：乳酸菌。(2)发酵原理：在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。(3)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。泡菜制作中如何营造无氧环境？如果不是无氧环境会有什么结果？提示　选择的泡菜坛要密封性好；加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料；盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。如不是无氧环境，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。2．泡菜的制作流程3．测定亚硝酸盐含量的原理及操作步骤 (1)亚硝酸盐与人体健康的关系：当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡；在特定条件下可转化为致癌物——亚硝胺。(2)检测方法：比色法。(3)检测原理①有关反应：NO＋对氨基苯磺酸生成物；生成物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。②判断方法：观察样品颜色变化，并与标准显色液比较，然后估算亚硝酸盐含量。(4)检测步骤：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。(5)结果分析①AB段：坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，曲线上升。②BC段：由于乳酸菌的大量繁殖，产生乳酸，对硝酸盐还原菌产生抑制作用，同时形成的亚硝酸盐又被分解，曲线下降，直至稳定。一、选择题1．通过传统发酵工艺制作的果酒深受人们喜爱，下图为某同学酿制葡萄酒的两个简易装置，下列说法错误的是(　　) A．在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌的来源是附着在葡萄皮表面的野生酵母菌B．乙醇和CO2是在酵母菌的细胞溶胶中产生的C．若用乙装置，在发酵过程中，必须进行的操作是定期拧松瓶盖D．甲装置中，A液体是发酵液，要留有大约1/3的空间不是为了提供氧气，因为制作果酒酵母菌进行厌氧呼吸2．下列关于泡菜和亚硝酸盐的叙述，错误的是(　　)A．温度过高，腌制时间过短，容易造成亚硝酸盐含量增加B．绿色食品中不含有亚硝酸盐C．盐水倒入泡菜坛前要煮沸冷却，防止微生物污染D．泡菜制作时要保证乳酸菌发酵所需的无氧环境3．家庭制作泡菜并无刻意的灭菌环节，在发酵过程中，乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长。当环境中的乳酸积累到一定浓度时，又会抑制乳酸菌自身的增殖。下面对这些现象的描述不正确的是(　　)A．在发酵初期，泡菜坛内微生物的种内关系主要表现为种内互助B．在发酵初期，泡菜坛内密闭的发酵环境使乳酸菌在种间斗争中占据优势C．随着发酵过程的进行，由于乳酸的积累，种内斗争趋于激烈D．发酵后期，泡菜坛内各种微生物的抵抗力稳定性维持在较高的水平4．如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图。下列说法错误的是(　　)A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低 B．发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化C．发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，及时检测以把握取食泡菜的最佳时机D．测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法5．下列关于测定亚硝酸盐含量的叙述，错误的是(　　)A．质量浓度为4mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性B．对氨基苯磺酸溶液和N1萘基乙二胺盐酸盐溶液，应避光保存C．质量浓度为5μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境D．制备样品处理液，加入氢氧化铝的目的是中和氢氧化钠6．下列关于“泡菜腌制和亚硝酸盐测定”实验的叙述，错误的是(　　)A．亚硝酸盐的测定过程需使用显色剂硫酸锌B．亚硝酸盐的存在是泡菜能较长时间储存的原因之一C．发酵过程中，亚硝酸盐含量变化趋势为先增加后减少D．样品亚硝酸盐含量测定结果偏大，原因可能是测定样品时选用了光程更大的比色杯7．下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是(　　)A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中C．过程③和④都需要氧气的参与D．过程①～④所需的最适温度基本相同8．人们利用某些微生物制作食品时，需要分析微生物的特点，控制微生物的发酵条件。下列与此有关的各项内容都正确的是(　　) 序号①②③④食品果酒果醋腐乳泡菜主要微生物酵母菌醋酸菌毛霉醋酸菌制作装置或操作步骤A.①B．②C．③D．④9．下列关于发酵过程产物检验的说法，不正确的是(　　)A．果汁发酵是否产生酒精，可用重铬酸钾来检验B．检验醋酸产生的简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定C．泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量可以测定D．测定果酒、果醋的产生和亚硝酸盐的含量均可用品尝法10．为获得优良的发酵食品，实验室在三支试管中培养了酵母菌、醋酸菌、乳酸菌。下图中甲、乙、丙三支试管的菌种及其发酵食品对应正确的是(　　)A．甲试管：酵母菌－果酒、乙试管：醋酸菌－果醋、丙试管：乳酸菌－泡菜B．甲试管：醋酸菌－泡菜、乙试管：酵母菌－果酒、丙试管：乳酸菌－果醋C．甲试管：乳酸菌－果酒、乙试管：酵母菌－泡菜、丙试管：醋酸菌－果醋D．甲试管：醋酸菌－果醋、乙试管：乳酸菌－泡菜、丙试管：酵母菌－果酒11．下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是(　　) A．参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋C．在腐乳制作过程中必须有能生产蛋白酶的微生物参与D．在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐减少盐量12．在果酒、果醋和腐乳制作中，都要防止微生物污染，有关叙述正确的是(　　)A．果酒发酵阶段应封闭充气口，防止杂菌进入，放完气后要迅速拧紧B．腌制腐乳的卤汤中应含有12%左右的食盐以抑制细菌的增殖C．利用自然菌种发酵果酒时，将封有葡萄汁的发酵瓶进行高温高压灭菌D．将长满毛霉的豆腐放在瓶中，并逐层加盐，接近瓶口部分的盐要铺薄一些二、非选择题13．(10分)根据传统发酵技术的相关知识，回答下列问题：(1)果酒的制作①果酒的制作离不开酵母菌，在无氧条件下，酵母菌可以进行酒精发酵，请写出相应的反应式：。②在葡萄糖的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在皮上的。果汁发酵后是否有酒精产生，可以用来检验。(2)果醋的制作①制作果醋所用的微生物只有当充足时，才能进行旺盛的生理活动。②在制作果醋的过程中，要将温度严格控制在℃。(3)腐乳的制作①腐乳的制作有多种微生物参与，其中起主要作用的是毛霉。②在制作腐乳的过程中，加盐和加酒所发挥的相同作用是(合理即可)。(4)泡菜的制作①制作泡菜时，所用盐水煮沸，其目的是菌。 ②在制作泡菜的过程中，影响亚硝酸盐含量的因素有和食盐用量等。14．下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成糊精(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用碘液(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。第二步：用酵母菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂。第三步：用醋酸菌将乙醇转化成乙酸，这一过程需要消耗氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是乳酸(或有机酸)，还有少量的亚硝酸，对亚硝酸盐的定量测定可以用比色法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N1萘基乙二胺偶联成玫瑰红色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是作为对照。15．下图是泡菜制作过程流程图，请回答下列相关问题：(1)泡菜制作过程中主要利用的菌种是乳酸菌，该菌的代谢类型是，用于制作泡菜的主要原理可用反应式表示为。(2)在发酵初期，发酵容器中可能存在酵母菌等杂菌，它们与乳酸菌的关系是。制作过程中需将盐水煮沸后冷却使用，目的是。(3)若要检测第8天亚硝酸盐的含量，需要用到和N1萘基乙二胺盐酸盐，待测样品中的亚硝酸盐与之发生显色反应，再与标准显色液进行比色即可。(4)若要从泡菜的多种杂菌中分离纯化乳酸菌，需要制备具有作用的培养基，再通过法分离出单菌落。16．酿酒酵母是日常发酵中最常用的生物菌类。它不仅可以用于制作面包、啤酒等，还是用于生命科学研究的代表性真核生物。大肠杆菌是寄生在人体大肠和小肠内的一种单细胞原核生物，它结构简单，繁殖迅速，容易培养，是生物学上重要的实验材料。回答下列有关问题： (1)酵母菌细胞和大肠杆菌细胞最根本的区别是；同酵母菌一样，大肠杆菌的代谢类型是；大肠杆菌在有氧条件下能进行有氧呼吸的原因是。(2)温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，酿酒过程中，酒精发酵时一般将温度控制在。果酒制作过程中不用人为灭菌，酵母菌也能成为优势菌的原因是。(3)若要对大肠杆菌纯化培养，需要先对大肠杆菌接种，再纯化培养。最常用的接种方法有和两种方法，接种的核心操作是。17．为抑制其他微生物的生长，更好地提高果酒的品质，可以在果汁中加入人工培养的优良酵母菌。人工培养酵母菌的过程中，需要对酵母菌进行分离和纯化。请回答下列问题：(1)酵母菌培养基中的碳源一般是葡萄糖，葡萄糖进入酵母菌细胞后的作用是。制备培养基时需要倒平板，当平板冷凝后将平板放置。若向试管内分装培养基时，试管口黏附有培养基，需要用酒精棉球将其擦净，目的是。(2)用移液管吸取培养的酵母菌液时，应用手指轻压移液管的橡皮头，并吹吸三次，目的是。利用酵母菌制作果酒的过程中，发酵液的pH会下降，原因是。(3)可用固定化酵母细胞进行果酒发酵。在制备固定化酵母细胞时，需要用到海藻酸钠和CaCl2，海藻酸钠的作用是，CaCl2的作用是。18．如图是利用山楂制作果酒果醋的流程：回答下列问题：(1)酒精发酵主要利用酵母菌的呼吸，酵母菌与醋酸菌在结构上的主要区别是。(2)酒精发酵前加入的白砂糖主要是为酵母菌提供。如图表示白砂糖的添加量对酒精生成量的影响，白砂糖的添加量为左右最为合理。 (3)醋酸发酵前，需要加入纯净水对山楂果酒进行稀释，原因是。(4)将发酵好的山楂果醋在80℃左右的温度下热处理8～10min，目的是，以及防止杂菌污染。19.现代人追求高效率、高品质的健康生活，因此市场上果汁饮料、果酒、果醋越来越受到人们的青睐。请回答：(1)在果酒酿造过程中，发酵罐先____________，促进酵母菌大量繁殖，然后密闭，有利于获得更多的酒精产物。若产物中生成了酒精，使用酸性重铬酸钾试剂检验呈现________色；若要测定发酵罐中的酵母菌密度，可以使用血细胞计数板进行计数，为了获得较好的观察效果，需要先对样液进行________处理。(2)在果酒酿造过程中，如果果汁灭菌不严格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为酸？________(填“能”或“不能”)。请说明理由：________________________________________。(3)若要提高果醋的产量，发酵过程中关键要提供________、________________等条件(答出两点即可)。(4)在果汁加工过程中，添加________酶可提高出汁率和果汁的澄清度。20．泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图。 (1)制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是______________。乳酸菌发酵第一阶段的产物有________。(2)据上图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者________________；pH呈下降趋势，原因是____________________________。(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%～10%)，探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。