1、第40讲传统发酵技术的应用及植物有效成分的提取1运用发酵加工食品的基本方法。2.利用微生物进行发酵来生产特定的产物。3.从生物材料中提取某些特定成分。考点一传统发酵技术(对应学生用书P260)1果酒与果醋的制作(1)制作原理与条件果酒制作果醋制作菌种_酵母_菌_醋酸_菌原理无氧呼吸产生_酒精_(1)O2、糖源充足：糖_醋酸_(2)有O2、无糖：乙醇_乙醛_醋酸条件温度酒精发酵_1825_最适为_3035_空气前期：_需_氧后期：_不需_氧需充足的氧气时间 1012 d78 d(2)制作流程(3)葡萄酒呈现深红色的原因是_红葡萄皮的色素进入发酵液_。(4)现在工厂生产果酒，为提高果酒的品质，更好
2、地抑制其他微生物的生长，采取的措施是直接在果汁中加入_人工培养_的酵母菌。2腐乳的制作(1)菌种：主要是_毛霉_。(2)原理蛋白质肽、氨基酸脂肪甘油脂肪酸(3)腐乳的制作流程3泡菜的制作(1)作用菌类：_乳酸菌_。(2)原料：白菜、洋白菜等。(3)原理：乳酸菌将糖转化成_乳酸_。(4)制作步骤1四种传统发酵产品的菌种与原理食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌兼性厌氧无氧呼吸产生酒精1825 果醋醋酸菌需氧糖(酒精)醋酸3035 腐乳毛霉等需氧蛋白酶、脂肪酶分别水解蛋白质、脂肪1518 泡菜乳酸菌无氧无氧呼吸产生乳酸2.果酒、果醋发酵装置分析(1)通用装置装置图结构目的充气口醋酸发酵时连接充气泵，
3、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(2)装置分析因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下进行的，故应控制充入氧的量，应在充气口设置开关。由于在酒精发酵过程中产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。因要对发酵的情况进行及时监测，故应设置出料口便于取料。3影响腐乳品质的条件项目说明水的控制含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形盐的控制盐浓度过高会影响腐乳的口味；盐浓度过低
4、，腐乳易腐败变质酒的控制酒的含量一般控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长。酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败温度控制温度为1518 ，适合毛霉生长发酵时间控制在6个月左右香辛料具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳的风味或质量4.泡菜制作流程及相关曲线(1)泡菜制作流程(2)泡菜制作过程中相关曲线关于传统发酵技术的3个误区(1)误认为微生物培养基中都需有机碳源、氮源。自养型微生物的培养不需加有机碳源，固氮菌的培养不需加氮源。(2)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少。泡菜制作过程中乳酸含量是先增加后保持稳定。(3)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作
5、过程中，利用的是醋酸菌的有氧呼吸，因此需要有氧条件。1(2017全国卷，37)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32 h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32 h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，
6、蛋白质转变为_，脂肪转变为_。解析：本题考查传统发酵技术的相关知识。(1)根据题中“甲、乙两菌种”和“32 h内定期取样观测发酵效果”关键信息，确定该实验的自变量是菌种类型和发酵时间。(2)发酵容器底层缺氧，上层氧气相对充足，上层大豆的发酵效果比底层好，说明该发酵菌属于好氧菌。(3)由于32 h内发酵效果随发酵时间呈直线上升，所以若要确定最佳发酵时间，应该继续延长发酵时间，观测发酵效果，最好发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)发酵过程中会产生多种蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶可使蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可使脂肪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
7、时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油2(2018柳州质检)下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。根据图示回答下列问题：图1 果酒、果醋制作流程图2 果酒、果醋制作装置(1)完成图1中的实验流程_。(2)图2装置中的充气口在_过程中要关闭，否则可能发生使发酵液变酸的反应_(写出该反应式)，而排气口在该过程中应开放，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，目的是_。(3)葡萄酒呈现红色的原因是_，重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈_色。(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和_两种微生物的发酵原理，后者在结构上的主要特点是_。解析：在酒精发
8、酵阶段，充气口应关闭，否则醋酸菌会将乙醇氧化为醋酸，从而使发酵液变酸。酵母菌为真菌，属于真核生物，醋酸菌为细菌，属于原核生物，两者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。答案：(1)醋酸发酵(2)酒精发酵C2H5OHO2CH3COOHH2O避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中灰绿(4)醋酸菌无以核膜为界限的细胞核考点二植物有效成分的提取(对应学生用书P262)1玫瑰精油的提取2橘皮精油的提取3胡萝卜素的提取1植物有效成分的提取的三种常用方法比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来通过
9、机械加压，压榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油方法步骤水蒸气蒸馏分离油层除水过滤石灰水浸泡、漂洗压榨、过滤、静置再次过滤粉碎、干燥萃取、过滤浓缩适用范围适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中优点简单易行，便于分离生产成本低，易保持原料原有的结构和功能出油率高，易分离局限性水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题分离较为困难，出油率相对较低使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量2.胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。
10、为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时点样圆点太大(直径大于2 mm)会导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。点样圆点的直径应为2 mm。(3)将点好样的滤纸卷成圆筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。(4)层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败。层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。(5)没有设置标准样品作对照。层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的胡萝卜素作对比予以确认。1(2017全国卷，37)绿色植物甲含有物质
11、W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲粉碎加溶剂振荡收集提取液活性炭处理过滤去除活性炭蒸馏(含回收溶剂)重结晶成品。回答下列问题：(1)在提取物质W时，最好应选用的一种原料是_(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲，不宜选用其他两种的原因是_。(2)提取物质W时，振荡的作用是_。(3)活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是_。(4)现有丙酮(沸点56 )、乙醇(沸点约78 )两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是_。(5)该实验操作过程中应注意的事项是_(答出两点即可)。解析：本题主要考
12、查了植物有效成分提取的方法和原理。(1)由题意知，物质W难溶于水，且受热、受潮易分解，所以若高温烘干植物甲，其中的物质W易被破坏；而新鲜的植物甲含水量高，粉碎后出水较多，会稀释用于提取的极性有机溶剂，进而降低对物质W的提取效果，所以不宜选用高温烘干的植物甲或新鲜的植物甲。(2)提取物质W时，加溶剂后振荡的目的是使原料和溶剂充分混匀。(3)物质W为无色针状晶体，提取过程中利用活性炭的吸附能力可以去除绿色植物甲溶解在提取液中的色素。(4)由于丙酮的沸点低于乙醇，所以选用丙酮作为提取剂蒸馏时所需的温度较低，可减少物质W的受热分解。(5)该实验操作除需要严格遵守操作流程，注意实验安全(如防火)外，还应
13、结合提取物W受热易分解的特点，在温度较低的情况下操作。答案：(1)晾干高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质W的提取效果(2)使原料和溶剂充分混匀(3)去除提取液中的色素(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少(5)在温度较低的情况下操作，防火2(2017临汾一中期末)植物芳香油具有抗菌、促进细胞新陈代谢及细胞再生功能，而某些芳香油能调节人体的生理及心理活动。请回答下列问题：(1)植物芳香油的提取可采用的方法有_、_和_。(2)玫瑰精油称为“液体黄金”，多用于制造高级香水等化妆品。提取出的玫瑰精油不含有任何添加剂或化
14、学原料，主要是通过_法提取。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯玫瑰精油，原因是_。(3)用压榨法提取柚皮精油，得到的糊状液体可通过_除去其中的固体杂质。(4)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和_以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用_方式加热以防止温度过高。常用_法鉴定所提取的胡萝卜素。解析：(1)蒸馏法、萃取法、压榨法是常用的提取植物芳香油的方法。(2)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，可通过水蒸气蒸馏法提取；蒸馏法提取玫瑰精油过程中由于玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，因此所收集的蒸馏液不是纯玫瑰精油而是油水混合物，要得到较纯的玫瑰精油还需将玫瑰油和水分开。(3)采用压榨法提
15、取芳香油时获得的糊状液体，可先用普通布袋过滤除去固体残渣。(4)胡萝卜素不是很稳定，温度过高、干燥时间过长会导致其分解，所以在提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和时间以防止胡萝卜素分解；萃取剂一般属于易燃、易爆物，所以萃取过程中宜采用水浴方式加热以防止温度过高；常用纸层析法鉴定所提取的胡萝卜素。答案：(1)蒸馏法萃取法压榨法(2)水蒸气蒸馏玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物(3)过滤(4)时间水浴纸层析网络构建答题必备1.果酒制作需要的微生物是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物，通过有氧呼吸可以大量增殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。2红葡萄酒中的红色是由于红葡萄皮中的色素进入发酵
16、液产生的。3果醋制作需要的微生物是醋酸菌，它是一种好氧菌，所以果醋制作需要一直通入氧气。4果酒和果醋制作需要的温度分别是1825 和3035 。5腐乳的制作需要多种微生物参与，但主要是毛霉的作用。通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用，将一些大分子物质水解成小分子物质。6腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。7在腐乳制作过程中加入香辛料的作用是既能调节风味，还具有防腐杀菌作用。8在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右。9水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。10压榨橘皮时使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，
17、分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。11影响萃取的主要因素是萃取剂的性质和使用量。探究高考模拟演练1(2016全国卷，39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验。过程在酵母菌细胞的_中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成：(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一
18、阶段的温度_(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中_(填“含有”或“不含有”)线粒体。解析：(1)图中过程和表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段，发生场所是细胞质基质；乙醇可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应；过程表示有氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中；与无氧呼吸相比，有氧呼吸过程释放的能量多，所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度较快。(2)醋酸杆菌是好氧菌，所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)酵母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是20 和3035 。(4)醋酸杆菌属于细菌，是原核生物，原核细胞中不含有线粒体。答案：(1)细胞质基质重铬酸
19、钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有2(2015全国卷，39)回答与胡萝卜素有关的问题：(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是_(填“胡萝卜素”、“胡萝卜素”或“胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子_，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为_。胡萝卜素是_(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，_(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的_作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_。解析：(1)胡萝卜素中最主要的组成成分是胡萝卜素，胡萝卜素在人体内可以转变成维
20、生素A，后者缺乏会引起夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时要进行干燥处理，以利于萃取。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，乙醇属于水溶性有机溶剂。答案：(1)胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性(2)需要(3)乙酸乙酯萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂(其他合理答案也可)3(2015全国卷，39)已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：(1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用_染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用_(填“萃取法”或“水蒸气蒸
21、馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以_为碳源的固体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用_直接计数：若要测定其活菌数量，可选用_法进行计数。(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35 、40 、45 温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，_条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕_设计后续实验。解析：(1)脂肪可用苏丹染液(或苏丹染液)进行染色。微生物A产生的油脂不易挥发，不能用水蒸气蒸馏法提取，应用萃取法加以提取。(2)能产生脂肪酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中，为了选择培养，固体培养基上应以油脂作为唯一碳源。(3)测定培养液中的微生物的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数；而要测定活菌数，则可利用稀释涂布平板法进行计数。(4)酶量需要最多的温度下，其酶活力最小，即酶活力最小的温度应为45 ，三个温度下酶活力最大的温度是40 ，但40 不一定是该酶的最适温度，故应围绕40 设计后续实验。答案：(1)苏丹(或苏丹)萃取法(2)油脂(3)血细胞计数板稀释涂布平板(4)4540