1、选修1 生物技术实践专题1 传统发酵技术的应用所用微生物原理果酒 _ 有氧条件下,进行_,大量繁殖;无氧条件下,进行酒精发酵,反应式是:_果醋 _ 当氧气和糖源都很充足时,可将糖分解成_;当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为_,再将_变为醋酸一、果酒、果醋的制作酵母菌有氧呼吸C6H12O62C2H5OH+2CO2醋酸菌醋酸乙醛乙醛 即时训练1在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌的麦芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,产生白色泡沫,溶解氧逐渐耗尽。随后,酵母菌繁殖速度迅速下降,糖度加速降低,酒精浓度渐渐上升,泡沫不断增多。当糖度
2、下降到一定程度后,结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程,回答以下问题。(1)该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是。(2)初期,酵母菌迅速繁殖的主要方式是。(3)酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。(4)经测定酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了酒精和其他发酵产物,其余1.5%则用于。(5)请写出由麦芽糖葡萄糖酒精的反应方程式。答案:(1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸(2)出芽生殖(3)无氧呼吸(4)自身的生长繁殖(5)C12H22O11+H2O2C6H12O6,C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量解析:酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,在无氧条件下进行无氧呼吸,有
3、氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖,种群数量增加很快,无氧时能分解糖类产生酒精,释放出的能量,大部分储存在发酵产物中,极少数用于自身生长发育。二、腐乳的制作1.制作原理参与腐乳制作的微生物有多种,但是以_为主。毛霉产生的酶可以将豆腐中的一些成分进行转化:蛋白酶脂肪酶蛋白质小分子的肽氨基酸脂肪甘油脂肪酸毛霉2.制作中所加的盐、酒和香辛料的作用(1)加盐的目的是析出豆腐中的水分、_。(2)卤汤中的酒含量在_左右,酒可以_,同时使腐乳具有独特的香味。(3)香辛料可以调制腐乳的风味,也具有_的作用。抑制微生物的生长12%抑制微生物的生长防腐杀菌 即时训练2测定3类细菌对氧的需要,让它们在3个不同的
4、试管中生长,下图显示了细菌的生长层。据此判断:只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是()。A.、B.、C.、D.、答案:A解析:试管中氧气的含量在培养液上部多,底部少,细菌对氧气的需要情况可以从细菌在培养液中的分布情况知道。即时训练3(1)民间制腐乳时,豆腐块上生长的毛霉来自;而现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下,将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上,这样可以避免 ,保证产品的质量。(2)腌制腐乳时,要随着豆腐层的加高而增加盐的用量,在接近瓶口表面的盐要铺厚一些,原因是。(2)越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量,在
5、接近瓶口的表面,盐要铺厚些,以有效防止杂菌污染解析:民间制作腐乳和现代的生产在菌种的来源上不同,现代的更加科学和安全,在菌种的培养和工艺上都更好。盐在发酵中能抑制杂菌生长,越靠近瓶口时越容易污染。答案:(1)空气中的毛霉孢子 其他菌种污染三、泡菜的制作及亚硝酸盐含量的测定1.泡菜制作原理_无氧呼吸可产生乳酸。反应式:C6H12O6 2C3H6O32.制作流程 乳酸菌3.亚硝酸盐含量测定原理在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐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_色染料。4.亚硝酸盐含量测定流程配制溶液制备_制备样品处理液_。玫瑰红标准显色液比色(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜
6、或其他原料,原因是。(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为 ,盐水需煮沸并 即时训练4如下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请据图回答下列问题。冷却后才可使用,原因是。(3)泡菜的制作方法不当,很容易造成泡菜变质,甚至发霉变味,试分析可能的原因:。(4)测定亚硝酸盐含量的方法是。答案:(1)亚硝酸盐的含量低(2)41 加热煮沸是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响(3)泡菜坛子密封不严或取食工具不卫生,或盐的比例过小,都会引起杂菌滋生、泡菜变质(4)比色法果酒制作果醋制作腐乳制作泡菜制作制作原理酵母菌兼性厌氧醋酸菌有氧呼吸毛霉的有氧呼吸乳酸菌
7、的无氧呼吸重要反应C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O蛋白质 多肽 氨基酸C6H12O6 2C3H6O3+能量1.制作原理和过程的比较考点一 果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作制作流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒醋酸发酵果醋让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制 发酵条件前期通氧,后期密闭。温度:1825 一直通氧,温度:3035 一直通氧,温度:1518 密闭,保证无氧环境,温度不能过高2.制作过程中的注意事项(1)果酒、果醋制作的注意事项。材料的选择与处理。选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗后除去枝梗,以避免去除枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染
8、的机会。防止发酵液被污染。需要从发酵制作的过程进行全面的考虑,因为操作的每一步都可能混入杂菌。为避免杂菌污染:榨汁机要洗净并晾干;发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒;封闭充气口;若用简易的发酵装置,每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。控制好发酵时间与温度、果醋制作时适时充气。(2)腐乳制作注意事项。影响腐乳品质的条件:水、盐、酒、温度、发酵时间等。a.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。b.盐的控制:盐浓度过高,会影响腐乳的口味,浓度过低,豆腐易腐败变质。c.酒的控制:酒精含量一般控制在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
9、快,豆腐易腐败。d.温度的控制:温度1518 适合毛霉生长。发酵时间易控制在6个月左右。防止杂菌污染。a.用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。b.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)泡菜制作注意事项。泡菜坛的选择:选择气密性好的泡菜坛。用水封闭坛口使坛内与坛外空气隔绝,这是最简易的造成无氧环境的方法。这样,坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭,则会有许多需氧菌生长,蔬菜会腐烂。腌制条件的控制:腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。发酵时间受到温度的影响,一般为1820,腌制15
10、 d左右。温度高,时间短一些。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,都容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。菌的作用的方法需要设置对照组,将葡萄汁进行高压灭菌,分别装入A、B两个发酵瓶,并各留有1/3空间,A组加入酵母菌,B组不加,进行发酵。证明葡萄酒中有无醋酸生成,简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。易错提示证明葡萄汁转化成葡萄酒是由于酵母【例1】生物技术在食品加工中的应用十分广泛,如果酒、果醋制作是常见的例子。果酒、果醋制作中,都需要大量纯种发酵微生物,所以首先要对发酵微生物进行培养,在微生物培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑温度、渗透压等条件;为防止杂菌污染,还需对培养基和培养皿
11、进行 (消毒、灭菌);操作者的双手需要进行清洗和 ;静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是 。如图是果酒制果醋的发酵装置,请分析回答:在果醋发酵过程中,用 证明是否有醋酸生成。果醋发酵时需要不断通入 。解析:对发酵微生物进行培养,除要考虑营养条件外,还要考虑温度、酸碱度、渗透压等条件。培养过程要无菌操作,对培养基和培养皿进行灭菌;操作者的双手需要消毒;空气中的细菌可用紫外线照射,使蛋白质变性。在果醋发酵过程中,用pH试纸证明是否有醋酸生成。醋酸菌是好氧菌,果醋发酵时应不断通入无菌空气。答案:酸碱度 灭菌 消毒 紫外线能使蛋白质变性 pH试纸 无菌空气1.我国卫生标准规定肉制品酱腌菜婴儿奶粉亚
12、硝酸盐的残留量/(mgkg-1)30202考点二 泡菜中亚硝酸盐含量的检测2.检测原理N+对氨基苯磺酸 反应物反应物+N 1 萘基乙二胺盐酸盐 玫瑰红色染料配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后,目测比较,可大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量。2O3.测定亚硝酸盐含量的操作(1)配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色。(2)亚硝酸盐含量的计算:样品中亚硝酸盐含量(mg)/取样量(40 mL滤液的质量,kg)。易错提示制备样品处理液过程中,提取剂能增大亚硝酸钠的溶解度,以利于泡菜中亚硝酸盐的提取;氢氧化钠溶液起中和过多酸的作用;氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质,使泡菜汁透明澄清,以便进行后续的显色
13、反应。比色过程中,由于重氮化反应不稳定,显色后颜色不断加深,所以时间控制在15 min比色较好。【例2】下图是某生物活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。据图分析回答下列问题。(1)泡菜的发酵主要与 菌有关,该菌属于 (真核或原核)生物。在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因是。(2)发酵过程中亚硝酸盐含量升高的原因是。用7%的食盐浓度制作泡菜,亚硝酸盐含量在第 d达到最高峰。在泡菜腌制过程中,必须注意控制的因素有。亚硝酸盐对人体的健康的影响为:。(3)根据此图实验结果,请你给出制作泡菜的最佳指导意见。初期酵母菌活动强烈,能利用氧产生CO2。由曲线趋
14、势分析,用7%的食盐浓度制作泡菜,在发酵第5 d,亚硝酸盐含量达到最高峰。发酵的前几天,蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性强,将硝酸盐还原为亚硝酸盐,亚硝酸盐含量升高。随发酵时间的延长,蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱,硝酸盐还原减少。在泡菜腌制过程中必须注意腌制时间,控制好腌制温度和食盐浓度。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,都易造成细菌大量繁殖,导致亚硝酸盐含量增加。亚硝酸盐食用后可能会导致人体细胞癌变,从而影响人体健康。比较3条曲线,从亚硝酸盐含量变化和风味综合分析,用5%的食盐浓度制作泡菜比较适合食用,但在发酵时间达11 d以后食用比较适宜。解析:泡菜的发酵主要与乳酸菌有关。乳酸菌属于原核生物。发酵答案:(1)乳酸 原核 发酵初期酵母菌活动强烈,其利用氧产生CO2(2)发酵的前几天,蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性强,将硝酸盐还原为亚硝酸盐 5 腌制时间、温度和食盐浓度 亚硝酸盐食用后可能会导致人体细胞癌变(3)用5%的食盐浓度制作泡菜比较适合食用,但在发酵时间达11 d以后食用比较适宜