1、课时规范练36生物技术在食品加工及其他方面的应用 1.(2019广东湛江3月调研)果酒、果醋深受现代人的喜爱,在制作果酒、果醋的过程中微生物发挥了非常重要的作用。回答下列问题。(1)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌,常使用的方法是和。其中法可以较为准确地估算种群数量。(2)果酒制作的初始阶段需要提高酵母菌的增殖速度,常采用的操作是(“通气”或“密闭”)。发酵时,细胞的有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸都在(结构)中进行;检验代谢产物乙醇,可将其与试剂反应呈灰绿色。(3)果醋的生产是利用醋酸杆菌在条件下将乙醇转变为醋酸的过程,此时所需的温度(选填“高于”“等于”或“低于”)果酒生产所需的温度。2.(201
2、9河南六市第二次联考)利用不同微生物的发酵作用来制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的历史悠久,遍布民间,一般称作传统发酵技术。根据传统发酵技术的相关知识,回答以下问题。(1)在泡菜腌制的过程中,要注意控制腌制的时间、温度和;用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是。(2)在制作腐乳过程中,所需的微生物来源于;而现代的腐乳生产是在条件下,将优良的菌种直接接种在豆腐上,这样可以避免其他菌种的污染。(3)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,其在时将乙醇变为乙醛,然后变为醋酸。(4)用固定化酵母细胞发酵生产果酒时,最常选用作载体包埋酵母细胞。3.(2019安徽合肥三
3、模)红酸汤是一种很有特色的火锅底料,制作流程如下图所示。请分析回答以下问题。(1)密封发酵时,常在坛中加入成品红酸汤,其目的是。乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行的过程。(2)装坛时坛口留有一点空间而不装满的目的是,红酸汤腌制过程的初期会有气泡冒出,但气泡的产生逐渐停止,试分析原因:。(3)红酸汤有利于人体肠道内多种益生菌的生长。消化道炎症往往与益生菌群减少、有害菌群增多有关。研究表明,治疗消化道慢性炎症时,不宜滥用抗生素,滥用抗生素的害处有。(4)亚硝酸盐的含量影响酸汤的品质,在发酵过程中影响亚硝酸盐含量的因素有。绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿液排出,只有在特定的条件下,才会转变成致
4、癌物即。4.(2019广东二模)山楂果含有丰富的果胶,黏度大。某科研小组用果胶酶处理山楂鲜果浆来制备山楂酒,流程如下图所示。请回答下列问题。(1)与用果胶酶处理鲜果浆相比,蒸煮处理过的山楂酒口感较差,原因可能是。酒精能与产生颜色反应,因此可用该试剂来检测酒精的生成情况。果浆发酵山楂酒前期,向发酵液通入无菌空气的目的是。(2)为了使果胶酶得到充分利用,需要控制好酶的用量。在25 条件下,用果胶酶处理山楂鲜果浆5 h后,所得结果如下图所示。为了提高果胶酶的利用率,又方便与产物分离,可使用技术。增加果胶酶用量后,果酒的透光率上升、pH下降的原因分别是、;从透光率考虑,鲜果浆中果胶酶的合适添加量应为
5、mL/L。5.(2019河南洛阳第二次统考)回答下列问题。(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力,酶活性的高低可以用在一定条件下,酶所催化某一反应的来表示。与一般酶制剂相比,固定化酶的突出优点是既能与反应物,又能与产物,还能被反复利用。(2)探索温度对淀粉酶活性的影响实验,需要进行如下步骤:取3支试管,各注入2 mL淀粉溶液并分别编号A、B、C;再取3支试管,各注入1 mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c;向3支试管各滴1滴碘液;将A、a试管放在60 的热水中,B、b试管放在沸水中,C、c试管放在冰水中,各维持温度5 min;分别将A与a、B与b、C与c混合后,再依次放在60 的热水、沸水和冰
6、水中维持温度5 min;观察实验现象。最合理的操作顺序是()A.B.C.D.(3)酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的中。(4)纤维素分解菌因能产纤维素酶而广泛存在,纤维素酶是一种复合酶,在三种酶的作用下,纤维素被分解成葡萄糖。在以纤维素为唯一碳源的培养基上培养一段时间后,培养基表面形成多个单菌落,但不同菌株分解能力有差异,为选出高效分解的菌株,请利用所学知识,写出具体思路:。6.(2019湖北武汉4月调研)某种食醋的工业酿造流程为:原料处理酒精发酵醋酸发酵提取澄清产品。回答下列问题。(1)酒醅(正在发酵和已发酵好的固体原料)在发酵过程中温度会升高,其原因是。酒精发酵后,在酒醅中混入一些麸皮
7、、谷糠来增加疏松程度,其作用是。(2)可用固定化酵母细胞进行酒精发酵。干酵母固定前需先使其;固定细胞时还需用海藻酸钠作为,选择海藻酸钠的原因之一是它(选填“溶于”或“不溶于”)水。选择固定化酵母细胞而不是固定化相关酶进行酒精发酵的主要原因是。(3)可用果胶酶处理食醋使其澄清。为了解固定化果胶酶的特性,进行了系列相关实验,结果见图1和图2。据图分析,固定化果胶酶的优点是。7.(2019广东广州二模)某研究小组以橘子为材料,进行精油提取和果汁制取,其中果汁的制取流程如下。果汁瞬间高温消毒(90 )酶处理(45 ,13 h)分离过滤浓缩瞬间高温消毒(90 )成品。回答下列问题。(1)利用橘子皮提取橘
8、皮精油时一般不采用水蒸气蒸馏而采用压榨法,原因是,为提高出油率,应进行的处理是。(2)制作过程中需要进行瞬间高温消毒,与煮沸消毒法相比,这种方法的优点是。(3)加入果胶酶进行酶处理的目的是。工业生产中将果胶酶进行固定化,与直接使用游离酶相比,此方法的优点是(答两点)。(4)在进行果胶酶固定化时,应该控制CaCl2溶液和的浓度,以获得孔径大小合适、包埋效果良好的凝胶珠。实验发现,制备时添加了过多果胶酶的凝胶珠成品催化效果反而下降,请从单个酶分子如何发挥作用的角度解释其原因。8.(2019安徽安庆二模)大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一类细菌,含有2 000种以上的蛋白质;大肠杆菌的
9、数量是检测自来水是否受粪便污染的最直接的指标。回答下列问题。(1)利用凝胶色谱法分离提取到的部分大肠杆菌蛋白质时,等样品完全进入凝胶层后,加入pH为7.0、浓度为20 mmol/L的到适当高度进行洗脱,结果甲蛋白质先洗脱出来,乙蛋白质后洗脱出来,则相对分子质量较大的是蛋白质。(2)通过滤膜法可以测定自来水中大肠杆菌的数目:一定体积的自来水样过滤后,将滤膜放在伊红美蓝培养基(主要成分包括:蛋白胨、NaCl、琼脂、乳糖、伊红和美蓝水溶液)上培养,大肠杆菌的代谢产物能与伊红美蓝反应,使菌落呈黑色。根据培养基上菌落的数目,计算出大肠杆菌的数量。伊红美蓝培养基属于(填“选择”或“鉴别”)培养基,蛋白胨的
10、作用有(答出两点即可)。培养大肠杆菌时,在接种前通常需要检测固体培养基是否被污染,检测方法是。用滤膜法进行测定时,滤膜的孔径应(填“大于”或“小于”)大肠杆菌。滤膜法是根据培养基上菌落的数目来推测样品中的活菌数,其原理是。课时规范练36生物技术在食品加工及其他方面的应用1.答案:(1)平板划线法稀释涂布平板法(以上两空答案可调换)稀释涂布平板(2)通气细胞质基质酸性的重铬酸钾(3)有氧高于解析:(1)分离纯化酵母菌常用方法有平板划线法和稀释涂布平板法。其中可以较为准确地估算种群数量的是稀释涂布平板法。(2)酵母菌为兼性厌氧型生物,果酒制作的初始阶段需通气以提高酵母菌的增殖速度。发酵时,细胞的有
11、氧呼吸第一阶段和无氧呼吸都在细胞质基质中进行;常用酸性的重铬酸钾检验代谢产物乙醇,反应呈灰绿色。(3)醋酸杆菌是需氧型生物,所以果醋生产时利用醋酸杆菌在有氧条件下将乙醇转变为醋酸,此时所需的温度高于果酒生产所需的温度。2.答案:(1)食盐的用量先增加后减少(2)空气中的毛霉孢子无菌(3)醋酸菌氧气充足,糖源不足(4)海藻酸钠解析:(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;泡菜开始腌制时,坛内环境有利于硝酸盐还原菌等杂菌繁殖,促进硝酸盐还原为亚硝酸盐,随着腌制时间延长,乳酸菌产生的乳酸抑制了硝酸盐还原菌,亚硝酸盐含量又降低。(2)在制作腐乳过程中,所需的微生物来源于空气中
12、的毛霉孢子;而现代的腐乳生产是在无菌条件下,将优良的菌种直接接种在豆腐上,这样可以避免其他菌种的污染。(3)果酒制作过程中,如果果酒接触到空气,醋酸菌会增殖在果酒表面形成一层菌膜;在缺少糖源时醋酸菌可以将乙醇变为乙醛,然后将乙醛变为醋酸。(4)用固定化酵母细胞发酵生产果酒时,最常选用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞,溶解海藻酸钠时最好采用小火间断加热的方法,避免发生焦糊;溶化后的海藻酸钠应冷却至室温后,再与已经活化的酵母细胞充分混合。3.答案:(1)增加乳酸菌含量(以缩短制作时间)无氧呼吸(2)防止西红柿发酵后液体膨胀外溢刚入坛内,西红柿表面的杂菌(酵母菌等)呼吸产生CO2,随着乳酸积累抑制了杂菌的
13、生长,乳酸菌产生乳酸的过程不产生CO2(3)抗生素会杀死肠道内多种益生菌、抗生素对有害菌产生选择作用(4)温度、食盐用量、腌制时间等亚硝胺解析:(1)成品红酸汤含有乳酸菌,密封发酵时加入少量可增加乳酸菌的含量,缩短制作时间。乳酸菌为厌氧菌,乳酸发酵过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程。(2)装坛时坛口留有一点空间可防止西红柿发酵后液体膨胀外溢。刚入坛时,西红柿表面的杂菌(酵母菌等)呼吸产生CO2,会有气泡冒出,但随着乳酸菌积累抑制了杂菌的生长,乳酸菌产生乳酸的过程不产生CO2,所以气泡的产生逐渐停止。(3)抗生素会杀死肠道内多种益生菌,也会使有害菌产生选择作用,所以治疗消化道慢性炎症时不能滥用抗生
14、素。(4)在发酵过程中,温度、食盐用量、腌制时间等可以影响亚硝酸盐的含量。亚硝酸盐在特定条件下转化为亚硝胺时会致癌。4.答案:(1)高温处理对山楂的营养、风味造成了损失酸性重铬酸钾防止杂菌污染,促进酵母菌繁殖(2)固定化酶果胶酶把不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变得澄清半乳糖醛酸呈酸性导致pH降低0.2解析:(1)与用果胶酶处理鲜果浆相比,高温处理对山楂的营养、风味造成了损失,口感较差。酒精能与酸性重铬酸钾产生颜色反应,因此可用该试剂来检测酒精的生成情况。果浆发酵山楂酒前期,向发酵液通入无菌空气,目的是有利于酵母菌进行需氧呼吸,增加菌体的数量。(2)为了提高果胶酶的利用率,
15、又方便与产物分离,可使用固定化酶技术。增加果胶酶用量后,果胶酶把不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变得澄清,而半乳糖醛酸呈酸性,导致pH降低;由曲线图可知,鲜果浆中果胶酶的合适添加量为0.2mL/L时透光率较高,且pH适宜。5.答案:(1)反应速率接触分离(2)B(3)细胞质基质(4)协同用纤维素含量相同并加入刚果红的鉴别培养基分别培养各菌株,培养相同时间后比较透明圈的大小。透明圈越大,说明分解能力越强解析:(1)酶活性的高低可以用在一定条件下,酶所催化某一反应的反应速率来表示。与一般酶制剂相比,固定化酶的突出优点是既能与反应物接触,又能与产物分离,还能被反复利用。(2)探索
16、温度对淀粉酶活性的影响实验,一般的步骤为取材分组、设计对照实验、观察实验现象记录实验数据,具体进行如下步骤:取3支试管,各注入2mL淀粉溶液并分别编号A、B、C;再取3支试管,各注入1mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c;将A、a试管放在60的热水中,B、b试管放在沸水中,C、c试管放在冰水中,各维持温度5min;分别将A与a、B与b、C与c混合后,再依次放在60的热水、沸水和冰水中维持温度5min;向3支试管各滴1滴碘液;观察实验现象,最合理的操作顺序选B.。(3)酒精发酵过程为无氧呼吸,无氧呼吸相关的酶存在于酵母菌细胞的细胞质基质中。(4)纤维素分解菌因能产纤维素酶而广泛存在,纤维素酶是一种
17、复合酶,在三种酶的协同作用下,纤维素被分解成葡萄糖。为选出高效分解纤维素的菌株,可用纤维素含量相同并加入刚果红的鉴别培养基分别培养各菌株,培养相同时间后比较透明圈的大小,透明圈越大,说明分解能力越强。6.答案:(1)酵母菌细胞呼吸释放热量增加对醋酸菌的氧气供应,有利于醋酸菌将酒精变成醋酸(2)活化载体不溶于酒精发酵过程中需多种酶参与,固定化细胞固定的是一系列酶,可达到连续生产的目的(3)多次重复利用后仍能保持较高活性;对pH的稳定性增加(pH改变不易失活)解析:(1)由于酵母菌细胞呼吸释放热量,所以酒醅在发酵过程中温度会升高。醋酸菌属于需氧型细菌,只有在氧气充足的时候能够大量繁殖并能产生醋酸,
18、因此酒精发酵后,在酒醅中混入一些麸皮、谷糠来增加疏松程度,以增加对醋酸菌的氧气供应,有利于醋酸菌将酒精变成醋酸。(2)干酵母固定前需先使其活化;固定细胞时还需用海藻酸钠作为载体,选择海藻酸钠的原因之一是它不溶于水。与直接将酶投入反应液中相比,固定化酶技术的优点主要是可以将酶重复利用,对于一系列酶参与的复杂反应一般可以固定化细胞,固定化细胞固定的是一系列酶,可达到连续生产的目的。(3)分析图1曲线可知,固定化果胶酶多次重复利用后的活性变化不大,可以重复回收、多次利用;分析图2曲线可知,随pH改变,固定化果胶酶活性变化不大,对pH的稳定性增加。7.答案:(1)压榨法可避免原料焦糊及有效成分水解干燥
19、去水,并用石灰水浸泡(2)营养成分损失少(3)提高出汁率和果汁澄清度酶可以重复利用,降低生产成本;使酶既能与反应物接触,又易与产物分离(4)海藻酸钠溶液凝胶珠内酶分子过多使内部酶分子无法与底物充分接触解析:(1)橘皮精油主要储藏在橘皮部分,提取橘皮精油一般不采用水中蒸馏法,原因是会产生原料焦糊和有效成分水解等问题。提取橘皮精油一般采用压榨法,使用该方法时,为了提高出油率,可将橘皮干燥去水后,再用石灰水浸泡。(2)制作过程中需要进行瞬间高温消毒,与煮沸消毒法相比,这种方法的优点是营养成分损失少。(3)果胶酶能分解果胶,瓦解细胞壁及胞间层,使榨取果汁更容易,果胶分解变成可溶性半乳糖醛酸,提高出汁率
20、和果汁澄清度。在果汁生产中使用固定化果胶酶具有很多优点,如:固定化果胶酶可以重复利用,降低生产成本;使酶既能与反应物接触,又易与产物分离;固定化果胶酶还可以提高酶的稳定性和果汁的质量;便于果汁加工工艺操作的连续化、自动化等。(4)在进行果胶酶固定化时,应该控制CaCl2溶液和海藻酸钠溶液的浓度,以获得孔径大小合适、包埋效果良好的凝胶珠。制备时添加了过多果胶酶的凝胶珠,凝胶珠内酶分子过多使内部酶分子无法与底物充分接触,催化效果反而下降。8.答案:(1)磷酸缓冲液甲(2)鉴别提供碳源、氮源、维生素(答出两点即可)将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落出现小于(当样品中细菌浓度低时,)培养基表面生长的一个菌落来源于样品中的一个活菌解析:(1)利用凝胶色谱法洗脱时要用pH为7.0、浓度为20mmol/L磷酸缓冲溶液到适当高度进行洗脱,结果相对分子质量较大的是甲不经过凝胶内部,路径短,先洗脱出来,乙蛋白质后洗脱出来。(2)伊红美蓝培养基属于鉴别培养基,蛋白胨的作用是提空氮源、碳源、维生素。通过将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落出现,来检测固体培养基是否被污染。用滤膜法进行测定时,滤膜的孔径应小于大肠杆菌。滤膜法的原理在稀释足够的倍数后,利用培养基表面生长的一个菌落来源于样品中的一个活菌。
