人教版高中生物选修三1[知识点整理及重点题型梳理]传统发酵技术的应用

酶

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酶 精品文档 用心整理

人教版高中生物必修三

知识点梳理

重点题型（常考知识点

）巩固练习

传统发酵技术的应用

【学习目标】

1、理解并掌握制作果酒、果醋的原理和制作过程。

2、理解制作腐乳的基本原理，知道制作腐乳的实验流程。

3、掌握制作泡菜的基本原理和方法。

4、测定食品加工中可能产生的有害物质。 【要点梳理】

要点一、与传统发酵技术有关微生物的总结比较

比较项目

生物学分类

代谢类型

繁殖方式

适宜温度

发酵条件

生产应用

酵母菌

真核生物

异养兼性厌氧型

适宜条件下出芽生殖

20℃

前期需氧，后期厌氧

酿酒 醋酸菌

原核生物

异养需氧型

分裂生殖

30℃~35℃

一直需氧

酿醋 毛霉

真核生物

异养需氧型

孢子生殖

15℃~18℃

一直需氧

制作腐乳 乳酸菌

原核生物

异养厌氧型

分裂生殖

室温

厌氧

制作泡菜、酸奶

要点诠释：

由于醋酸菌和乳酸菌都属于原核生物，因此在利用这两类微生物室，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。 要点二、果酒和果醋的制作

1、果酒制作与果醋制作的比较

制 作 原 理

菌种

反应式

果酒制作

酵母菌

有氧呼吸：C 6H 12O 6+6H 2O+ 6O 2 ??→ 6CO 2+12H 2O+能量

果醋制作

醋酸菌

有氧呼吸，缺少糖：

C 2H 5OH+O 2 ??→ CH 3COOH+H 2O

无氧呼吸：C 6H 12O 6 ??→ 2C 2H 5OH+2CO 2+能量

发 酵 条 适宜温度

对酸性环境 20℃左右

耐酸性环境 30℃～35℃

耐酸 件

发酵时间

10 d ～12 d

7 d ～8 d

对氧的需求

2、操作流程

精品文档 用心整理

前期需要氧，后期不需氧 一直需氧

3、装置设置

（1）各部分的作用：

充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 排气口：排出酒精发酵时产生的 CO 2。 出料口：是用来取样的。

要点诠释：

①因为果酒制作初期需要氧，果醋整个制作过程都需氧，所以需要带开关的充气口，以调控对气体的需求。 ②在果酒制作过程中会产生 CO 2，所以要有排气口。 ③实验过程中要取样检测，所以要有出料口的设计。

（2）该装置的使用方法：充气管口插至瓶底近底部；排气管口离发酵液一段距离，外部要弯曲，并尽量保证管 口向下；酒精发酵时要关闭充气口，醋酸发酵时，充气口连接充气泵，不断泵入空气。

4、果汁发酵后酒精的检验

根据对照实验的原则，在单一变量的前提下，用酸性的重铬酸钾检测发酵液中生成酒精的方法：

（1）对照组试管中加入 2mL 的酒精，实验组试管中加入 2mL 发酵液，再分别加入物质的量浓度为 3 mol ／L

的 H 2SO 4 3 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，观察。（标准对照）

（2）先分别在试管中加入发酵前后的果汁，再滴人物质的量浓度为 3 mol ／L 的 H 2SO 4 3 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，观察。（自身对照） 5、实验注意事项

项目

说明

材料的选择与处理

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。

（1）榨汁机和发酵瓶等都需要清洗干净，且发酵瓶进行消毒； 防止发酵液被污染

（2）清洗葡萄是要先清洗后去枝梗；

（3）发酵瓶排气管用曲颈管，不用直管。

（1）葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约 l ／3 的空间。目的先让酵母菌进行有氧呼吸， 快速繁殖，耗尽 O 2 后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的 CO 2 造成发酵液的溢出；

发酵条件的控制

（2）酿制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在 18℃～25℃，时间控制在 10 d ～12 d 左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测；

（3）制作葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 30℃～35℃，时间控制在 7 d ～8 d 左 右，并注意适时通过充气口充气。

要点诠释：

果酒、果醋制作中原料的消毒：

（1）榨汁前葡萄的冲洗，应先冲洗再去枝梗，因为在去梗的同时会使一些微生物侵入果实内部，给消毒带来一定的困难。另外对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，因为其他杂菌和酵母菌被洗去的机会是均等的，如果冲洗次数过多，会使酵母菌数量减少，使发酵周期加长，产品的酒精含量下降。

（2）一般选用70％的酒精，并不是酒精的浓度越高效果越好，因为浓度过高会使细菌周围形成一层菌膜，酒精不易进入细菌体内；70％的酒精可以迅速进入细菌体内，使体内的蛋白质变性，将细菌消灭。

要点三、腐乳的制作

1、制作原理、需要菌种、制作过程

项目菌种

菌种来源制作原理

实验流程

腐乳制作

青霉菌、酵母菌、曲霉、毛霉等多种微生物参与，主要是毛霉。

利用空气中的毛霉孢子

腐乳的制作是利用豆腐坯上培养的多种微生物分泌的相关酶的作用，将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，糖分解发酵成乙醇和其他醇类及形成有机酸，同时辅料中的酒类和各种香辛料等也共同参与作用，合成复杂的酯类，最后形成腐乳所特有的色、香、味等，品质细腻、柔软可口。

让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

2、腐乳制作的注意事项

（1）影响腐乳品质的条件：水、盐、酒、温度、发酵时间等

项目水的控制盐的控制酒的控制温度控制

密封腌制香辛料

腐乳制作

含水量约70%。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。

用盐腌制时，若盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；若盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。

酒的含量应控制在12％左右。酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。

温度控制在15℃～18℃，该温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，从而保证发酵时间和腐乳的风味。

常温下密封腌制6个月，就可以吃到味道鲜美的豆腐乳了。

具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳的风味或质量。

（2）防止杂菌污染

①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗涮干净后要用沸水消毒等。

②装瓶时，操作要迅速小心。加放卤汤后，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。

。

，

：

要点四、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

1、实验原理

【生物技术实践专题：传统发酵技术的应用417466制作泡菜并检测亚硝酸盐含量】

（1）泡菜的制作原理：

利用乳酸菌等微生物在无氧条件下进行发酵产生乳酸、乳酸积累会抑制其他杂菌的生长。在此过程中同时

有亚硝酸盐的产生

（2）亚硝酸盐提取的亚硝酸盐提取试剂：氯化铵缓冲液（pH9.6～9.7）、硫酸锌溶液（120g/L）、氢氧化钠（20g/L）、

氢氧化铝乳液；氢氧化钠—硫酸锌为蛋白质沉淀剂，以除去杂质，获得较纯的亚硝酸盐溶液；氢氧化铝乳

液能吸附泡菜汁液中的杂质和色素，使泡菜汁液脱色后变得澄清透明，以便进行后续的显色反应。

（3）测定亚硝酸盐含量和比色的原理

显色试剂：乙酸(或盐酸），对氨基苯磺酸溶液，N-1-萘基乙二胺溶液

①在酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮反应

②重氮反应的产物与N-1-萘基乙二胺结合形成玫瑰红色产物

③将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比色或光电比色，可以大致估算或精确计算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

要点诠释：

①亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂（一般用作防腐剂）

②分布：在自然界中，亚硝酸盐分布广泛。据统计，蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4mg／kg，咸菜中亚硝酸盐的平均含量在7mg／kg以上，而豆粉中的平均含量可达10mg／kg。

③对人体的影响：膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入总量达到0.3g～0.5g 时，会引起中毒；当摄入总量达到3g时，会引起死亡。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，只有在特定条件下（适宜p H、温度和一定的微生物作用）才会转变成致癌物质——亚硝胺。亚硝胺具有致癌、致畸等作用。

④新鲜蔬菜放置时间过长会变质的原因：放置时间长的蔬菜中的硝酸盐易被滋生的硝酸盐还原菌还原成亚硝酸盐而危害健康。

⑤亚硝酸盐与食盐的比较：亚硝酸盐为白色粉末，颜色与食盐非常相似，味道咸涩，是有毒物质，它有缩短煮肉时间的作用，在适宜温度、pH和一定微生物的作用下形成亚硝胺引发癌症。食盐为白色晶体，味道咸，常做调味品。在日常生活中最好将炊具、食品与亚硝酸盐分开放置，避免误食。

2、实验设计

（1）泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图（如下图所示）

要点诠释：

泡菜的制作：按照清水与盐的质量比为4∶l的比例配制盐水。将盐水煮沸冷却。将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛内，装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。

在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水。发酵时间长短受室内温度的影响。

（2）亚硝酸盐含量的测定

（3）泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化。

发酵

时期

乳酸菌乳酸亚硝酸盐

发酵少（以不产酸的大肠杆菌和酵母菌活动为少初期主，同时还有一部分硝酸盐还原菌活动）增加（硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加）

发酵最多（其他细菌的活动受到抑制，只有乳积累、增多，下降（由于硝酸盐还原菌受到抑制，中期酸菌活动强烈）PH下降同时形成的亚硝酸盐又被分解，因

而亚硝酸盐含量下降）发酵减少（由于乳酸的积累，酸度继续增强，继续增多，PH下降至相对稳定（硝酸盐还原菌完后期乳酸菌活动也受到抑制）继续下降全被抑制）

要点诠释：

乳酸菌属于原核生物，它是能通过发酵将糖类转化成乳酸的细菌的总称，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，目前已发现乳酸菌有59种，所以乳酸菌不是一个种群，而是一类生物。在泡菜发酵初期，主要以不产酸的大肠杆菌和酵母菌活动为主，同时还有一部分硝酸盐还原菌在活动。该时期产生了厌氧环境，乳酸菌才开始活动。发酵中期，由于乳酸菌产生了大量乳酸，其他细菌活动受到抑制，只有乳酸菌活动强烈。此期乳酸菌数量达到高峰，

乳酸的量继续积累。发酵后期，由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制，乳酸菌数量下降。【典型例题】

类型一：果酒、果醋的制作原理和操作方法

例1、（2015江苏高考）图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述错误的是（）

A

A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快

B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO

2

C.发酵过程中酵母种群呈“J冶型增长

D.若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气

【答案】ABC

【解析】发酵时间越长，酒精浓度越高，会对酵母菌发酵起抑制作用，后期发酵速率会变慢，错误。发酵瓶中

会留有部分空气，集气管中的二氧化碳并非全部由无氧呼吸产生，B错误。由于原料等因素的影响，酵母菌成S 型曲线增长，C错误。若酵液出现菌膜，应为好氧细菌，可推测原因是发酵瓶漏气，D正确。

【点评】本题重在考查对果酒制作原理及方法的掌握。

【举一反三】：

【变式一】

在适宜的温度条件下，在如下图所示装置中都加入干酵母（内有活酵母菌）其中适于产生酒精的装置是（）

【答案】A

【解析】注意题干中所暗示的条件，仔细审题就会发现此题是让你说明，酵母菌在什么条件下会产生酒精。这就要求我们首先要弄清发酵的条件：（1）要有葡萄糖、水和酵母菌；（2）必须在密封的条件下（无氧条件下），如

果有氧，酵母菌进行有氧呼吸，产生CO

2

和H

2

O。这两个条件缺一不可

【变式二】

下列关于果醋的制作，错误的是（）

A．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通氧气

B．醋酸菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50℃左右

C．醋酸菌能将果酒变成果醋

D．当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄糖氧化成醋酸

【答案】B

【解析】本题考查果醋的制作原理和条件控制。制作果醋所用菌种为醋酸菌，其原理是氧气、糖源充足时，醋酸菌直接将葡萄糖氧化为乙酸；而在糖源不足、氧气充足的条件下可将乙醇氧化为乙醛，再进一步氧化为乙酸，在整个发酵过程中，必须保证供应充足的氧气，因此A、C、D正确。而醋酸菌适宜的生长温度为30℃～35℃。温度为50℃时，会影响醋酸菌的活性。因此答案选B。

【变式三】

在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是（）

A．让发酵装置接受光照B．给发酵装置适时排气

C．向发酵装置通入空气D．酵母菌装置放在45℃

【答案】B

【解析】果酒用的酵母菌。酵母菌兼性厌氧细菌。要出果酒之时是酵母菌无氧呼吸的时候，产生酒精和二氧化碳。

产生气体就要排出。酒精发酵最佳温度18-25℃，最好是弱酸性环境。果醋温度控制在30-35℃，需要的是醋酸菌。

类型二：腐乳的制作原理和过程

例2、（2015江苏高考）关于“腐乳的制作”实验,下列叙述错误的是（）

A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高,影响毛霉生长

B.腐乳坯若被细菌污染,则腐乳坯表面会出现黏性物

C.勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长

D.装坛阶段加入料酒,可有效防止杂菌污染

【答案】C

【解析】毛霉生长需要适宜的温度和水分，将腐乳柸堆积起来，毛霉呼吸作用等会使温度升高，影响其生长，勤喷水又会改变湿度，导致杂菌滋生，故C错误。

【点评】本题主要考查影响腐乳制作的相关知识。

【举一反三】：

【变式一】

下列关于腐乳制作过程中的操作，不正确的是（）

A．先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，保持温度在15℃～18℃。并具有一定湿度

B．将长满毛霉的豆腐放在瓶中，并逐层加盐，接近瓶口表面的盐要铺厚一些

C．卤汤中酒的含量一般控制在12％左右

D．卤汤中香辛料越多，口味越好

【答案】D

类型三：泡菜的制作原理和实验操作和泡菜中亚硝酸盐含量的测定

例3、某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是（）

①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖

②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖

③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖

④罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖

A．①③B．②④C．②③D．①④

【答案】B

【解析】乳酸菌是异养厌氧型微生物，所以罐口封闭不严，氧气会抑制了乳酸菌的生长繁殖，但是对其他需氧型的微生物是有利的，所以罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖，最后导致泡菜腐烂。

【解析】本题考查泡菜的制作原理。

【举一反三】：

【变式一】

分析材料回答下面的问题：

泡菜制作是以乳酸发酵为主，同时利用食盐的高渗透压作用，兼有蛋白质分解的微生物发酵过程的冷加工方法，对蔬菜的营养成分、色香味的保存十分有利。

千百年来，泡菜不但以其酸鲜纯正、脆嫩芳香、清爽可口、回味悠长的特点吸引众多食客，还因其开胃口、促消化、解荤腥、增食欲的功效为世人所接受。

泡菜的制作工艺如下：选料→预处理→配制调料→腌制。泡菜的制作看上去很简单，但要泡出色香味形俱佳、营养卫生的泡菜．应该掌握原料性质、选择容器、制备盐水、搭配调料、装坛等技术。如调料是泡菜风味形成的关键，泡菜坛的选择亦关乎泡菜的制作成败。

（1）制作泡菜所利用的乳酸菌，从其结构分析，属于哪类生物？

（2）请用反应式表示乳酸发酵的原理。

（3）制作泡菜的坛子必须密封，试说明其道理。

（2）C 6H 2O 6 2C 3H 6O 3 (乳酸)+能量。

（4）泡菜制作过程中为什么会产生亚硝酸盐？

（5）为什么在泡菜制作后期亚硝酸盐含量会下降？ （6）试讨论腌制泡菜的过程中应注意的问题及原因。

【答案】（1）属于原核生物。

酶

（3）保证坛内乳酸菌发酵所需要的无氧条件。

（4）泡菜发酵初期，由于亚硝酸盐还原菌的活动，蔬菜中的硝酸盐被还原成亚硝酸盐。

（5）乳酸菌产生大量乳酸，抑制硝酸盐还原菌的活动，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因此亚硝酸盐含量

下降。

（6）需要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10％、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。

【解析】本题考查了泡菜制作原理和实验操作。从结构上讲，参与泡菜发酵的微生物乳酸菌属于原核生物，因乳 酸菌为严格厌氧的微生物，所以泡菜坛必须密封，虽然密封但在发酵初期还是有酵母菌活动，在泡菜盐水表面形 成一层白膜。泡菜发酵初期由于硝酸盐还原菌的作用，蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐。到发酵后期由于乳酸菌 产生大量的乳酸抑制了硝酸盐还原菌的作用，因此亚硝酸盐含量下降。温度过高、食盐用量不足或发酵时间过短 都会造成大量细菌繁殖，产生亚硝酸盐，所以制作泡菜时要严格控制时间、温度和食盐用量。

例 4、下列关于测定亚硝酸盐含量的操作，错误的是（ ）

A ．质量浓度为 4 mg ／mL 的对氨基苯磺酸溶液呈酸性

B ．对氨基苯磺酸溶液和 N-1-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，加入氢氧化铝乳液的目的是中和氢氧化钠

【答案】D

【解析】亚硝酸盐遇到对氨基苯磺酸溶液和 N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液时会呈现玫瑰红色。根据玫瑰红色的深 浅确定亚硝酸盐的含量。

选项

A

B C

D

内容指向，联系分析

对氨基苯磺酸溶液和 N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液都呈酸性

耍保持其稳定性．这两种盐溶液都应避光

亚硝酸钠标准液的配制过程中应加入 NH 4Cl 缓冲液，保持弱碱性环境以免形 成亚硝酸挥发

加入氢氧化铝乳液的目的是吸附样品滤液中的杂色，使滤液变得无色透明

结论

正确 正确 正确

错误

【点评】亚硝酸盐含量测定的步骤比较复杂，所用试剂比较多。配制操作要求严格，因此要全面理解实验。分类、 分条目识记各溶剂的作用及操作注意事项。 【举一反三】： 【变式一】

下列关于测定亚硝酸盐含量的原理的叙述，不正确的是（ ）

A ．亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色

B ．显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变

C ．不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同

D ．样品液显色后，通过与已知浓度的标准液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量

【答案】B