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专题 36 发酵技术与发酵工程的应用
考点分布 重点难点 备考指南
理解掌握果酒和果醋的制作原理和过
1.果酒和果醋的制作 1.运用发酵加工食品的基本方 程。
2.腐乳的制作 法 理解并掌握腐乳制作的步骤和注意事
3.制作泡菜并检测亚硝酸 2.利用微生物进行发酵来生产 项。
盐含量 特定的产物 掌握泡菜制作方法。
理解掌握亚硝酸盐的检测方法。
考点一 果酒、果醋和泡菜的制作
1.传统发酵技术直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团
卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
2.传统发酵的类型有混合菌种的固体发酵和混合菌种的半固体发酵。
3.葡萄酒呈现深红色的原因是在酒精发酵过程中，葡萄的色素进入发酵液。
4.果酒发酵时先通气后密封的目的是酵母菌是兼性厌氧菌，因此果酒发酵时先通气使酵母
菌大量繁殖；后密封使酵母菌进行酒精发酵。
5.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。
6.防止发酵液被污染：①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；
②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；
③发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管
7.发酵条件的控制：①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3 的空间，目的是先让酵母菌进行
有氧呼吸，快速繁殖，耗尽 O 后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的 C O 造成发酵液
2 2
的溢出；
②严格控制温度： 1 8 ～ 2 5 ℃ 利于酒精发酵； 3 0 ～ 3 5 ℃利于果醋的发酵；
③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气
8．泡菜的菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
在泡菜腌制的过程中，要注意腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低
腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
9．亚硝酸盐及其危害
①亚硝酸盐的特点：白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂。
②亚硝酸盐的危害：含量低时一般不会危害人体健康，含量高时会引起中毒，甚至死亡。
在特定条件下，会转变成致癌物——亚硝胺。③泡菜腌制过程的亚硝酸盐含量的变化：先增加，后减少。
6.日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是在腌制过程中，蔬菜中的硝酸
盐会被微生物还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐摄入过量或在特定条件下，会危害人体健康。
7.泡菜坛内的一层白膜产生原因是由于泡菜坛内产膜酵母的繁殖。
1．传统发酵技术中四种常用菌种的比较
项目 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌
生物学分类 真核生物 原核生物 真核生物 原核生物
异养兼性厌
代谢类型 异养需氧型 异养需氧型 异养厌氧型
氧型
前期需氧，
发酵条件 一直需氧 一直需氧 无氧
后期不需氧
生长适宜温度 18～25 ℃ 30～35 ℃ 15～18 ℃ 室温
制作酸奶、泡
生产应用 酿酒、发面 酿醋 制作腐乳
菜
2．果酒与果醋制作原理与发酵条件
项目 果酒制作 果醋制作
菌种 酵母菌 醋酸菌
类型 真核生物 原核生物
代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型
菌种来源 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 变酸的酒的表面的菌膜
在有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸 当氧气、糖源充足时：CH O
6 12 6
大量繁殖： ＋2O―→2CHCOOH＋2CO＋
2 3 2
发酵过程 CH O＋6O―→6CO＋6HO；在无氧 2HO；当缺少糖源氧气充足
6 12 6 2 2 2 2
条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒 时：
精：CH O―→2CHOH＋2CO CHOH＋O→CHCOOH＋HO
6 12 6 2 5 2 2 5 2 3 2
一般酒精发酵18～25 ℃，繁殖最适
温度 最适为30～35 ℃
为20 ℃左右
条件 前期：需氧，后期：无氧 需要充足的氧气
时间 10～12天 7～8天
3.发酵过程及注意事项
(1)实验用具消毒
↓
(2)挑选冲洗葡萄↓
(3)榨汁→用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中
↓
(4)果酒发酵
↓
(5)取样检测
↓
(6)果醋发酵
4．泡菜制作中的注意事项
典例1.下列有关泡菜的制作和亚硝酸盐的叙述中，正确的是( )
A．将新鲜蔬菜与煮沸冷却的盐水(盐和清水的质量比为4∶1)混匀装瓶
B．发酵初期，泡菜坛口要先敞开一段时间，利于乳酸菌大量繁殖，后期盖好坛盖，并注满
水
C．亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但可在特定条件下转变成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作
用
D．温度过高、盐用量过低、发酵时间过长，会导致亚硝酸盐含量不断增加
【答案】C
【解析】泡菜制作中应先加蔬菜，再加盐水，且盐与水比例为 1∶4，A错误；由于乳酸菌
是严格厌氧的，因此发酵过程始终要保持密封状态，泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水
B错误；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量表现为先增加后下降的趋势，D错误。
典例2.（2023·山东济宁·统考三模）黄酒是世界上最古老的酒类之一，传统淋饭法生产绍
兴黄酒的工艺如图所示。加酒药的10～12h为前发酵，随后进行6d左右的主发酵，然后将醪液分装到坛中进行30d左右的后发酵。下列叙述错误的是（ ）
A．酒药中只含有酵母菌一种微生物
B．前发酵过程中缸内含氧量降低而酵母菌数量增加
C．主发酵阶段开耙降低温度可以防止温度过高影响发酵
D．通过煎酒杀死微生物并破坏残存酶的活力可提高黄酒的稳定性
【答案】A
【解析】A、药酒的制作是传统发酵，菌种是混合菌种，不是单一菌种，A错误；
B、前发酵过程中酵母菌主要进行有氧呼吸，缸内含氧量降低，而酵母菌的数量增加，B正
确；
C、微生物的发酵需要一定的温度，故主发酵阶段开耙降低温度可以防止温度过高影响发酵，
C正确；
D、通过煎酒杀死微生物，可防止杂菌污染，故通过煎酒杀死微生物并破坏残存酶的活力可
提高黄酒的稳定性，延长保质期，D正确。
故选A。
考点二 发酵工程及应用
1.发酵工程：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2.发酵工程的基本环节
选育菌种：从自然界筛选，通过诱变育种或基因工程育种获得。
扩大培养：发酵前需要对菌种进行扩大化培养。
配置培养基：根据菌种，选择原料制备培养基。
灭菌：对培养基和发酵设备进行严格灭菌。
接种：将菌种接种到培养基上培养。
发酵：随时检测培养基微生物数量和产物浓度。及时添加必须的生物组分，严格控制发酵
条件。
分离、提纯产物：微生物细胞采用过滤沉淀的方法将菌体分离和干燥。代谢物根据产物性
质进行提取、分离和纯化。啤酒的工业化生产流程
发芽：大麦种子发芽，释放淀粉酶
焙烤：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。
碾磨：将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。
糖化：淀粉分解，形成糖浆。
蒸煮：产生风味组分，终止酶的进一步作用，灭菌。
发酵：酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳。
消毒：杀死大多数微生物，延长保存期。
终止：过滤、调节、分装啤酒进行销售。
典例1.（2022·湖北·统考高考真题）废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产
废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．该生产过程中，一定有气体生成
B．微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C．该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D．沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
【答案】A
【解析】A、据图可知，该生产过程中有酿酒酵母的参与，酵母菌呼吸作用会产生二氧化碳，
故该生产过程中，一定有气体生成，A正确；
B、糖类是主要的能源物质，微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水，B错误；
C、分析图示可知，该技术中有连续搅拌反应器的过程，该操作的可以增加微生物与营养物
质的接触面积，此外也可增大溶解氧含量，故据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发酵
技术生产蛋白质，C错误；
D、沼气生产利用的是厌氧微生物，在连续搅拌反应器中厌氧微生物会被抑制，因此沼气池
废料无需灭菌，D错误。
故选A。
典例2.（2022·山东·高考真题）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉
素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该
生产过程，下列说法错误的是（ ）
A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B．可用深层通气液体发酵技术提高产量C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
【答案】D
【解析】A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含
量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜
使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以
被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A正确；
B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；
C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C
正确；
D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，
D错误。
故选D。
1.（2021·江苏·高考真题）某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒，然后在果酒基础上制作
果醋，下列相关叙述正确的是（ ）
A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器
B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多
C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化，溶液灰绿色逐日加深
【答案】C
【解析】A、酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，随着果酒发酵的进行，装置内会产生气体
（二氧化碳），容器内压强大于外界，所以空气不会回流，每日放气需迅速，避免发酵装
置中气压过大，造成爆炸，A错误；
B、葡萄汁是红色，不能用斐林试剂检测，同时果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，
因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；
C、果酒制作会产生酒精和二氧化碳。在果酒基础上制作果醋，酒精与氧气发生反应产生醋
酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，C正确；
D、重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定醋酸含量，D错误。
故选C。
2.（2023·山东·高考真题）以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却
后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；
④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（ ）
A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
【答案】C
【解析】A、盐水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，A错误；
B、②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；
C、③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，
C正确；
D、④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。
故选C。
3.（2023·山东·高考真题）平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是（ ）
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【答案】D
【解析】A、不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；
B、平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，
不属于消毒，B错误；
C、使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染
环境，C错误；
D、脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解
尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此
以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。
故选D。
4.(2020·江苏，18)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他
的做法错误的是( )
A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁
B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁
C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵
【答案】B
【解析】制作果酒时，应选择新鲜的葡萄略加冲洗后再去除枝梗榨汁，避免除去枝梗时引
起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会，A项正确；制作果酒过程中会产生二氧化碳气体，
因此，玻璃瓶用酒精消毒后装入葡萄汁时不能装满，应该留有1/3的空间，B项错误；酒
精发酵过程中会产生二氧化碳气体，要适时拧松瓶盖放气，C项正确；酒精发酵后再进行
醋酸发酵，醋酸发酵需要有氧环境，所以要去除瓶盖，盖一层纱布是为了防止空气中灰尘
等的污染，D项正确。
5.(2020·天津，9)甜瓣子是豆瓣酱的重要成分，风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响，也受发酵过程中不同微生物的多种代谢产物影响。其生产工艺如下图所示。
――→――→――→
某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺(盐度15%，温度37 ℃，发酵30天)进行了
改良，改良后甜瓣子风味得以提升。新工艺参数如下表所示。
时期 时段(天) 盐度(%) 温度(℃)
前期 0～12 6 12
中期 12～16 6 37
后期 16～30 15 37
两种工艺的结果比较见下图。
下列关于本研究的实验方法与原理的描述，错误的是( )
A．发酵开始阶段的微生物主要来源于制曲过程的积累
B．蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
C．温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
D．定期取样，使用平板划线法统计活细菌总数
【答案】D
【解析】发酵开始阶段，微生物尚未大量繁殖，微生物主要来源于制曲过程的积累，A项
正确；蚕豆瓣里含有糖类、蛋白质等，可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源，B项正
确；传统工艺温度为37 ℃，盐度为15%，新工艺温度为12 ℃→37 ℃，盐度为6%→15%，
两种工艺下活霉菌总数和活细菌总数几乎都不相同，说明温度与盐度都影响微生物的生长
繁殖，C项正确；利用平板划线法接种后，培养得到的菌落多数非单菌落，因此无法用平
板划线法统计活细菌总数，一般使用稀释涂布平板法统计活细菌总数，D项错误。
6.（2023·山东·统考模拟预测）啤酒是一种以大麦芽、啤酒花（一种草本植物）、水为主
要原料，通过大麦种子发芽→麦芽糖化→加啤酒花、煮沸→糖汁发酵→过滤→分装保存等
工艺流程而制成的低酒精度饮料。主发酵阶段按泡沫的形成和消退可分为低泡期、高泡期
和落泡期等。下列有关叙述错误的是（ ）
A．发酵装置应保持密闭条件，但需要注意定时排气
B．啤酒发酵过程中，酵母菌以大麦中的淀粉为主要碳源
C．低泡期发酵液中的酵母菌数量低于高泡期
D．在高泡期应注意散热，防止发酵液温度过高
【答案】B
【解析】A、酒精发酵利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精，故发酵装置应保持密闭条件，但需要注意定时排气（排出二氧化碳），A正确；
B、酵母细胞呼吸的底物为葡萄糖，不能直接利用淀粉，需要淀粉酶等将淀粉转化成酵母可
利用的糖，B错误；
C、主发酵阶段的泡沫的形成主要是二氧化碳的产生，泡沫越多，说明酵母菌越活跃，参与
反应的酵母菌越多，因此低泡期发酵液中的酵母菌数量低于高泡期，C正确；
D、高泡期应是主发酵中酵母菌最活跃的阶段，此时会产生大量的热，故在高泡期应注意散
热，防止发酵温度升高，从而影响酵母菌的活性，D正确。
故选B。
