文档内容
夯基提能练 34 生物技术在食品加工及其他方面的应用
第一部分【夯实基础】
答案和解
析在卷尾
1.(2016·全国卷Ⅲ，39)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯
化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳
酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：
(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀
释 ， 进 行 梯 度 稀 释 的 理 由 是
___________________________________________________________
_____________
___________________________________________________________
_____________。
(2) 推 测 在 分 离 纯 化 所 用 的 培 养 基 中 加 入 碳 酸 钙 的 作 用 有
____________ 和 ________________ 。 分 离 纯 化 时 应 挑 选 出
____________的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。
2.(2022·河南开封调研)腐乳和泡菜是我国独特的传统发酵食品，几
百年来深受老百姓的喜爱。腐乳是用豆腐发酵制成的，民间老法生
产腐乳为自然发酵，现代腐乳生产多采用优良的毛霉菌种进行发酵。
现代化生产流程如图，请回答下列问题：
(1)民间制作腐乳时毛霉来自________。
(2)当豆腐上长出毛霉后，对豆腐要进行 A处理，是指________。腐
乳制作的后期要加入 酒和多种香辛料配制的卤汤，其中酒的含量
一 般 控 制 在 12% 左 右 ， 原 因 是
___________________________________________________________
_____________
___________________________________________________________
_____________。(3)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行________的过
程。该过程发生在乳酸菌细胞的________中。
(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段
时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________，原因是
___________________________________________________________
_____________
___________________________________________________________
_____________。
(5) 泡 菜 发 酵 过 程 中 应 定 期 测 定 亚 硝 酸 盐 的 含 量 ， 原 因 是
___________________________________________________________
_____________
___________________________________________________________
_____________。
3.(2022·湖南师大附中调研)泡菜制作方便、品味独特，深受人们喜
爱。泡菜的腌制方式、时间、温度等条件对泡菜品质有很大的影响，
泡菜制作过程中的微生物数量和亚硝酸盐含量变化也受人们的关注，利用生物学知识对泡菜腌制过程进行科学管理意义重大。请回答下
列问题：
(1)泡菜腌制过程中，进行发酵的主要微生物在细胞结构上属于
________生物。不能采用加入抗生素的方法来抑制杂菌的原因是
______________________________________________
___________________________________________________________
_____________。
(2)在泡菜腌制的过程中，要注意相关条件的控制。首先，要选择合
格的泡菜坛，并用水封的方式密闭处理，以保证坛内发酵所需的
________环境。另外，温度过高、________用量过少、腌制时间过
短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量________。泡菜坛内常
常会出现一层白膜，这是由产膜酵母繁殖形成的，酵母菌的代谢类
型为________。
(3)在检测亚硝酸盐含量时，可将显色反应后的样品与已知浓度的
________进行目测比较，从而大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量。
(4)我们在日常生活中应多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是___________________________________________________________
_____________
___________________________________________________________
_____________。
第二部分【能力提升】
4.(2022·黑龙江哈三中联考)青蒿素为无色针状晶体，易溶于有机溶
剂，难溶于水，受热易分解。可以从青蒿的茎叶中提取得到，是治
疗疟疾等疾病的药物，以下为青蒿素的提取流程，请回答下列问题：
(1)图示采用________法提取青蒿素，影响因素除萃取剂的性质和使
用量，还有____________________________(写出两点即可)。
(2)青蒿叶在粉碎前需要进行________处理，不能用新鲜的叶片，原
因
___________________________________________________________
___________________________________________________________。(3)粉碎青蒿叶的目的是_____________________________。
在 减 压 蒸 馏 之 前 ， 还 要 对 萃 取 液 进 行 过 滤 的 原 因 是
_____________________________________________________。
(4) 萃 取 液 的 浓 缩 采 用 的 是 减 压 蒸 馏 处 理 ， 目 的 是
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
5.(2022·辽宁大连模拟)陈醋是我国发明的传统调味品之一，酿制及
食用已有3 000多年历史。陈醋生产工艺流程如图所示。
(1)在糖化阶段添加淀粉酶制剂需要控制反应温度，这是因为
___________________________________________________________
_____________。
(2)在酒精发酵阶段需添加酵母菌，在操作过程中，发酵罐先通气，
后密闭。先通气的目的是________________。技术员定时抽取发酵
液，向发酵液中滴加酸性重铬酸钾溶液，以是否呈现____________
色来判断是否有酒精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该________________________。
(3)利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在________时，将
糖分解成醋酸；二是在缺少糖源时，利用酒精生成醋酸。
(4)研究表明，在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，而乳
酸菌也存在于醋醅中，其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因
素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期
________________( 至 少 写 出 2 种 ) 等 环 境 因 素 的 变 化 ，
________________，淘汰了部分乳酸菌种类。
6.(2022·山西晋中模拟)甘蔗是最重要的糖料作物，如图为利用甘蔗
汁制糖，利用其副产品糖蜜生产酒精的流程图。请回答下列问题：
(1)在糖蜜发酵制酒阶段有时出现酒变酸的现象，其原因可能是发酵
液中混有________________，发酵产生了乳酸；也可能是发酵装置
密闭不严，______________________________________________所
致。(2)利用糖蜜生产酒精要进行稀释，从菌种生长繁殖的角度分析，是
防止______________________________________________。
(3)工业生产酒精过程可用________作为载体固定酵母细胞，其浓度
要适宜，若浓度过低会导致________。对酵母细胞固定化的优势在
于
___________________________________________________________
____________________________________________________(答出一
点即可)。
(4)科研人员继续利用酒精转化醋酸过程中发现，从28 ℃到32 ℃醋
酸转化率越来越高。科研人员为了确定醋酸发酵的最佳温度，需
________(填实验操作思路)，________对应的温度应为醋酸菌发酵最
佳温度。
第三部分【综合拓展】
7.(2021·全国乙卷，37)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧
条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。
利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：
(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长
提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小
麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌
制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的________、________能分别
将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如
将蛋白质分解为小分子的肽和________。米曲霉发酵过程需要提供
营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于________(填
“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________(填“真核生物”或
“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是________________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量
的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是
________________________(答出1点即可)。
8.(2017·全国卷Ⅱ，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，蛋白质
转变为________________，脂肪转变为_________________________。参考答案及解析
1.答案 (1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度很高，直接培养很难分离得到单菌落
(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸) 具有透明圈 (3)甘油
解析 (1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释；进
行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散
成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。(2)在分离纯化所用的培养
基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的识别和分离；分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌。(3)乳酸
菌在－20 ℃长期保存时应使用甘油管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。
2.答案 (1)空气中的毛霉孢子
(2)加盐腌制 酒精浓度过高则腐乳的成熟时间会延长；酒精浓度过低，不足以
抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质
(3)无氧呼吸 细胞质基质
(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更为耐酸
(5)发酵的不同时期亚硝酸盐含量会发生变化，及时测定是为了把握取食泡菜的
最佳时机
解析 (1)民间制作腐乳时，毛霉来自空气中的毛霉孢子。(2)制作腐乳的实验
流程为：豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。可见，流程图
中的A处理是指加盐腌制。由于酒精浓度过高则腐乳的成熟时间会延长，酒精
浓度过低，则不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质，所以腐乳制
作的后期，在用酒和多种香辛料配制卤汤时，需将酒的含量一般控制在12%左
右。(3)乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程。该过程发生在乳酸菌
细胞的细胞质基质中。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐
变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌数量增加，其他杂菌较少；原因是酸性条件
下，不利于杂菌生存，而乳酸菌比杂菌更为耐酸，故乳酸菌的数量增加。(5)利
用乳酸菌制作泡菜的过程中，在泡菜腌制的最初几天，亚硝酸盐的含量逐渐升
高到最大值，但随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖产生的乳酸会抑制硝酸
盐还原菌的繁殖，致使泡菜中亚硝酸盐的含量下降，即发酵的不同时期亚硝酸
盐含量会发生变化，因此应定期测定亚硝酸盐的含量，以便把握取食泡菜的最
佳时机。
3.答案 (1)原核 抗生素会抑制乳酸菌的生长和繁殖 (2)无氧 食盐 增加
异养兼性厌氧型 (3)标准显色液 (4)腌制蔬菜含有亚硝酸盐，亚硝酸盐在特
定条件下会在体内转化成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用
解析 (1)用于发酵泡菜的主要微生物是乳酸菌，其在结构上属于原核生物。由
于细菌对抗生素(乳酸菌属于细菌)敏感，因此在泡菜的制作过程中，不能加入
抗生素，否则会抑制发酵菌种——乳酸菌的生长和繁殖。(2)乳酸菌是厌氧菌，
向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。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。温度过高、
食盐用量过少、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
酵母菌属于异养兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼
吸。(3)测定亚硝酸盐含量时，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玫瑰红色染料。将显色
反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐的
含量。(4)日常生活中不宜多吃腌制蔬菜，是由于腌制蔬菜含有亚硝酸盐，亚硝
酸盐在特定条件下会在体内转化成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用。
4.答案 (1)萃取 原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间
(2)干燥 新鲜的青蒿叶含水量高，用于提取的有机溶剂会被稀释，进而降低对
青蒿素的提取效果 (3)便于原料和溶剂充分接触，提高萃取效率 除去萃取液
中的不溶物 (4)青蒿素受热易分解，通过减压蒸馏既可以去除提取剂，同时可
以减少青蒿素的分解
解析 (1)题图中所示方法为萃取法。影响萃取效率的因素有萃取剂的性质和使
用量、原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。(2)新鲜的
青蒿叶的含水量高，与有机溶剂混合会稀释有机溶剂，降低萃取效率，因此青
蒿叶在粉碎前要进行干燥处理。(3)萃取材料的颗粒大小会影响萃取效率，为提
高青蒿素的提取率，可以对青蒿叶进行干燥破碎，由此增大青蒿与乙醇的接触
面积。减压蒸馏前进行过滤是为了除去萃取液中的不溶物。(4)一般萃取液浓缩
时要加热蒸发出有机溶剂，而青蒿素受热易分解，进行减压蒸馏需要的温度较
低，故通过减压蒸馏处理既可以去除提取剂，还可以减少青蒿素的分解。
5.答案 (1)酶在最适温度下催化能力最强 (2)让酵母菌进行有氧呼吸大量繁
殖，有利于密闭发酵时获得更多的酒精 灰绿 设计对照实验 (3)氧气和糖源
都充足 (4)氧气、营养物质、pH 加剧了不同种乳酸菌之间的竞争
解析 (1)分析流程图可知，糖化阶段就是淀粉在淀粉酶作用下水解产生葡萄糖
的过程，酶在最适温度下活性最强，因此在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应
温度。(2)酵母菌属于兼性厌氧型微生物，在有氧条件下能够大量繁殖，在无氧
条件下进行无氧呼吸产生酒精。因此在酒精发酵阶段，发酵罐先通气，后密闭。
通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，有利于密闭时获得更多的酒精。
酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色，故可滴加酸性重铬酸钾溶液观察是否呈现灰绿色来判断是否有酒精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该设
计对照实验。(3)利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在氧气和糖源都
充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸；二是在缺少糖源时，醋酸菌利用酒精生成醋
酸。(4)成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期氧气、营养物
质、pH等环境因素的变化，加剧了不同种乳酸菌之间的竞争，淘汰了部分乳酸
菌种类。
6.答案 (1)乳酸菌 环境中的醋酸菌将糖蜜中的糖分解成醋酸 (2)糖蜜溶液
浓度过高，酵母菌细胞失水，其生长繁殖受到抑制
(3)海藻酸钠 凝胶珠颜色过浅，包埋的酵母细胞数量少 可以反复利用，节约
成本
(4)继续升高发酵温度，并检测醋酸转化率 最高醋酸转化率
解析 (1)在糖蜜发酵制酒阶段有时出现酒变酸的现象，其原因可能是发酵液中
混有乳酸菌，发酵产生了乳酸；也可能是发酵装置密闭不严，环境中的醋酸菌
将糖蜜中的糖分解成醋酸。(2)利用糖蜜生产酒精要进行稀释，若糖蜜浓度过高，
酵母菌细胞失水，其生长繁殖受到抑制。(3)工业生产酒精过程可用海藻酸钠作
为载体固定酵母细胞，其浓度要适度。若浓度过低会导致凝胶珠颜色过浅，包
埋的酵母细胞数量少。对酵母细胞固定化的优势在于可反复利用，节约成本。
(4)科研人员继续利用酒精转化醋酸过程中发现，从 28 ℃到32 ℃醋酸转化率
越来越高。科研人员为了确定醋酸发酵的最佳温度，需继续升高发酵温度，并
检测醋酸转化率，最高醋酸转化率对应的温度即为醋酸菌发酵最佳温度。
7.答案 (1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 (3)原核
生物 酒精和CO 乳酸(酒精、食盐)
2
解析 (1)大豆的主要营养成分有蛋白质，可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属
于多糖，组成元素有C、H、O，可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白质和脂肪
的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。
依题意可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并搅拌，
故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。(3)乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼性厌氧
微生物，在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和 CO 。在发酵池发酵阶段存
2
在乳酸菌和酵母菌，它们产生的乳酸和酒精均会抑制杂菌生长，同时，加入的
食盐也有抑制杂菌生长的作用。8.答案 (1)菌种 发酵时间 (2)好氧菌 (3)延长发酵时间继续进行实验
(4)小分子肽和氨基酸 甘油和脂肪酸
解析 (1)根据题干信息可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。
(2)容器内上层为有氧环境，底层为无氧环境，若发酵容器内上层大豆的发酵效
果比底层的好，则说明该发酵菌是好氧菌。
(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，还需延长发酵
时间继续进行实验。
(4)大豆到豆豉的过程中，蛋白质被蛋白酶分解成小分子肽和氨基酸，脂肪被脂
肪酶分解成甘油和脂肪酸。
