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第 56 课时 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
1.利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜。2.利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和
课标要求
果醋。
2023·山东·T12 2022·江苏·T16 2021·全国乙·T37
1.传统发酵技术及实例
2020·全国Ⅲ·T37
考情分析
2.发酵工程的原理及应
2023·山东·T20 2022·湖北·T13 2022·山东·T20
用
考点一 传统发酵技术的应用
1.发酵与传统发酵技术
(1)发酵
①概念:人们利用____________,在适宜的条件下,将原料通过________________转化为人
类所需要的产物的过程。
②原理:不同的微生物具有产生____________的能力,利用它们就可以生产出人们所需要的
多种产物。
(2)传统发酵技术2.传统发酵食品的制作
(1)腐乳的制作
①原理:蛋白质――→____________________________。
②腐乳制作过程中参与的微生物:多种微生物参与了豆腐的发酵,如________、曲霉和毛霉
等,其中起主要作用的是________。
(2)泡菜的制作
①菌种的种类和来源
常见的乳酸菌有乳酸链球菌和________________________。
菌种来源:__________________________。
②乳酸菌发酵制作泡菜的原理:_________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
③制作泡菜的方法步骤
(3)果酒和果醋的制作
①原理和条件
项目 制作果酒 制作果醋
发酵菌种 酵母菌 醋酸菌
代谢类型 异养__________型 异养__________型
有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁
殖: O 2 、糖源充足时:C 6 H 12 O 6 +
______________________________________ 2O 2 ――→2CH 3 COOH+2CO 2 +
__________________________________; 2HO+能量;
2
发酵过程
无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒 O 充足、缺少______时:
2
精: C HOH+O――→CHCOOH
2 5 2 3
______________________________________
+HO+能量
2
__________________________________对氧的需求 前期________,后期______________ 一直需氧
闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙 酸碱指示剂(pH试纸)、闻气
产物检测
色→灰绿色) 味、品尝
②果酒和果醋的制作步骤及目的
(1)豆腐中的蛋白质被蛋白酶全部分解成了氨基酸( )
(2)泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格保持无氧条件( )
(3)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖,通过无氧呼吸可以产生酒精( )
(4)当缺乏糖源和氧气时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,进而转化成乙酸( )
(5)在利用葡萄发酵产生果酒的后期,加入醋酸菌即可产生乙酸( )
1.黄酒是世界上最古老的酒类之一,源于我国,且唯我国有之,与啤酒、葡萄酒并称世界
三大古酒。古遗六法中描述道:“黍米必齐,曲孽必时,水泉必香,陶器必良,湛炽必洁,
火剂必得”。曲蘖主要指酒曲,湛炽是指浸泡和蒸煮,回答下列问题:
(1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________(2)黄酒发酵过程中,不需要对黍米和陶器装置进行严格灭菌,却可以防止其他杂菌对发酵
产生影响,为什么?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用,陈储要特别注意密封,为什么?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(4)黄酒的酒精度数一般为15度左右,酒精度数无法继续提高可能的原因是什么?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2.试从材料的选择处理及发酵条件的控制等方面分析传统发酵的相关问题:
(1)腐乳与豆腐相比,所含有机物的种类和能量有哪些变化?为什么?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸,再冷却使用?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)制作葡萄酒的过程中,每隔12 h左右拧松瓶盖一次,目的是什么?能否打开瓶盖?为什
么?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(4)醋酸发酵时,无论是利用糖源还是酒精,都需要打开通气阀,请说明其原因。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
考向一 泡菜的制作
1.(2023·山东,12)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
归纳提升 在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时,在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的
含量,结果见曲线图:据图可知,发酵过程中,亚硝酸盐的含量先增加后下降至相对稳定,10天后食用比较合适。
因为此时亚硝酸盐含量低。
2.(2023·徐州高三二模)下列关于泡菜和酸奶制作的叙述,正确的是( )
A.制作泡菜和酸奶时加入适量的糖会使发酵效果更好
B.泡菜发酵的温度略高于酸奶发酵的温度
C.泡菜食材和牛奶需要经过消毒再进行接种
D.制作泡菜和酸奶的主要菌种分别为真核生物和原核生物
考向二 果酒果醋的制作
3.(2021·江苏,14)某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋,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时,溶液灰绿色逐日加深
4.(2022·湖北,10)关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
考点二 发酵工程及其应用
1.发酵工程的概念
(1) 基 本 概 念 : 发 酵 工 程 是 指 利 用 ____________ 的 特 定 功 能 , 通 过
________________________,规模化生产对人类有用的产品。
(2)主要内容:发酵工程一般包括__________________,________________,培养基的配制、
灭菌,接种,发酵,产品的__________________等方面。2.发酵工程的基本环节
选育菌种
↓
扩大培养:增加菌种数量
↓
配制培养基:在菌种确定后选择原料,反复试
验确定____________________
↓
灭菌:____________________都必须严格灭菌
↓
________:无菌操作
↓
发酵罐内发酵发酵工程的中心环节
↓
分离、提纯产物
↓
获得产品
3.啤酒的工业化生产流程
(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
提醒 啤酒发酵的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分
解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。
(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别4.发酵工程的特点
5.发酵工程的应用
(1)在食品工业上的应用
①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的________________。
③生产____________。
(2)在医药工业上的应用
①获得具有____________生产能力的微生物。
②直接对________进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
③利用基因工程,将病原体的____________________基因转入适当的微生物细胞,获得的表
达产物可以作为疫苗使用。
(3)在农牧业上的应用:生产微生物__________________。
(4)在其他方面的应用
①利用纤维废料发酵生产____________等能源物质。
②极端微生物的应用:嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产____________,嗜低温菌有助于提高
______________的产量。
(1)与家庭传统发酵一样,发酵工程所用的菌种绝大多数是混合菌种( )
(2)在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉( )
(3)谷氨酸的发酵生产中,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酰胺;在酸性条件下则容易形
成谷氨酸和N-乙酰谷氨酰胺( )
(4)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白( )(5)发酵工程一般用半固体培养基( )
我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,阅读
教材“啤酒的工业化生产流程”,思考回答下列问题:
(1)制麦过程需促使大麦种子萌发,发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化,淀粉糖化后啤
酒酵母才能充分发酵,为什么?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)大麦发芽会消耗部分储存的有机物,影响产量,提高了生产成本,如何解决以上问题?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)与传统的手工发酵相比,在啤酒的工业化生产流程中,哪些工程手段使啤酒的产量和质
量明显提高?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
考向三 发酵工程及其应用
5.啤酒生产的简要流程如图所示,制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子,糖化主要将麦芽中
的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是( )
A.在整个发酵过程中,要始终保持严格的无菌、厌氧环境
B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子,目的是促进α淀粉酶合成
C.在接种酵母菌前进行冷却处理,是为了避免杀死酵母菌种
D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
6.(2022·湖北,13)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产中的废水和沼气池
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中的废水在加入反应器之前需要灭菌处理
1.(选择性必修3 P )发酵是指_____________________________________________________
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_______________________________________________________________________________
。
2.(选择性必修3 P )醋酸发酵的反应式:O、糖源充足时:___________________________
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_______________________________________________________________________________
;
O 充足、缺少糖源时:___________________________________________________________
2
______________________________________________________________________________。
3.(选择性必修3 P )制作葡萄酒时,要将温度控制在18~30 ℃的原因是________________。
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酿酒酵母的最适生长温度为__________。制作葡萄醋时,要将温度控制在30~35 ℃的原因
是________________________________________________________________________。
4.(选择性必修3 P )在制作果酒的过程中,避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。
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例如,________________要清洗干净,装入葡萄汁后,盖好瓶盖;每次排气时只需
________________,不要完全揭开瓶盖等。
5.(选择性必修3 P )某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加些“陈泡菜
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水”,目的是__________________。某同学制作出的泡菜“咸而不酸”,造成这个结果最可
能 的 原 因 是
________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
6.(选择性必修3 P )单细胞蛋白是_____________________________________________
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___________________________________________________________________________。
7.果酒和果醋改进装置及其分析
8.(2022·湖南,21节选)某黄酒酿制工艺流程如图所示,图中加入的菌种 a是____________,工艺b是________(填“消毒”或“灭菌”),采用工艺b的目的是___________________。
9.(2023·新课标,35节选)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获
得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物
肥料的作用是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少答
出2点)。