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通关卷 34 发酵工程
考点01 传统发酵技术的应用
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1.1857年,法国微生物学家巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活的 引起的。此后,人们才开始
了解发酵的本质。这里所说的发酵,是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过 的代谢
转化为人类所需要的产物。不同的微生物具有产生不同代谢物的能力,因此利用它们就可以生产出人们所
需要的多种产物。(P5)
2.千百年来,腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成
,味道鲜美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存。多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛
霉等,其中起主要作用的是 。(P5)
3.像这种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
生物进化发酵、制作食品的技术一般称为 技术。传统发酵以 的固体发酵及半固
体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。(P5)
4.乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成 (反应简式①),可用于乳制品的发酵、
泡菜的腌制等。乳酸菌种类很多,在自然界中分布广泛、空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有
乳酸菌分布。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和 。
①C H O――→2C HO(乳酸)+能量(P5)
6 12 6 3 6 3
5.酵母菌是 微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵(反应简式②),可用于酿酒、制作馒
头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为 。
②C H O――→2C HOH(酒精)+2CO+能量(P6)
6 12 6 2 5 2
6.制作传统泡菜是利用植物体表面天然的 来进行发酵的。发酵期间,乳酸会不断积累,当它的
质量百分比为0.4%~0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。(P6“探究·实践”)
7.泡菜在腌制过程中会有 产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人
体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。(P6“探究·实践”)
8.醋酸菌是好氧细菌,当O 、糖源都充足时能将糖分解成醋酸(反应简式③);当缺少糖源时则将乙醇
2
转化为 ,再将乙醛变为 (反应简式④)。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌
的最适生长温度为 。
③C H O+2O――→2CHCOOH(醋酸)+2HO+2CO+能量
6 12 6 2 3 2 2
④C HOH+O――→CHCOOH(醋酸)+HO+能量(P7)
2 5 2 3 2
9.果酒自然发酵时,利用葡萄皮上 ;工业生产时,人工接种纯化的酵母菌,以提高发酵效率。(P7“探究·实践”)
10.果酒变果醋发酵改变两个条件:一 ,因为醋酸菌是好氧细菌;二 ,因为酵母菌在18
~25 ℃,而醋酸菌在30~35 ℃。(P7“探究·实践”)
11.果酒与果醋发酵流程:挑选葡萄→冲洗(再去梗)→榨汁→酒精发酵――→醋酸发酵。(P7)
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一、单选题
1.我国许多传统美食制作都利用了传统发酵技术,下列叙述错误的是( )
A.传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B.馒头制作过程中利用了酵母菌呼吸作用产生的CO
2
C.白酒酿造中后期需密封容器以保证酵母菌无氧呼吸
D.酱油酿造过程中乳酸菌将蛋白质水解成肽和氨基酸
2.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多于果酒发酵时产生的
D.果醋发酵时,用重铬酸钾溶液测定醋酸含量变化,溶液灰绿色逐日加深
3.下列关于传统发酵技术应用的叙述,错误的是( )
A.制作泡菜时,用水密封泡菜坛的目的是促进乳酸菌的无氧呼吸
B.制作果酒时,需每隔一定时间打开瓶盖放气
C.制作果醋时,可以往果酒中加入醋酸杆菌将乙醇转化为醋酸
D.传统发酵技术大多为混合菌种
4.黄酒是世界上最古老的酒类之一,黄酒的制作流程主要为:制曲→浸米→煮酒(浸好的小米加入开水
中煮熟)→拌曲→入缸发酵→压榨→装瓶。下列叙述正确的是( )
A.浸米有利于淀粉水解产生酒精从而提高酒的产量
B.入缸发酵时不能将搅拌好的煮熟小米装满发酵缸
C.浸好的小米煮熟后为避免杂菌污染需要立刻拌曲
D.为利于黄酒发酵,发酵温度应控制在30﹣35℃之间
5.通过传统发酵工艺制作的果酒深受人们喜爱,下图为某同学酿制葡萄酒的两个简易装置,下列说法错
误的是( )A.在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌的来源是附着在葡萄皮表面的野生酵母菌
B.发酵时,乙醇和 是在酵母菌的细胞溶胶中产生的
C.若用乙装置,在发酵过程中,必须进行的操作是定期拧开瓶盖
D.甲装置中留有约1/3的空间既可以为酵母菌繁殖提供氧气,又可以防止发酵旺盛时汁液溢出
6.腐乳是我国劳动人民创造出的一种主要由毛霉发酵制作的大豆食品。下列有关腐乳发酵工艺的叙述错
误的是( )
A.传统腐乳发酵是单一菌种发酵生产的食品
B.腌制前对豆腐块加热能减少杂菌污染
C.影响腐乳风味的因素包括菌株类型、原料品质、温度等
D.接种前一般会对毛霉菌株进行扩大培养
7.古徽州有许多美食深受人们喜爱,如徽州毛豆腐、灵山酒酿、臭鳜鱼、徽州臭豆腐等。制作臭豆腐时
需要将豆腐浸入含有乳酸菌和芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵,相关叙述正确的是( )
A.卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌相互独立,没有种间关系
B.制作臭豆腐时,豆腐相当于微生物生长的培养基
C.徽州毛豆腐中的毛霉、曲霉产生的蛋白酶能促进大豆蛋白质、脂肪分解,丰富营养成分
D.乳酸菌发酵产生了乳酸和二氧化碳,需定期排气
8.生物胺是一类小分子含氮化合物,低浓度对神经调节有重要作用,摄入过量则会引起心悸、头痛、呕
吐等症状。三种发酵产品中生物胺总量如表。下列说法错误的是( )
奶
发酵产品 泡菜 腐乳
酪
生物胺总量//mg·kg-1 7.48 22.32 508.05
A.不同发酵食品中生物胺含量有差异
B.食用奶酪不会有任何食品安全问题
C.制作泡菜的主要菌种是乳酸菌
D.从生物胺含量角度建议少食用腐乳
9.某兴趣小组为了探究自然发酵和人工发酵制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量随着发酵时间的变化差异,
其中人工发酵是在自然发酵条件下添加一定量的干酪乳酸菌。实验过程中,测量结果如图所示。下列叙述
错误的是( )A.该实验的自变量是干酪乳酸菌的有无和发酵时间
B.发酵早期,人工发酵制作的酸菜,食用相对较安全
C.自然发酵条件下,杂菌较多,酸菜品质变动较大
D.两种发酵条件下,发酵装置的气密性情况相同即可
10.某生物活动小组分别用3种不同浓度的食盐制作泡菜,下图是活动小组记录的亚硝酸盐含量与发酵天
数的关系图,表格表示发酵的三个阶段。下列描述正确的是( )
发酵阶
现象 乳酸含量
段
发酵前
有气泡 <0.3%
期
发酵中
无气泡 0.3%~0.9%
期
发酵后
无气泡 大于0.9%、小于1.1%
期
A.先用沸水短时间处理白萝卜块,再添加陈泡菜水可以缩短白萝卜制作泡菜的腌制时间
B.图中显示食盐浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高,泡菜的最佳食用时间在第5天左右
C.据表分析,发酵前期,酵母菌和乳酸菌等菌种产生CO,泡菜坛内常有气泡产生
2
D.泡菜腌制过程中,亚硝酸盐含量与腌制时间长短、食盐用量多少有关,与温度高低无关
二、非选择题11.我国劳动人民以猕猴桃为原料利用酵母菌等微生物发酵制作的猕猴桃果酒,富含氨基酸、维生素和膳
食纤维等,具有降血压、保肝防癌等功效。猕猴桃果酒的大致工业化生产流程如下图所示。
猕猴桃鲜果→破碎榨汁→酶解→过滤→调整成分→接入酵母→发酵→陈酿→灭菌→成品
(1)传统的猕猴桃酒酿制原理是:利用附着在果皮上的野生酵母菌发酵过程中进行的 将糖类
物质转变为酒精和CO。为及时排除产生的CO,发酵过程中采取的措施是 。
2 2
(2)图中调整成分阶段,需向培养液中添加一定量的白砂糖。为了确定制备果酒使用的培养液中猕猴桃果汁
与白砂糖的最佳配比,研究人员向不同原料配比的培养液中添加0.20%已活化的酵母菌,25℃的条件下发
酵。7d后的检测结果如下表(注:感官主要包括果酒的色泽、香气和口味):
原料配比(猕猴桃果汁:白砂
编号 酒精度/(%vol) 感官评分/分
糖)
1 10:1 8.1 84
2 10:2 8.6 89
3 10:3 8.7 81
4 10:4 8.4 79
5 10:5 8.2 76
据表可知,培养液中猕猴桃果汁与白砂糖的配比为 时发酵效果较好,作出该判断
的依据是 。
(3) 在上述实验的过程中,研究人员发现,当发酵时间在9~11d时,猕猴桃酒的酒精浓度会降低,且发酵
时间越长,口感越差,酸味越重。根据所学知识,尝试解释出现这一现象的原因:
。为提高酒的产量和品质,需进一步确定猕猴桃酒的最佳发酵时间,请
简要写出实验设计的思路 。
12.果酒、果醋、泡菜、酸奶等食品,都是利用微生物发酵工程生产的,极大地满足了人对饮食多元化发
展的需求,体现了我国饮食文化的多样性和丰富性。回答下列问题:
(1)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 (填“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,若呈灰绿色则有酒精生成。
(2)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 (填
“高于”“等于”或“低于”)果酒生产所需的温度。
(3)泡菜与酸奶进行发酵所用的菌种都是 ,其异化作用类型是 。
(4)很多同学尝试居家制作泡菜或酸奶,发现容器、蔬菜等虽未进行严格灭菌,而在发酵过程中一般不会出
现其他杂菌大量繁殖,其原因是 。
(5)某同学在泡菜制作过程中,对亚硝酸盐含量峰值随时间变化的关系进行实验探索,结果如图所示。实验结果说明NaCl浓度越高, 。
考点02 微生物的基本培养技术
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(一)培养基的配制
1.人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质,是进行微生物培养的物质基
础。
2.培养基的化学成分包括 ____________________________________________
______________________________________________________________________等。
(1) :能为微生物的代谢提供 的物质。如CO 、NaHCO 等 ;糖类、石
2 3
油、花生粉饼等 。 只能利用 。单质碳不能作为碳源。
(2) :能为微生物的代谢提供 的物质。如N 、NH 、NO、NH等 ;蛋
2 3
白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨等 。 只有 才能利用 。
(3)水
(4)无机盐
(5)生长因子:微生物生长繁殖所必需的,但自身不能合成或合成能力有限,如维生素,氨基酸,碱基
等。培养某些微生物时可以不用添加生长因子。
另外,培养基还要满足微生物生长对 、 以及 的要求。例如,培养
时需要在培养基中添加 ,培养 时须将培养基的pH调至 ,培养 时需
要将pH调至 ,培养 则需要提供 的条件。(P10)
3.培养基的种类及用途:
(1)按 可分为 、 和 。 应
用于工业或生活生产, 应用于微生物的分离和鉴定, 则常用于观察微生
物的运动及菌种保藏等。(2)按照 培养基可分为 和 。 是用成分已知的化学
物质配制而成,其中成分的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。 是用化学成分不明
的天然物质配制而成,常用于 。
(3)按照培养基的 ,可将培养基分为 和 。选择培养基是指在
培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根
据微生物的特点,在培养基中 配制而成的,用以鉴别不同类别的微生物。
(二)无菌技术
1.获得纯净培养物的关键是 ,要注意以下几个方面:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
无 菌 技 术 除 了 用 来 外 , 还 能 有 效
。
2.消毒
(1)消毒指使用较为 仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不
包括芽孢和孢子)。
(2)消毒方法常用 , (对于一些不耐高温的液体),还有
(如酒精、氯气、石炭酸等)、 。
3.灭菌
(1)灭菌是指使用 杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
(2)灭菌方法有 、 、 。
①接种环、接种针、试管口等使用 ;
②玻璃器皿、金属用具等使用 ,所用器械是 ;
③培养基、无菌水等使用 ,所用器械是 。
4.比较消毒和灭菌
比较项 理化因素的作用强度 消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭
消毒
灭菌
(三)微生物的纯培养
1.微生物的纯培养包括配制培养基、 、 、分离和培养等步骤。(P11)
2.分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体,
这就是 。采用 和 能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得
到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。(P12“探究·实践”)3.倒平板 待培养基冷却至 左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。(P12“探究·实践”)
4.通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划
线后培养,可以分离得到单菌落。平板划线的具体操作见下面的流程图。(P13“探究·实践”)
5.培养基灭菌后,需要冷却到50℃左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度?
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________。
6.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?
____________________________________________________________________。
7.平板冷凝后,为什么要将平板倒置? _______________________________
____________________________________________________________________。
8.在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?
为什么?
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
9.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?
为什么?
答:操作的第一步灼烧接种环是为了 ;每次划线前灼烧接种环是
_________________________________________
_____________________________________________________________,
从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环,
_______________________________________________
__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。10.在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
11.在第二次以及其后的划线操作时,为什么总是从上一次划线的末端开始划线?
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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一、单选题
1.微生物培养时,常利用无菌技术来避免杂菌污染。下列相关叙述正确的是( )
A.无菌技术主要包括消毒和灭菌,消毒和灭菌的杀菌程度存在差异
B.配制好的培养基转移到锥形瓶中,再放入干热灭菌箱中进行灭菌
C.倒平板时应把培养皿盖完全打开,以免培养基溅到培养皿盖上
D.接种前接种环必须灼烧灭菌,接种完成后接种环不用灼烧灭菌
2.下列关于微生物培养和利用的叙述,正确的是( )
A.接种前要了解固体培养基是否被污染,需用完全培养基接种菌液培养检测
B.培养基和培养皿需要的灭菌方法是干热灭菌
C.接种时连续划线的目的,是将聚集的菌体逐步稀释获得单个菌落
D.接种时,每次划线前都不需要灼烧接种环,只需要在接种前和接种完成后灼烧
3.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤,下列操作中,操作方法和操作目
的对应正确的选项是( )
选
操作方法 操作目的
项
A 培养基中加入NaH PO 和NaHPO 提供无机盐、维持pH相对稳定
2 4 2 4
B 培养基和培养皿进行干热灭菌 避免杂菌的污染
C 在划线后进行接种环的灼烧 杀死接种环上的杂菌
D 和空白培养基一同进行培养 确定培养基消毒是否彻底
A.A B.B C.C D.D
4.LB培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基,配方如表。下列叙述正确的是( )
养分 含量
胰蛋白胨 10g酵母粉 5g
NaCl 10g
琼脂 15g
蒸馏水 1000mL
A.琼脂是一种海藻多糖,可为细菌生长提供大量的碳源和能源
B.若用该培养基对霉菌进行纯化培养,需将pH调至中性或弱碱性
C.该培养基中缺少纤维素,不能用来筛选分解纤维素的细菌
D.该培养基属于固体培养基,可用来对菌种进行扩大培养
5.获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染,无菌技术围绕如何避免杂菌污染而展开,包括消毒和
灭菌。下列叙述错误的是( )
A.消毒只能杀死物体表面的部分微生物
B.消毒采用较温和的物理、化学或生物方法
C.灭菌不仅能杀死微生物,还能杀死芽孢和孢子
D.不同的操作对象需要采取不同的消毒或灭菌方法
6.塑料克星黄粉虫,其肠道微生物中存在能够降解塑料(聚乙烯)的菌株。科学家提取其肠内容物后进
行培养,再通过平板划线的方法接种于以聚乙烯为唯一碳源的培养基上,获得目的菌株。下列叙述正确的
是( )
A.该培养基从功能来看属于鉴别培养基
B.只有在划线区域4才会出现单菌落
C.上述划线过程,接种环至少需要灼烧灭菌5次
D.应选用蒸馏水溶解肠内容物制成菌液后进行接种
7.某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的固体培养基上轻轻按一下,然后将该手洗干净,再将5个
手指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养
24h后,发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验中需要进行灭菌处理的材料用具有培养皿和培养基等
B.“将手指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的接种
C.两个培养基均可在表面形成单个的菌落,且具有相同的形状、颜色和隆起程度D.该实验结果表明,养成良好的洗手习惯有利于疾病的预防
8.关于微生物的培养,下列说法错误的是( )
A.异养微生物能利用有机碳源,也能利用无机氮源
B.适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液可加强消毒效果
C.平板划线法和稀释涂布平板法都需先稀释菌液
D.稀释涂布后得到的单菌落一般就是纯培养物
9.肺炎支原体的药敏实验中,将蘸有相同浓度的阿奇霉素、克拉霉素和罗红霉素的圆形滤纸片放置于平
板不同位置。培养一段时间后,平板上出现的抑菌圈情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A.支原体与病毒的根本区别是细胞内无核糖体
B.可依据菌落特征判断病人是否有支原体感染
C.?处作为对照组,圆形滤纸片上滴加蒸馏水
D.阿奇霉素抑制支原体增殖效果比克拉霉素好
10.2023年 4月我国新版《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)正式实施,其中对微生物的检出要求如
下表。兴趣小组的同学们对某蓄水池进行细菌总数测定,以了解池水是否符合饮用水卫生标准。结合下表
分析,下列说法错误的是( )
序
指 标 限 值
号
1 总大肠杆菌/(MPN/100mL 或 CFU/100mL) 不应检出
2 大肠埃希氏菌/(MPN/100mL 或CFU/100mL) 不应检出
3 菌落总数/(MPN/100mL 或CFU/100mL) 100
MPN表示最可能数, CFU表示菌落形成单位
A.可采用高压蒸汽灭菌法或干热灭菌法对取水样的三角瓶灭菌
B.培养基中应加入伊红—亚甲蓝以区分大肠杆菌和其他细菌菌落
C.应将0.1mL 稀释水样滴加到培养基表面并用涂布器涂抹均匀
D.应将平板倒置后在适宜条件下培养,以减少培养基污染的几率
二、非选择题11.大肠杆菌是一种条件致病菌,一定数量的大肠杆菌有利于胃肠蠕动,过量的大肠杆菌则容易引发腹痛、
腹泻等症状。某同学喝了自酿葡萄酒后出现腹痛、腹泻现象。他怀疑酒中大肠杆菌含量超标,于是开展了
葡萄酒的检测实验。实验的部分步骤如下:
①配制培养基 ②灭菌、冷却 ③接种 ④培养与观察
请回答下列问题:
(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑 、 和渗透压等条件。由
于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、 、 等优点,因此常作为遗
传学研究的实验材料。
(2)在大肠杆菌培养操作过程中,为防止杂菌污染,静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能
(答出两点)。
(3)酵母菌和大肠杆菌的代谢类型都是异养兼性厌氧型,但一般认为如果控制好发酵条件,葡萄酒是不易被
大肠杆菌污染的,原因是 。
(4)将接种后的平板和一个空白平板放在适宜温度下培养适宜的时间,设置空白平板对照的目的是
。通常,对获得的纯菌种还可以依据 (写出
两点)等菌落特征对细菌进行初步的鉴定分类。
(5)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使估计值更接近实际值,除应严格操作、多次重复
外,还应保证待测样品稀释的 。
12.尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生
物种类和数量繁多,某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验,实验中用到的
尿素培养基成分如下表所示,具体操作流程如图所示。请分析回答。
KH₂PO₄ Na₂HPO₄ MgSO₄7H₂O 葡萄糖 尿素 琼脂
1.4g 2.1g 0.2g 10.0g 1.0g 15.0g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL。
(1)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是 ,需要消毒的是 (填序号)。
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻棒、试管、锥形瓶③实验操作者的双手④操作空间⑤接种用具
(2)培养基中加入尿素的目的是 ,从作用分析这种培养基属于 培养基,本实验
还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,目的是 。(3)除了本实验的接种培养方法外,通常还可以采用 方法能将单个微生物分散在固体
培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的 ;此实验不选这个方
法的原因是 。
(4)分解尿素的细菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 ,实验需要振荡的目的
是 。
考点03 微生物的选择培养和计数
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1.在微生物学中,将允许 种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称
为选择培养基。(P16)
2.如果想知道1 g土壤中有多少能分解尿素的细菌,仅有选择培养基是不够的,还需要对土样进行适当的处
理以及科学的测定微生物数量的方法。可采用稀释涂布平板法,其操作如图(P17)
稀释涂布平板法操作示意图
3.稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时,
培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出
样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确,一般选择菌落数为 的平板进行计数。(P18)
4.样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,
以保证获得菌落数为30~300、适于计数的平板。在同一稀释度下,应至少对 个平板进行重复计
数,然后求出平均值。(P18)5.值得注意的是,统计的菌落数往往比活菌的实际数目 ,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,
平板上观察到的只是一个菌落。因此,统计结果一般用 而不是用活菌数来表示。(P18)
6.细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌计数板厚,常用于
、 等的计数。用细菌计数板可对 的细胞进行观察和计数。(P18“相关信
息”)
7.除上述的活菌计数外,利用 进行直接计数,也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的
方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样
品中微生物的数得,统计的结果一般是活菌数和死菌数的 。(P18)
8.绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以 作为唯
一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。(P18“探究·实践”)
9.一般来说,在相同的培养条件下,同种微生物表现出稳定的 特征。请仔细观察你所分离到的菌
落,最好以表格的形式将不同菌落的特征(如形状、大小和颜色等)记录下来。(P19“探究·实践”)
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一、单选题
1.脲酶催化尿素水解,产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是(
)
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
4
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
2.某生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量,进行了取样、系列梯度稀释、涂布平
板、培养、计数等步骤,实验操作过程如下,下列说法不正确的是( )
A.图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基,能生长的微生物可能不能合成脲酶
B.若每支试管稀释10倍,则图中a的数值应为2.7,5号试管共稀释了 106倍
C.图中左上角培养基菌落连成一片,可能是涂布不均匀造成的D.若仅以4号试管接种培养基计数,5g该土壤中含分解尿素菌的估算数目是1.4×108个
3.下列关于土壤中尿素分解菌的分离与计数实验的叙述,错误的是( )
A.培养过程中,将培养皿倒置能防止杂菌的污染
B.测定土壤中尿素分解菌的数量和土壤中固氮菌的数量应选用相同的稀释倍数
C.判断培养基灭菌是否彻底,可将未接种的以尿素为唯一氮源的培养基置于与实验组相同条件下培
养
D.判断培养基是否具有筛选作用,可用牛肉膏蛋白胨培养基与实验组相同处理最终对比菌落数
4.幽门螺杆菌(HP)是定植于胃部黏膜的异养微厌氧产脲酶菌,对胃黏膜细菌进行体外培养是诊断HP
感染的“金标准”,临床上也可让待测者口服14C标记的尿素,尿素可被脲酶催化分解为NH 和14CO,定
3 2
时收集并检测待测者呼出气体中是否含14C可判断HP感染情况。下列相关叙述正确的是( )
A.用以尿素为唯一氮源的培养基从胃黏膜中分离出HP,该过程所需设备、器具和试剂都要先进行高
压蒸汽灭菌
B.体外培养HP时,应将培养基调为酸性,并在严格厌氧条件下进行培养
C.培养基中加入一定量的酚红试剂可进一步鉴定HP
D.若待测者呼出的气体含14C,则该气体是由胃部HP产生,经食道由口腔呼出
5.为筛选出某些特殊微生物,常常需要人为提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生
物的生长,或在培养基中加入某种指示剂使菌落产生明显的特征性变化。下列说法错误的是( )
A.利用不含氮源的培养基可以初步筛选出硝化细菌
B.利用以尿素为唯一氮源的培养基可以初步筛选出产脲酶的微生物
C.利用伊红——亚甲蓝固体培养基可以筛选出大肠杆菌菌落
D.利用含纤维素和刚果红的固体培养基可以初步筛选出产纤维素酶的微生物
6.下表为培养某种微生物的培养基配方,下列相关叙述错误的是( )
成 青霉素
NaNO KHPO KCl MgSO •7H O FeSO (CHO) HO
分 3 2 4 4 2 4 2 2 (可杀死细菌)
含
3g 1g 0.5g 0.5g 0.01g 30g 1L 0.1万单位
量
A.依物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B.由培养基的原料可知,所培养微生物的同化作用类型是异养型,培养的微生物可以是酵母菌
C.若用该培养基培养筛选能分解纤维素的细菌,则应除去(CHO),再添加纤维素作为唯一碳源
2
D.培养基中的唯一碳源是(CHO),唯一氮源是NaNO
2 3
7.在牛、羊等反刍动物的瘤胃中生活着多种微生物,其中有能分解纤维素的微生物。某科研团队按照如
图所示的流程分离瘤胃中的纤维素分解菌,实验中需要甲、乙两种培养基,并在刚果红培养基平板上筛选
到有透明降解圈的菌落。下列叙述错误的是( )注:①②③表示相应操作。
A.培养基表面均加入一层无菌的石蜡主要是为防止杂菌的污染
B.甲培养基中唯一的碳源是纤维素,则该培养基是选择培养基
C.分离瘤胃中纤维素分解菌的方法可以是稀释涂布平板法或平板划线法
D.图中降解圈的大小与纤维素酶活性有关,菌落a降解能力最强
8.从自然界中筛选具有优良性状的菌种的一般步骤为:采集样品→富集培养(使菌体数量增多)→纯种
分离→性能测定,如图a、b是采用两种接种方法接种后纯化培养的效果图。下列相关叙述正确的是
( )
A.实验用的培养皿、培养基均可采用干热灭菌法
B.获得图a所示结果的接种过程中,接种环需灼烧灭菌3次
C.可使用液体培养基进行富集培养
D.利用图b计算出样品中菌体浓度为5. 85×108个/ml,则接种稀释液的稀释倍数为107倍
9.大肠杆菌能在基本培养基上生长,X射线照射后产生的大肠杆菌不能在基本培养基上生长,但可以在
完全培养基上生长。夹层培养法多用于营养缺陷型菌株的筛选,其具体操作是:先在培养皿底部倒一薄层
已灭菌的基本培养基;待冷凝后,再添加一层内含菌液(经过X射线处理)的基本培养基;冷凝后再加一
薄层的基本培养基。培养一段时间后,对首次出现的菌落做好标记;然后再加一层完全培养基,经培养后
会长出形态不一的菌落(如图所示)。下列说法错误的是( )A.X射线可能诱发基因突变导致大肠杆菌营养缺陷
B.夹层培养法不适用于对需氧型微生物进行筛选
C.首次出现的菌落做标记时,应在皿盖上做标记
D.最后培养基上形态较小的菌落可能是营养缺陷型菌株
10.在生活饮用水中如果大肠杆菌含量超标,会造成细菌性痢疾,严重时会造成脱水,甚至会危及生命。
可利用表中的培养基对生活饮用水中的大肠杆菌进行分离和计数,下列叙述正确的是( )
成分 蛋白胨 蔗糖 乳糖 KHPO 显色剂(伊红美蓝) 琼脂
2 4
含量 10.0g 5.0g 5.0g 2.0g 0.2g 12.0g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
A.根据用途划分该培养基属于选择培养基
B.在配制培养基时应先调节pH值,再灭菌后倒平板
C.使用后的培养基在丢弃前一定要经过消毒处理,以免污染环境
D.为防止杂菌污染,还可以向培养基中添加适量抗生素
二、非选择题
11.厨房中的厨余垃圾多为湿垃圾,湿垃圾处理的有效方法之一是用微生物对其进行降解。如图1 表示筛
选高效降解淀粉菌种的过程:
(1)X 培养基中加入的唯一碳源是 。从用途上分析,Y 培养基属于 培养基。根据X培养基的结
果判断,第Ⅰ步所用的接种方法是 。
(2)应挑选 Y 培养基上的 号(填序号)菌落接种于 Z 培养基上进一步培养。菌落①②③周围产生了透
明圈,产生透明圈的原因是 。
(3)④菌落能在 Y 培养基上生长但没有形成透明圈,有人推测,④菌落可能利用了空气中的CO₂作为碳源。
若要进一步确定④菌落能否利用空气中的 作为碳源,请简要写出实验思路和预期结果:
。
(4)高效降解淀粉菌种在Z培养基中培养一段时间后,为估算其中的细菌数目,分别吸取0.1ml不同稀释倍
数的稀释液,接种于培养基上培养至菌落稳定,结果如下表,则该取样菌液中细菌密度为
个/ml。
稀释倍 菌落数数
平板1 平板2 平板3
10⁴倍 5 9 4
10³倍 122 138 112
10²倍 432 491 387
12.为建设社会主义新农村,解决农村生产生活垃圾处理的问题,某办事处给出了如下处理方案:
生活垃圾分类 处理方案
厨余垃圾、作物秸秆 堆肥或生产沼气
包装类垃圾 卫生填埋
有害垃圾、化工废水 专业化处理
(1)某团队想通过富集培养从土壤中筛选出降解玉米秸秆的复合菌:为避免杂菌污染,取样时应注意什么?
(答出2点)。
(2)若要筛选出能分解包装塑料的细菌应使用 培养基(按功能分),其作用原理是能够分解
包装塑料的细菌可利用包装塑料提供的碳源生长,不能分解包装塑料的细菌则不能生长。
(3)化工废水经专业化处理,无污染物后才能排入河流。调查发现,某湖泊附近有一家化工厂,长期向湖偷
排工业废水,造成湖中沉积了大量污染物,其中环境污染物M(一种含有C、H、O、N的有机物)难以降
解。为了从中分离获得能降解M的细菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表):
无机
成分 淀粉 M 琼脂 水
盐
培养基甲 + + + +
培养基乙 + + + + +
①据表判断,其中成分M是作为 起作用,培养基 (填“甲”或“乙”)可用
于分离能降解M的目的菌。
②在5个细菌培养基平板上,均接种稀释倍数为103的土壤样品溶液0.1mL,培养一段时间后,平板上长出
的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。该过程中采取的接种方法是 ,
lmL原土壤样液中的细菌数量为 ×108个;与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的活细
菌数较少。
考点04 发酵工程及其应用知识填空
地 城 考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时:15分钟
1.发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、 ,接种,发酵,
等方面。(P22)
2.性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过 育种或 育种获得。生产柠
檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,
缩短生产周期。(P22)
3.工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米,接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以,在
发酵之前还需要对菌种进行 培养。(P22)
4.现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统,能对发酵过程中的温度、 、 、
罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制;还可以进行反馈控制,使发酵全过程处于最佳状态。
(P23)
5.发酵罐内发酵:这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓
度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分,更严格控制 、 和 等发
酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。如谷氨酸的发酵生产:
在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸;在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和 。(P23)
6.如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用 、 等方法将菌体分离和干
燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、 和 措施来
获得产品。(P23)
7.发酵罐
发酵罐示意图8.发酵工程以其生产条件 、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染
和容易处理等特点,在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发
酵工业。(P24)
9.在我们的日常生活中,利用发酵工程生产的食品以及与食品有关的产品比比皆是,主要包括以下三个方
面。第一,生产传统的发酵产品。第二,生产各种各样的食品 。第三,生产 。(P24)
10.例如,以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉),将原料中的蛋白质水解成
和 ,然后经淋洗、调制成的酱油产品;以谷物或水果等为原料,利用酿酒酵母发酵生产的各种
。(P24)
11.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,它可以通过 的发酵制得;由谷氨酸棒状杆菌发酵可
以得到谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。(P25)
12.与传统的化学农药不同,微生物农药是利用微生物或其 来防治病虫害的。(P27)
13.许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得了大量的微生物 ,
即单细胞蛋白。(P27)
地 城试题精练 考点巩固 题组突破 分值:50分 建议用时:15分钟
一、单选题
1.从自然环境中筛选优良菌株的一般步骤如图所示。研究小组为了改良和开发利用盐碱地资源,研究耐
盐碱微生物对盐碱的降解作用,对某水样中的菌种进行了耐盐微生物的分离,下列有关叙述错误的( )
采集样品→富集培养→纯化分离→性能测定
A.所选取的水样应为盐碱浓度较高的咸水水样
B.应用液体培养基对采集的样品进行富集培养
C.纯化菌种的培养基中应加入高浓度的食盐
D.采用平板划线法可以对菌株进行纯化和计数
2.根瘤菌是一种与豆科植物互利共生的微生物,具有固定空气中N₂的能力。将根瘤菌从土壤中分离出来
并通过基因工程改造可获得固氮能力更强的菌种,根瘤菌培养基配方如表所示。下列相关说法错误的是(
)
葡萄
组分 KHPO NaCl MgSO ·7H O CaCO 琼脂 HO
糖 2 4 4 2 3 2
含量 10.0g 0.5g 0.1g 0.2g 1.5g 20.0g 定容至1000mL
A.该培养基按照功能进行分类属于选择培养基,灭菌后应将pH调至中性或弱碱性
B.将豆科植物生长的土壤制成悬液后采用平板划线法或稀释涂布平板法接种根瘤菌C.稀释涂布平板法接种后待菌液吸收完全再将平板倒置放入恒温培养箱中培养
D.可通过基因工程改造、诱变育种及从自然界中筛选获得固氮能力强的根瘤菌
3.利用液态发酵法生产醋酸的操作流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.操作过程中加入α-淀粉酶是为了使葡萄糖更快地被分解成乙醇
B.从乙醇发酵转为醋酸发酵时要适当降低温度并适时通入无菌空气
C.对醋酸发酵中的主要微生物进行显微镜直接计数时需使用细菌计数板
D.通过观察培养液中菌落的颜色、形状、大小等特征对微生物进行初步鉴别
4.噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌,主要以机械钻孔和酶解的方式破坏病原菌的细
胞壁。下列叙述错误的是( )
A.可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌蛭弧菌
B.用噬菌蛭弧菌对水质进行消毒属于生物消毒法
C.探究噬菌蛭弧菌的生长规律时,可用细菌计数板计数
D.与使用抗生素相比,噬菌蛭弧菌能解决病原菌出现的耐药性问题
5.堆肥指利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的
生物化学过程。下图为堆肥处理时材料内部温度的变化曲线。若要从堆肥材料中筛选出能高效降解羽毛、
蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,下列相关叙述错误的是( )
A.微生物呼吸作用释放的热量积累,导致堆肥内部温度逐渐升高
B.与a点相比b点时微生物的数量较多,与c点相比b点时微生物种类较多
C.c点时,可对堆肥取样并用角蛋白为唯一氮源的培养基对微生物群进行培养和筛选
D.若采用平板划线法分离微生物,需对取样获得的原液进行适当稀释后再划线
6.某醋厂工艺流程如图所示。酒曲中含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等,醋醅中含有醋酸菌等,糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的是( )
A.糖化过程中所用的淀粉酶来自蒸熟的糯米
B.图示酒精发酵和醋酸发酵过程均产生了 CO₂
C.图示酒精发酵与醋酸发酵的过程均属于传统发酵
D.可在160℃的热空气中维持2小时对醋进行灭菌
7.平湖糟蛋是浙江的名特产,有“天下第一蛋”的美誉。平湖糟蛋形完整的制作工艺包括:“浸米→蒸
饭→配药→发酵→成糟”和“洗蛋→晾蛋→击蛋→落蛋一封坛”等工序。研究发现,糟蛋中的蛋白质、钙、
铁等营养素比鲜蛋都要高。下列叙述错误的是( )
A.“洗蛋”能去除蛋壳表面的杂质和微生物,保证发酵中只有单一菌种
B.“封坛”是为了创造密闭环境,让“配药”中的菌种更有效进行发酵
C.糟蛋丰富的营养得益于酶的催化和酒糟浸溃后长时间的生化反应
D.“蒸饭”后,要将蒸好的米饭降温防止“配药”中的菌种被高温伤害
8.产朊假丝酵母的蛋白质和维生素B的含量都比啤酒酵母的高,它能以尿素和硝酸作为氮源,不需要在
培养基中加入任何生长因子即可生长,是生产单细胞蛋白的优良菌种。培养产朊假丝酵母的一种方法如图
所示。下列叙述正确的是( )
A.尿素被脲酶分解后,能为产朊假丝酵母提供碳源和氮源
B.加入青霉素的选择培养基可用于筛选并分离产朊假丝酵母
C.菌种的分离和计数可在液体培养基上实现
D.菌种在发酵罐内发酵后,可采取适当的提取、分离和纯化措施获得蛋白质等单细胞蛋白
9.发酵工程在医药上的应用非常广泛,其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领
域的应用和发展。青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌,是生产青霉素的重要工业菌种。下列相关叙
述错误的是( )
A.在培养青霉菌时,可将培养基调至酸性
B.利用射线处理青霉菌,有利于提高青霉菌突变频率C.利用发酵工程生产青霉素的中心环节是高产青霉菌的选育
D.发酵过程中若受到杂菌污染,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解
10.某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆
堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌 T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆,在装有淋洗
液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。实验流程如图1 所示,图2 表示酵母菌接种量对酒精含量、残糖含
量(残糖是指秸秆中纤维素被水解后的单糖的剩余部分)的影响。下列选项正确的是( )
A.菌T可能产生分解纤维素的酶,该酶是菌T分泌的一种单细胞蛋白
B.图2显示,当接种量为12%左右时,发酵后的酒精含量与残糖含量相等
C.接种量超过15%时,酒精产量反而有所降低的原因可能是菌种生长消耗大量的糖分
D.将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。发酵过程中,要始
终保持密封状态
二、非选择题
11.中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗
糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流
程如图。请回答下列问题:(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为 ,
并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配制的培养基中继续培
养)以获得目标菌株。
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓
度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是
(答出两点即可)。
(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株
H增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中
可能是高密度培养菌株H的限制因素。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌
。
12.下图为啤酒酿造的流程图,请回答与啤酒酿造有关的问题:
(1)大麦在酿造前要经过发芽过程制备成麦芽,目的是释放 。麦芽粉碎和糖化可将麦芽中
的非水溶性组分转化成水溶性组分,是啤酒发酵过程中的重要步骤。糖化的主要过程是水解淀粉,参与该
过程的水解酶最适温度以及产物信息如下表。其中糊精不可作为发酵底物,酵母发酵时底物使用的优先顺
序是葡萄糖>麦芽糖>麦芽三糖,因此,若想获得低乙醇含量的啤酒,糖化时应
。
淀粉酶种类 最适温度 主要产物 次要产物
a-淀粉酶 72-75℃. 糊精 麦芽三糖、麦芽糖
β-淀粉酶 62-65℃ 麦芽糖 麦芽三糖、葡萄糖
A 快速提升至62-65℃ B 快速提升至72-75℃C 缓慢提升至72-75℃ D 缓慢提升至62-65℃
(2)糖化完毕后,需要将糖浆加入啤酒花并将麦汁蒸煮,蒸煮的目的是 。发
酵早期 (填“需要”或“不需要”)保持无氧。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,需
要在低温、无氧环境中储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
(3)随着发酵技术的发展,啤酒种类逐渐增多,桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来,具有了
桑葚和玫瑰的果香、花香,营养价值丰富。下图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分(感官评分越
高,品质越好)的影响的大小。由图可知,桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响 ,
应选择桑葚汁与玫瑰质量比为 时进行酿制。