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第37 讲 传统发酵技术和发酵工程及其应用（知识清单）
学习导航站
知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 发酵与传统发酵技术★★★☆☆
考点2 尝试制作传统发酵食品★★★☆☆
考点3 发酵工程及其应用★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（1 大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
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考点1 发酵与传统发酵技术★★★☆☆
2
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1.发酵
（1）概念：是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物
的过程。
（2）应用：不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
特别提醒
发酵的原理
（1）发酵不等于无氧呼吸，其包括无氧发酵和有氧发酵。
（2）不同微生物的遗传信息不同，导致其细胞内催化反应的酶不同，进而导致代谢途径有差异。而且同
一微生物处于不同的环境条件时，代谢途径也会出现差异。
2.传统发酵技术
（1）概念：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发酵物中的微生物进行
发酵、制作食品的技术。
（2）类型：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
（3）实例：腐乳
①原理
蛋白质――→小分子的肽和氨基酸；
脂肪――→甘油和脂肪酸。
②腐乳制作过程中参与的微生物有酵
母、曲霉和毛霉等
，其中起主要作用的是毛霉。
考点2 尝试制作传统发酵食品★★★☆☆
1.制作泡菜
（1）菌种：乳酸菌。
（2）发酵原理：在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。
反应简式：C6H12O6――→
2C
3H6O3（
乳酸
）
＋能量
。
（3）制作过程
3
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（4）泡菜制作中的注意事项
①盐的浓度过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；浓度过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，在发酵过程中注意经常补
水。
③若温度偏高则有害菌活动能力强；若温度偏低则不利于乳酸发酵，导致发酵时间延长。
【教材隐性知识】源于选择性必修3P8“练习与应用拓展应用2”泡菜咸而不酸的最可能的原因是食盐
浓度过高导致泡菜未能正常发酵，加入陈泡菜水的目的是相当于接种纯度较高的乳酸菌。
（5）在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的三项措施
①选择的泡菜坛密封性要好。
②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。
③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
（6）泡菜制作过程中，装坛装至八成满的原因
在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多
的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全
淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
（7）制作的泡菜“咸而不酸”的原因
可能是食盐浓度过高、发酵温度过低，导致泡菜未能正常发酵。
（8）泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析
项目
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵初期
少（有氧气，乳酸菌活动受到抑
制）
少
增加
发酵中期
最多（乳酸增多，抑制其他菌活
动）
积累增多，pH 下降
下降
发酵后期
减少（乳酸积累，pH 下降，抑制其
活动）
继续增多，pH 继续下降，
直至稳定
下降至相对稳定
变化曲线
2.果酒和果醋的制作
4
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（1）菌种的比较
比较项目
菌种
生物类群
代谢类型
菌种来源
果酒制作
酵母菌
真核生物
异养兼性厌氧型
附着在葡萄皮上的酵母菌
果醋制作
醋酸菌
原核生物
异养需氧型
空气中的醋酸菌
（2）制作原理与发酵条件的比较
项目
制作果酒
制作果醋
发酵菌种
酵母菌
醋酸菌
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁
殖：C6H12O6＋6H2O＋6O2――→6CO2＋
12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无
氧呼吸产生酒精：C6H12O6――→2C2H5OH
＋2CO2＋能量
O2、糖源充足时：C6H12O6＋
2O2――→
2CH
3COOH
＋
2CO
2＋
2H
2O ＋
能量；
O2充足、缺少糖源时：C2H5OH
＋
O2――→
CH
3COOH
＋
H 2O ＋能量
对氧的需求
前期需氧，后期不需氧
一直需氧
产物检测
闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾
（橙色→灰绿色）
酸碱指示剂（pH 试纸）、闻气味、品尝
发酵温度
18～30℃
30～35℃
（3）果酒和果醋的制作过程
①器具消毒：将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为20%的酒精消毒，晾干备用。
目的：防止污染发酵液。
②冲洗葡萄：取新鲜葡萄，用清水冲洗2-3 次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。目的：防止冲洗掉葡萄
皮上野生的酵母菌；防止污染发酵液。
③榨汁：用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中，留有大约1/3 的空间，盖好瓶盖。目的：防止发酵液溢
出，并且酵母菌可以进行有氧呼吸大量繁殖。
④酒精发酵：发酵温度严格控制在18-30℃，时间控制在10-12d，每隔12h 左右将瓶盖拧松一次。目的：
创造无氧环境进行酒精发酵，并可以防止好氧型微生物污染发酵液。
⑤醋酸发酵：打开瓶盖，盖上一层纱布，发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。目的：创造有氧环境进行醋
酸发酵。
特别提醒
1.先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。葡萄冲洗次数不
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能过多，以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。
2.果酒制作时发酵瓶装入葡萄汁后留有约1/3 的空间的目的是：先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧
气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生CO2造成瓶内压力增大，导致发酵液的溢出，制作果酒
过程中，要定期放气。
3.制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发
酵液被污染需要对发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净；装入葡萄汁后，封闭充
气口，每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
4.在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要进行严格的消毒过程也能完成发酵，原因是：在缺氧、呈酸性的发
酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
5.进行乙酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，其原因是：醋酸菌是一种好氧细菌，
在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
（4）结果鉴定
①可通过嗅闻、观察和品尝初步鉴定（可能的结果如下）
项目
酒精发酵
乙酸发酵
气味和味道
酒味
酸味
气泡和泡沫
有气泡和泡沫
无气泡和泡沫
发酵液状态
浑浊
浑浊，液面形成白色菌膜
②进一步鉴定
a.酒精发酵的结果检测
b.乙酸发酵的结果检测：可通过检测和比较乙酸发酵前后的pH 作进一步的鉴定。
考点3 发酵工程及其应用★★★☆☆
1.发酵工程的概念
发酵工程是指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
↓
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，反复试验确定培养基配方
↓
灭菌：培养基和发酵设备都必须严格灭菌
↓
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接种：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
①发芽：大麦种子发芽，释放淀粉酶。
②焙烤：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。
③碾磨：将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。
④糖化：淀粉分解，形成糖浆。
⑤蒸煮：产生风味组分，终止酶的进一步作用，灭菌。
⑥发酵：酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳。
⑦消毒：杀死大多数微生物，延长保存期。
⑧终止：过滤、调节、分装啤酒进行出售。
易错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
对比项
精酿啤酒
普通啤酒
是否添加食品添加剂
不添加
添加
发酵规模
小规模
大规模
发酵时间
发酵时间长
发酵时间短
产量
产量低
产量高
价格
价格高
价格低
4.发酵工程的特点
（1）条件：生产条件温和。
（2）原料：原料来源丰富且价格低廉。
（3）产物：产物专一。
（4）废弃物：废弃物对环境的污染小和容易处理。
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，如酱油、各种酒类。
②生产各种各样的食品添加剂，如通过黑曲霉发酵制得的柠檬酸，利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产的谷氨酸
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制成味精。
③生产酶制剂。
（2）在医药工业上的应用
①获得具有某种药物生产能力的微生物。
②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
③利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原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：
①生产微生物肥料。利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤
结构等。如固氮菌可增加土壤氮肥的肥力。
②生产微生物农药。利用微生物或其代谢物来防治病虫害，可作为生物防治的重要手段，包括真菌杀虫
剂、细菌杀虫剂等。
③生产微生物饲料，如发酵饲料、单细胞蛋白和青贮饲料。
（4）在其他方面的应用
①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
陷阱1 传统发酵技术的应用的几点易错点
易错表现
正确理解
认为泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸
泡菜制作过程中，主要是乳酸菌将葡萄糖分解形成
乳酸
认为葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒
后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋
葡萄果皮上虽然有醋酸菌，但酒精发酵处于无氧环
境，且酒精的浓度逐渐升高，原有的醋酸菌很难存
活，制作好葡萄酒后直接通入无菌空气，因缺少醋
酸菌种源，不能制作出葡萄醋
认为果酒发酵时，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
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
认为果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化
时，溶液灰绿色逐日加深
重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定醋酸含量变
化
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果酒和果醋高频考点与易错点
1.条件控制类
（1）果酒发酵的“先通氧后密封”：前期通氧是为酵母菌提供有氧环境，使其大量增殖，为后续无氧发
酵积累菌种；后期密封是创造无氧环境，促使酵母菌产酒精。
（2）果醋发酵的“持续通气”：醋酸菌是严格需氧菌，缺氧会导致发酵停止，需保证氧气持续供应。
2.装置设计类
（1）果酒发酵瓶的“排气结构”：如用带胶塞的玻璃管连接气球，或使用单向排气阀，既能排出CO ，
₂
又能防止外界空气进入。
（2）果醋发酵的“通气装置”：通常用无菌纱布覆盖瓶口（简易版），或用泵通入无菌空气（专业
版），避免杂菌污染。
3.杂菌污染防控类
（1）原料处理：水果冲洗即可，无需过度清洗，防止去除野生酵母菌；发酵瓶需灭菌（如干热灭菌）。
（2）操作卫生：接种、倒液等操作需在无菌环境附近进行（如酒精灯火焰旁），避免手或工具带入杂
菌。
考点预测：
1.原理与条件分析
（1）考查内容：对果酒和果醋制作原理的理解，如酵母菌和醋酸菌的代谢类型、发酵的反应式等；发酵
条件的控制，包括温度、氧气、pH 等对发酵过程的影响。
（2）命题形式：可能以选择题的形式考查对原理的正误判断，或以简答题的形式要求分析某一条件变化
对发酵结果的影响。
2.实验装置与操作
（1）考查内容：果酒和果醋制作实验装置的各个部件的作用，如充气口、排气口、出料口等的功能；实
验操作的步骤及注意事项，如葡萄的处理、发酵瓶的选择和使用、接种量的控制等。
（2）命题形式：以装置图为载体，考查学生对装置的理解和操作的掌握。如给出果酒和果醋制作的实验
装置图，让学生指出装置中的错误或说明各部件的作用；或者描述某一操作步骤，让学生判断其是否正确
并说明理由。
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3.结果分析与检测
（1）考查内容：果酒和果醋发酵结果的检测方法，如如何检测酒精的存在、如何通过pH 的变化判断醋酸
的产生等；对发酵过程中出现的现象进行分析，如发酵液表面出现菌膜的原因、发酵液变酸的原因等。
（2）命题形式：可能以实验探究题的形式出现，要求学生设计实验检测发酵产物，或者根据实验现象分
析发酵过程中存在的问题。
4.与其他知识的综合
（1）考查内容：果酒和果醋制作与微生物的培养、分离和计数等知识的综合；与细胞呼吸的原理、酶的
特性等知识的联系；还可能与生产生活实际相结合，如工业发酵中如何提高果酒和果醋的产量和质量等。
（2）命题形式：以综合题的形式考查学生对知识的综合运用能力。
5.科学探究能力
（1）考查内容：围绕果酒和果醋制作实验，考查学生提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析
结果和得出结论等科学探究能力。
（2）命题形式：给出一个关于果酒或果醋制作的探究情境，让学生根据所学知识进行探究设计和分析。
1．（2025·浙江·高考真题）猕猴桃醋生产的基本工艺流程如下，其中①②③表示发酵的三个环节，糖化是
将淀粉转化为葡萄糖的过程。
下列叙述错误的是（ ）
A．通过蒸煮可以杀灭猕猴桃自带的绝大多数微生物
B．麸曲中曲霉的主要作用是对糖类进行氧化分解
C．环节③需要通入无菌空气
D．①②③都需要控制温度、pH 等条件
2．（2025·河南·高考真题）食醋和黄酒是我国传统的日常调味品，均通过发酵技术生产。下列叙述错误的
是（ ）
A．醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵是厌氧发酵
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B．以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH 下降和气体产生
C．食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高
D．使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一
3．（2025·江苏·高考真题）某同学利用红叶李果实制作果醋，图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确
的是（ ）
A．果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B．过程①中添加适量果胶酶，有利于提高出汁率
C．过程②中，为使菌种充分吸收营养物质，需每日多次开盖搅拌
D．过程③发酵时会产生大量气泡，需拧松瓶盖放气
4．（2025·云南·高考真题）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，
对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，
添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（ ）
A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
5．（2025·重庆·高考真题）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添
加调料进一步发酵，下列说法错误的是（ ）
A．沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗
B．面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养
C．菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物
D．豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵
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