传统发酵技术的应用(新人教版)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,本专题考纲内容主要包括：微生物的利用、酶的应用、生物技术在食品加工及其他方面的应用三部分内容。,微生物的利用在生物技术实践中占有比较重要的地位，包括微生物的分离和培养技术、特定微生物的数量的测定、培养基对微生物的选择作用和微生物的实验室培养等内容。酶的应用考点和必修内容联系紧密，主要包括果胶酶在果汁中的应用和加酶洗衣粉的洗涤效果探究两个知识点。生物技术在食品加工及其他方面的应用包括,6,个知识点，主要通过,“,植物芳香油的提取,”,和,“,胡萝卜素的提取,”,两个课题掌握提取植物有效成分的蒸馏、压榨和萃取三种基本技术。,从近几年新课标地区生物试题看：,1.,“,微生物的培养与利用,”,考点无疑是选修,1,中近几年新课标高考的最大热点，如,2010,山东理综,34,、,2009,宁夏理综,40,、,2009,安徽理综,9,、,2008,山东理综,34(2)(4),等都考查了微生物的分离和培养技术。,2008,山东理综,34(3),、,2007,宁夏理综,32(3)(5),都考查了选择培养基的作用。,2,“,酶的应用,”,考点，特别是联系生产生活实际的考题比较多见，如,2010,江苏生物,25,考查了固定化细胞的制备，,2010,山东理综,34(3),考查了酶活性的检测和固定化酶的应用，,2009,江苏生物,3,考查固定化酶和固定化细胞的区别；,2010,江苏生物,3,和,2008,江苏生物,34,考查了加酶洗衣粉的洗涤效果，,2007,山东理综,34(1)(2)(4),考查了果胶酶在果汁生产中的应用研究。,3,生物技术在食品加工及其他方面的应用考点主要集中在以下三个方面：,果酒和果醋的制作方法与应用及腐乳的制作是本专题点的重要内容，在高考出现的概率也相对较高，如,2009,浙江自选,17,考查食醋和泡菜的制作；,2010,北京理综,1,、,2010,广东理综,25,、,2010,江苏生物,7,、,2008,江苏生物,19,考查了果酒和果醋的制作方法与应用，,2008,江苏生物,17,考查了腐乳的制作原理与操作。,植物组织培养的操作和应用在近几年高考中开始走高，如,2010,浙江理综,6,、,2010,安徽理综,31,、,2009,山东理综,34,和,2008,江苏生物,20,都对植物组织培养技术进行了考查。,生物材料中某些特定成分的提取和蛋白质的分离在高考试题中也有出现，如,2010,全国新课标考查了芳香油的提取技术，,2010,江苏生物,32,、,2009,江苏生物,23,和,2008,宁夏理综,29,都综合考查,DNA,和蛋白质的分离技术；,2008,宁夏理综,37,考查胡萝卜素的提取技术。,本专题知识点与生活密切相关，分析近几年的新课标试题可以发现，本专题对有关知识的考查上会更加注重与之相关的基础知识，并突出重点。因此在复习中，不要,“,深挖洞,”,，但要,“,广积粮,”,。特别是同学们能做的实验步骤、实验操作的技术要求等能够理解和识记，并能灵活运用。,项目,内容,要求,考点,1.,发酵食品加工的基本原理和实验流程,2.,测定食品加工中可能产生的有害物质,重难点,发酵的生产过程、生产原理,题型,年份及考卷,考点,选择题,2010,年广东、江苏,2008,年江苏,微生物的发酵过程及原理,非选,择题,2010,广东,2006,年江苏卷,应用发酵工程的生产实例,1,(2010,广东理综，,25),小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验,(,见下图,),，恰当的做法是,(,),A,加入适量的酵母菌,B,一直打开阀门,b,通气,C,一直紧关阀,a,，偶尔打开阀,b,几秒钟,D,把发酵装置放在,4,冰箱中进行实验,答案,AC,解析,本题考查果酒制作的条件控制。酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理，果酒制作过程一般将温度控制在,18,25,，所以选项,A,、,C,正确，,B,、,D,错误。,2,(2010,江苏高考，,7),下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是,(,),A,过程,和,都只能发生在缺氧条件下,B,过程,和,都发生在酵母细胞的线粒体中,C,过程,和,都需要氧气的参与,D,过程,所需的最适温度基本相同,答案,C,解析,本题考查微生物发酵在生产中的应用及果酒、果醋的制作原理。酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸；醋酸杆菌是好氧菌，在糖原缺乏时可将乙醇氧化为乙酸。由图可见，,过程是葡萄糖在细胞质里分解为丙酮酸，有氧无氧都能进行，,是在无氧条件下，酵母菌将丙酮酸氧化分解为乙醇和水；,过程是在有氧条件下，酵母菌线粒体里完成有氧呼吸的二、三阶段，需要氧气和水的参与；,在氧气充足、糖源缺乏的条件下，醋酸杆菌将乙醇氧化为乙酸的过程。对于,A,过程有氧无氧都进行；对于,B,过程发生在细胞质基质；对于,D,酵母菌的发酵的最适温度为,20,25,，醋酸菌发酵的最适温度为,30,35,，因此,C,正确。,3,(2010,北京理综，,1),在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是,(,),A,让发酵装置接受光照,B,给发酵装置适时排气,C,向发酵装置通入空气,D,将发酵装置放在,45,处,答案,B,解析,考查果酒的制作原理及酒精发酵的条件。果酒制作是利用酵母菌在有氧条件下可大量繁殖，在无氧条件下进行发酵产生酒精这一原理来进行的。酵母菌的代谢和繁殖不需要光照；发酵过程中发酵装置需要密闭，而酵母菌呼吸作用会产生,CO,2,，因此需要及时给发酵装置排气；果酒制作过程的前期需通入空气使酵母菌进行有氧呼吸，为酵母菌的生长繁殖提供能量，以缩短发酵时间，而在产生酒精的阶段要求严格的无氧环境，此阶段如果有氧则会抑制其酒精发酵；酵母菌酒精发酵时温度一般控制在,18,25,，最适温度为,20,。,要点归纳,一、与传统发酵有关的几类微生物的比较,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,生活方式,异养兼性厌氧,异养需氧,异养需氧,异养厌氧,适宜温度,20,左右,30,35,15,18,室温,主要生殖方式,出芽生殖,二分裂生殖,孢子生殖,二分裂生殖,主要用途,酿酒、发面,酿醋,制作腐乳,制作酸奶、泡菜,二、果酒、果醋的制作原理,1,果酒的制作原理,酵母菌在有氧条件下能大量增殖，在无氧条件下，能通过无氧呼吸产生酒精，反应式如下,2,果醋的制作原理,当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式如下：,当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式如下,三、制作果酒、果醋的操作步骤,制果酒,制果醋,过程,选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄,1,2,遍除去污物后，再去枝梗,制作发酵液，防止杂菌污染,发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意量不要超过塑料瓶总体积的,2/3,将温度严格控制在,18,25,，时间控制在,10,12d,左右。发酵旺盛期的,CO,2,产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂,检测指标：,7,10d,以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定,pH,等工作,将温度严格控制在,30,35,，并注意适时通过充气口充气,检测指示：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、臭味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的,pH,进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定,感悟拓展,(1),在制果酒时，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生成，可以直接在果汁中加入人工培养的纯净的酵母菌。,(2),在制果醋时，当糖源不足时，可以用果酒制果醋。这种情况下，需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。,(3),控制好发酵条件：,果酒,果醋,温度,20,左右，最适合繁殖：,18,25,，酒精发酵,30,35,，最适生长,氧气,前期通,O,2,，然后控制无,O,2,氧气充足,其他,时间：,10,12,天；,pH,：,5.0,6.0,时间：约,7,8,天,典例导悟,1,将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液,(,细胞质基质,),和沉淀物,(,含线粒体,),，将等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是,(,),A,甲试管中最终产物为,CO,2,和,H,2,O,B,乙试管中不发生反应,C,丙试管中有大量的,ATP,产生,D,丙试管中无,CO,2,产生,解析,在隔绝空气的条件下，甲试管中酵母菌的细胞质进行无氧呼吸，产生酒精和,CO,2,；乙试管中含有线粒体，但此时不进行有氧呼吸，所以不发生反应；丙试管中是匀浆，但也只能进行无氧呼吸，应有,CO,2,的生成，产生少的,ATP,。,答案,B,关于醋酸菌的叙述，正确的是,(,),A,醋酸菌为严格有氧呼吸,B,醋酸菌有氧无氧都能生存,C,醋酸菌能形成芽孢,D,醋酸菌能将淀粉分解成醋酸,答案,A,解析,醋酸菌对氧的需求是一直需氧。,要点归纳,一、腐乳的制作,(,一,),腐乳酿造的原理及条件,(,二,),实验设计,1,实验流程,2,操作提示,(1),操作过程的控制：,水的控制：含水量约,70%,，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。,盐的控制：盐浓度过高会影响腐乳的口味，浓度过低不是以抑制微生物生长，所以一般控制成,12%,左右。酒精含量量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期过长。酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。,温度的控制：温度,15,18,，适合毛霉生长。发酵时间宜控制在,6,个月左右。,(2),防止杂菌污染：,用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。,装瓶时，操作要迅速小心。加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。,二、泡菜制作及亚硝酸盐含量的检测,1,制作流程,2,检测亚硝酸盐的含量,(1),我国卫生标准规定,肉制品,酱腌菜,婴儿奶粉,亚硝酸盐的残留量,(mg/kg),30,20,2,(2),检测原理,反应物,N,1,萘基乙二胺盐酸盐,玫瑰红色染料,配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后，目测比较，可大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量,(3),测定亚硝酸盐含量的操作,配制溶液,制备标准显色液,制备样品处理液,比色。,亚硝酸盐含量的计算：样品中亚硝酸盐含量,(mg)/,取样量,(40,mL,滤液的质量，,kg),。,感悟拓展,制备样品处理液过程中，提取剂能增大亚硝酸的溶解度，以利于泡菜中亚硝酸盐的提取；氢氧化钠溶液起中和过多酸的作用；氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反应。比色过程中，由于重氮化反应不稳定，显色后颜色不断加深，所以时间控制在,15min,比色较好。,典例导悟,2,豆腐坯用食盐腌制，其作用是,(,),渗透盐分析出水分,给腐乳以必要的咸味,防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖,浸提毛霉菌丝上的蛋白酶,A,B,C,D,解析,豆腐坯用食盐腌制可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物生长，避免腐败变质，能够浸提毛霉菌丝上的蛋白酶。,答案,D,关于亚硝酸盐的叙述，正确的是,(,),A,亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂，可多加,B,绿色食品不会含有亚硝酸盐,C,亚硝酸盐在人体胃内易变成亚硝胺,D,水煮的越久亚硝酸盐的含量越少,答案,C,解析,亚硝酸盐分布广泛，在土壤、水、鱼、谷、绿色蔬菜中都有，水煮沸越久，亚硝酸盐浓度会越大，含量不会减少。亚硝酸盐在食品生产中可作食品添加剂，但量多会使人中毒。亚硝酸盐在动物和人体胃的酸性环境中，在硫氰酸盐的催化作用下转变为亚硝胺。,命题热点,1,关于实验考查,【,例,1,】,生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常见的例子。如图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答：,(1),在果醋发酵过程中，要向发酵瓶中通入空气，原因是,_,；制醋过程中，将温度严格控制在,30,35,，原因是,_,。,(2),如果将该装置改为酒精的发酵装置，则温度应该控制在,_,。此时装置需要修改的地方是,_,。果酒制果醋的反应式为：,_,。,(3),果汁发酵后是否有酒精产生，可以用,_,来检验，在酸性条件下，该物质与酒精反应呈现,_,色。,(4),在果醋发酵过程中，用,_,证明是否有醋酸生成。,(5),在果酒的制作中，提供碳源的物质主要是,_,，在果醋的制作中，提供碳源的物质主要是,_,。,答案,(1),醋酸菌是好氧细菌,醋酸菌的最适生长温度是,30,35,(2)18,25,不需要通入空气,(3),重铬酸钾灰绿,(4)pH,试纸检测流出液的,pH,(5),葡萄糖葡萄糖或乙醇,解析,(1),制果醋需要醋酸菌，它为好氧细菌，必须通入空气，否则会影响到醋酸菌的生长、繁殖，进而影响醋酸的产生。醋酸菌生长、繁殖的最适温度为,30,35,。,(2),酒精发酵需要酵母菌，它为兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，酵母菌迅速繁殖，但无代谢产物,酒精生成；要进行酒精发酵，无需通入空气，酵母菌生长、繁殖的最适温度为,18,25,；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将糖直接分解成醋酸；当缺少糖源而氧气充足时，醋酸菌可将乙醇变成乙醛，再变成醋酸，反应简式为：,(3),果汁发酵后，可以用重铬酸钾来检验是否有酒精生成。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。,(4),醋酸呈酸性，,pH7,，可直接用,pH,试纸检测流出液的,pH,。,(5),果酒发酵时，酵母菌分解果汁中的葡萄糖，即其主要碳源是葡萄糖；果醋发酵时，醋酸菌中糖源充足时的碳源是葡萄糖，糖源不充足时的碳源是乙醇。,