選修1生物技術(shù)實(shí)踐第1課傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用高中全程復(fù)習(xí)方略內(nèi)容索引核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)考點(diǎn)一果酒和果醋的制作【必備知識(shí)速填】1.制作原理:項(xiàng)目果酒制作果醋制作菌種名稱______________類型真核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)_________型異養(yǎng)_____型來源主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌變酸的酒的表面酵母菌醋酸菌兼性厭氧需氧項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵原理及反應(yīng)式有氧條件下,進(jìn)行_________,大量繁殖:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O;無氧條件下,進(jìn)行_________:————————————————氧氣、糖源充足時(shí),將葡萄汁中的糖分解成醋酸:C6H12O6

+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O。缺少糖源、氧氣充足時(shí)將_____變?yōu)開____,再變?yōu)榇姿?_____________________有氧呼吸C6H12O6

→2C2H5OH+2CO2酒精發(fā)酵乙醇乙醛C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵條件溫度______左右最適合酵母菌繁殖,酒精發(fā)酵時(shí)一般控制在___________最適生長(zhǎng)溫度為___________氧氣需求前期:_____后期:____________________時(shí)間10～12d左右7～8d左右20℃18～25℃30～35℃需氧不需氧需要充足氧氣2.實(shí)驗(yàn)流程:【秒判正誤】1.在果酒發(fā)酵后期,擰開瓶蓋的間隔時(shí)間可延長(zhǎng)。 ()分析:在果酒發(fā)酵后期,由于瓶中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的CO2的量減少,所以擰開瓶蓋的間隔時(shí)間可以適當(dāng)延長(zhǎng)。2.在家庭中用鮮葡萄制作果酒時(shí),向發(fā)酵裝置中通入空氣。 ()分析:酵母菌在無氧環(huán)境下發(fā)酵產(chǎn)生酒精,所以不能通入空氣。√×3.蘋果酒的發(fā)酵過程中,若發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌膜,最可能的原因是發(fā)酵瓶漏氣。 ()分析:發(fā)酵瓶漏氣,會(huì)使醋酸菌大量繁殖而形成發(fā)酵液表面觀察到的菌膜。4.酵母菌是嗜溫菌,所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵所需的最適溫度。 ()分析:醋酸菌是嗜溫菌,果醋發(fā)酵的最適溫度高于果酒發(fā)酵所需的最適溫度。√×5.紅葡萄酒中的紅色是紅葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液產(chǎn)生的。 ()分析:紅色素存在于液泡中,在發(fā)酵過程中,生物膜的通透性被破壞,紅色素進(jìn)入發(fā)酵液導(dǎo)致葡萄酒變紅。6.在葡萄酒自然發(fā)酵過程中,需要人工添加酵母菌種。 ()分析:在葡萄酒自然發(fā)酵過程中,利用附著在葡萄皮上的野生型酵母菌發(fā)酵,不需要人工添加酵母菌種。

√×【重點(diǎn)難點(diǎn)講透】1.果酒和果醋制作成功的關(guān)鍵點(diǎn):項(xiàng)目說明材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄進(jìn)行沖洗,除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染防止發(fā)酵液被污染①榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶等都需清洗干凈,且發(fā)酵瓶要進(jìn)行消毒;②清洗葡萄時(shí)要先清洗后除枝梗;③發(fā)酵瓶排氣管用曲頸管而不能用直管項(xiàng)目說明發(fā)酵條件的控制①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí),要留約1/3的空間,目的是先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,快速繁殖,耗盡O2后再進(jìn)行酒精發(fā)酵,防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液的溢出;②嚴(yán)格控制溫度:18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精發(fā)酵;30～35℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的發(fā)酵;③充氣:酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵,需封閉充氣口;醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵,需經(jīng)充氣口充氣2.發(fā)酵裝置的設(shè)計(jì)思路:(1)因酵母菌的繁殖需要氧氣,醋酸菌是好氧菌,所以在果酒制作的前期和果醋制作的整個(gè)過程中都需要氧氣。因酵母菌產(chǎn)生酒精是在無氧條件下,應(yīng)控制氧氣的進(jìn)入,故應(yīng)在充氣口設(shè)置開關(guān)。(2)由于在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生CO2,因此需設(shè)排氣口;為防止空氣中微生物的污染,排氣口應(yīng)連接一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管。(3)因要對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè),應(yīng)設(shè)置出料口便于取樣檢測(cè)?！窘滩拿}源】☆教材原文:選修1__P3__“圖1-4是兩位同學(xué)所使用的發(fā)酵裝置,你認(rèn)為他們的方法有哪些可取之處,哪些地方還需要改進(jìn)?你將如何設(shè)計(jì)發(fā)酵裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)?”

☆命題角度:角度1.如圖所示為制作果酒和果醋的發(fā)酵裝置。裝置圖中a、b、c分別指什么?其作用是什么?b需長(zhǎng)而彎曲,其目的是什么?提示:a為充氣口,用于向裝置內(nèi)充氣;b為排氣口,用于排出CO2;c為出料口,用于取樣檢測(cè)。b長(zhǎng)而彎曲,其目的是防止空氣中微生物的污染。角度2.進(jìn)行醋酸發(fā)酵和酒精發(fā)酵時(shí),對(duì)圖中哪一處操作有差異?請(qǐng)具體指明。提示:使用該裝置制果酒時(shí),應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制醋時(shí),應(yīng)將充氣口連接氣泵,通入氧氣?！镜淅痉丁?2019·海南高考改編)回答下列問題。(1)某同學(xué)在通過發(fā)酵制作果酒時(shí),發(fā)現(xiàn)在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是________________________________________。

(2)在家庭以葡萄為原料制作葡萄酒時(shí),可以不添加酵母菌,原因是__________________________________________________________。

(3)在制作葡萄酒的過程中,如果密封不嚴(yán)混入空氣,發(fā)酵液會(huì)變酸,可能的原因是____________________________________________。

【解析】(1)制作果酒時(shí),在原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是在無氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵;(2)在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中,起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌;(3)在制作葡萄酒的過程中,如果密封不嚴(yán)混入空氣,發(fā)酵液會(huì)變酸,可能的原因是醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸。答案:(1)酵母菌可以利用糖進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精(2)在葡萄皮上有野生型的酵母菌(3)醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸【素養(yǎng)新命題】(1)在家庭制作葡萄酒的過程中,不需要嚴(yán)格的消毒過程也能完成發(fā)酵,原因是什么?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖,而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。(2)若在葡萄酒的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步制作葡萄醋,需要改變哪些條件?(科學(xué)思維:歸納與演繹)提示:通入氧氣;溫度調(diào)至30～35℃?！緹峥冀嵌韧P(guān)】角度一果酒和果醋的制作原理1.(2019·海南聯(lián)考)楊梅果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特、酸甜適中,具有很高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值。下圖是制作楊梅酒和楊梅醋的流程圖。請(qǐng)回答下列問題: 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)(1)傳統(tǒng)發(fā)酵中,發(fā)酵液雖然未經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌處理,但雜菌卻不能正常生長(zhǎng)繁殖,這是由于果酒發(fā)酵的____________條件抑制了雜菌的生長(zhǎng)。用來檢驗(yàn)酒精的化學(xué)試劑是__________________。

(2)果酒制作過程中,酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精的場(chǎng)所是________________________。溫度適宜時(shí)果酒發(fā)酵時(shí)間較短,原因是________________。

(3)楊梅醋的發(fā)酵過程中,除具備必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入______________________。

(4)下圖表示果酒發(fā)酵過程中,發(fā)酵液的糖度(葡萄糖的濃度)和酒精度(酒精濃度)隨時(shí)間變化的關(guān)系。發(fā)酵前24h,糖度變化很小,酒精度上升很慢,其原因是______________________________________。96h后酒精度和糖度的變化都趨于平緩,其原因是__________________________。

【解析】(1)果酒發(fā)酵是在缺氧、呈酸性的環(huán)境中,酵母菌可大量繁殖,而其他絕大多數(shù)微生物無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。檢驗(yàn)酒精是用酸性條件下的重鉻酸鉀,溶液變成灰綠色即說明有酒精。(2)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。由于溫度影響發(fā)酵所需酶的活性,所以只有溫度適宜時(shí),果酒發(fā)酵酶活性最高,速度最快,時(shí)間最短。(3)醋酸菌是好氧菌,必須生活在氧氣充足的環(huán)境中,且最適生長(zhǎng)溫度是30～35℃,所以楊梅醋的發(fā)酵過程中,需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入無菌空氣(氧氣)。(4)酵母菌是兼性厭氧型微生物,在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖,在無氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。結(jié)合圖示曲線分析可知,24h內(nèi),糖度變化很小,酒精度上升很慢主要是酵母菌還在進(jìn)行有氧呼吸大量增殖;但是在96h后,酒精度和糖度的變化都趨于平緩,主要原因是高濃度的酒精和代謝廢物會(huì)抑制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵。答案:(1)缺氧、酸性酸性重鉻酸鉀(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)此時(shí),與果酒發(fā)酵相關(guān)的酶活性最高,發(fā)酵速度快(3)無菌氧氣(或無菌空氣)

(4)此階段酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸,大量增殖高濃度的酒精和代謝廢物會(huì)抑制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵2.生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用十分廣泛,如果酒、果醋的制作就是生活中常見的例子。如圖A是果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)流程,圖B是一個(gè)果酒制果醋的發(fā)酵裝置。請(qǐng)分析回答:(1)果酒和果醋發(fā)酵的微生物在代謝方式上的主要區(qū)別是______________。

(2)果醋是在圖B中____________瓶產(chǎn)生的,發(fā)酵的微生物利用的碳源主要是____________。

(3)圖A①過程是在圖B中______________瓶進(jìn)行的,發(fā)酵產(chǎn)物酒精要在______(填“酸”“中”或“堿”)性條件下用__________________來鑒定。

(4)圖B中______瓶發(fā)酵后溶液的pH下降,說明原因:______________________________________________________。圖B裝置實(shí)際有一處不足,即在__________瓶上沒有設(shè)置____________。

【解析】(1)果醋發(fā)酵利用的微生物主要是醋酸菌,其代謝類型是異養(yǎng)需氧型,果酒發(fā)酵利用的微生物是酵母菌,其代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型。(2)圖B中,乙瓶需持續(xù)通入空氣因此是制備果醋的裝置。甲瓶是制作果酒的裝置。丙瓶收集乙瓶的發(fā)酵液。果醋的制作流程是果汁→果酒→果醋,則酵母菌的碳源為葡萄糖,醋酸菌的碳源為乙醇。(3)圖A①過程表示制作果酒,酵母菌在圖B甲瓶中進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)物酒精在酸性條件下與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng),變成灰綠色。(4)甲瓶中進(jìn)行酒精發(fā)酵,產(chǎn)生的二氧化碳可使溶液的pH下降,乙瓶中進(jìn)行醋酸發(fā)酵,產(chǎn)生的醋酸也使溶液的pH下降。由于酒精發(fā)酵不斷產(chǎn)生二氧化碳,瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大,應(yīng)在圖B裝置甲瓶上設(shè)置排氣口。答案:(1)酵母菌是兼性厭氧型微生物,醋酸菌是需氧微生物(2)乙乙醇(葡萄糖或乙醇)

(3)甲酸重鉻酸鉀溶液(4)甲、乙甲瓶中產(chǎn)生的二氧化碳和乙瓶中產(chǎn)生的醋酸使得溶液的pH下降甲排氣口角度二發(fā)酵條件的控制3.(2016·天津高考)天津獨(dú)流老醋歷史悠久、獨(dú)具風(fēng)味,其生產(chǎn)工藝流程如下圖。(1)在糖化階段添加酶制劑需要控制反應(yīng)溫度,這是因?yàn)槊竉_____________。

(2)在酒精發(fā)酵階段,需添加酵母菌。在操作過程中,發(fā)酵罐先通氣,后密閉。通氣能提高_(dá)_______的數(shù)量,有利于密閉時(shí)獲得更多的酒精產(chǎn)物。

(3)在醋酸發(fā)酵階段,獨(dú)流老醋采用獨(dú)特的分層固體發(fā)酵法,發(fā)酵30天。工藝如下。①發(fā)酵過程中,定期取樣測(cè)定醋酸桿菌密度變化,趨勢(shì)如圖。據(jù)圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸桿菌在顛倒后,密度變化的特點(diǎn)是______________________________。由此推測(cè),影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素是__________。

②乳酸含量高是獨(dú)流老醋風(fēng)味獨(dú)特的重要成因。發(fā)酵過程中,發(fā)酵缸中______________層的醋醅有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。

③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因是發(fā)酵后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗等環(huán)境因素的變化,加劇了不同種類乳酸菌的__________,淘汰了部分乳酸菌種類。

【解題指南】(1)圖示信息:生產(chǎn)工藝流程中“先進(jìn)行酒精發(fā)酵,后進(jìn)行醋酸發(fā)酵”,曲線圖中“前15天,A層醋酸桿菌密度變化明顯;后15天,B層醋酸桿菌密度變化明顯”。(2)解題關(guān)鍵:分析三種微生物的代謝類型,酵母菌是兼性厭氧型,醋酸桿菌是需氧型,乳酸菌是厭氧型。【解析】本題主要考查酶的催化條件、酵母菌、醋酸桿菌和乳酸菌的代謝類型。(1)在糖化階段添加酶制劑,需要控制反應(yīng)溫度,原因是酶在最適溫度條件下催化能力最強(qiáng)。(2)先通氣可促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸,使酵母菌快速增殖。(3)①圖中A與B層顛倒后,B層醋酸桿菌獲得的氧氣較為充足,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分,pH適宜,醋酸桿菌繁殖速度加快,數(shù)量增多,并且最后達(dá)到穩(wěn)定。因此影響其密度變化的主要環(huán)境因素為氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH。②乳酸菌屬于厭氧菌,顛倒前的B層和顛倒后的A層有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。③發(fā)酵后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗等環(huán)境因素的變化,加劇了不同種類乳酸菌的競(jìng)爭(zhēng),淘汰了部分乳酸菌種類,使成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少。答案:(1)在最適溫度條件下催化能力最強(qiáng)(2)酵母菌(3)①先快速增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH②顛倒前的B層和顛倒后的A(或不翻動(dòng),或下)③種間競(jìng)爭(zhēng)(或競(jìng)爭(zhēng))考點(diǎn)二腐乳的制作【必備知識(shí)速填】1.發(fā)酵菌種:(1)主要菌種。①名稱:_____。②菌體特點(diǎn):白色絲狀真菌。③代謝類型:_________型。(2)其他菌種:根霉、_______、曲霉等。毛霉異養(yǎng)需氧酵母菌2.發(fā)酵原理:3.腐乳的制作流程:4.防止雜菌污染的措施:(1)用來腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干凈后要用沸水_____。(2)裝瓶時(shí),操作要迅速小心,加入鹵湯后,要用膠條將瓶口密封,封瓶時(shí),最好將瓶口通過酒精燈的火焰,防止瓶口被污染。(3)加鹽可以_________________,使豆腐塊變硬,同時(shí)能_________________。(4)_____可以抑制微生物的生長(zhǎng),同時(shí)能使腐乳具有獨(dú)特的香味。(5)_______調(diào)制腐乳的風(fēng)味,也具有防腐殺菌的作用。消毒析出豆腐中的水分抑制微生物的生長(zhǎng)加酒香辛料【秒判正誤】1.腐乳制作的發(fā)酵過程中起主要作用的是乳酸菌。 ()分析:在腐乳制作的發(fā)酵過程中起主要作用的是毛霉。2.腐乳的制作過程中加料酒主要是為了滅菌,避免腐敗變質(zhì)。 ()分析:加料酒可以抑制微生物的生長(zhǎng),同時(shí)能使腐乳具有獨(dú)特的風(fēng)味。3.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。 ()分析:毛霉等微生物的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能將豆腐中的脂肪分解為甘油和脂肪酸?！痢痢?.將長(zhǎng)滿毛霉的豆腐裝瓶腌制時(shí),底層和近瓶口處需加大用鹽量。()分析:將長(zhǎng)滿毛霉的豆腐裝瓶腌制時(shí),要逐層加鹽,加鹽量要隨著層數(shù)的加高而增加,近瓶口表面的鹽要鋪厚一些,但底層不需要加大用鹽量。5.鹵湯中的酒含量越高,雜菌繁殖越快,豆腐塊越易腐敗。()分析:酒含量越高,雜菌生長(zhǎng)繁殖速度受到抑制,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致腐乳成熟時(shí)間延長(zhǎng)?！痢痢局攸c(diǎn)難點(diǎn)講透】影響腐乳品質(zhì)的“五大”因素(1)豆腐含水量的控制:豆腐含水量以70%為宜。①若含水量過高,豆腐塊不易成形。②若含水量過低,則不利于毛霉的生長(zhǎng)。(2)鹽的用量:制作時(shí),應(yīng)逐層加鹽,近瓶口處鹽鋪厚一些,以防止雜菌從瓶口進(jìn)入。①鹽的濃度過高,會(huì)影響口味。②鹽的濃度過低,不足以抑制微生物生長(zhǎng),易腐敗變質(zhì)。(3)酒的用量:鹵湯中酒的含量控制在12%左右為宜。酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短有很大關(guān)系。①酒精含量越高,對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大,會(huì)使腐乳成熟時(shí)間延長(zhǎng)。②酒精含量過低,蛋白酶的活性高,加快蛋白質(zhì)的水解,但雜菌繁殖快,豆腐易腐敗變質(zhì)。(4)發(fā)酵的溫度:前期發(fā)酵溫度應(yīng)保持在15～18℃,利于毛霉生長(zhǎng)。(5)香辛料:具有防腐殺菌的作用,也會(huì)影響腐乳的風(fēng)味和質(zhì)量?！窘滩拿}源】☆教材原文:選修1P7__“將長(zhǎng)滿毛霉的豆腐塊分層整齊地?cái)[放在瓶中,同時(shí)逐層加鹽,隨著層數(shù)的加高而增加鹽量,接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些?！?/p>

☆命題角度:角度1.腌制腐乳時(shí),為什么要隨著豆腐層的加高而增加鹽的用量?為什么在接近瓶口的表面要將鹽鋪厚一些?提示:越接近瓶口,雜菌污染的可能性越大,因此要隨著豆腐層的加高增加鹽的用量。在接近瓶口的表面,鹽要鋪厚一些,以有效防止雜菌污染。角度2.為什么鹽能抑制微生物的生長(zhǎng)?提示:當(dāng)外界溶液的濃度大于微生物細(xì)胞內(nèi)的濃度時(shí),微生物會(huì)通過滲透作用失水,從而影響正常的生命活動(dòng)。【典例示范】回答下列關(guān)于腐乳制作的問題。(1)腐乳是豆腐經(jīng)微生物發(fā)酵后制成的食品。多種微生物參與了該發(fā)酵過程,其中起主要作用的微生物是____________,其產(chǎn)生的蛋白酶可將豆腐中的蛋白質(zhì)水解為____________和____________;其產(chǎn)生的____________能將豆腐中的脂肪水解為____________和__________。

(2)發(fā)酵完成后需加鹽腌制,加鹽還可以抑制______________的生長(zhǎng)。

(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多種香辛料配制而成的鹵湯。鹵湯除具有一定的防腐作用外,還能使腐乳具有獨(dú)特的____________________。

【解析】(1)多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵,如根霉、酵母菌、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。在多種微生物的協(xié)同作用下,普通的豆腐轉(zhuǎn)變成風(fēng)味獨(dú)特的腐乳。(2)加鹽可以析出豆腐中的水分,使豆腐塊變硬,在后期的制作過程中不會(huì)過早酥爛。同時(shí),鹽能抑制微生物的生長(zhǎng),避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。(3)鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的。加酒可以抑制微生物的生長(zhǎng),同時(shí)能使腐乳具有獨(dú)特的香味。香辛料可以調(diào)制腐乳的風(fēng)味,也具有防腐殺菌的作用。答案:(1)毛霉小分子的肽氨基酸脂肪酶甘油脂肪酸(2)微生物(3)風(fēng)味【素養(yǎng)新命題】(1)毛霉產(chǎn)生的不同的酶,分別催化水解不同的物質(zhì),這體現(xiàn)了酶具有什么特性?這些酶不同的根本原因和直接原因分別是什么?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:酶的專一性。酶不同的根本原因是基因的堿基序列不同。直接原因是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同。(2)制作腐乳的主要菌種與乳酸菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是什么?(科學(xué)思維:比較與分類)提示:毛霉細(xì)胞中有成形的細(xì)胞核?！緹峥冀嵌韧P(guān)】角度一腐乳制作原理1.(2017·江蘇高考)下列關(guān)于“腐乳的制作”實(shí)驗(yàn),敘述正確的是(

)A.控制發(fā)酵溫度的主要目的是腐乳調(diào)味B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉D.成品腐乳表面的粘性物質(zhì)主要由細(xì)菌產(chǎn)生【解析】選B。不同的菌種適宜生存的溫度不同,控制發(fā)酵的溫度是為了保證毛霉的生長(zhǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;腐乳的制作后期需要配制鹵湯,加入香辛料和料酒可以抑制微生物的生長(zhǎng),達(dá)到防腐殺菌的作用,同時(shí)也能調(diào)制腐乳的風(fēng)味,B項(xiàng)正確;腐乳的制作利用的微生物主要是毛霉,毛霉產(chǎn)生的蛋白酶可以將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可以將脂肪水解為甘油和脂肪酸,并不能分解淀粉,C項(xiàng)錯(cuò)誤;成品腐乳表面的粘性物質(zhì)主要是由毛霉產(chǎn)生的,毛霉是真菌,不是細(xì)菌,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.某科研機(jī)構(gòu)研究了腐乳生產(chǎn)過程中不同濃度的食鹽對(duì)腐乳中氨基酸含量和pH的影響,其中部分?jǐn)?shù)據(jù)如下。請(qǐng)回答下列問題: 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)后期發(fā)酵階段腐乳的pH(注:后期發(fā)酵階段是指從腐乳裝瓶后直到成熟的過程)鹽濃度(%)時(shí)間(d)

581156.666.726.70106.636.626.68204.646.586.62304.616.566.58454.506.476.52604.116.446.50(1)腐乳制作的實(shí)驗(yàn)流程是:讓豆腐上長(zhǎng)出________→加鹽腌制→加________裝瓶→密封腌制。

(2)腐乳生產(chǎn)過程中,毛霉生長(zhǎng)階段溫度應(yīng)控制在__________℃,并保持一定的__________。

(3)由圖可知,后期發(fā)酵過程中,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),腐乳中氨基酸的含量________。這是由于前期發(fā)酵階段產(chǎn)生了大量的________,在后期發(fā)酵階段將豆腐中的蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和氨基酸。

(4)腐乳生產(chǎn)過程中,加鹽可以____________,使豆腐塊變硬。表中鹽濃度為5%的腐乳后期發(fā)酵到60天時(shí)已經(jīng)腐敗,這說明__________________________。

【解析】(1)腐乳制作的實(shí)驗(yàn)流程是:讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制。(2)在腐乳生產(chǎn)過程中,溫度應(yīng)控制在15～18℃,且應(yīng)保持一定的濕度,以便毛霉生長(zhǎng)。(3)由題圖可知,在后期發(fā)酵過程中,腐乳中氨基酸的含量上升,原因是蛋白酶將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸。(4)表中鹽濃度為5%的腐乳后期發(fā)酵到60天時(shí)已經(jīng)腐敗,這說明鹽濃度過低,不足以抑制微生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。答案:(1)毛霉鹵湯(2)15～18濕度(3)上升蛋白酶(4)析出豆腐中的水分鹽濃度過低,不足以抑制微生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致腐敗變質(zhì)角度二發(fā)酵條件的控制3.(2019·海口模擬)γ-氨基丁酸(GABA)是具有降血壓、抗焦慮等功能的水溶性氨基酸?？蒲腥藛T通過實(shí)驗(yàn)研究了白方腐乳在前發(fā)酵、鹽腌和后發(fā)酵過程中GABA的含量變化,為尋找生產(chǎn)富含GABA腐乳的工藝奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①豆腐白坯表面接種毛霉孢子后,在適宜的溫度和濕度下培養(yǎng)48h,獲得毛坯。②將毛坯分層整齊地?cái)[放在瓶中,鹽腌5d。③腌制后加入鹵湯,置于28℃恒溫箱中后發(fā)酵90d。④分別采集各時(shí)段的腐乳坯樣品,測(cè)定GABA含量,結(jié)果如下:請(qǐng)分析回答:(1)通常含水量為______________的豆腐適合做腐乳;毛霉生長(zhǎng)的適宜溫度為______________。

(2)前發(fā)酵過程中,毛坯的GABA含量發(fā)生明顯變化的原因:____________________________________。

(3)步驟②中,加鹽腌制的正確方法是______________。此過程腐乳干重中的GABA含量下降,一方面與食鹽抑制毛霉生長(zhǎng),酶活性降低有關(guān);另一方面豆腐中的水分滲出,部分GABA會(huì)______________,而導(dǎo)致測(cè)定值減小。

(4)后發(fā)酵所加的鹵湯中,具有抑菌防腐和調(diào)味的成分主要有__________________。GABA含量再次增加的原因是______________,后發(fā)酵______________天后的白方腐乳出廠銷售比較適宜。

【解析】(1)做腐乳所用豆腐的含水量為70%左右,水分過多則腐乳不易成形,且容易腐敗變質(zhì);制作腐乳時(shí)起主要作用的微生物是毛霉,毛霉生長(zhǎng)的適宜溫度為15～18℃。(2)據(jù)圖中曲線可知,前發(fā)酵過程中,毛坯的GABA含量明顯升高,其發(fā)生明顯變化的原因是毛霉產(chǎn)生的蛋白酶促進(jìn)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生GABA。(3)將長(zhǎng)滿毛霉的豆腐塊分層整齊地?cái)[放在瓶中,同時(shí)逐層加鹽,隨著層數(shù)的加高而增加鹽量,接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些,鹽能抑制微生物的生長(zhǎng),避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。此過程腐乳干重中的GABA含量下降,一方面與食鹽抑制毛霉生長(zhǎng),酶活性降低有關(guān);另一方面部分GABA會(huì)溶解于水,隨水流失,而導(dǎo)致測(cè)定值減小。(4)后發(fā)酵所加的鹵湯中,具有抑菌防腐和調(diào)味的成分主要有香辛料和料酒。后發(fā)酵過程中,GABA含量再次增加的原因是毛霉產(chǎn)生的蛋白酶繼續(xù)發(fā)揮作用,后發(fā)酵60d以后,GABA含量達(dá)到最大值且保持穩(wěn)定,所以此時(shí)白方腐乳出廠銷售比較適宜。答案:(1)70%

15～18℃

(2)毛霉產(chǎn)生的蛋白酶促進(jìn)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生了GABA

(3)逐層加鹽,隨著層數(shù)的加高增加鹽量,接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些溶解于水,隨水流失(4)香辛料和料酒毛霉產(chǎn)生的蛋白酶繼續(xù)發(fā)揮作用60考點(diǎn)三制作泡菜并檢測(cè)亞硝酸鹽含量【必備知識(shí)速填】1.泡菜的制作:(1)發(fā)酵菌種:_______。①菌種類別:___________和_________。②代謝類型:異養(yǎng)_______。乳酸菌乳酸鏈球菌乳酸桿菌厭氧型(2)制作原理。①發(fā)酵實(shí)質(zhì):在_____條件下,_______將葡萄糖分解成_____。②反應(yīng)式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)。(3)制作流程:無氧乳酸菌乳酸(4)腌制的條件:在泡菜的腌制過程中,要注意___________、_____和___________。溫度過高、食鹽用量過低、腌制時(shí)間過短,容易造成細(xì)菌大量繁殖,亞硝酸鹽含量增加。腌制的時(shí)間溫度食鹽的用量2.測(cè)定亞硝酸鹽的含量:(1)亞硝酸鹽及其危害。①亞硝酸鹽的特點(diǎn):白色粉末,易溶于___,在食品加工中用作___________。②亞硝酸鹽的危害:含量低時(shí)一般不會(huì)危害人體健康,含量高時(shí)會(huì)引起中毒,甚至死亡。在特定條件下,會(huì)轉(zhuǎn)變成致癌物——_______。③泡菜腌制過程的亞硝酸鹽含量的變化:______________。水食品添加劑亞硝胺先增加,后減少(2)亞硝酸鹽含量的測(cè)定。①檢測(cè)方法:_____法。②檢測(cè)原理。有關(guān)反應(yīng):亞硝酸鹽+對(duì)氨基苯磺酸→反應(yīng)物;反應(yīng)物+N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽→_______色染料。判斷方法:觀察樣品顏色變化,并與___________比較,然后估算亞硝酸鹽含量。比色玫瑰紅標(biāo)準(zhǔn)顯色液【秒判正誤】1.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵。 ()分析:乳酸菌屬于厭氧型細(xì)菌,進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,可用于泡菜腌制。2.泡菜的制作前期需要通入氧氣,后期應(yīng)嚴(yán)格保持無氧條件。 ()分析:泡菜的制作利用的菌種是乳酸菌,乳酸菌是嚴(yán)格厭氧菌,因此從發(fā)酵的初期就應(yīng)該控制無氧條件?！獭?.泡菜壇的選擇、發(fā)酵過程中壇沿要注滿水都有利于泡菜的無氧發(fā)酵。()分析:泡菜發(fā)酵需要無氧環(huán)境,要選火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇,發(fā)酵過程中需要在壇沿注滿水,起到密封作用。4.泡菜制作過程可以隨時(shí)取出食用不同酸味的泡菜。 ()分析:泡菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的含量變化是先增加后減少,應(yīng)等發(fā)酵到一定時(shí)間,亞硝酸鹽含量下降后食用,以防中毒。

√×5.制作泡菜過程中,有機(jī)物的干重和種類將減少。 ()分析:制作泡菜的過程中,乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸消耗有機(jī)物,有機(jī)物的干重減少,種類增多。6.若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食鹽抑制了乳酸菌的發(fā)酵過程。 ()分析:如果泡菜鹽水濃度過高,乳酸菌會(huì)通過滲透作用失水,抑制乳酸菌生長(zhǎng),制作的泡菜會(huì)“咸而不酸”。×√【重點(diǎn)難點(diǎn)講透】泡菜腌制過程中,乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化規(guī)律(1)變化曲線:(2)分析:①發(fā)酵初期以不產(chǎn)酸的大腸桿菌和酵母菌的活動(dòng)為主,同時(shí)還有一部分硝酸鹽還原菌在該時(shí)期利用氧氣,產(chǎn)生了無氧環(huán)境,乳酸菌開始活動(dòng);發(fā)酵中期由于乳酸菌產(chǎn)生了大量乳酸,其他微生物活動(dòng)受到抑制,乳酸菌活動(dòng)增強(qiáng);發(fā)酵后期由于乳酸的積累,酸度繼續(xù)增加,乳酸菌活動(dòng)也受到抑制,乳酸菌數(shù)量下降。②發(fā)酵初期有氧氣,乳酸菌活動(dòng)較弱,乳酸的量較少;中后期氧氣含量減少,乳酸菌大量繁殖,乳酸的量迅速積累。③發(fā)酵初期,乳酸菌和乳酸的量都比較少,而由于硝酸鹽還原菌的活動(dòng),亞硝酸鹽含量逐漸增加;后期由于硝酸鹽還原菌受抑制,同時(shí)形成的亞硝酸鹽又被分解,因而亞硝酸鹽含量下降?！窘滩拿}源】☆教材原文:選修1P10“大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,亞硝胺具有致癌作用,同時(shí)對(duì)動(dòng)物具有致畸和致突變作用?！薄蠲}角度:角度1.亞硝胺屬于哪類致癌因子?提示:化學(xué)致癌因子。角度2.細(xì)胞癌變的實(shí)質(zhì)是什么?提示:致癌因子損傷細(xì)胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變?！镜淅痉丁炕卮鹣铝杏嘘P(guān)泡菜制作的問題。(1)制作泡菜時(shí),所用鹽水需煮沸,其目的是____________________。為了縮短制作時(shí)間,有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液,加入陳泡菜液的目的是____________________。

(2)泡菜制作過程中,乳酸發(fā)酵過程即為乳酸菌進(jìn)行________________的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌的________________中。

(3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有______________、______________和______________等。

(4)從開始制作到泡菜質(zhì)量最佳這段時(shí)間內(nèi),泡菜液逐漸變酸,這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是________________________________,原因是:____________________。

【解題指南】制作泡菜的過程實(shí)際是一個(gè)無氧呼吸的過程,應(yīng)注意加入適量的菌種,并注意避免雜菌的污染,因?yàn)殡s菌和菌種之間存在著強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系?！窘馕觥勘绢}以泡菜的制作為命題線索,綜合考查制作泡菜的操作過程中所需注意的問題。(1)高溫可殺滅雜菌,因此制作泡菜時(shí)所用鹽水需煮沸。陳泡菜液中含有較多的乳酸菌,在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液,可使乳酸菌的數(shù)量在較短的時(shí)間內(nèi)迅速增多。(2)泡菜制作過程中,乳酸發(fā)酵的過程實(shí)際上就是乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸的過程,而乳酸菌為原核生物,無細(xì)胞核,因而該過程發(fā)生在乳酸菌的細(xì)胞質(zhì)中。(3)泡菜制作過程中,要注意控制腌制的時(shí)間、溫度和食鹽用量,溫度過高、食鹽用量過低、腌制時(shí)間過短,容易造成雜菌大量繁殖,亞硝酸鹽含量增加。(4)乳酸菌無氧發(fā)酵產(chǎn)生大量的乳酸,導(dǎo)致泡菜液中pH降低,其他雜菌數(shù)量減少,乳酸菌數(shù)量增多。出現(xiàn)這種情況的原因是乳酸菌比雜菌更為耐酸。答案:(1)殺滅雜菌增加乳酸菌數(shù)量(2)無氧呼吸細(xì)胞質(zhì)(3)溫度腌制時(shí)間食鹽用量(4)乳酸菌數(shù)量增多,雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更耐酸【素養(yǎng)新命題】(1)為什么泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層白膜?你認(rèn)為這層白膜是怎么形成的?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物,泡菜發(fā)酵液營(yíng)養(yǎng)豐富,其表面氧氣含量較多,適合酵母菌繁殖。(2)葡萄糖轉(zhuǎn)化成乳酸的過程中,能量去向如何?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:葡萄糖轉(zhuǎn)化成乳酸的無氧呼吸過程中,只在第一階段釋放出少量的能量(熱能和ATP中的化學(xué)能),大部分能量則存留在乳酸中?！緹峥冀嵌韧P(guān)】1.泡菜是指為了利于長(zhǎng)時(shí)間存放而經(jīng)過發(fā)酵的蔬菜。一般來說,只要是纖維豐富的蔬菜或水果,都可以被制成泡菜。蔬菜在經(jīng)過腌漬及調(diào)味之后,有種特殊的風(fēng)味,很多人會(huì)當(dāng)作一種常見的配菜食用。在泡菜發(fā)酵期間,由于乳酸菌的發(fā)酵作用,發(fā)酵產(chǎn)物乳酸不斷積累,因此可以根據(jù)微生物的活動(dòng)情況和乳酸積累量,將泡菜發(fā)酵過程分為三個(gè)階段。(1)發(fā)酵初期:蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí),其表面帶入的微生物中,大腸桿菌和酵母菌等較為活躍。發(fā)酵初期會(huì)有氣泡從壇沿水槽內(nèi)間歇性地放出,從而使壇內(nèi)逐漸形成厭氧狀態(tài),乳酸發(fā)酵開始。氣泡的來源是____________________。相應(yīng)的反應(yīng)式為__________________________。

(2)發(fā)酵中期:由于初期乳酸發(fā)酵使乳酸不斷積累,pH下降,厭氧狀態(tài)形成,乳酸菌開始活躍,并產(chǎn)生大量乳酸,乳酸的積累量可達(dá)到0.6%～0.8%,pH為3.5～3.8。這一時(shí)期為泡菜完全成熟階段,泡菜有酸味而且清香。試分析此時(shí)壇內(nèi)其他微生物的活動(dòng)情況及原因:______________________________。

(3)乳酸菌的培養(yǎng)條件除了適宜的溫度、pH之外,還必須保證________條件。

(4)在泡菜制作的初期,微生物之間的關(guān)系主要表現(xiàn)在乳酸菌與乳酸菌之間的______________以及乳酸菌與雜菌之間的____________上。中期以后壇內(nèi)的生存斗爭(zhēng)集中表現(xiàn)為__________________。