夯基提能練34生物技術在食品加工及其他方面的應用答案和解析在卷尾第一部分【夯實基礎】 答案和解析在卷尾1.(2016·全國卷Ⅲ，39)某同學用新鮮的泡菜濾液為實驗材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣?；卮鹣铝袉栴}：(1)分離純化乳酸菌時，首先需要用________對泡菜濾液進行梯度稀釋，進行梯度稀釋的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有____________和________________。分離純化時應挑選出____________的菌落作為候選菌。(3)乳酸菌在－20℃長期保存時，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。2.(2022·河南開封調(diào)研)腐乳和泡菜是我國獨特的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，幾百年來深受老百姓的喜愛。腐乳是用豆腐發(fā)酵制成的，民間老法生產(chǎn)腐乳為自然發(fā)酵，現(xiàn)代腐乳生產(chǎn)多采用優(yōu)良的毛霉菌種進行發(fā)酵?，F(xiàn)代化生產(chǎn)流程如圖，請回答下列問題：(1)民間制作腐乳時毛霉來自________。(2)當豆腐上長出毛霉后，對豆腐要進行A處理，是指________。腐乳制作的后期要加入酒和多種香辛料配制的鹵湯，其中酒的含量一般控制在12%左右，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)泡菜制作過程中，乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行________的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的________中。(4)從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸，這段時間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)泡菜發(fā)酵過程中應定期測定亞硝酸鹽的含量，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.(2022·湖南師大附中調(diào)研)泡菜制作方便、品味獨特，深受人們喜愛。泡菜的腌制方式、時間、溫度等條件對泡菜品質(zhì)有很大的影響，泡菜制作過程中的微生物數(shù)量和亞硝酸鹽含量變化也受人們的關注，利用生物學知識對泡菜腌制過程進行科學管理意義重大。請回答下列問題：(1)泡菜腌制過程中，進行發(fā)酵的主要微生物在細胞結(jié)構(gòu)上屬于________生物。不能采用加入抗生素的方法來抑制雜菌的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(2)在泡菜腌制的過程中，要注意相關條件的控制。首先，要選擇合格的泡菜壇，并用水封的方式密閉處理，以保證壇內(nèi)發(fā)酵所需的________環(huán)境。另外，溫度過高、________用量過少、腌制時間過短，容易造成細菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量________。泡菜壇內(nèi)常常會出現(xiàn)一層白膜，這是由產(chǎn)膜酵母繁殖形成的，酵母菌的代謝類型為________。(3)在檢測亞硝酸鹽含量時，可將顯色反應后的樣品與已知濃度的________進行目測比較，從而大致估算泡菜中亞硝酸鹽的含量。(4)我們在日常生活中應多吃新鮮蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第二部分【能力提升】4.(2022·黑龍江哈三中聯(lián)考)青蒿素為無色針狀晶體，易溶于有機溶劑，難溶于水，受熱易分解?？梢詮那噍锏那o葉中提取得到，是治療瘧疾等疾病的藥物，以下為青蒿素的提取流程，請回答下列問題：(1)圖示采用________法提取青蒿素，影響因素除萃取劑的性質(zhì)和使用量，還有____________________________(寫出兩點即可)。(2)青蒿葉在粉碎前需要進行________處理，不能用新鮮的葉片，原因______________________________________________________________________________________________________________________。(3)粉碎青蒿葉的目的是_____________________________。在減壓蒸餾之前，還要對萃取液進行過濾的原因是_____________________________________________________。(4)萃取液的濃縮采用的是減壓蒸餾處理，目的是____________________________________________________________________________________________________________________。5.(2022·遼寧大連模擬)陳醋是我國發(fā)明的傳統(tǒng)調(diào)味品之一，釀制及食用已有3000多年歷史。陳醋生產(chǎn)工藝流程如圖所示。(1)在糖化階段添加淀粉酶制劑需要控制反應溫度，這是因為________________________________________________________________________。(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。先通氣的目的是________________。技術員定時抽取發(fā)酵液，向發(fā)酵液中滴加酸性重鉻酸鉀溶液，以是否呈現(xiàn)____________色來判斷是否有酒精產(chǎn)生，若要使檢驗的結(jié)果更有說服力，應該________________________。(3)利用醋酸菌獲得醋酸的條件有兩種情況，一是在________時，將糖分解成醋酸；二是在缺少糖源時，利用酒精生成醋酸。(4)研究表明，在陳醋的釀造過程中，起主導作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代謝產(chǎn)生的乳酸是影響陳醋風味的重要因素。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________________(至少寫出2種)等環(huán)境因素的變化，________________，淘汰了部分乳酸菌種類。6.(2022·山西晉中模擬)甘蔗是最重要的糖料作物，如圖為利用甘蔗汁制糖，利用其副產(chǎn)品糖蜜生產(chǎn)酒精的流程圖。請回答下列問題：(1)在糖蜜發(fā)酵制酒階段有時出現(xiàn)酒變酸的現(xiàn)象，其原因可能是發(fā)酵液中混有________________，發(fā)酵產(chǎn)生了乳酸；也可能是發(fā)酵裝置密閉不嚴，______________________________________________所致。(2)利用糖蜜生產(chǎn)酒精要進行稀釋，從菌種生長繁殖的角度分析，是防止______________________________________________。(3)工業(yè)生產(chǎn)酒精過程可用________作為載體固定酵母細胞，其濃度要適宜，若濃度過低會導致________。對酵母細胞固定化的優(yōu)勢在于_______________________________________________________________________________________________________________(答出一點即可)。(4)科研人員繼續(xù)利用酒精轉(zhuǎn)化醋酸過程中發(fā)現(xiàn)，從28℃到32℃醋酸轉(zhuǎn)化率越來越高?？蒲腥藛T為了確定醋酸發(fā)酵的最佳溫度，需________(填實驗操作思路)，________對應的溫度應為醋酸菌發(fā)酵最佳溫度。第三部分【綜合拓展】7.(2021·全國乙卷，37)工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供________。(2)米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風味獨特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和________。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質(zhì)是________________________(答出1點即可)。8.(2017·全國卷Ⅱ，37)豆豉是大豆經(jīng)過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進行發(fā)酵，并在32h內(nèi)定期取樣觀測發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉栴}：(1)該實驗的自變量是____________________、____________________。(2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是________________________。(3)如果在實驗后，發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系，則無法確定發(fā)酵的最佳時間；若要確定最佳發(fā)酵時間，還需要做的事情是______________________________。(4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)開_______________，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)開________________________。參考答案及解析1.答案(1)無菌水泡菜濾液中菌的濃度很高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落(2)鑒別乳酸菌中和產(chǎn)生的乳酸(或酸)具有透明圈(3)甘油解析(1)分離純化乳酸菌時，首先需要用無菌水對泡菜濾液進行梯度稀釋；進行梯度稀釋的理由是在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌將被分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。(2)在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有中和乳酸菌代謝過程中產(chǎn)生的乳酸和利于乳酸菌的識別和分離；分離純化時應挑選出在平板上有透明圈的菌落作為候選菌。(3)乳酸菌在－20℃長期保存時應使用甘油管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。2.答案(1)空氣中的毛霉孢子(2)加鹽腌制酒精濃度過高則腐乳的成熟時間會延長；酒精濃度過低，不足以抑制微生物的生長，可能導致豆腐腐敗變質(zhì)(3)無氧呼吸細胞質(zhì)基質(zhì)(4)乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更為耐酸(5)發(fā)酵的不同時期亞硝酸鹽含量會發(fā)生變化，及時測定是為了把握取食泡菜的最佳時機解析(1)民間制作腐乳時，毛霉來自空氣中的毛霉孢子。(2)制作腐乳的實驗流程為：豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制?？梢?，流程圖中的A處理是指加鹽腌制。由于酒精濃度過高則腐乳的成熟時間會延長，酒精濃度過低，則不足以抑制微生物的生長，可能導致豆腐腐敗變質(zhì)，所以腐乳制作的后期，在用酒和多種香辛料配制鹵湯時，需將酒的含量一般控制在12%左右。(3)乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行無氧呼吸的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中。(4)從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸，這段時間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌數(shù)量增加，其他雜菌較少；原因是酸性條件下，不利于雜菌生存，而乳酸菌比雜菌更為耐酸，故乳酸菌的數(shù)量增加。(5)利用乳酸菌制作泡菜的過程中，在泡菜腌制的最初幾天，亞硝酸鹽的含量逐漸升高到最大值，但隨著腌制時間的延長，乳酸菌大量繁殖產(chǎn)生的乳酸會抑制硝酸鹽還原菌的繁殖，致使泡菜中亞硝酸鹽的含量下降，即發(fā)酵的不同時期亞硝酸鹽含量會發(fā)生變化，因此應定期測定亞硝酸鹽的含量，以便把握取食泡菜的最佳時機。3.答案(1)原核抗生素會抑制乳酸菌的生長和繁殖(2)無氧食鹽增加異養(yǎng)兼性厭氧型(3)標準顯色液(4)腌制蔬菜含有亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在特定條件下會在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成亞硝胺，亞硝胺具有致癌作用解析(1)用于發(fā)酵泡菜的主要微生物是乳酸菌，其在結(jié)構(gòu)上屬于原核生物。由于細菌對抗生素(乳酸菌屬于細菌)敏感，因此在泡菜的制作過程中，不能加入抗生素，否則會抑制發(fā)酵菌種——乳酸菌的生長和繁殖。(2)乳酸菌是厭氧菌，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，目的是保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境。在泡菜腌制的過程中，要注意控制腌制的時間、溫度和食鹽的用量。溫度過高、食鹽用量過少、腌制時間過短，容易造成細菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。酵母菌屬于異養(yǎng)兼性厭氧型微生物，既可以進行有氧呼吸，又可以進行無氧呼吸。(3)測定亞硝酸鹽含量時，在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。將顯色反應后的樣品與已知濃度的標準顯色液進行目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽的含量。(4)日常生活中不宜多吃腌制蔬菜，是由于腌制蔬菜含有亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在特定條件下會在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成亞硝胺，亞硝胺具有致癌作用。4.答案(1)萃取原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間(2)干燥新鮮的青蒿葉含水量高，用于提取的有機溶劑會被稀釋，進而降低對青蒿素的提取效果(3)便于原料和溶劑充分接觸，提高萃取效率除去萃取液中的不溶物(4)青蒿素受熱易分解，通過減壓蒸餾既可以去除提取劑，同時可以減少青蒿素的分解解析(1)題圖中所示方法為萃取法。影響萃取效率的因素有萃取劑的性質(zhì)和使用量、原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等。(2)新鮮的青蒿葉的含水量高，與有機溶劑混合會稀釋有機溶劑，降低萃取效率，因此青蒿葉在粉碎前要進行干燥處理。(3)萃取材料的顆粒大小會影響萃取效率，為提高青蒿素的提取率，可以對青蒿葉進行干燥破碎，由此增大青蒿與乙醇的接觸面積。減壓蒸餾前進行過濾是為了除去萃取液中的不溶物。(4)一般萃取液濃縮時要加熱蒸發(fā)出有機溶劑，而青蒿素受熱易分解，進行減壓蒸餾需要的溫度較低，故通過減壓蒸餾處理既可以去除提取劑，還可以減少青蒿素的分解。5.答案(1)酶在最適溫度下催化能力最強(2)讓酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖，有利于密閉發(fā)酵時獲得更多的酒精灰綠設計對照實驗(3)氧氣和糖源都充足(4)氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH加劇了不同種乳酸菌之間的競爭解析(1)分析流程圖可知，糖化階段就是淀粉在淀粉酶作用下水解產(chǎn)生葡萄糖的過程，酶在最適溫度下活性最強，因此在糖化階段添加酶制劑需要控制反應溫度。(2)酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，在有氧條件下能夠大量繁殖，在無氧條件下進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。因此在酒精發(fā)酵階段，發(fā)酵罐先通氣，后密閉。通氣的目的是讓酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖，有利于密閉時獲得更多的酒精。酸性條件下重鉻酸鉀與酒精反應呈灰綠色，故可滴加酸性重鉻酸鉀溶液觀察是否呈現(xiàn)灰綠色來判斷是否有酒精產(chǎn)生，若要使檢驗的結(jié)果更有說服力，應該設計對照實驗。(3)利用醋酸菌獲得醋酸的條件有兩種情況，一是在氧氣和糖源都充足時，醋酸菌將糖分解成醋酸；二是在缺少糖源時，醋酸菌利用酒精生成醋酸。(4)成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是發(fā)酵后期氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH等環(huán)境因素的變化，加劇了不同種乳酸菌之間的競爭，淘汰了部分乳酸菌種類。6.答案(1)乳酸菌環(huán)境中的醋酸菌將糖蜜中的糖分解成醋酸(2)糖蜜溶液濃度過高，酵母菌細胞失水，其生長繁殖受到抑制(3)海藻酸鈉凝膠珠顏色過淺，包埋的酵母細胞數(shù)量少可以反復利用，節(jié)約成本(4)繼續(xù)升高發(fā)酵溫度，并檢測醋酸轉(zhuǎn)化率最高醋酸轉(zhuǎn)化率解析(1)在糖蜜發(fā)酵制酒階段有時出現(xiàn)酒變酸的現(xiàn)象，其原因可能是發(fā)酵液中混有乳酸菌，發(fā)酵產(chǎn)生了乳酸；也可能是發(fā)酵裝置密閉不嚴，環(huán)境中的醋酸菌將糖蜜中的糖分解成醋酸。(2)利用糖蜜生產(chǎn)酒精要進行稀釋，若糖蜜濃度過高