第47講傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)酵工程1.舉例說明日常生活中的某些食品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值?？键c(diǎn)1發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念及泡菜的制作一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1．發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。2．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)二、泡菜的制作1．菌種來源：植物體表面天然的乳酸菌。2．原理：在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。3．反應(yīng)式：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。4．制作流程營造“無氧環(huán)境”的3項(xiàng)措施：選擇的泡菜壇密封性要好；加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料；蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿水。(選擇性必修3P6“探究·實(shí)踐”)制作傳統(tǒng)泡菜時(shí)無須嚴(yán)格滅菌，但隨著發(fā)酵的進(jìn)行，乳酸菌逐漸成為優(yōu)勢菌種，其原因是泡菜壇內(nèi)形成了缺氧、酸性的環(huán)境，不利于大多數(shù)微生物生長。1．腐乳的制作僅是毛霉參與了豆腐的發(fā)酵。(×)提示：多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等。2．傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主。(√)3．制作傳統(tǒng)泡菜是利用植物體表面天然的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵的。(√)4．制作泡菜時(shí)泡菜壇一般只裝九成滿。(×)提示：泡菜發(fā)酵時(shí)泡菜壇一般只裝八成滿。5．泡菜制作過程中，有機(jī)物的干重和種類將減少。(×)提示：泡菜制作過程中，有機(jī)物的干重將減少，而有機(jī)物的種類將增加。6．泡菜發(fā)酵過程中泡菜壇沿要注滿水，有利于泡菜的無氧發(fā)酵。(√)某興趣小組就“泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化”開展了研究，操作如下：1月4日下午選取1、2、3號(hào)三只相同的泡菜壇，在每個(gè)壇中加入洗凈的新鮮蓮花菜0.6kg，再分別倒入等量煮沸并冷卻的10%的鹽水，將壇密封，置于同一環(huán)境中。封壇前進(jìn)行第一次取樣測定亞硝酸鹽含量，后來定時(shí)測定，結(jié)果如圖。(1)實(shí)驗(yàn)中三只壇中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量存在差異的原因是各壇中微生物種類和數(shù)量可能存在差異。(2)為了讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更好地表明泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化，對(duì)該實(shí)驗(yàn)所獲得的3組數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行怎樣的處理才更合理？先求平均值，再繪制一條曲線。發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念1．下列關(guān)于發(fā)酵的敘述中，正確的是()A．幾千年前，人類就開始利用發(fā)酵技術(shù)，并且熟知發(fā)酵的本質(zhì)B．利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品包括腐乳、醬油、醋、泡菜、果汁等C．微生物的發(fā)酵都是在無氧的條件下進(jìn)行的D．不同的微生物發(fā)酵的條件一般是不同的D[幾千年前，人類就開始利用發(fā)酵技術(shù)，但是不知發(fā)酵的本質(zhì)，A錯(cuò)誤；利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品包括腐乳、醬油、醋、泡菜等，不包含果汁，B錯(cuò)誤；乙酸發(fā)酵是在有氧條件下進(jìn)行的，C錯(cuò)誤；乙酸發(fā)酵是在有氧條件下進(jìn)行的，泡菜制作是在無氧條件下進(jìn)行的，所以不同的微生物發(fā)酵的條件一般是不同的，D正確。]2．發(fā)酵技術(shù)是指人們利用微生物的發(fā)酵作用，運(yùn)用一些技術(shù)手段控制發(fā)酵過程，從而進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的技術(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．制作泡菜時(shí)加鹽過多會(huì)導(dǎo)致泡菜咸而不酸B．可通過檢測發(fā)酵前后發(fā)酵液pH的變化來鑒定果醋制作是否成功C．可采用過濾、沉淀等方法分離提純酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白D．傳統(tǒng)發(fā)酵的發(fā)酵產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身D[制作泡菜時(shí)加鹽過多，會(huì)抑制乳酸菌的生命活動(dòng)，導(dǎo)致乳酸含量低，A正確；制作果醋是利用醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乙酸，可通過檢測發(fā)酵前后發(fā)酵液pH的變化來鑒定果醋制作是否成功，B正確；分離、提純酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，指的就是單細(xì)胞菌體，可采用過濾、沉淀等方法從培養(yǎng)液中分離，C正確；發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身，D錯(cuò)誤。]泡菜的制作原理、流程等3．(2025·廣東深圳模擬)泡菜古稱菹，是指為利于長時(shí)間存放而經(jīng)發(fā)酵的蔬菜。下列關(guān)于腌制泡菜的敘述，正確的是()A．泡菜發(fā)酵期間，乳酸積累到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%～0.8%時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳B．不同腌制時(shí)間，泡菜中亞硝酸鹽含量均不相同C．泡菜發(fā)酵過程中表面出現(xiàn)白膜，可能是醋酸菌在液面大量發(fā)酵引起的D．膳食中的亞硝酸鹽會(huì)危害人體健康A(chǔ)[制作傳統(tǒng)泡菜是利用植物體表面天然的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵的，發(fā)酵期間，乳酸會(huì)不斷積累，當(dāng)它的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%～0.8%時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳，A正確；泡菜腌制過程中，隨著時(shí)間增加，亞硝酸鹽含量先增加后減少，因此不同腌制時(shí)間，泡菜中亞硝酸鹽含量可能相同，B錯(cuò)誤；在泡菜制作過程中，泡菜發(fā)酵液的營養(yǎng)豐富，其表面往往含有適量的氧氣，適合酵母菌生長繁殖，成膜酵母生長繁殖會(huì)在泡菜壇液面形成一層白膜，C錯(cuò)誤；膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，D錯(cuò)誤。]4．在《詩經(jīng)》中有“中田有廬，疆場有瓜。是剝是菹，獻(xiàn)之皇祖”的描述，據(jù)東漢許慎《說文解字》解釋：“菹菜者，酸菜也”，由此可見，我國制作酸菜的歷史頗為悠久。下列有關(guān)酸菜的制作，敘述錯(cuò)誤的是()A．酸菜壇中的乳酸菌數(shù)量會(huì)逐漸增加至最高峰B．制作酸菜初期，酸菜壇中的氧氣有利于乳酸菌的繁殖C．制作酸菜利用了植物體表面的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵D．酸菜壇中的亞硝酸鹽會(huì)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，先增加后減少B[隨著乳酸菌發(fā)酵，酸菜壇中乳酸濃度越來越高，逐漸抑制乳酸菌數(shù)量，酸菜壇中的乳酸菌數(shù)量會(huì)逐漸增加至最高峰，A正確；乳酸菌是厭氧型生物，制作酸菜時(shí)需隔絕空氣，酸菜壇中的氧氣不利于乳酸菌的繁殖，B錯(cuò)誤；制作酸菜利用了植物體表面的天然的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵，C正確；亞硝酸鹽含量的變化規(guī)律是：發(fā)酵初期，由于硝酸鹽還原菌的作用使亞硝酸鹽增加；發(fā)酵中期，硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解含量下降；發(fā)酵后期，亞硝酸鹽含量下降至相對(duì)穩(wěn)定，酸菜壇中的亞硝酸鹽會(huì)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，先增加后減少，D正確。]考點(diǎn)2果酒和果醋的制作一、制作原理與發(fā)酵條件二、發(fā)酵裝置及各部件的作用三、方法步驟1．消毒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等器具用洗潔精清洗干凈，,并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用))↓2．選材eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(取新鮮葡萄，用清水沖洗1～2次，再去除,枝梗和腐爛的籽粒，瀝干注：不能反復(fù)沖,洗，防止洗去野生酵母菌))↓3．榨汁eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入,發(fā)酵瓶中注：要留有大約1/3的空間，,蓋好瓶蓋))4．果酒發(fā)酵eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(將溫度控制在18～30℃進(jìn)行發(fā),酵在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將,瓶蓋擰松一次注：不是打開瓶蓋，,此后再擰緊瓶蓋。))↓5．檢測eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(10～12d后取樣檢測酒精含量：在,酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng),呈現(xiàn)灰綠色。,酵母菌數(shù)量鏡檢))↓6．果醋發(fā)酵eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(打開瓶蓋，蓋上一層紗布，在溫度,為30～35℃條件下發(fā)酵，時(shí)間為,7～8d))(選擇性必修3P7“探究·實(shí)踐”)在制作果酒的第4步，每隔12h左右就要將瓶蓋擰松一次，但又不打開，這樣做的目的是使二氧化碳排出，不打開瓶蓋是防止氧氣和有害雜菌進(jìn)入。果酒、果醋制作時(shí)防止雜菌污染的4項(xiàng)措施：榨汁機(jī)要洗凈并晾干，發(fā)酵瓶要清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒；清洗葡萄時(shí)要先沖洗后再除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)；裝入葡萄汁后要封閉發(fā)酵裝置的充氣口；發(fā)酵瓶的排氣管用曲頸管而不用直管。若用簡易的發(fā)酵裝置，每隔一定時(shí)間排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋。1．醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生乙酸。(×)提示：醋酸菌在有氧條件下利用乙醇產(chǎn)生乙酸。2．酵母菌為嗜溫菌，果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度。(×)提示：酵母菌為嗜溫菌，果酒發(fā)酵所需的最適溫度較果醋發(fā)酵低。3．在果酒發(fā)酵后期擰松瓶蓋的間隔時(shí)間可延長。(√)4．在家庭中用新鮮葡萄制作果酒時(shí)，需給發(fā)酵裝置適時(shí)排氣。(√)5．制作果酒、果醋時(shí)，對(duì)發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等需用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒。(√)6．葡萄酒呈深紅色的原因是發(fā)酵過程中葡萄皮的色素進(jìn)入發(fā)酵液中。(√)馬奶中含有的糖類主要為乳糖。某些微生物可將乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，酵母菌可利用這些單糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，從而制成馬奶酒?？蒲腥藛T研究野生型酵母菌和馬奶酒酵母菌的發(fā)酵情況，結(jié)果分別如下圖所示。分析圖中曲線，與野生型酵母菌相比，馬奶酒酵母菌在利用葡萄糖、半乳糖或產(chǎn)生酒精等方面的不同點(diǎn)。馬奶酒酵母菌優(yōu)先利用的是半乳糖；發(fā)酵產(chǎn)生酒精速度快。(答出兩點(diǎn)即可)果酒和果醋的制作原理、流程等1．(2025·廣東佛山模擬)客家米酒是一種特色傳統(tǒng)名酒，其制作包括浸米、蒸米、攤涼、拌曲、發(fā)酵等工序。它獨(dú)特的甜味與酒曲(含根霉、酵母菌等微生物)有關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．蒸米既可殺死雜菌，又有利于后續(xù)淀粉的糖化B．?dāng)倹隹煞乐箿囟冗^高殺死酒曲中的微生物C．拌曲時(shí)應(yīng)攪拌均勻，有利于營養(yǎng)物質(zhì)與微生物充分混合D．發(fā)酵時(shí)應(yīng)將溫度控制在28℃D[在釀酒時(shí)要先將糯米蒸熟，一是熟糯米比生糯米更容易被微生物分解，有利于淀粉的快速糖化，利于發(fā)酵，二是可以高溫殺菌，避免了其他雜菌的污染，A正確；推涼可使溫度降低，其目的是防止溫度過高使酒曲中的酵母菌死亡，B正確；拌曲時(shí)應(yīng)攪拌均勻，增大營養(yǎng)物質(zhì)與微生物的接觸面積，有利于營養(yǎng)物質(zhì)與微生物充分混合，C正確；釀酒酵母繁殖的最適溫度在28℃，因此發(fā)酵時(shí)將溫度控制在282．人類很早就能制作果酒，并用果酒進(jìn)一步發(fā)酵生產(chǎn)果醋，用果酒發(fā)酵生產(chǎn)果醋時(shí)，果酒中的酒精含量對(duì)果醋的乙酸產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生一定的影響。某技術(shù)組配制發(fā)酵液研究了初始酒精濃度對(duì)乙酸含量的影響，結(jié)果如圖，下列分析錯(cuò)誤的是()A．果酒發(fā)酵生產(chǎn)果醋過程中，酒精為醋酸菌提供碳源B．用果酒發(fā)酵果醋需要接種醋酸菌，并將發(fā)酵溫度升至30～35℃C．據(jù)圖可知較高濃度的酒精會(huì)抑制醋酸菌的生長，使產(chǎn)酸量下降D．乙酸發(fā)酵過程中會(huì)釋放少量能量B[微生物生長基本營養(yǎng)物質(zhì)：氮源、碳源、水、無機(jī)鹽等，果酒發(fā)酵生產(chǎn)果醋過程中，酒精為醋酸菌提供碳源，A正確；醋酸菌是好氧細(xì)菌，酒變醋的過程中除了接種醋酸菌、提高發(fā)酵溫度外，還應(yīng)通入氧氣，B錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，酒精濃度為6%時(shí)，乙酸含量最高，是發(fā)酵的最適濃度，酒精濃度為10%時(shí)乙酸含量最低，則較高濃度的酒精會(huì)抑制醋酸菌的生長，使產(chǎn)酸量下降，C正確；乙酸發(fā)酵過程中會(huì)釋放少量能量，大部分能量儲(chǔ)存在乙酸中，D正確。]3．(2023·全國乙卷)某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)利用作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇的小型實(shí)驗(yàn)。其主要步驟是：先將粉碎的作物秸稈堆放在底部有小孔的托盤中，噴水浸潤、接種菌T，培養(yǎng)一段時(shí)間后，再用清水淋洗秸稈堆(清水淋洗時(shí)菌T不會(huì)流失)，在裝有淋洗液的瓶中接種酵母菌，進(jìn)行乙醇發(fā)酵(酒精發(fā)酵)。實(shí)驗(yàn)流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)在粉碎的秸稈中接種菌T，培養(yǎng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)菌T能夠?qū)⒔斩捴械睦w維素大量分解，其原因是___________________________________________。(2)采用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，可以用淋洗液為原料制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中還需要加入氮源等營養(yǎng)成分，氮源的主要作用是_________________________________________________________________________________。(答出1點(diǎn)即可)(3)將酵母菌接種到滅菌后的培養(yǎng)基中，擰緊瓶蓋，置于適宜溫度下培養(yǎng)、發(fā)酵。擰緊瓶蓋的主要目的是______________________________________。但是在酵母菌發(fā)酵過程中，還需適時(shí)擰松瓶蓋，原因是________________________________________________________________________________。發(fā)酵液中的乙醇可用_______________________________________________________溶液檢測。(4)本實(shí)驗(yàn)收集的淋洗液中的可以作為酵母菌生產(chǎn)乙醇的原料。與以糧食為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇相比，本實(shí)驗(yàn)中乙醇生產(chǎn)方式的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________________________________。解析：(1)菌T能夠分泌纖維素酶，纖維素酶能將纖維素最終分解為葡萄糖，因此在粉碎的秸稈中接種菌T，培養(yǎng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)菌T能夠?qū)⒔斩捴械睦w維素大量分解。(2)培養(yǎng)基中的氮源主要為合成微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)提供原料(微生物細(xì)胞中的含氮物質(zhì)，如核酸、蛋白質(zhì)、磷脂等)。(3)果酒的制作原理是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，將酵母菌接種到滅菌后的培養(yǎng)基中進(jìn)行酒精發(fā)酵，酒精發(fā)酵需要在無氧的條件下進(jìn)行，此時(shí)擰緊瓶蓋的主要目的是制造無氧環(huán)境。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，發(fā)酵過程中為密閉環(huán)境，所以需要根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程適時(shí)擰松瓶蓋放出二氧化碳，酒精可用酸性重鉻酸鉀溶液來檢測，該物質(zhì)與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。(4)與以糧食為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇相比，利用纖維素為原料生產(chǎn)乙醇具有節(jié)約糧食、廢物利用、清潔環(huán)保、不污染環(huán)境、生產(chǎn)成本低、原料來源廣等優(yōu)點(diǎn)。答案：(1)菌T能夠分泌纖維素酶(2)為合成微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)提供原料(微生物細(xì)胞中的含氮物質(zhì)，如核酸、蛋白質(zhì)、磷脂等)(3)制造無氧環(huán)境排出二氧化碳酸性重鉻酸鉀(4)葡萄糖節(jié)約糧食、廢物利用、清潔環(huán)保、不污染環(huán)境、生產(chǎn)成本低、原料來源廣發(fā)酵條件的控制4．傳統(tǒng)發(fā)酵過程中，控制發(fā)酵條件至關(guān)重要。下列相關(guān)敘述正確的是()A．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無菌空氣制作葡萄醋B．泡菜發(fā)酵后期，盡管乳酸菌占優(yōu)勢，但仍有產(chǎn)氣菌繁殖，需定期開蓋放氣C．制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3，制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料D．果酒與果醋發(fā)酵時(shí)溫度宜控制在18～25℃，泡菜發(fā)酵時(shí)溫度宜控制在30～C[酵母菌和醋酸菌的最適生長溫度不同，要制作果醋還需要升高溫度，A錯(cuò)誤；制作泡菜利用的是乳酸菌，乳酸菌是厭氧細(xì)菌，在制作過程中必須提供無氧環(huán)境，不需要開蓋放氣，B錯(cuò)誤；制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3，這樣既能夠在發(fā)酵初期給酵母菌提供氧氣，又能防止發(fā)酵液溢出，而制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料，這是因?yàn)橹谱髋莶死玫氖侨樗峋?，乳酸菌是厭氧?xì)菌，用鹽水淹沒全部菜料能夠提供無氧環(huán)境，C正確；果酒和果醋制作所需的溫度不同，其中果酒發(fā)酵時(shí)溫度宜控制在18～30℃，果醋發(fā)酵時(shí)溫度宜控制在30～35℃，泡菜的制作溫度一般要低于考點(diǎn)3發(fā)酵工程及其應(yīng)用一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1．(選擇性必修3P22～23“圖1-9”)利用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)谷氨酸時(shí)，在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸，但在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，由此說明二、啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程1．啤酒發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)流程及操作目的2．“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別2．(選擇性必修3P25“思考·討論”)與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，能使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高的工程手段有菌種的選育、對(duì)原材料的處理、發(fā)酵工程的控制、產(chǎn)品的消毒等。三、發(fā)酵工程的應(yīng)用1．在食品工業(yè)上的應(yīng)用(1)生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。(2)生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑。(3)生產(chǎn)酶制劑。2．在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用(1)獲得具有某種藥物生產(chǎn)能力的微生物。(2)直接對(duì)菌種進(jìn)行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。(3)利用基因工程，將病原體的某個(gè)或某幾個(gè)抗原基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)奈⑸锛?xì)胞，獲得的表達(dá)產(chǎn)物就可以作為疫苗使用。3．在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：生產(chǎn)微生物肥料、農(nóng)藥和飼料。4．在其他方面的應(yīng)用(1)利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質(zhì)。(2)極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量。1．在發(fā)酵工程中，可通過誘變育種、基因工程育種獲得菌種。(√)2．分離、提純酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，可采用過濾、沉淀等方法。(√)3．發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。(√)4．發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身。(√)5．谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，在酸性條件下積累較多的谷氨酸。(×)提示：谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，在酸性條件下則易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。6．利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物農(nóng)藥是生物防治的重要手段。(√)目前在經(jīng)濟(jì)作物栽培中使用的赤霉素(GA3)大多是來自赤霉菌(屬于真菌)進(jìn)行發(fā)酵工程的產(chǎn)品。為提高發(fā)酵過程中赤霉素的產(chǎn)量，研究人員采用分階段變溫調(diào)控的發(fā)酵工藝后，與恒溫發(fā)酵相比，GA3的產(chǎn)量明顯提高。發(fā)酵過程中菌絲干重、殘?zhí)菨舛燃癎A3濃度的變化如圖所示。嘗試分析發(fā)酵過程中殘?zhí)菨舛认陆档脑?。菌絲生長、各種代謝物(或赤霉素合成)所需的碳源及能量都主要由糖類提供。微生物工業(yè)發(fā)酵的基本過程1．圖1為谷氨酸發(fā)酵裝置示意圖，所用培養(yǎng)基中有豆餅水解液、玉米漿等，圖2為谷氨酸產(chǎn)生機(jī)理圖。下列有關(guān)谷氨酸發(fā)酵的敘述，錯(cuò)誤的是()A．4為充氣口，發(fā)酵過程需不斷通入無菌空氣，說明谷氨酸發(fā)酵的菌體為異養(yǎng)需氧微生物B．培養(yǎng)基中包含多種天然物質(zhì)，化學(xué)成分不確定C．谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)中，在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸D．提高產(chǎn)物產(chǎn)量的關(guān)鍵是抑制菌體膜的通透性D[4為充氣口，發(fā)酵過程需不斷通入無菌空氣，說明谷氨酸發(fā)酵的菌體需要在有氧條件下才能發(fā)酵，是異養(yǎng)需氧微生物，A正確；谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分有豆餅水解液、玉米漿等，該培養(yǎng)基中包含多種天然物質(zhì)，化學(xué)成分不確定，B正確；谷氨酸棒狀桿菌在發(fā)酵過程中要嚴(yán)格控制發(fā)酵液的pH，即在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸，在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，C正確；當(dāng)谷氨酸過量時(shí)，會(huì)抑制谷氨酸脫氫酶的活性，導(dǎo)致谷氨酸的合成量減少，若細(xì)胞膜的通透性好，有利于代謝產(chǎn)物分泌出來，避免了谷氨酸對(duì)谷氨酸脫氫酶活性的抑制，從而提高產(chǎn)物產(chǎn)量，故不能抑制菌體膜的通透性，D錯(cuò)誤。]2．(2025·廣東清遠(yuǎn)模擬)啤酒生產(chǎn)包括發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵等工序。其中，糖化是指淀粉酶分解淀粉得到糖漿。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．發(fā)芽使大麥種子釋放淀粉酶B．焙烤殺死種子胚但淀粉酶未失活C．加入淀粉酶抑制劑可加速糖化過程D．蒸煮后需冷卻才能進(jìn)行發(fā)酵C[發(fā)芽使大麥種子釋放淀粉酶，將淀粉水解，為發(fā)酵做準(zhǔn)備，A正確；啤酒的生產(chǎn)過程中，焙烤的目的是殺死大麥種子的胚，但不使淀粉酶失活，B正確；加入淀粉酶抑制劑抑制淀粉酶的活性，不可以加速糖化過程，C錯(cuò)誤；蒸煮后需冷卻才能進(jìn)行發(fā)酵，冷卻后接種酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，防止高溫殺死菌種，D正確。]發(fā)酵工程在生產(chǎn)上的應(yīng)用3．制藥產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)，隨著人民群眾日益增長的健康需求，我國已成為全球藥品消費(fèi)增速最快的國家之一。發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物制藥中起了重要作用，下列相關(guān)敘述正確的是()A．青霉素是世界上首次應(yīng)用于臨床的抗生素，隨著厭氧發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展，青霉素的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化B．發(fā)酵結(jié)束后，可采用適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施獲得青霉素C．接種是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，所用的菌種大多是單一菌種D．發(fā)酵過程中要嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件，營養(yǎng)成分一次性添加即可B[青霉菌的代謝類型是異養(yǎng)需氧型，A錯(cuò)誤；青霉素是青霉菌的代謝物，發(fā)酵結(jié)束后，可采用適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施獲得青霉素，B正確；發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，C錯(cuò)誤；發(fā)酵過程中要及時(shí)添加必需的營養(yǎng)成分，嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件，營養(yǎng)成分并不是一次性添加，D錯(cuò)誤。]課時(shí)分層作業(yè)(四十七)1．(2025·廣東茂名模擬)粵菜是中國八大菜系之一，口味以清、鮮、嫩、滑、爽、香、脆著稱?；洸耸种v究配料和調(diào)料的搭配，烹飪中常使用醬油、腐乳、味精、白酒和醋進(jìn)行調(diào)味，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．味精和醋的發(fā)酵生產(chǎn)所需要的微生物均為原核生物B．醬油和腐乳都經(jīng)過蛋白質(zhì)分解為小分子肽和氨基酸C．白酒的制作全過程都需要控制為無氧條件D．延長食品的保存期可以添加適量的溶菌酶C[制味精要用到谷氨酸棒狀桿菌，制醋要用到醋酸菌，二則均為原核生物，A正確；醬油和腐乳的發(fā)酵過程，都需要將蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸，B正確；白酒的制作過程中，需要先在有氧環(huán)境中，讓酵母菌大量繁殖，然后在無氧環(huán)境中，讓酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精，C錯(cuò)誤；溶菌酶具有溶解細(xì)胞壁的能力，特別是對(duì)于細(xì)菌的細(xì)胞壁具有很強(qiáng)的作用，延長食品的保存期主要是防止微生物污染、殺死微生物或抑制其在食品中的生長繁殖，因此延長食品的保存期可以添加適量的溶菌酶，D正確。]2．蘇軾的《超然臺(tái)記》中提到“擷園蔬，取池魚，釀秫(谷物)酒，瀹(煮)脫粟而食之，曰：‘樂哉游乎！’”下列有關(guān)利用秫釀造酒的敘述，正確的是()A．秫釀造酒前要對(duì)釀酒器具和秫進(jìn)行嚴(yán)格滅菌處理B．秫釀造酒的釀酒酵母的最適生長溫度為30～35C．秫釀造酒后期密封不嚴(yán)會(huì)促進(jìn)醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乙酸D．秫釀造酒過程中全程要制造無氧環(huán)境C[秫釀造酒前不需要對(duì)釀酒器具和秫進(jìn)行嚴(yán)格滅菌處理，釀酒過程中的無氧和酸性環(huán)境會(huì)抑制大部分微生物的生長和繁殖，A錯(cuò)誤；釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃3．(2025·廣東廣州模擬)美味需要調(diào)味來創(chuàng)造，對(duì)菜品要求較高的川菜一般都會(huì)特別注明必須使用鵑城生產(chǎn)的豆瓣醬。傳統(tǒng)豆瓣醬的制作流程如下圖。下列說法正確的是()A．霉豆瓣制作過程中，酵母菌、毛霉、乳酸菌等都發(fā)揮了重要作用B．霉豆瓣發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白酶能把蛋白質(zhì)分解成易吸收的小分子的肽和脂肪酸C．制作辣椒胚時(shí)加入白酒的目的是利用酒精作為碳源，同時(shí)增加風(fēng)味D．混合裝壇后要“翻、曬、露”的目的是讓微生物充分進(jìn)行有氧呼吸D[霉豆瓣制作過程中，酵母菌、毛霉、曲霉等主要通過有氧呼吸起作用，乳酸菌必須進(jìn)行無氧發(fā)酵，A錯(cuò)誤；霉豆瓣發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白酶能把蛋白質(zhì)分解成易吸收的小分子的肽和氨基酸，B錯(cuò)誤；制作辣椒胚時(shí)加入白酒的目的是利用白酒殺菌，同時(shí)增加風(fēng)味，C錯(cuò)誤；混合裝壇后要“翻、曬、露”的目的是讓微生物和空氣充分接觸，充分進(jìn)行有氧呼吸，D正確。]4．(2025·廣東廣州模擬)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，其中米曲霉為好氧微生物，可分泌一些酶類將大分子物質(zhì)分解。下列敘述，正確的是()A．米曲霉所分泌的蛋白酶和脂肪酶，能分解氨基酸、脂肪酸等物質(zhì)B．該發(fā)酵過程的菌種為米曲霉、乳酸菌、酵母菌等，所需氮源主要來自小麥C．糧食為米曲霉發(fā)酵提供營養(yǎng)物質(zhì)，此外還需向發(fā)酵罐內(nèi)通入空氣并進(jìn)行攪拌D．轉(zhuǎn)至發(fā)酵池發(fā)酵的過程中，需要提供有氧條件，以抑制雜菌污染和繁殖C[酶具有專一性，米曲霉所分泌的蛋白酶和脂肪酶，能分解蛋白質(zhì)和脂肪，A錯(cuò)誤；該發(fā)酵過程的菌種為米曲霉、乳酸菌、酵母菌等，所需氮源主要來自大豆中的蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；米曲霉的代謝類型是異養(yǎng)需氧型，所以糧食為米曲霉發(fā)酵提供營養(yǎng)物質(zhì)，此外還需向發(fā)酵罐內(nèi)通入空氣并進(jìn)行攪拌以增加發(fā)酵罐內(nèi)的氧氣，C正確；發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵主要是無氧發(fā)酵，所以轉(zhuǎn)至發(fā)酵池發(fā)酵的過程中，需要提供無氧條件，D錯(cuò)誤。]5．藍(lán)莓含有的花青素具有抗炎癥、降血脂、抗氧化、抗癌等多種生物活性。乳酸菌發(fā)酵能夠提高藍(lán)莓果汁中的花青素的含量，發(fā)酵后的藍(lán)莓汁清除自由基的能力明顯增強(qiáng)。下列說法正確的是()A．為防止雜菌污染，發(fā)酵前需對(duì)藍(lán)莓果汁進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，放涼后再接入發(fā)酵菌種B．該發(fā)酵與啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)的主發(fā)酵均需密封發(fā)酵罐，并嚴(yán)格控制溫度和發(fā)酵時(shí)間C．制作果醋的主要微生物和乳酸菌都是原核生物，二者的呼吸類型相同D．自由基可來自細(xì)胞中的氧化反應(yīng)，通常是指異常活潑的帶電分子或基團(tuán)D[藍(lán)莓果汁制成后，不需要將藍(lán)莓果汁進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，A錯(cuò)誤；酵母菌繁殖時(shí)需要通氣，所以啤酒的主發(fā)酵前期不能密封，B錯(cuò)誤；制作果醋的主要微生物是醋酸菌，進(jìn)行有氧呼吸，乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸，C錯(cuò)誤；自由基可來自細(xì)胞中的氧化反應(yīng)，另外，輻射和有害物質(zhì)入侵也會(huì)刺激細(xì)胞產(chǎn)生自由基，通常是指異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F(tuán)，D正確。]6．利用自然發(fā)酵法釀制醬油(圖1)是古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程如圖2所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．米曲霉發(fā)酵過程中定期翻醅，可控制酵母菌和乳酸菌數(shù)量，以避免醬油產(chǎn)生酸味B．在發(fā)酵過程中選取的菌種及生產(chǎn)工藝不同，發(fā)酵所得醬油的品質(zhì)及風(fēng)味無差異C．小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供碳源，酒精、乳酸、食鹽可抑制雜菌生長D．醬油的制作是米曲霉、酵母菌、乳酸菌等代謝類型不同的微生物共同作用的結(jié)果B[米曲霉發(fā)酵過程中定期翻醅，可保證好氧微生物的生長，控制酵母菌和乳酸菌數(shù)量，以避免醬油產(chǎn)生酸味，A正確。選用的菌種及生產(chǎn)工藝不同，導(dǎo)致釀造的醬油的品質(zhì)及風(fēng)味不同，B錯(cuò)誤。小麥中的淀粉屬于多糖，可為米曲霉的生長提供碳源；在發(fā)酵池中酵母菌產(chǎn)生的酒精能抑制雜菌的生長，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸既能使發(fā)酵液呈酸性也能抑制雜菌的生長，同時(shí)食鹽也能抑制雜菌的生長，C正確。米曲霉可產(chǎn)生蛋白酶，分解大豆中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生多種氨基酸，而乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生酸，酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生醇，這些酸和醇相互作用生成酯，賦予醬油獨(dú)特的風(fēng)味，D正確。]7．由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來源豐富、價(jià)格低廉等，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述，正確的是()A．日常生活中食用的醬油的制作以大麥為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸B．啤酒發(fā)酵的過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，其中，酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成，大部分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成C．味精是谷氨酸棒狀桿菌在無氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過一系列處理而獲得的D．由于酶制劑催化效率高、專一性強(qiáng)、作用條件溫和，因此在使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類以及適宜的溫度和pHD[制作醬油的主要原料是大豆，A錯(cuò)誤；酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成，主發(fā)酵結(jié)束后在低溫、密閉環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間進(jìn)行后發(fā)酵，B錯(cuò)誤；味精是谷氨酸棒狀桿菌在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過一系列處理而獲得的，C錯(cuò)誤；酶制劑是從生物體內(nèi)提取出來的具有酶特性的一類化學(xué)物質(zhì)，因此使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類、適宜的溫度和pH，D正確。]8．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。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．米曲霉發(fā)酵過程中，大豆、小麥和麥麩中的蛋白質(zhì)和淀粉均可為米曲霉的生長提供碳源B．米曲霉菌為好氧微生物，因此發(fā)酵過程需給發(fā)酵罐通入空氣并攪拌C．在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌和酵母菌屬于原核生物，因此不含核膜D．發(fā)酵池中發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸與酒精可抑制雜菌污染和繁殖，保證醬油質(zhì)量C[米曲霉發(fā)酵過程中，大豆、小麥和麥麩中均含有蛋白質(zhì)和淀粉，而蛋白質(zhì)和淀粉均可為米曲霉的生長提供碳源，另外蛋白質(zhì)還可提供氮源，A正確；米曲霉的代謝類型是異養(yǎng)需氧型，因此發(fā)酵過程需給發(fā)酵罐通入空氣并攪拌，B正確；在發(fā)酵池中酵母菌產(chǎn)生的酒精能抑制雜菌的生長，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸使發(fā)酵液呈酸性也能抑制雜菌的生長，但酵母菌是真核生物，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)中有核膜，而乳酸菌為原核生物，不含有核膜，C錯(cuò)誤；發(fā)酵池中乳酸發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸和酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精可抑制雜菌污染和繁殖，保證醬油質(zhì)量，同時(shí)添加的食鹽也能起到抑制雜菌的作用，D正確。]9．味精是以糧食等為原料經(jīng)發(fā)酵制成的一種調(diào)味料，發(fā)酵中所用的谷氨酸棒狀桿菌菌種大都從自然界篩選獲得，下圖是以小麥為原料生產(chǎn)味精的工藝流程圖。下列分析正確的是()A．發(fā)酵前將菌種接種到搖瓶培養(yǎng)是為了進(jìn)一步選育和純化菌種B．發(fā)酵前調(diào)整好溫度、pH等條件，發(fā)酵過程中需關(guān)閉發(fā)酵罐通氣閥門，同時(shí)需不斷攪拌C．通過基因工程育種可以對(duì)谷氨酸棒狀桿菌進(jìn)行定向改造，以獲取性狀優(yōu)良的菌種D．發(fā)酵結(jié)束后，可采用過濾、沉淀和純化等方法獲取單一菌體，并將菌體破碎后提取單細(xì)胞蛋白C[發(fā)酵前將菌種接種到搖瓶培養(yǎng)是為了擴(kuò)大培養(yǎng)，獲取更多菌種，A錯(cuò)誤；發(fā)酵過程中需打開發(fā)酵罐通氣閥門，同時(shí)需不斷攪拌，B錯(cuò)誤；基因工程育種可以對(duì)谷氨酸棒狀桿菌進(jìn)行定向改造，獲取性狀優(yōu)良的菌種，C正確；單細(xì)胞蛋白就是微生物菌體，無需將菌體破碎后提取，D錯(cuò)誤。]10．果醋是近些年來所開發(fā)的新型食醋，甘蔗原醋具有調(diào)節(jié)腸胃功能、預(yù)防高血壓及高血脂癥等功效，在我國傳統(tǒng)中醫(yī)書中均有記載，具有很高的藥用和保健價(jià)值?；卮鹣铝袉栴}：(1)制作甘蔗醋時(shí)，先將新鮮甘蔗去皮榨汁后