[高中生物一轮复习讲义   选修1]

第30讲  传统发酵技术的应用

考点一 果酒和果醋的制作

1．制作原理与发酵条件

2．发酵过程及注意事项

(1)实验用具消毒：榨汁机要清洗干净，并晾干。发酵瓶要用温水冲洗，再用体积分数为70%的酒精消毒。

(2)挑选冲洗葡萄：先冲洗，后除去枝梗，不能反复冲洗，防止洗去野生酵母菌。

(3)榨汁：用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中。

(4)果酒发酵：放在 18～25 ℃的温度下发酵，发酵过程要注意适时排气。

(5)取样检测：10～12 d取样检测酒精含量，在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。酵母菌数量镜检。

(6)果醋发酵：加入醋酸菌后温度控制在 30～35 ℃,适时通入氧气（无菌空气）

3．发酵装置的设计

(1)因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。而酵母菌产生酒精是在无氧条件下，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。

(2)由于在发酵过程中都产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。

(3)因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取料。

(4)果酒和果醋的发酵装置及各个部件的作用

4．实验注意事项

(1)葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。

(2)现在工厂生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，采取的措施是直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。

考点二 腐乳制作

1．腐乳制作的原理

2．腐乳的制作流程

3．腐乳制作的关键点分析

(1)豆腐的选取：豆腐含水量以70%为宜，若含水量过高，豆腐块不易成形；若含水量过低，则不利于毛霉的生长。

(2)控制好材料的用量

①盐的用量：制作时，应逐层加盐，近瓶口处盐要铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。盐的用量：豆腐毛坯∶盐＝5∶1，盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。

②酒的用量：卤汤中酒的含量控制在12%左右为宜。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系：酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，会使腐乳成熟时间延长

；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。

(3)防止杂菌的污染

①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。

②装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，离瓶口表面的盐要铺厚一些。

③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。

(4)发酵温度：前期发酵温度应保持在15～18 ℃，如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度过高，菌丝易老化和死亡，影响腐乳的品质。

(5)发酵时间：发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。

考点三 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

1．泡菜的制作

(1)菌种及来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。

(2)制作原理

①发酵实质：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。

②反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)。

(3)制作流程

(4)泡菜制作的注意事项

①材料的选择及用量

a．蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。

b．清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。

②防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。

③氧气需求

a．泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。

b．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，并注意在发酵过程中经常补水。

④控制适宜的温度：以18～20 ℃为宜，温度偏高有害菌活动能力强，温度偏低不利于乳酸发酵。

2．检测亚硝酸盐含量

(1)原理

①亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸→反应物；

反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。

②亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深；浓度越低，颜色越浅。

(2)流程

―→―→→

(3)用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。

3．泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析

1．某同学利用下图1所示装置制作苹果酒和苹果醋，请分析回答有关问题：

(1)可分别利用酵母菌和________菌制作果酒和果醋，这两种微生物的主要区别是后者为________(填“厌氧”、“好氧”或“兼性厌氧”)微生物。

(2)加入苹果汁时，瓶内要留出1/3的空间，目的是__________________________________

________________________________________________________________________。

(3)酵母菌利用苹果汁进行酒精发酵的反应式为__________________________，密封充气口后可用____________________检测是否有酒精生成。

(4)要利用苹果酒继续发酵生产苹果醋，接种发酵所用菌种后，需要将发酵温度改变为________________，并____________________________________________________。

(5)图2中能表示装置内液体发酵过程中pH变化的曲线是________。

[[答案]](1)醋酸　好氧　(2)利于酵母菌进行繁殖，防止发酵旺盛时汁液溢 (3)C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2　(酸性)重铬酸钾　(4)30～35 °C　适时通过充气口充气　(5)②

[解析]　(1)制作果醋所用的微生物是醋酸菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，而醋酸菌是好氧微生物。(2)加入苹果汁时，瓶内要留出1/3的空间，目的是可利于酵母菌进行繁殖，同时防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。(4)制作果酒时所需的条件是厌氧、18～25 °C，而制作果醋时所需的条件是有氧、30～35 °C。(5)初期酵母菌进行酒精发酵时，产生的CO2使溶液pH略微下降，进行果醋发酵时，产生了大量的醋酸，使溶液pH快速下降，所以图2中符合条件的是曲线②。

2．下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：

(1)完成图1中的实验流程。

(2)冲洗的主要目的是________，冲洗应特别注意不能________，以防止菌种的流失。

(3)图2装置中的充气口在________时关闭，在________时连接充气泵，并不断向内泵入空气。

(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是________。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？______。

(5)在用玻璃瓶发酵生产时，必须对玻璃瓶用________进行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不应超过玻璃瓶体积的________。

[答案]：(1)醋酸发酵　(2)洗去浮尘　反复冲洗 (3)果酒发酵　果醋发酵 (4)CO2　避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染) (5)体积分数为70%的酒精溶液　

[解析]：(1)图1方框中的内容是果醋发酵。(2)冲洗的主要目的是洗去浮尘；冲洗应先冲洗后去梗，特别注意不能反复冲洗，以防止菌种的流失。(3)果酒发酵是在无氧环境中进行的，而果醋制作是在有氧环境中进行的，因此图2装置中的充气口在果酒发酵时关闭，在果醋发酵时连接充气泵，并连续不断地向内泵入空气。(4)酵母菌无氧呼吸时，除了产生酒精，还会释放二氧化碳，因此排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌产生的CO2。为了避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接。(5)用玻璃瓶进行酒精发酵生产时，必须对玻璃瓶用体积分数为70%的酒精溶液进行消毒。发酵装置内加入葡萄汁后留约的空间，目的是有利于酵母菌有氧呼吸从而快速繁殖；防止发酵过程中产生的二氧化碳造成发酵液溢出。

3．近年来，纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮，其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作美味食品。请回答：

(1)腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种到豆腐上，这样可以________________。腐乳制作的过程中，加盐的作用是________________和________________。从微生物培养的角度来看，豆腐应该属于________。

(2)在果醋制作时，醋酸菌在______供应和糖源充足时，将糖分解成醋酸；在糖源不充足时，也可以利用________生成醋酸。

(3)制作泡菜的原理是________________。

[答案](1)避免其他杂菌的污染，保证产品的质量　析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬　抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质　培养基　(2)氧气　酒精　(3)乳酸菌在无氧的条件下，将葡萄糖分解成乳酸

[解析](1)为避免其他杂菌的污染，保证产品的质量，腐乳生产要求严格的无菌操作。腐乳制作的过程中加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。微生物在豆腐中生长，豆腐属于微生物的培养基。(2)在果醋制作时，醋酸菌在氧气供应和糖源充足时，将糖分解成醋酸；在糖源不充足时，也可以利用酒精生成醋酸。(3)制作泡菜时要用到乳酸菌，乳酸菌是一种厌氧菌，在无氧的条件下，乳酸菌发酵产生乳酸，使得菜呈现一种特殊的风味，还不改变菜的品质。

4．腐乳是我国民间传统发酵食品，味道鲜美，营养丰富，风味独特，易于消化。请回答下列问题：

(1)在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是________，它与乳酸菌在结构上的主要区别是____________________________。

(2)腐乳含有丰富的氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子物质，与此有关的物质变化有__________________________________；____________________________。参与这些物质变化的酶有____________________________。

(3)腐乳的制作过程中需加盐腌制，那么用盐腌制的目的是_______。要控制盐的用量，因为______________。

(4)在腐乳的制作中，卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量应控制在12%左右的原因是____________。

[答案](1)毛霉　毛霉有成形(以核膜为界限)的细胞核

(2)蛋白质→小分子的肽、氨基酸　脂肪→甘油、脂肪酸　蛋白酶、脂肪酶

(3)抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；析出豆腐的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂　盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味

(4)酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败

[解析](1)在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是毛霉，毛霉为真核生物，乳酸菌为原核生物，毛霉与乳酸菌在结构上的主要区别是毛霉有成形的细胞核。(2)腐乳制作主要是利用了毛霉等真菌，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，它们能将大分子物质水解成小分子物质，从而易于吸收。与此有关的物质变化有蛋白质→小分子的肽、氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸。(3)腐乳的制作过程中用盐腌制的目的是盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加盐还可以析出豆腐的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂。但要控制盐的用量，因为盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。(4)在腐乳的制作中，卤汤中酒的含量应控制在12%左右，若酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；若酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。

5．回答下列有关泡菜制作的问题：

(1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是

________________________________________________________________________。

(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行______________的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的________中。

(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有______________、______________和______________等。

(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸。这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是____________________，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[答案](1)杀灭杂菌　增加乳酸菌数量　(2)无氧呼吸　细胞质　(3)温度　腌制时间　食盐用量　(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少　乳酸菌比杂菌更为耐酸

[解析](1)制作泡菜时需要先形成无菌环境，所用盐水需煮沸，以杀灭盐水中的杂菌。想要缩短制作时间，应该缩短菌株的生长时间，陈泡菜液中含有一定量的乳酸菌，这样菌体数量扩增速度会加快。

(2)乳酸菌为厌氧菌，进行无氧呼吸产生乳酸，该过程只能在细胞质中进行。

(3)温度过高、腌制时间过短、食盐用量不足等，容易造成杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。

(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，氧气浓度逐渐降低，泡菜液逐渐变酸，不适宜杂菌生长，而适宜乳酸菌生长，因此乳酸菌数量增加，其他杂菌数量减少。

6．已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：

(1)请完善下列实验步骤。

①标准管的制备：用______________________和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。

②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的______________，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。

③将每个______________分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅______________的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。

(2)如图表示的是泡菜中____________趋势。

(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是________(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。

[答案](1)①不同浓度的亚硝酸钠标准溶液　②不同泡制天数的泡菜滤液　③样品管　相同(相近)　(2)亚硝酸盐含量的变化　(3)乳酸菌

[解析](1)在亚硝酸盐的含量测定中，用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管；用刻度移液管分别吸取一定量的不同泡制天数的泡菜滤液，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管；将每个样品管分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅相近的标准管，该管中亚硝酸钠的含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。(2)据图可知，该图表示亚硝酸盐的含量随发酵时间的变化曲线。(3)制泡菜时使用的微生物是乳酸菌。

7．泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。根据实验研究，得到相关数据如图。

(1)与酵母菌相比，乳酸菌最主要的结构特点是____________。

(2)制作泡菜的原理是________________________；制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是________________________。

(3)据图分析，第8天后的泡菜更适于食用，理由是____________。可用____________法检测泡菜中亚硝酸盐的含量，因为亚硝酸盐能与某些化学物质发生反应后形成____________色染料。

(4)若要测定泡菜中乳酸菌的数量，可在显微镜下用____________直接计数；泡菜制作过程中pH值呈下降趋势，原因是____________。

[答案](1)没有以核膜为界限的细胞核(或无成型的细胞核)　(2)乳酸菌无氧呼吸产生乳酸　创造无氧环境　(3)亚硝酸盐含量较低　比色　玫瑰红　(4)血细胞计数板(血球计数板)　乳酸积累

[解析](1)乳酸菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，原核细胞与真核细胞相比，最主要的结构特点是原核细胞没有以核膜为界限的细胞核(或无成型的细胞核)。(2)制作泡菜的原理是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸；制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是创造无氧环境。(3)制作泡菜过程中亚硝酸盐含量先升高后降低，过多的亚硝酸盐对人体有害，因此取食泡菜应该选取亚硝酸盐含量低时取食。据图分析，第8天后的泡菜中亚硝酸盐含量较低，更适于食用。可用比色法检测泡菜中亚硝酸盐的含量，因为亚硝酸盐能与某些化学物质发生反应后形成玫瑰红色染料。(4)若要测定泡菜中乳酸菌的数量，可在显微镜下用血细胞计数板(血球计数板)直接计数；泡菜制作过程中pH值呈下降趋势，原因是乳酸积累。