2025届高考 一轮复习 人教版 传统发酵技术的应用和发酵工程 课件(多选版) (1)

这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 传统发酵技术的应用和发酵工程 课件(多选版) (1)，共60页。PPT课件主要包含了适宜的条件，传统发酵技术，天然存在，半固体，有氧或无氧，肽和氨基酸，乳酸杆菌，葡萄皮，异养兼性厌氧型，原核生物等内容，欢迎下载使用。
考点一　传统发酵技术的应用
【精梳·攻教材】一、发酵与传统发酵技术1.发酵含义:是指人们利用微生物,在____________下,将原料通过微生物的______转化为人类所需要的产物的过程。
3.实例:腐乳的制作(1)原理:蛋白质 小分子的____________。脂肪 甘油和脂肪酸。(2)参与的微生物:多种微生物参与了豆腐的发酵,如______________和毛霉等,其中起主要作用的微生物是______。
【名师点睛】发酵的原理(1)发酵不等于无氧呼吸,其包括无氧发酵和有氧发酵。(2)不同微生物的遗传信息不同,导致其细胞内催化反应的酶不同,进而导致代谢途径有差异。而且同一微生物处于不同的环境条件时,代谢途径也会出现差异。
二、泡菜的制作1.菌种的种类和来源:(1)种类:常见的有乳酸链球菌和__________。(2)来源:________________________。2.乳酸菌发酵制作泡菜的原理:在无氧环境下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸,反应式为:_______________________________。
植物体表面天然的乳酸菌
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量
3.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析:
【名师点睛】　泡菜制作注意事项(1)盐的用量不能过高,也不能过低。盐的用量过高,乳酸发酵受抑制,导致泡菜“咸而不酸”。(2)亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,大部分的亚硝酸盐会随身体代谢排出体外,只有少部分在特定条件下,会转变成亚硝胺,可能导致癌症。
三、果酒和果醋的制作1.制作原理及条件:
3.果酒制作发酵装置及各部件的作用:
【名师点睛】菌膜和形成菌膜的微生物(1)变酸的果酒表面的菌膜:醋酸菌。(2)果醋表面的菌膜:醋酸菌。(3)泡菜表面的菌膜:酵母菌。
【辨·清易错】 1.制作果酒的菌种属于真核生物,制作果醋、腐乳、泡菜的菌种属于原核生物。( )分析:制作果酒的菌种是酵母菌,是真核生物,参与果醋制作的微生物是醋酸菌,属于原核生物,参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,是真核生物,参与泡菜制作的微生物是乳酸菌,属于原核生物。2.多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。( )3.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵。( )分析:乳酸菌是厌氧型细菌,利用乳酸菌制作酸奶过程中,要密封发酵。
4.用白萝卜制作泡菜的过程中,添加已经腌制过的泡菜汁可缩短腌制时间。( )5.果酒制成后只需将装置移至温度略高的环境中,就能酿成果醋。( )分析:果酒制成后需将装置移至温度略高的环境中,同时接种醋酸菌并通入无菌空气或氧气才能酿成果醋。6.制作果酒时果汁要装满发酵瓶,以便造成无氧环境有利于发酵。( )分析:制作果酒时果汁装进发酵瓶时需要留有1/3的空间,防止发酵旺盛时发酵液溢出。7.果酒制作过程中要保证严格无菌的条件,以获得合格产品。( )分析:果酒制作过程不需要严格灭菌,因为无氧和酸性的发酵液中,绝大多数微生物的生命活动受限制,而酵母菌可以适应这一环境,成为优势菌种。
【写·练表达】 (选择性必修3 P8拓展应用2)(1)泡菜在发酵10天后食用比较合适,因为_________________________________________________________。(2)做泡菜时加入“陈泡菜水”的目的是__________________________________________________________________。
这时亚硝酸盐含量已经降到较低
水平,乳酸含量较高,风味较好
“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌,
加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2024·保定模拟)“寒霜屡下,园菜渐肥。取而曝之,俟略干,置缸中,腌以盐。旬余,便可取食。若藏之于瓮,泥封其口,虽留至明年,犹可食也。”以上为小古文《腌菜》。下列有关说法正确的是(　　)A.古人多选择在秋冬季节腌菜与乳酸菌的最适温度低有关B.为成功制得腌菜,可将“园菜”和“瓮”用沸水泡烫片刻C.腌菜时“泥封其口”是为了创造无氧环境,减少杂菌污染D.“旬余,便可取食”与发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低有关聚焦考查点:泡菜制作的原理和制作过程中的注意事项。
【解析】选C。古人多选择在秋冬季节腌菜是因为春夏季节温度高,杂菌繁殖速度快,容易导致菜腐烂变质,A 错误;“园菜”不能用沸水泡烫,因为传统发酵过程中制作腌菜所需的乳酸菌主要来自蔬菜表面,B错误;腌菜时“泥封其口”的目的是创造无氧环境,因为无氧且酸度较高的条件可减少杂菌污染,C正确;“旬余,便可取食”,是因为发酵过程中亚硝酸盐含量先升高后降低并于10日左右达到最低点,故需一段时间后方可食用腌菜,D错误。
【破解策略】理解泡菜制作中的注意事项
【精练·提能力】1.(2023·海口模拟)蓝莓果酒和蓝莓果醋中含有大量的花青素、维生素和矿物质,具有提高视力、抗氧化、抗衰老和美容养颜等功能,深受人们的喜爱。下列有关蓝莓果酒和果醋制作的叙述,错误的是(　　)A.制作果酒和果醋利用的主要微生物分别是酵母菌和醋酸菌B.蓝莓果酒发酵液可能使酸性重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄C.将蓝莓果醋的发酵液稀释涂布,可检测醋酸菌的种群数量D.在蓝莓果酒发酵基础上进行果醋制作,需改变温度和通气性
【解析】选B。制作果酒的主要微生物是酵母菌,制作果醋利用的主要微生物是醋酸菌,A正确。蓝莓果酒发酵液可能使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色,B错误。可通过稀释涂布平板法检测微生物种群的数量,C正确。果酒发酵的适宜温度是18～30 ℃,前期需氧,后期不需氧;果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃,需充足氧气,因此若果酒发酵结束后进行果醋发酵,需改变温度和通气性,D正确。
2.(多选)(2024·唐山模拟)如图甲是果酒和果醋发酵的装置图,图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列相关叙述错误的是(　　) A.用图甲所示装置制作果酒时,要加入适量的酵母菌,且一直关紧阀a和阀bB.用图甲所示装置制作果醋时,阀a要关闭C.在无氧条件下能发生图乙中的①②过程D.③④过程都需要氧气的参与,且反应场所相同
【解析】选A、B、D。图甲所示装置中,阀a控制进气,阀b控制排气,制作果酒时应关闭阀a以创造无氧环境,适时打开阀b一段时间以排出产生的CO2,A错误;用图甲所示装置制作果醋时,由于醋酸菌是好氧菌,因此阀a要打开,B错误;图乙中的①过程表示葡萄糖分解形成丙酮酸,②过程表示酵母菌无氧呼吸的第二阶段,都是在无氧条件下进行的,即在无氧条件下能发生图乙中的①②过程,C正确;过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段,该过程需要氧气的参与,过程④表示醋酸发酵,由于醋酸菌是好氧菌,因此该过程也需要氧气的参与,但两者的反应场所不同,过程③发生在线粒体中,过程④发生在细胞质基质中,D错误。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修3 P4 “图1-1”延伸)曹操《短歌行》中有“何以解忧?唯有杜康”的叙述,杜康酒是洛阳市特色名酒,历史悠久,《礼记·月令》记载了酿酒“六必”原则:“乃命大酋,秫稻必齐,曲蘖必时,湛炽必絜,水泉必香,陶器必良,火齐必得,兼用六物,大酋监之,毋有差贷”。请回答下列问题:
(1)“曲蘖必时,湛炽必絜”要求曲蘖供应必须适时,浸曲、浸米、蒸米必须保持清洁,曲蘖指的是________(微生物),湛炽必絜的目的是______________。 【解析】(1)分析题意,本过程主要是果酒的发酵过程,果酒发酵时需要的曲蘖是发酵所需的微生物,指酵母菌;为避免杂菌污染,故要求做到湛炽必絜。
(2)某同学在进行家庭果酒酿造实验时,通常果汁装入发酵瓶需预留1/3的空间,原因是__________________________________________________(答出两点)。 在果酒制作完成的基础上进行乙酸发酵制作果醋时,需要改变的发酵条件是_________________________________(答出两点)。【解析】(2)果汁装入发酵瓶需预留1/3的空间,目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖,耗尽O2后再进行酒精发酵,还可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出;果醋发酵所需的菌种是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧菌,故在果酒制作完成的基础上进行乙酸发酵制作果醋时,需要改变的发酵条件是将温度升至30～35 ℃,并通入无菌空气。
有利于酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖;防止发酵液溢出
将温度升至30～35 ℃;通入无菌空气
(3)某实验室研究了初始酒精浓度对乙酸含量的影响,结果如图所示。据图分析,当以果酒发酵液为基础进行乙酸发酵时,在温度和氧气适宜的条件下,能够提高乙酸产量的合理操作是______________________(答出一点即可)。 
【解析】(3)依据图中数据可知,乙酸发酵的最适初始酒精浓度是 6%,酒精浓度为10%时乙酸含量最低,一般果酒酒精浓度约为10%,若要尽快提高乙酸产量,可采取的措施有适当降低初始酒精浓度,增加氧气供应,适当提高温度等,由于该过程是在温度和氧气适宜的条件下进行的,故需要适当降低初始酒精浓度。
【加固训练】(2024·湖北联考)传统发酵技术是人们在日常生活过程中对微生物的应用。下列相关叙述正确的是(　　)A.果酒应该密封保存,否则醋酸菌可将酒精直接转化为醋(乙)酸而影响口感B.制作泡菜时加入的“老汤”中含有纯度较高的酵母菌可加速发酵进程C.欲将果酒制备成果醋,制备时的温度无须改变但需通入充足的氧气D.制作豆腐乳的过程中,前期需要先促进毛霉的生长后再杀死毛霉
【解析】选D。醋酸菌不会直接将酒精转化为乙酸:当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸,A错误;制泡菜利用的是乳酸菌,B错误;制备果酒和果醋所用微生物不同,最适宜温度也有差异,欲将果酒制备成果醋,制备时需通入充足的氧气且需要调整温度,C错误;制作豆腐乳的过程中,前期需要毛霉大量生长,后期要杀死毛霉,释放相应的蛋白酶和脂肪酶,D正确。
考点二　发酵工程及应用
【精梳·攻教材】一、发酵工程1.含义:利用微生物的__________,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。
【名师点睛】　发酵工程易错警示(1)发酵工程的中心环节是发酵。(2)发酵工程的实质:通过微生物的大量繁殖获得所需产品。(3)微生物农药不同于化学农药,微生物农药防治属于生物防治的范畴。(4)单细胞蛋白指的是微生物菌体,而不是指菌体内某种蛋白质。
二、啤酒的工业化生产1.啤酒的工业化生产概述:(1)啤酒是以大麦为主要原料经________发酵制成的,其发酵过程分为________和后发酵两个阶段。(2)______________、大部分糖的分解和代谢物的生成都在________阶段完成。(3)主发酵结束后,要在____________的环境下储存一段时间进行后发酵。
2.啤酒的工业化生产流程及操作目的:
【名师点睛】　酿酒酵母菌不能直接利用淀粉,所以发酵前要先进行糖化。
【辨·清易错】 1.发酵过程中发酵条件温度的控制主要是通过发酵罐壁散热。( )分析:发酵过程中微生物代谢产热和搅拌产热会使发酵液温度升高,通过发酵罐壁散热不能达到散热效果,主要通过向冷却夹层通入冷却水来散热。2.发酵工程的产物就是微生物的各种代谢产物。( )分析:发酵工程的产物主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。3.在发酵过程中,环境条件不仅会影响微生物的生长和繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。( )4.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关。( )5.分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白,可采用过滤、沉淀等方法。( )
【写·练表达】 1.(选择性必修3 P28拓展应用1)青霉素发酵是高耗氧过程,如何能够在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢?(提示:血红蛋白具有携带O2的能力)__________________________________________________________________________________。2.(选择性必修3 P23“图1-9”分析)某生产谷氨酸的发酵装置,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,但在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,由此可知环境条件________________________________________________________。
可以用基因工程的方法,将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧
不仅影响微生物的生长繁殖,而且也会影响微生物代谢物的形成
【精练·提能力】1.(2023·盐城模拟)下列有关发酵工程的叙述,错误的是(　　)A.发酵生产是发酵工程的中心环节B.发酵液中氧含量可通过通气量和搅拌速度来调节C.为提升发酵进程和产品质量,所用菌种必须来源于诱变育种D.微生物生长曲线的对数期菌体在生产上常作为“种子”
【解析】选C。发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,A正确;发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量和搅拌速度等条件,发酵液中氧含量可通过通气量和搅拌速度来调节,B正确;用于发酵的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,C错误;微生物生长分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期,其中对数期的微生物菌体代谢旺盛,遗传特性稳定,常作为“种子”,是科学研究理想的实验材料,D正确。
2.(多选)(2023·保定六校联考)下图为啤酒生产过程的简要流程,其中糖化的目的是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子物质。下列叙述错误的是(　　)A.过程①大麦发芽后可以通过焙烤杀死种子的胚但不使淀粉酶失活B.过程②破碎有利于淀粉与α-淀粉酶充分接触,缩短糖化的时间C.过程③的主发酵阶段要始终保持厌氧环境,以便生成酒精D.发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期更应缩短排气时间间隔
【解析】选C、D。利用大麦发芽产生的淀粉酶进行发酵,焙烤的目的是利用加热杀死种子的胚,并不是让酶失去活性,为后续的糖化过程做准备,A正确;据题意“糖化的目的是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子物质”,故过程②破碎有利于淀粉与α-淀粉酶的充分接触,缩短糖化过程所用的时间,B正确;为了提高菌种数量、缩短发酵时间,过程③的主发酵初期应提供氧气,酵母菌在有氧条件下能快速繁殖,C错误;发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期由于糖类物质不充足,产生的气体变少,可以适当延长排气时间间隔,D错误。
提升·关键能力——分析比较传统发酵技术与现代工业发酵技术在很多方面存在差异,总结如下:
【加固训练】1.(2023·泰安模拟)下列对发酵工程的叙述,正确的是(　　)A.在谷氨酸的发酵生产中,发酵液的pH应控制为酸性B.不能从自然界中筛选用于发酵工程的性状优良的菌种C.利用发酵工程生产的井冈霉素可作为微生物农药用于生物防治D.啤酒发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成
【解析】选C。在谷氨酸的发酵生产中,在中性和弱碱性条件下,会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,A错误;用于发酵工程的性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,B错误;利用发酵工程生产的微生物农药可用于生物防治,如一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病,C正确;啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,D错误。
2.黄酒是世界上最古老的酒类之一,传统淋饭法生产绍兴黄酒的工艺如图所示。加酒药的10～12 h为前发酵,随后进行6 d左右的主发酵,然后将醪液分装到坛中进行30 d左右的后发酵。下列叙述错误的是(　　)A.酒药中只含有酵母菌一种微生物B.前发酵过程中缸内含氧量降低而酵母菌数量增加C.主发酵阶段开耙降低温度可以防止温度过高影响发酵D.通过煎酒杀死微生物并破坏残存酶的活力可提高黄酒的稳定性
【解析】选A。酒药的制作是传统发酵,菌种是混合菌种,不是单一菌种,A错误;前发酵过程中酵母菌主要进行有氧呼吸,缸内含氧量降低,而酵母菌的数量增加,B正确;微生物的发酵需要一定的温度,故主发酵阶段开耙降低温度可以防止温度过高影响发酵,C正确;通过煎酒杀死微生物,可防止杂菌污染,故通过煎酒杀死微生物并破坏残存酶的活力可提高黄酒的稳定性,延长保质期,D正确。
【感悟高考】1.(2021·山东等级考)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是(　　)A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
【解析】选D。酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖,在无氧条件下发酵产生酒精,无氧条件下酵母菌能进行无氧呼吸存活,但不能大量繁殖,A正确;自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌,B正确;葡萄皮中的色素进入发酵液使葡萄酒呈现颜色,C正确;制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量减少,D错误。
2.(2022·江苏选择考改编)在制作发酵食品的实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的有(　　)A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋D.果酒发酵时温度宜控制在18～25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30～35 ℃
【解析】选B。乳酸菌属于厌氧菌,开盖放气会影响乳酸菌发酵,因此不能开盖放气,A错误;制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,同时为了防止发酵过程中发酵液溢出,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保证乳酸菌进行无氧呼吸,B正确;醋酸菌为好氧菌,且发酵温度高于果酒的发酵温度,因此制作好葡萄酒后,除通入无菌空气,还需要适当提高发酵装置的温度,C错误;果酒发酵时温度宜控制在18～25 ℃,果醋发酵时温度宜控制在30～35 ℃,泡菜的制作温度低于30～35 ℃,D错误。
3.(2022·湖北选择考)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.该生产过程中,一定有气体生成B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
【解析】选A。据图可知,该生产过程中有酿酒酵母的参与,酵母菌细胞呼吸会产生二氧化碳,故该生产过程中,一定有气体生成,A正确;糖类是主要的能源物质,微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水,B错误;分析图示可知,该技术中有连续搅拌反应器的过程,该操作可以增加微生物与营养物质的接触面积,此外也可增大溶解氧含量,据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发酵技术生产蛋白质,C错误;沼气生产利用的是厌氧微生物,连续搅拌反应器使厌氧微生物被抑制,因此沼气池废料无须灭菌,D错误。
【预测高考】锁定新情境:古代发酵工艺　　《齐民要术》是中国历史上一本重要的农产品加工方面的重要文献,书中众多关于发酵技艺的记载。记载①:“造神麹黍米酒方:细剉麹,燥曝之。麹一斗,水九斗,米三石。须多作者,率以此加之。”意思是造神曲黍米酒方:把曲剁细,晒干。一斗曲,水九斗,米三石。须多作酒,按照这个比例增加用量。
记载②:“粟米饭两石,掸令冷如人体,投之(米酒醅),杷搅,绵幕瓮口。每日再度搅之。”意思是将煮好的粟米饭摊开降至人体温度,与米酒醅混合,搅拌均匀,用棉纱布盖住罐口,每天重复搅拌几次。注:这是古时酿醋的方法之一。记载③:“作盐水,令极咸,于盐水中洗菜,即内瓮中……其洗菜盐水,澄取清者,泻着瓮中,令没菜把即止”,意思是制作极咸的盐水,用盐水洗过的菜放入菜坛中……再把洗过菜的澄清盐水倒入菜坛中,直至淹没菜为止。
基于核心素养的新考向:1.(抽象与概括)记载①中涉及的主要微生物的代谢类型是________________;该微生物发酵产酒的原理为(用反应方程式表示) _____________________________________。 【解析】1.记载①②③中描述的分别是米酒、米醋和泡菜制作,涉及的主要微生物分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌,代谢类型分别是异养兼性厌氧型;异养需氧型;异养厌氧型。酵母菌通过无氧呼吸将葡萄糖转化为酒精的方程式为:C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
2.(比较与分类)记载②中的“粟米饭两石,掸令冷如人体”“绵幕瓮口”“每日再度搅之”的目的分别是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【解析】2.温度会影响酶的活性,影响微生物的发酵,“粟米饭两石,掸令冷如人体”避免了高温影响发酵微生物的活性;醋酸菌是好氧细菌,“绵幕瓮口”是为了更好地让发酵微生物进行有氧呼吸及防止空气中的灰尘或其他物质进入。“每日再度搅之”可以提供氧气,又可使营养物质与发酵微生物充分混合,让底层发酵更充分以增加发酵产物量。
避免了高温影响发酵微生物的活性　为了更好地让发酵微生
物进行有氧呼吸及防止空气中的灰尘或其他物质进入　可以提供氧气(或使营
养物质与发酵微生物充分混合,或让底层发酵更充分以增加发酵产物量)