2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课堂互动探究案2传统发酵技术应用 学案

课堂互动探究案2 传统发酵技术应用
考点突破　素养达成

　果酒和果醋的制作(国考5年2考)
(全国卷：2017全国卷Ⅱ；2016全国卷Ⅱ；地方卷：2018北京、海南卷；
2017江苏卷；2016天津卷；2015江苏卷；2014江苏卷)
【师说考问】
考问1　制作原理与发酵条件

果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2
氧气、糖源充足时：C6H12O6＋2O2
2CH3COOH＋2CO2＋2H2O；缺少糖源、氧气充足时：C2H5OH＋O2
CH3COOH＋H2O
温度
一般酒精发酵18～25 ℃，繁殖最适为20 ℃左右
最适为30～35 ℃
气体
前期：需氧，后期：无氧
需要充足的氧气
时间
10～12天
7～8天
考问2　制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
　　　　　　　　　　　　 ↓　　　　↓
　　　　　　　　　　　　 果酒　 　果醋
考问3　葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。
考问4　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。

特别提醒
果酒、果醋制作的注意事项
(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去葡萄表面野生型酵母菌。
(2)防止发酵液被污染的方法
①榨汁机要清洗干净并晾干。
②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。

【题组跟进】
高考题组——研考向
　发酵装置的考查
1．[2018·江苏卷，16]某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是(　　)

A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
解析：根据以上分析已知，果酒发酵的适宜温度为18 ℃～25 ℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此分解过程中不需要通入空气，B错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
答案：B
2．[2017·江苏卷，25](多选)下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
解析：酵母菌是兼性厌氧菌，可进行有氧呼吸和无氧呼吸，通入氧气后，酵母菌进行有氧呼吸，通入其他气体，酵母菌进行无氧呼吸，故改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响，A正确；果酒发酵中期通入氮气，装置中氧气减少，使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸，B正确；温度影响酶的活性，则果醋的发酵周期与实验设定的温度有密切关系，C正确；气体入口管通入液面以下，气体出口管在液面以上，故两者不能交换使用，D错误。
答案：ABC

题后反思
装置图解读
(1)各部位的作用

①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管：防止空气中微生物的污染。
③出料口：是用来取样的。
(2)该装置的使用方法
使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。


3．[2014·江苏卷，24](多选)某同学设计了如图所示的发酵装置，下列有关叙述，正确的是(　　)
A．该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵
B．该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C．去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D．去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似
解析：A项，该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入，能用于果酒发酵；B项，果酒发酵产生的CO2可溶解在弯管的水中，CO2量多时可进一步通过水排出；C项，醋酸菌是好氧菌，因没有将无菌空气通入发酵液中，故去除弯管中的水后也不能满足底层发酵液中醋酸菌有氧呼吸的需求；D项，去除弯管中的水后，该装置的弯管部分既能排出CO2，也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似。
答案：ABD
　 果醋制作的综合考查
4．[2016·全国卷Ⅱ，39]苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的__________中进行，其产物乙醇与__________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的__________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度__________。
(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在__________条件下才能完成。
(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度__________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。
(4)醋酸杆菌属于______核生物，其细胞结构中______(填“含有”或“不含有”)线粒体。
解析：(1)图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成灰绿色。过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，有氧条件下酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25 ℃，第二阶段即果醋的制作所控制的温度范围是30～35 ℃，所以第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。
答案：(1)细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快
(2)有氧
(3)低于
(4)原　不含有
[师说技巧]
果酒和果醋制作成功的关键点
项目
说明
材料的选
择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染
防止发酵
液被污染
①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；
②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；
③发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管
发酵条件
的控制
①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约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，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出；
②严格控制温度：18～25 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵；
③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气
5.[2016·天津卷，10]天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。

(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶____________________。
(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高__________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。
(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下：

①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如下图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是__________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是______________。

②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中__________________________________________________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化，加剧了不同种类乳酸菌的__________，淘汰了部分乳酸菌种类。
解析：(1)酶的活性受温度影响，最适温度下，酶的活性最高。(2)通气会促进酵母菌有氧呼吸，促进酵母菌群的繁殖，有利于获得更多酒精产物。(3)①据图，B层醋酸杆菌为S型曲线增长，变化趋势为先快速增长后保持稳定。影响B层的主要环境因素为氧气，pH和营养条件。②乳酸菌为厌氧菌，应该是下层醋酸有利于其繁殖，如前两发酵缸的B层，后两发酵缸中的A层。③不同种类乳酸菌之间为竞争关系。
答案：(1)在最适温度条件下催化能力最强
(2)酵母菌
(3)①先快速增长后趋于稳定　氧气、营养物质、pH　②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)　③种间竞争(或竞争)
　发酵技术的应用
6．[2017·全国卷Ⅱ，37]豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________、____________。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________________。
(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是__________________________________________________。
(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为________________________，脂肪转变为________________________。
解析：(1)该实验的自变量是菌种、发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
答案：(1)菌种　发酵时间
(2)好氧菌
(3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间
(4)氨基酸和肽　脂肪酸和甘油
7．[2018·海南卷，30]葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的。酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。

回答下列问题：
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①、②、③依次表示________、________、________含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)生物。
解析：(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)分析题意可知，图中曲线①、②、③依次表示乙A中的氧气、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于兼性厌氧生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于异养生物。
答案：(1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染
(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出
(3)乙A中的氧气　乙B中的酒精　乙A中的酒精
(4)兼性厌氧　异养
模拟题组——预趋势
　果酒、果醋制作原理的理解
1．[经典模拟]如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是(　　)

A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B．过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中
C．过程③和④都需要氧气的参与
D．过程①～④所需的最适温度基本相同
解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B两项均错；③过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，④过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此④过程也需要氧气参与，C项正确；制作果酒时，最适温度为18～25 ℃，而制作果醋时最适温度为30～35 ℃，D项错误。
答案：C
2．[经典模拟]果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是(　　)
A．果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B．制作果醋的温度要比制作果酒的温度高些
C．传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D．葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满
解析：果酒的制作离不开酵母菌，果醋的制作由醋酸菌完成。传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。
答案：B
　果酒、果醋制作的过程和条件分析
3．[经典模拟]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。

下列相关叙述中，错误的是(　　)
A．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵
B．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败
C．图2中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染
D．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开
解析：图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒，以及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A项错误；个人用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉野生型酵母菌，B项正确；图2中的排气口弯曲可避免被空气中的杂菌污染，C项正确；由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于需氧菌，所以要始终将充气口打开，D项正确。
答案：A
4．[2019·广西钦州质量检测]回答下列有关生物技术方面的问题：
(1)在果酒的制备过程中，若发现榨取得果汁非常浑浊，解决的方法是用________酶处理。
(2)腐乳一直备受人们的喜爱，制作过程中发挥作用的微生物主要是毛霉，其代谢类型是__________________。各地腐乳风味迥异，在原料和菌种相同时，可通过________________制作出不同风味的腐乳。
(3)俗话说“心急吃不了热豆腐”，泡菜也不能急着吃，从防癌的角度考虑，应等到__________________时食用。
(4)在提取胡萝卜素时，时常用的萃取剂具有________________________________________________________________________
等特点。在鉴定胡萝卜素粗品时，常用________法，如果标准样品只有一种色素带，而提取样品形成了多种色素带，其原因可能是________________________。
解析：(1)在果酒的制备过程中，引起榨取果汁浑浊的主要成分是细胞壁中的果胶，所以解决的方法是用果胶酶处理。(2)毛霉的代谢类型为异养需养型；各地腐乳风味迥异，在原料和菌种相同时，可通过控制发酵的条件制作出不同风味的腐乳。(3)从防癌的角度考虑，泡菜应等到亚硝酸盐含量(稳定且)较低时食用。 (4)根据胡萝卜素的性质，在提取胡萝卜素时，选用的萃取剂应具有沸点高且不与水混溶等特点。在鉴定胡萝卜素粗品时，常用纸层析法。由于提取样品中含多种胡萝卜素，所以提取样品形成了多种色素带。
答案：(1)果胶
(2)异养需氧型　控制发酵条件
(3)亚硝酸盐含量较低
(4)沸点高且不与水混溶　纸层析　提取样品中含多种胡萝卜素
　腐乳和泡菜的制作(国考5年2考)
(全国卷：2016全国卷Ⅲ；2013全国卷Ⅰ；地方卷：2017江苏卷；
2016江苏卷；2015广东、江苏卷；2014广东、海南、江苏卷)
【师说考问】
考问1　腐乳的制作
(1)腐乳的制作原理
①菌种：腐乳的发酵中起主要作用的是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。
②菌种作用：毛霉等微生物能产生蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶能将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸；脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(2)腐乳的制作流程
让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
(3)影响腐乳品质的条件
①盐：析出豆腐中的水，抑制微生物的生长。
②酒：卤汤中酒的含量控制在12%左右。酒可以抑制微生物的生长，同时使腐乳具有独特的香味。
③香辛料：既可调制腐乳的风味，又具有防腐杀菌的作用。
④其他：含水量、发酵温度、发酵时间等。
考问2　制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量
(1)泡菜的制作原理
①菌种：泡菜的制作离不开乳酸菌，在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。
②腌制条件：控制腌制的时间、温度和食盐的用量，防止杂菌污染，严格密封。
(2)泡菜的制作流程

(3)测定亚硝酸盐含量的原理和操作流程
①亚硝酸盐与人体健康的关系
a．当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。
b．在一定条件下可转化为致癌物——亚硝胺。
②亚硝酸盐含量的测定
a．原理：NO＋对氨基苯磺酸→反应物；反应物＋N­1­萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
b．操作流程：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。
考问3　制作过程的比较


考问4　制作过程的注意事项
(1)制作果酒使用的葡萄先冲洗，然后再除去枝梗的原因
避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
(2)制作果酒使用的葡萄不能反复冲洗的原因
避免使酵母菌数量减少，发酵周期延长，产生的果酒中酒精含量下降。
(3)制作腐乳时，所需豆腐的含水量以70%为宜的原因
毛霉是异养需氧型生物，若豆腐含水量过高，影响毛霉的有氧呼吸，含水量过少，不利于毛霉的生长。
(4)配制制作腐乳所需的卤汤要加适量的酒(含量为12%左右)的原因
目的是抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味，酒精过少达不到目的，若过多则会抑制酶的活性，影响腐乳的成熟，同时影响腐乳的风味。
(5)影响腐乳品质的因素：盐和酒的含量、香辛料、温度等。
(6)泡菜制作时选用新鲜的蔬菜的原因：若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
(7)在实际生产中，控制泡菜腌制的无氧条件应向泡菜坛的凹槽中注满水。
【题组跟进】
高考题组——研考向
　腐乳制作过程的考查
1．[2017·江苏卷，10]下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是(　　)
A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
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质主要由细菌产生
解析：温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵，控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵，A错误；香辛料和料酒都能抑制微生物的生长，具有防腐作用，B正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物，C错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的，毛霉属于真菌，D错误。
答案：B
2．[2016·江苏卷，7]下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是(　　)
A．加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长
B．加料酒主要是为了灭菌，避免腐乳变质
C．发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D．实验室制作的腐乳不宜直接食用
解析：加盐主要是为了抑制微生物生长，防止豆腐腐败变质，A错误；加料酒主要为了使腐乳具有独特的香味，B错误；发酵过程中起主要作用的是毛霉，C错误；实验室制作的腐乳可能灭菌不彻底，不宜直接食用，D正确。
答案：D
3．[2015·江苏卷，17]关于“腐乳的制作”实验，下列叙述错误的是(　　)
A．将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长
B．腐乳坯若被细菌污染，则腐乳坯表面会出现黏性物
C．勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长
D．装坛阶段加入料酒，可有效防止杂菌污染
解析：霉菌的最适生长温度一般在15～18 ℃，温度升高，影响毛霉生长，A项正确；腐乳坯若被细菌污染，表面会出现黏性物，B项正确；向腐乳坯表面喷水，影响毛霉的有氧呼吸不利于毛霉菌丝的生长，C项错误；加入料酒，能防止杂菌污染，D项正确。
答案：C
　泡菜制作过程及亚硝酸盐含量的测定
4．[2016·全国卷Ⅲ，39]某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：
(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用______________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是____________________。
(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________________和________________。分离纯化时应挑选出____________的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的__________________(填“蒸馏水”、“甘油”或“碳酸钙”)。
解析：(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。若直接培养，由于泡菜滤液中菌的浓度高，则很难分离得到单菌落。(2)由题意可知，分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。由此可推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和鉴别能产生乳酸的乳酸菌；根据产酸菌在含CaCO3的培养基上产生透明圈的原理，分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌，然后用平板划线法进一步分离纯化。(3)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。即将1 mL培养的菌种转移到已灭菌的盛有1 mL甘油的甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20 ℃的冷冻箱中保存。所以乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中需要加入一定量的甘油。
答案：(1)无菌水　泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落
(2)鉴别乳酸菌　中和产生的乳酸(或酸)　具有透明圈
(3)甘油
5．[2013·全国卷Ⅰ，39]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________________________________。
解析：本题主要考查运用发酵技术加工食品的基本方法，意在考查考生对所学知识的理解及实际应用能力。(1)细菌分布广泛，制作泡菜时，需要利用乳酸菌进行发酵。为防止杂菌污染，所用盐水需要煮沸；加入陈泡菜液，可以增加乳酸菌数量，加速乳酸产生。(2)乳酸菌为原核生物，可进行无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸，其无氧呼吸的过程发生在乳酸菌的细胞质基质中。(3)在泡菜制作过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量等。(4)由于乳酸菌比杂菌更为耐酸，所以在酸性环境中，乳酸菌能够正常地增殖，而其他杂菌繁殖将受到抑制，所以在此过程中，乳酸菌数量增多，杂菌数量减少。
答案：(1)杀灭杂菌　增加乳酸菌数量
(2)无氧呼吸　细胞质基质
(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
6．[2015·广东卷，29]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。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图：

(1)制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是______________________________，乳酸菌发酵第一阶段的产物有________________________________________________________________________。
(2)据上图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者____________________；pH呈下降趋势，原因是____________________。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%～10%)，探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。
解析：(1)泡菜制作原理为乳酸菌在无氧条件下发酵产生乳酸，因此在制作过程中需提供无氧环境。
(2)据图可知，第3天亚硝酸盐含量最高，第8天亚硝酸盐含量较低，而亚硝酸盐对人体健康存在危害，因此亚硝酸盐含量低的泡菜适于食用。乳酸发酵产生乳酸，随着发酵的进行，乳酸量越来越多，故pH逐渐下降。
(3)该实验目的是比较食盐浓度在4%～10%内普通乳酸菌与“优选”乳酸菌发酵效果的优劣并确定其发酵适宜条件，因此该实验的自变量为盐的浓度，因变量为亚硝酸盐含量，而题干信息“优选”乳酸菌亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍，因此推测“优选”菌组发酵过程中亚硝酸盐含量低于普通菌组。
答案：(1)防止氧气进入坛内，影响乳酸菌发酵(为乳酸菌发酵提供无氧环境)　丙酮酸、还原氢(少量能量)
(2)亚硝酸盐含量低　乳酸菌发酵，产生的乳酸含量逐渐增加，使pH降低
(3)实验结果记录表：


实验结论预测：“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量低于普通乳酸菌组。
[技法提炼]
发酵技术中常用菌种的比较


酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物学分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼
性厌氧型
异养需
氧型
异养需
氧型
异养厌
氧型
发酵条件
前期需氧，
后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适
宜温度
18～25 ℃
30～35 ℃
15～18 ℃
室温
生产应用
酿酒、发面
酿醋
制作腐乳
制作酸奶、
泡菜
7.[2014·海南卷]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)下图表示的是泡菜中____________________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”)。
解析：(1)在亚硝酸盐的含量测定中，用不同浓度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。
答案：(1)①不同浓度亚硝酸钠标准溶液　②不同泡制天数的泡菜滤液　③样品管　最相近
(2)亚硝酸盐含量随泡制时间的变化
(3)乳酸菌
模拟题组——预趋势
　腐乳的制作原理和过程分析
1．[经典模拟]腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。下面是腐乳制作的实验流程示意图：
⇒⇒⇒
下列相关叙述中，错误的是(　　)
A．图中的毛霉来自空气中的毛霉孢子
B．加入盐和卤汤的顺序不能颠倒
C．如果密封不严，则在腌制过程中会感染杂菌而导致腐败变质
D．在高温环境中腐乳制作的时间可大大缩短
解析：制作腐乳的最适温度是15～18 ℃。
答案：D
2．[2019·甘肃省兰州一中高三试题]家庭制作腐乳并无严格的灭菌环节，但也能制作出品质优良的腐乳。下列叙述不正确的是(　　)
A．粽叶上有大量毛霉菌繁殖体，使毛霉菌在短期内成为优势菌
B．由于营养物质的消耗和代谢产物的积累，毛霉菌之间的斗争变得激烈
C．发酵过程中要经常揭开覆盖物散热
D．装瓶密封后能继续进行发酵
解析：在空气中有大量的毛霉，成熟孢子可以在粽叶上萌发菌丝，在高温高湿条件下繁殖迅速，短时间内会成为优势菌种，A正确；随着营养物质的消耗和代谢产物的积累，毛霉菌之间因为资源有限斗争激烈，B正确；发酵过程中为了避免外界微生物的污染不能经常揭开覆盖物，C错误；装瓶密封后能继续发酵，后期发酵利用的是被杀死后的毛霉裂解释放出来的各种分解酶的作用，D正确。
答案：C
　泡菜的制作原理和过程分析
3．[经典模拟]如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，下列说法错误的是(　　)

A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低
B．发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化
C．发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，及时检测以把握取食泡菜的最佳时机
D．测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法
解析：好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要利用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜或其他原料。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化，所以应及时检测亚硝酸盐的含量，而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。
答案：D
4．[2019·河南省焦作市月考]下列关于制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的实验操作的叙述，不正确的是(　　)
A．泡菜制作需要配制盐水，其中水与盐的质量比为4:1
B．发酵过程中，在泡菜坛盖边沿的水槽中一次性注满水即可
C．制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是除去杂质，得到澄清溶液
D．在泡菜的腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量
解析：制作泡菜，需要按照清水与盐的质量比为4:1的比例配制盐水，A项正确；发酵过程中，要注意经常向泡菜坛盖边沿的水槽中补水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，B项错误；测定亚硝酸盐含量，制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是吸附色素等杂质，使泡菜液变澄清，C项正确；在泡菜的腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量，温度过高，食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，D项正确。
答案：B
5．[2019·四川绵阳南山中学高三试题]你对泡萝卜酸黄瓜和酸豆角一定不陌生吧？一碟酸甜香脆的泡菜，能令人胃口大开。请根据所学知识回答下列问题。
(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，原因是新鲜蔬菜中________________________。
(2)制作泡菜所利用的菌种是______________，与酿造果酒所需菌种相比较，该菌种在细胞结构上的主要特点是________________。
(3)配制的盐水需煮沸，其作用是__________和______________。
(4)测定亚硝酸盐含量的原理是亚硝酸盐与________________发生重氮化反应后，与N­1­萘基乙二胺盐酸盐结合形成__________色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(5)提取亚硝酸盐的过程中使用的氢氧化铝乳液的作用是____________。
解析：(1)制作泡菜应选用新鲜的蔬菜，因为新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低。(2)制作泡菜利用的是乳酸菌而酿果酒利用的是酵母菌，乳酸菌是原核生物，酵母菌是真核生物，所以最大区别是乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核。(3)盐水需要煮沸是为了杀死盐水中的微生物，并且去除盐水中的氧气，因为乳酸菌是厌氧呼吸生物。(4)测定亚硝酸盐的原理是亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N­1­萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。然后将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(5)提取亚硝酸盐的过程中使用的氢氧化铝乳液的作用是除去杂质。
答案：(1)亚硝酸盐的含量低　(2)乳酸菌　没有以核膜为界限的细胞核(没有成形的细胞核)　(3)杀死盐水中的微生物　去除盐水中的氧气　(4)对氨基苯磺酸　玫瑰红　(5)除去杂质
课堂总结　网络建构

[网络建构]

[答题必备]
1．果酒制作需要的微生物是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物，通过有氧呼吸可以大量增殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。
2．果醋制作需要的微生物是醋酸菌，它是一种好氧菌，所以果醋制作需要一直通入氧气。
3．果酒和果醋制作需要的温度分别是18～25 ℃和30～35 ℃。
4．腐乳的制作需要多种微生物参与，但主要是毛霉的作用。通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用，将一些大分子物质水解成小分子物质。
5．腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。
6．泡菜制作需要的微生物是乳酸菌，在泡菜的发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少。
7．通过比色法可以检测泡菜中亚硝酸盐的含量，以掌握取食的时间。