高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第10单元 第1课时　传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用

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课标要求 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。
考点一 传统发酵技术的应用
一、发酵与传统发酵技术
1．发酵的概念
发酵是人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2．传统发酵技术
二、传统发酵食品的制作
1．腐乳制作
(1)原理：蛋白质eq \(―――→,\s\up7(蛋白酶))小分子的肽和氨基酸。脂肪eq \(―――→,\s\up7(脂肪酶))甘油和脂肪酸。
(2)腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。
2．泡菜的制作
(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。
(2)制作泡菜的方法步骤
(3)泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
深度思考
①在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施是什么？
提示 a．选择的泡菜坛要密封性好。b.加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。c.盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
②为什么泡菜坛只能装八成满？
提示 在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
③盐水要煮沸后冷却使用的目的是什么？
提示 煮沸的目的是除去水中的氧气，杀灭盐水中的其他杂菌。冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。
④用盐过多时，制作的泡菜会“咸而不酸”，原因是什么？
提示 盐过多，抑制了乳酸菌发酵。
3．果酒和果醋的制作
(1)原理和条件
(2)方法步骤
源于选择性必修3 P8“练习与应用·拓展应用3”：
果酒和果醋改进装置及其分析
装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。
深度思考
(1)制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～30 ℃？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35 ℃？
提示 温度是影响酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃。
(2)在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
提示 制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
(3)在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要严格的消毒过程也能完成发酵，原因是什么？
提示 在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(4)醋酸菌醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。
提示 醋酸菌是一种好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
考向一 果酒和果醋制作的过程
1．在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒，下列说法正确的是( )
A．葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解
B．制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖
C．制作过程中酵母菌始终处于碱性环境
D．酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动
答案 B
2．《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。下列有关叙述错误的是( )
A．该方法的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇最终转化为乙酸
B．加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌
C．“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的
D．挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧
答案 C
解析 “衣”位于变酸的酒表面，是由醋酸菌大量繁殖形成的，C项错误。
考向二 泡菜的制作
3．利用卷心菜发酵制作泡菜的过程中，乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．酵母菌和乳酸菌均有由核膜包被的细胞核
B．发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C．前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D．发酵中期酵母菌通过无氧呼吸为细胞增殖提供能量
答案 A
考点二 发酵工程及其应用
1．发酵工程基本环节
2．啤酒的工业化生产流程
(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
3．发酵工程的特点
4．发酵工程的应用
(1)在食品工业上的应用
①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的食品添加剂。
③生产酶制剂。
(2)在医药工业上的应用
①获得具有某种药物生产能力的微生物。
②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
③利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。
(3)在农牧业上的应用：生产微生物肥料、农药和饲料。
(4)其他方面的应用
①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
源于选择性必修3 P27“异想天开”：单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。其不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。
延伸应用
(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。)
提示 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的吸收和利用率。
(2)在青霉素发酵过程中，总有头孢霉素产生。人们通过对青霉素生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两个产物。如何改造青霉素生产菌使其只生产青霉素，或者只生产头孢霉素呢？
提示 可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。
(3)引起全球新冠肺炎大流行的元凶是新冠病毒，利用发酵工程相关知识，如何大量生产新冠病毒疫苗？
提示 可将新冠病毒的抗原基因转入某种微生物体内，再通过发酵工程大量生产新冠病毒疫苗。
考向 发酵工程及其应用
4．啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是( )
A．在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境
B．用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α-淀粉酶合成
C．在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种
D．包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
答案 A
解析 酵母菌是兼性厌氧微生物，在整个发酵过程中，要先通气使酵母菌大量繁殖，然后保持严格的无菌、厌氧环境，使其无氧呼吸进行发酵，A项错误。
5．(2022·天津静海区期中)如图所示为发酵工程生产产品的流程图，据图回答：
(1)若能生产人生长激素的工程菌是通过①培育的，①应该是________________；若高产青霉素菌种是通过②培育的，②应该是_______________________________________________。
(2)根据培养基的用途，可以将它们分为_____________________________________________
培养基和________培养基。各种培养基的具体配方不同，但一般都含有__________________
等营养成分。培养基在使用之前要用________________进行灭菌。
(3)整个过程的中心环节是________________，在该时期要随时取样检测培养基中的____________________等。同时，要严格控制__________________等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物________的形成。
(4)在发酵过程中要不断搅拌的目的是：①________________________；②______________。
(5)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体本身，常常采用____________等方法分离、提纯；如果发酵产品是微生物的代谢物，还要根据____________采取适当的方法分离、提纯。
答案 (1)基因工程 诱变育种 (2)选择 鉴别 碳源、氮源、水、无机盐 高压蒸汽灭菌法(湿热灭菌法) (3)发酵过程 微生物数量、产物浓度 溶氧量、pH和温度 代谢物 (4)①增加溶氧量 ②使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率 (5)过滤、沉淀 产物的性质
重温高考 真题演练
1．(2021·山东，12)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
答案 D
解析 酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖，无氧条件下，发酵产生酒精，故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；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，酵母菌以糖作为营养物质和能量来源生长繁殖，故发酵液中糖含量减少，D错误。
2．(2020·江苏，18)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是( )
A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁
B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁
C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵
答案 B
解析 制作果酒时，应选择新鲜的葡萄略加冲洗后再去除枝梗榨汁，避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会，A项正确；制作果酒过程中会产生二氧化碳气体，因此，玻璃瓶用酒精消毒后装入葡萄汁时不能装满，应该留有1/3的空间，B项错误；酒精发酵过程中会产生二氧化碳气体，要适时拧松瓶盖放气，C项正确；酒精发酵后再进行醋酸发酵，醋酸发酵需要有氧环境，所以要去除瓶盖，盖一层纱布是为了防止空气中灰尘等的污染，D项正确。
3．(2020·山东，12)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是( )
A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米” 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
答案 C
解析 酒曲中含有大量的微生物，“浸曲发”的过程中，水分充足，酒曲中的微生物在适宜的条件下代谢会加快，A项正确；形成“鱼眼汤”的原因是酒曲中的微生物进行呼吸作用产生了大量的CO2，向外释放时形成了气泡，B项正确；“净淘米”主要是将米清洗干净，“蒸熟”才是酿酒时为消除杂菌采取的主要措施，C项错误；“舒令极冷”是将蒸熟的米温度降低，这样在米与酒曲混合时可以防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡，D项正确。
4．(2018·海南，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eq \f(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。
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氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)乙A中氧气 乙B中酒精 乙A中酒精 (4)兼性厌氧 异养
一、易错辨析
1．在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长( √ )
2．在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底( × )
3．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( √ )
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( √ )
二、填空默写
1．(选择性必修3 P5)发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2．(选择性必修3 P6)泡菜制作过程中制造无氧环境的措施有：(1)选择气密性好的泡菜坛。(2)盐水煮沸后冷却待用。(3)装坛时压实，盐水没过全部菜料。(4)盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水；发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常向水槽中补水。
3．(选择性必修3 P7)醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。
4．(选择性必修3 P7)制作葡萄酒时，要将温度控制在18～30 ℃的原因是温度是影响酵母菌生长的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度为28_℃。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃的原因是醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35_℃，因此要将温度控制在30～35_℃。
5．(选择性必修3 P7)在制作果酒的过程中，避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
6．(选择性必修3 P27)单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废料等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。
课时精练
一、选择题
1．(2022·天津市高三期中)传统发酵食品的制作需要利用各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是( )
A．腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B．泡菜坛内的白膜是由产膜酵母大量繁殖形成的
C．制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D．制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生乙酸
答案 D
2．人们利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史，源远流长。下列关于在果酒、果醋制作过程中的操作和菌种的描述不正确的是( )
A．果酒制作中，先将葡萄去掉枝梗，再对葡萄进行冲洗以防止杂菌污染
B．果酒制成后，加入醋曲适当提高温度，并不断通入无菌空气即可生产果醋
C．发酵条件不当果酒可能变酸，在变酸的酒的表面形成菌膜是醋酸菌大量繁殖而形成的
D．在果汁中加入人工培养的酵母菌可以提高果酒的品质并更好地抑制其他微生物的生长
答案 A
3．(2022·滨州高三模拟)《本草纲目》中记载了酿制烧酒的过程：以糯米或粳米等蒸熟，“酿瓮中七日……入甑蒸令汽上，用器承取滴露”，“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”。下列说法正确的是( )
A．为使酵母菌进行酒精发酵，酿制时“瓮”应装满后密封
B．“糯米或粳米”中所含物质只能为微生物提供碳源和氮源
C．在利用酵母菌发酵的“七日”中，水和酒精是同时产生的
D．发酵过程中密封不严，醋酸菌将酒精转化为乙酸使酒“酸坏”
答案 D
解析 酿酒时，“瓮”应装2/3的糯米或粳米，剩余1/3空间内的氧气，有利于酵母菌的快速增殖，A项错误；“糯米或粳米”作为酵母菌的培养基，为其提供了碳源、氮源、水和无机盐，B项错误；酵母菌先进行有氧呼吸产生CO2和H2O，再进行无氧呼吸产生CO2和酒精，不能同时产生水和酒精，C项错误；发酵过程中密封不严，能够导致醋酸菌的污染，同时醋酸菌在氧气的作用下，会将酒精转化为乙酸，从而使酒“酸坏”，D项正确。
4．我国制作泡菜历史悠久。《中馈录》中记载：“泡盐菜法，定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式，四周内可盛水；坛口覆一盖，浸于水中，……则所泡之菜不得坏矣。泡菜之水，用花椒和盐煮沸，加烧酒少许。……。如有霉花，加烧酒少许。坛沿外水须隔日一换，勿令其干。”下列说法不正确的是( )
A．“坛口覆一盖，浸于水中”有利于保持坛内的无氧环境
B．“泡菜之水，用花椒和盐煮沸”的目的之一是消毒杀菌
C．“霉花”主要由酵母菌增殖形成，酵母菌往往来自蔬菜
D．“坛沿外水须隔日一换，勿令其干”以保证坛内适宜湿度
答案 D
解析 “坛口覆一盖，浸于水中”目的是阻止空气进入坛内，有利于保持坛内的无氧环境，A项正确；“泡菜之水，用花椒和盐煮沸”的目的包括提升泡菜味道、赶出水中氧气和消毒杀菌防止杂菌污染，B项正确；“霉花”指泡菜的白膜，主要是由蔬菜表面带有的酵母菌增殖形成的，C项正确；“坛沿外水须隔日一换，勿令其干”的目的是阻止空气进入，保持坛内的无氧环境，D项错误。
5．红酸汤是凯里地区苗族人民的传统食品，它颜色鲜红、气味清香、味道酸爽。以番茄和辣椒为原料的红酸汤制作流程如下。下列相关叙述中正确的是( )
eq \x(选择原料)→eq \x(洗净擦干)→eq \x(装坛)→eq \x(密封发酵)→eq \x(成品)
A．红酸汤制作过程中用到的微生物主要是醋酸菌
B．装坛时加入成品红酸汤是为了增加发酵菌种的数量
C．装坛时不装满的原因是促进微生物繁殖
D．红酸汤的制作中发酵时间越长，口味越纯正
答案 B
解析 红酸汤制作过程中用到的微生物主要是乳酸菌，A错误；装坛时不装满的目的是防止发酵后液体外溢，C错误；如果发酵时间过长，会影响口感，D错误。
6．在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行。下图甲是醋酸发酵装置，乙是培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是( )
A．发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生
B．中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵
C．后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度
D．图乙中能正确表示pH变化的曲线是③
答案 B
解析 发酵初期不通气，酵母菌先利用发酵装置中的氧气进行有氧呼吸产生CO2和水，然后再进行酒精发酵产生酒精和CO2，因此溶液中有气泡产生，A错误；酒精是酵母菌无氧呼吸产生的，若中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵，B正确；果酒制作需要无氧条件，且发酵温度一般为18～30 ℃，而果醋制作需要氧气，且发酵温度一般为30～35 ℃，所以后期接种醋酸菌，应适当通气并提高发酵温度，C错误；果酒制作过程中，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2，pH会稍有下降，接种醋酸菌后产生醋酸，pH会下降得更快，因而图乙中能正确表示pH变化的曲线是②，D错误。
7．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
答案 B
解析 果酒发酵的适宜温度为18～30 ℃，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，因此发酵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。
8．(2022·广东惠州调研)下列关于发酵工程应用的说法，正确的是( )
A．食品添加剂由于可以增加食品营养，改善食品的色、香、味，还可以延长保存期，使用时应尽量多添加
B．加酶洗衣粉使用时用沸水洗涤效果最好
C．在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后能提高免疫力
D．与使用化学农药相比，使用微生物农药具有成本高、见效快、无污染的特点
答案 C
解析 食品添加剂过量使用会对人体健康造成影响，甚至危及生命，不能过量使用，A错误；加酶洗衣粉中酶制剂在最适温度下活性最高，沸水条件使酶失活，洗涤效果较差，B错误；与使用化学农药相比，使用微生物农药具有成本低、无污染、见效慢的特点，D错误。
9．下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是( )
A．利用乳酸菌制作泡菜过程中，先通气培养，后密封发酵
B．家庭制作果酒、果醋通常都不是纯种发酵
C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反
D．酵母菌中只存在一种与蛋白质合成有关的细胞器——核糖体
答案 Ｂ
解析 乳酸菌是厌氧菌，利用乳酸菌制作泡菜过程中，一直要密封发酵，A项错误；果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中产生二氧化碳，发酵液pH也逐渐降低，C项错误；酵母菌属于真核生物，除核糖体外，还存在高尔基体，内质网等与蛋白质合成有关的细胞器，D项错误。
10．(2022·泰州市高三上学期期中)泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。下列说法错误的是( )
A．初期由于含有氧气且pH较高，坛内存在其他微生物的生长
B．中期由于乳酸不断积累，厌氧状态形成，乳酸菌成为优势种
C．后期由于乳酸含量继续增加，发酵速度会逐渐变缓甚至停止
D．整个发酵过程中亚硝酸盐含量不断增加，故泡菜要尽早食用
答案 D
解析 初期由于含有氧气且pH较高，坛内主要以不抗酸的大肠杆菌、酵母菌、霉菌等较为活跃，A项正确；中期由于乳酸不断积累，厌氧状态形成，大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的生长受到抑制，乳酸菌成为优势种，B项正确；发酵后期，乳酸含量继续增加，过酸的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖进而使发酵速度逐渐变缓甚至停止，C项正确；泡菜制作发酵过程中，随着泡菜发酵中产生的乳酸的量不断增加，亚硝化细菌的代谢逐渐被抑制，亚硝酸盐的产量减少，同时亚硝酸盐的分解增加，亚硝酸盐的含量会逐渐下降，D项错误。
11．下列有关发酵技术在食品加工中应用的叙述，正确的是( )
A．为了避免杂菌污染，乳酸菌发酵酸奶时在牛奶中添加一定量的抗生素
B．为了提高果酒品质，挑选新鲜葡萄去除枝梗后用蒸馏水反复冲洗再榨汁
C．为了防止果酒变酸，果酒发酵应避免排气时空气进入及发酵引起的升温
D．在果醋发酵过程中，要适时通过充气口充气，有利于酵母菌的代谢
答案 C
12．啤酒是以麦芽汁为原料，经酿酒酵母发酵制得。传统啤酒酿造过程中，发酵在敞开式发酵池中进行，麦芽汁中接入酵母后通入大量无菌空气，之后会产生大量气体翻腾逸出，在麦芽汁表面形成25～30 cm厚的气泡层(泡盖)，然后停止通气，进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法错误的是( )
A．用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α-淀粉酶合成，增加麦芽汁中可发酵糖的含量
B．静止发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸
C．泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2，能将麦芽汁与空气隔绝
D．麦芽汁仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
答案 D
解析 赤霉素能促进种子萌发，制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子，可以有效促进α-淀粉酶合成，将淀粉水解为麦芽糖，进而增加麦芽汁中可发酵糖的含量，A项正确；麦芽汁不仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水，还能提供氮源、无机盐，D项错误。
二、非选择题
13．某小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀、硅胶管等材料制作的一种新型的果酒、果醋两用发酵装置，如下图。请分析回答：
(1)制作果酒和果醋利用的微生物分别是____________、____________。
(2)图中________和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作，______________能为通入的空气进行无菌过滤，从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气。
(3)酿制果酒时一般将温度控制在________℃，图示装置一般要先通气后紧闭软管夹，通气的目的是__________________。若要检测果汁发酵后是否有酒精产生，可从出料口取2 mL发酵液加入试管，再滴加0.5 mL______________溶液，观察是否呈现________色。
(4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成，使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水，这样处理的主要好处有___________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________。(至少答出两点)
答案 (1)酵母菌 醋酸菌 (2)充氧泵 空气过滤器 (3)18～30 有利于酵母菌的繁殖 酸性重铬酸钾 灰绿 (4)能将发酵过程产生的气体及时排出发酵罐、可通过单向阀中气泡的生成了解发酵状况、能有效隔绝外界空气对发酵介质的氧化及外界杂菌的污染、排气不需要人工控制，使用方便
14．(2022·大同高三模拟)泡菜制作中乳酸菌对其品质起着决定性的作用，而其他杂菌(如肠杆菌等)会破坏泡菜的品质，产生的毒素和亚硝酸盐等会危害人体的健康。在发酵过程中可添加食盐、姜片、大蒜等辅料，并增大乳酸菌的含量。发酵容器采用洁净的500 mL三角瓶，用医用纱布包裹药棉做成塞子，加入用无菌水洗干净的140 g切好的白菜和煮沸后冷却的质量浓度为9.33 g/L的盐水，做5组平行实验，再分别加入质量浓度为18.67 g/L、28.00 g/L、37.33 g/L的食盐水和蒜水质量比为23.33 g/L、37.33 g/L的大蒜；5组实验各加入300 mL的无菌水，塞上棉塞(以上操作在无菌的超净台上进行)，放入干燥器中用真空泵抽气，在20 ℃恒温箱中厌氧发酵。每天定时抽样检测发酵蔬菜中的亚硝酸盐含量、杂菌总数、乳酸菌数、pH和肠杆菌数。
(1)亚硝酸盐、杂菌总数的测定
定期抽样用____________________法进行接种，并置于37 ℃培养箱中有氧培养48 h后计数(图2)。根据图1与图2的检测结果，描述加盐与加蒜对发酵过程影响的不同：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乳酸菌数、pH、肠杆菌数的测定
①结合图1、2、3分析，亚硝酸盐主要是由__________________产生的。
②据图3、4、5分析，肠杆菌数量变化的原因是______________________________
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)稀释涂布平板 用食盐处理泡菜的亚硝酸盐含量和杂菌总数出现峰值的时间比用蒜处理提前；用蒜处理泡菜的亚硝酸盐含量和杂菌总数的峰值比用食盐处理的小 (2)①杂菌 ②随着乳酸菌逐渐增多，产生的有机酸(或乳酸)也增多，溶液中的pH就会越来越小，对肠杆菌生长抑制作用越来越明显
解析 (2)①分析图1和图2发现，随着发酵时间延长，发酵液中亚硝酸盐含量变化趋势和杂菌总数变化趋势相同，都是先增多后减少，而图3显示，随着发酵时间延长，发酵液中乳酸菌数目逐渐增多，由此可推知，亚硝酸盐主要是由杂菌产生的。②随着发酵时间延长，图3中乳酸菌数目逐渐增多，图4中发酵液的pH逐渐下降，图5中发酵液中肠杆菌数目逐渐减少，因此可推知，肠杆菌数量变化的原因见答案。发酵
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵
初期
少(有O2，乳酸菌活动受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵
中期
最多(乳酸抑制其他菌活动)
积累、增多、pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵
后期
减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)
继续增多，pH继续下降
下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
变化
曲线
注意
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的
项目
制作果酒
制作果醋
发酵菌种
酵母菌
醋酸菌
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量
O2、糖源充足时：
C6H12O6＋2O2eq \(――→,\s\up7(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；
O2充足、缺少糖源时：C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O＋能量
对氧的
需求
前期需氧，后期不需氧
一直需氧
产物检测
闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)
酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝
易错提醒 发酵过程的监控和发酵条件的控制会直接影响产品的质量和产量。一方面要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度以了解发酵进程；另一方面要及时添加必备的营养物质来延长菌体生长稳定期的时间，以便得到更多的发酵产品；同时要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，来保证产品的产量和质量。