2020版高考浙江选考生物一轮课件：第32讲　生物技术在食品加工中的应用 .pdf

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1、栏目索引 第第3232讲 生物技术在食品加工讲 生物技术在食品加工 中的应用中的应用 栏目索引总纲目录 知识 果酒、果醋和泡菜的制作 知知 识识 梳梳 理理 栏目索引教材研读 知识 果酒、果醋和泡菜的制作知识 果酒、果醋和泡菜的制作 一、果酒及果醋的制作一、果酒及果醋的制作 教材研读 1.果酒制作的原理果酒制作的原理 (1)在 有氧 条件下,酵母菌进行需氧呼吸,大量繁殖,反应式为: C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O +能量。 栏目索引教材研读 (2)在 无氧 条件下,酵母菌能进行酒精发酵,反应式为 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +能量。 栏目索引教材研读 2.果醋制作的原

2、理果醋制作的原理 (1)若 氧气、糖源 充足时,醋杆菌将糖分解成醋酸,其反应式为 C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O +能量。 (2)若缺少糖源时,醋杆菌将乙醇变为 乙醛 ,再将乙醛变为醋酸。 栏目索引教材研读 3.果酒、果醋发酵的基本流程果酒、果醋发酵的基本流程 栏目索引教材研读 4.果酒发酵、果醋发酵的比较果酒发酵、果醋发酵的比较 项目 果酒制作 果醋制作 菌种 酵母菌 醋化醋杆菌 菌种特点 单细胞、 真核 生物 单细胞、 原核 生物 菌种代谢类型 异养兼性厌氧型 异养好氧型 适宜温度 25 30 30 35 对氧气的需求 无氧 有氧 栏目索引教材研读 现象气味和

3、味道酒味酸味 气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫 发酵液颜色浑浊浑浊,有菌膜形成 制作原理C6H12O6 2CO2+2C2H5OH C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O 联系酒精发酵为醋酸发酵提供乙醇 栏目索引教材研读 二、泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定二、泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 1.作用菌类作用菌类: 假丝酵母和乳酸菌 。 2.测定亚硝酸盐含量的原理测定亚硝酸盐含量的原理 在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与 对氨基苯磺酸 发生 重氮化 反应,这一产物再与 N-1-萘基乙二胺 结合形成 紫红色 产 物。可用光电比色法定量。 栏目索引教材研读 1.(2018江苏单科,16,2分)某高校采用如图所

4、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 ( B ) 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 栏目索引教材研读 解析解析 生产果酒是利用酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程,酒精发 酵时一般将温度控制在1825 ,夏季温度高,且发酵过程有热量产生, 故夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理,A项正确;在发酵产酒精 过程中需保持无氧状态B项错误;酵母菌的呼吸过程会产生CO2,故正常 发酵过程中罐内的压力不会低于大气压,C项正

5、确;可以通过监测发酵过 程中残余糖的浓度决定何时终止发酵,D项正确。 栏目索引教材研读 2.利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,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 ) A.酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核 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进行增殖 栏目索引教材研读 解析解析 乳酸菌是原核生物,细胞内没有核膜包被的细胞核,A错误;根 据曲线图中乳酸菌和酵母菌的数量变化曲线可知,发酵初期乳酸菌远多 于酵母菌,所以乳酸菌成为了明显的优势菌种,B正确;结合曲线图分析, 前6天,由于乳酸菌远多于

6、酵母菌,其产生的乳酸会降低培养液的pH,所 以C正确;由于整个发酵过程都是在无氧环境条件下进行的,在发酵中期 (22-26天),酵母菌明显增多,酵母菌增多是通过无氧呼吸进行增殖的,D 正确。 栏目索引教材研读 3.回答下列问题。 葡萄是常见水果,可以用来榨果汁、制果酒和果醋,如图是制作果酒果 醋的简易装置。请回答: (1)用该装置进行葡萄酒酿制过程中,开关1和2的开闭情况为 。 栏目索引教材研读 (2)研究发现很多因素会影响葡萄酒的品质,为提高葡萄酒的澄清度,可 以添加 处理葡萄汁。一般情况下可给葡萄汁添加 以提高酒精度。 (3)在葡萄酒发酵过程中,不同品种的酵母菌发酵产生的葡萄酒酒精度 不同

7、,若要从野生酵母中筛选出酒精转化率高、对酒精耐受能力强的酿 酒酵母,可用 。 (4)用葡萄酒制作果醋过程中将醋化醋杆菌与酒水混合物混匀,并 后加入发酵瓶中,发酵过程中要不断从开关1通入 ,在这 个过程中也可以用 替代醋化醋杆菌。 栏目索引教材研读 答案答案 (1)始终关闭开关1,定时打开开关2 (2)果胶酶 蔗糖 (3)含高 浓度酒精的培养基进行筛选 (4)调节pH 无菌空气 醋曲 解析解析 (1)始终关闭开关1,定时打开开关2,以保证有氧发酵。(2)果胶酶 可以催化果胶的水解。(3)含高浓度酒精的培养基有利于筛选出酒精转 化率高、对酒精耐受能力强的酿酒酵母。(4)调节pH 无菌空气 醋 曲

8、将醋化醋杆菌为好氧菌,因此需通过形状1向发酵瓶中源源不断地 通入洁净、无菌的空气,若缺少醋化醋杆菌,该过程也可采用醋曲替代。 栏目索引考点突破 一、果酒的制作一、果酒的制作 1.方法一方法一:用葡萄制作葡萄酒的步骤用葡萄制作葡萄酒的步骤 (1)冲洗:取2.55 kg成熟的紫葡萄用水洗净,再在鲜红紫色的高锰酸钾溶 液中浸泡约5 min,再用水冲洗。沥去水分,待用。 (2)榨汁:用多功能榨汁机以低速(勿用高速,以免将籽打碎)将葡萄打成 浆状(也可用杵和研钵捣烂)。 考点突破 栏目索引考点突破 (3)制作酵母悬液:将适量干酵母(2.5 kg葡萄约用1 g干酵母)放在一小烧 杯中,加入少量温水(40

9、),使干酵母成为糊状。为使酵母迅速发生作 用,可加少许(一小撮)蔗糖,混匀,放置片刻,待酵母悬液中出现气泡即 可。 (4)装瓶:将葡萄浆放入发酵瓶中,装量不要超过2/3,再加入酵母悬液,搅 拌均匀。瓶上加塞,塞上有孔,孔中插一有弯曲的玻璃管。瓶上所加玻 璃管最好是弯曲的,否则效果较差。 (5)酒精发酵:发酵温度控制在2530 ,发酵时间23天。当瓶内停止出 栏目索引考点突破 现气泡,表示发酵完毕。 发酵温度偏低则发酵时间相对延长,若温度高于30 要采取降温措施, 否则酒的风味不佳。 (6)过滤、分装、保存:将发酵液(浑浊)用两层纱布过滤,除去葡萄皮和 籽。同时可用干净的手挤压滤渣,以获取尽可能

10、多的葡萄酒。将滤液 (仍浑浊)分装到12 L的细口瓶中,加盖密封,静置。待沉淀后上清液即 为葡萄酒(清澈),常温下可保存12年。 栏目索引考点突破 2.方法二方法二:用果汁制作果酒的步骤用果汁制作果酒的步骤 用此法制得的果酒的乙醇含量较高(约15%),糖含量也较高。 (1)步骤 制取果汁:将苹果切成大块,用多功能榨汁机打碎,用两层纱布过滤即 成果汁。 配料(以1 L果汁为原料):向2 L左右发酵瓶中加200 g蔗糖,倒入果汁, 转动发酵瓶使蔗糖溶解,倒入酵母悬液(约1 g干酵母),混匀,加盖。 发酵:3天后可见到气泡冒出,10天后剧烈的发酵停止,取出果酒过滤和分 装。 栏目索引考点突破 (2)

11、注意事项 发酵开始时,由于微生物的需氧呼吸,会使瓶内出现负压,该情况不能 出现3天以上。若3天后还看不到气泡冒出,必须加入更多酵母,使发酵 作用尽快发生。 静置56个月后,酵母下沉,上清液即为果酒,可用虹吸法取出。 栏目索引考点突破 把800 mL酒水混合物倒入甲瓶中醋酸发酵在乙瓶中(将适量醋杆 菌的培养物或醋曲悬液加在200 mL酒水混合物中混匀,调pH至7.0后 倒入乙瓶中,使锯末均匀湿透)用水族箱通气泵由通气,通气不必太 二、用果酒制果醋二、用果酒制果醋 栏目索引考点突破 快48 h后,用pH试纸检查乙瓶中流出液的pH,若呈酸性调节甲与乙间 的双通活塞使由甲瓶滴入乙瓶的液体流量约为每5

12、min 1滴。调节乙与 丙间处的螺旋夹,使流出液量为每5 min 1滴每天用pH试纸检测流 出液的pH 停止实验。 名师点拨名师点拨 有关果酒、果醋制作的易错点 (1)对于果酒的自然发酵,冲洗不要反复进行,否则会使酵母菌数量减少, 发酵周期加长,产品酒精含量下降。 pH 至流出液不再减小 或甲瓶液体全部流入乙瓶 栏目索引考点突破 (2)为防止发酵液被污染,发酵瓶要用70%乙醇消毒。 (3)果酒酿造过程虽是无氧发酵,但在初期,仍需提供氧气以保证酵母菌 需氧呼吸,释放足够能量,满足其繁殖需要,氧气耗完,提供了无氧发酵条 件。 (4)酿醋是建立在酿酒的基础上,先由酵母菌无氧发酵产生C2H5OH,然后

13、 由醋化醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为CH3COOH。 栏目索引考点突破 三、泡菜的腌制三、泡菜的腌制 1.实验步骤实验步骤 (1)将各种菜洗净切成34 cm长的小块。 (2)将泡菜坛洗净,并用热水洗坛内壁两次。 (3)将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛中,混合均匀。 (4)将坛口用水封好,防止外界空气进入。 (5)腌制1周左右即可开坛食用,也可随时加入新鲜蔬菜,不断取用。 栏目索引考点突破 2.泡菜腌制过程中泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 物质变化 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)

14、发酵中期最多(乳酸抑制其他菌 活动) 积累增多、pH 下降 下降(硝酸盐还原菌活动受 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,抑制乳酸菌 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) 栏目索引考点突破 知能拓展知能拓展 (1)若要使发酵快些,可将蔬菜在开水中浸泡1 min后入坛, 再加上一些白酒。 (2)如果加入一些已经腌制过的泡菜汁更好,这相当于接种已经扩增的 发酵菌,可减少腌制时间。 栏目索引考点突破 四、测定泡菜中亚硝酸盐的含量四、测定泡菜中亚硝酸盐的含量 1.实验原理实验原理 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产

15、物再与N-1-萘基乙 二胺偶联,形成紫红色产物,可用光电比色法定量。 栏目索引考点突破 2.实验步骤实验步骤 (1)样品处理:泡菜匀浆过滤后调pH至8.0加硫酸锌溶液加氢氧化钠 溶液至产生白色沉淀水浴加热至60 10 min后冷却至室温然后过 滤取滤液定容。 (2)测定:10 mL样品溶液+4.5 mL氯化铵缓冲液+2.5 mL 60%乙酸溶液+5 mL显色液定容暗处静置25 min550 nm处测定光密度值(10 mL 水组为空白对照)。 (3)标准曲线的绘制:以亚硝酸钠质量为横坐标、以光密度值为纵坐标, 栏目索引考点突破 绘制标准曲线。 (4)计算 公式:X1=(m2V1)/(m1V2)

16、X1:样品中亚硝酸盐含量,单位mg/kg; m1:样品质量,单位g; m2:通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量,单位g; V1:样品处理液总体积; V2:测定用样品液体积。 栏目索引考点突破 知能拓展知能拓展 泡菜制作过程中的现象和处理的作用 (1)泡菜坛内的白膜是怎么形成的? 白膜是由于产膜酵母的繁殖形成的。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发 酵液营养丰富,其表面氧气含量也很丰富,适合酵母菌繁殖。 (2)加入白酒起什么作用? 白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长,它也是一种调味剂,可增加醇香感。 (3)用水封闭坛口起什么作用? 用水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用。这样,有利于坛内蔬菜中天然 存在的乳

17、酸菌进行乳酸发酵。如不封闭,则会有许多好氧细菌生长,蔬菜会腐烂 。 栏目索引考点突破 比较项目 果酒的制作果醋的制作泡菜的制作 作用菌类 酵母菌(真菌)醋杆菌(细菌)假丝酵母和乳酸菌 原理酵母菌在无氧的条件下将葡萄糖 氧化成乙醇,而且当培养液中乙醇 浓度为16%时,酵母菌死亡 醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧 化为醋酸 乳酸菌和假丝酵母将 糖转化为有机酸和醇 类物质 操作注 意事项 (1)紫葡萄在用高锰酸钾溶液浸泡 后,一定要用清水冲洗干净。 (2)将葡萄浆放入发酵瓶中,装量不 能超过2/3 (1)果醋发酵时,通气孔需塞上脱 脂棉球,以过滤空气 (2)醋杆菌培养物与酒水混合 物混匀后需将pH调至7.

18、0 制作泡菜时,用水密 封坛口,以保证坛内 无氧环境,利于乳酸 菌发酵 果酒、果醋、泡菜制作的区别果酒、果醋、泡菜制作的区别 栏目索引考点突破 典例典例1 2017浙江11月选考,32,(一),7分回答与酿酒和制醋有关的问 题: (1)为了获得优良的酿酒红曲霉菌株,将原菌株的孢子诱变处理后制成 较稀浓度的单孢子悬液,这样做的目的是在培养时有利于获得 。 (2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后,用某酿酒酵母进行酒精发酵,发酵完 毕后得到新鲜红曲酒,酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵 液中的乙醇浓度接近15%时, (A.乙醇氧化逐渐增强直至平衡 栏目索引考点突破 B.葡萄糖分解逐渐增强直至平衡

19、 C.乙醇氧化逐渐减弱直至停止 D.葡萄糖分解逐渐减弱直至停止)。 (3)已知葡萄糖与蒽酮试剂反应能产生颜色,采用光电比色法测定红曲 酒中的葡萄糖含量的步骤如下:第一步,标准曲线的制作。用蒸馏水配 制 ,与蒽酮试剂反应后,用比色计测定,并制 作反映 的标准曲线。第二步,样品处理。将 待测酒样品通过活性炭脱色,其目的是 。第三步,样 品测定与计算。 栏目索引考点突破 (4)影响红曲酒风味的主要因素,除了温度、pH、氧气等环境因素外,还 有 (答出2点即可)。 (5)在红曲醋生产工艺中,将适量的红曲酒、水和醋化醋杆菌等混合。 再添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料,其目的是 , 以利于醋酸发酵。 答

20、案答案 (1)单菌落 (2)D (3)一系列浓度的葡萄糖标准溶液 葡萄糖浓 度与光密度值关系 排除酒原有颜色的干扰 (4)不同的菌株、不同的 原料 (5)增加透气性 栏目索引考点突破 解析解析 (1)为了获得优良的菌株,将经处理的菌液稀释到较低浓度,经涂 布分离后可获取单菌落。(2)酿酒过程中,乙醇浓度达到一定值时(如该 题中的15%),会抑制酵母自身的生理活动,使C6H12O6分解逐渐减弱,直至 停止发酵。(3)采用光电比色法测定红曲酒中C6H12O6的含量,需先配制 一系列浓度梯度的C6H12O6标准溶液,用比色计测其光密度值(OD),然后 以C6H12O6浓度为横坐标,以光密度值(OD)

21、为纵坐标,绘制标准曲线。测 定待测样品的光密度值(OD)时,需先对其进行脱色处理,目的是防止样 品中有色物质影响比色效果。(4)发酵过程中影响红曲酒风味的主要因 栏目索引考点突破 素,除了环境条件(如温度、pH、O2)外,还受到如菌种种类、发酵原 料、糖的含量、菌种是否纯净等条件的影响。(5)发酵时添加一定量的 谷壳糠等制成松散的发酵料,目的是增加透气性。 栏目索引考点突破 1-1 2017浙江4月选考,32(一),7分回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有 关的问题: (1)制作泡菜时,为缩短发酵周期,腌制前可加入乳酸菌。取适量酸奶,用 无菌蒸馏水稀释后,再用 蘸取少量的稀释液,在MRS乳酸菌专用

22、培养基的平板上划线,以获得乳酸菌单菌落。如图所示的划线分离操 作,正确的是 。 栏目索引考点突破 (2)泡菜腌制过程中,会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐,其中醇类是由 进行厌氧呼吸产生的。亚硝酸盐对人体有害,为测定泡菜中亚硝 酸盐的含量,从泡菜中提取亚硝酸盐,与 发生重氮化反应, 再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物。然后用光程为1 cm的 栏目索引考点突破 ,在550 nm光波下测定光密度值,与用已知浓度梯度的亚硝酸钠制作 的 比对,计算样品中亚硝酸盐的含量。 (3)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。在一定的腌制时间 内,随着腌制时间的延长,泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低,这是由于在厌 氧和 环境中亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。 栏目索引考点突破 答案答案 (1)接种环 B (2)假丝酵母 对氨基苯磺酸 比色杯 标准曲 线 (3)酸性 解析解析 本题考查选修1中泡菜的腌制及亚硝酸盐测定的基础知识,所考 查的知识点均来自教材内容,相关知识点均可在教材中找到,而这部分 也是容易被忽视的内容。在此提醒同学们平时多看书,牢记相关的学术 名词。