生物一轮复习 专题11 生物技术实践 第33讲 生物技术在食品加工中的应用教学案 新人教版Word文件下载.docx
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(11)现将200mL酒—水混合物调pH至7.0,然后与醋杆菌悬液混匀,均匀撒在锯末上(×
(12)果酒发酵停止的标志是发酵瓶中不再产生气泡,果醋发酵停止的标志是乙瓶中发酵液全部流入丙瓶(×
考法1 酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系
区别
酒精发酵
醋酸发酵
微生物
酵母菌
醋化醋杆菌
温度
25~30℃/18~25℃
30~35℃
氧气
前期需氧,后期不需氧
一直需氧
发酵时间
2~3d/10~12d
7~8d
联系
酒精发酵为醋酸发酵提供营养物质(乙醇),制作流程如下:
[题组冲关]
1.下列关于果酒和果醋制作的叙述,错误的是( )
A.制作果酒和果醋时都应用70%的酒精对发酵瓶消毒并注意无菌操作
B.温度对酵母菌酒精发酵的影响很大,而对醋杆菌的发酵影响不大
C.在变酸的果酒的表面观察到的菌膜可能是醋杆菌在液面大量繁殖形成的
D.制作果酒时瓶口需密闭,而制作果醋时中断通氧可能会引起醋杆菌死亡
解析:
选B。
温度影响细胞呼吸过程中的酶活性,对酵母菌酒精发酵和醋杆菌的发酵都有很大影响。
2.(2020·
浙江教育绿色评价联盟联考)请回答与“果酒及果醋的制作”实验有关的问题:
(1)制作果酒的过程中,发挥作用的微生物是____________________。
(2)在果酒制备过程中,为了提高出汁率,在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和________酶。
(3)果酒制作过程中,发酵瓶不应完全密闭的主要原因是________(A.发酵过程中起初需要氧气,便于繁殖 B.发酵过程中产生热量,便于散热 C.发酵过程中有CO2产生,便于排出 D.发酵过程中有利于酒精挥发,降低酒精度)。
(4)果酒制作果醋过程中,通入的空气需要经过________过滤,通气不必________。
果醋发酵结束的标志是pH________。
(1)制作果酒的过程中,发挥作用的微生物是酵母菌。
(2)在果酒制备过程中,为了提高出汁率,在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和果胶酶。
(3)果酒制作过程中,发酵瓶不应完全密闭的主要原因是发酵过程中有大量CO2产生,防止瓶内压力升高而可能引起爆裂。
(4)果酒制作果醋过程中,通入的空气需要经过脱脂棉(球)过滤。
醋酸呈酸性,果醋发酵结束的标志是pH不再降低。
答案:
(1)酵母菌
(2)果胶 (3)C (4)脱脂棉(球)
太快 不再降低
考法2 果酒与果醋发酵过程的分析
(1)装置比较
①果酒发酵
a.在弯曲玻璃管中装入水可起防止氧气进入和空气中杂菌污染的作用。
而酒精发酵过程产生的CO2可从玻璃管中出去,减少瓶内压力。
b.发酵瓶中要留约1/3的空间,一方面在发酵前可给酵母菌提供氧气,使其快速繁殖,缩短发酵时间;
另一方面可防止发酵过程中产生气体使瓶中发酵液外溢。
c.在发酵开始时,微生物的需氧呼吸会使发酵瓶内出现负压,这种情况不能持续3天以上,否则必须加入更多酵母菌。
d.将发酵瓶放在25~30℃条件下2~3天。
当发酵瓶中停止出现气泡,表示发酵完成。
②果醋发酵
a.图示甲瓶装入一定体积的酒—水混合物。
乙瓶为发酵瓶,醋酸发酵在其中进行。
丙瓶中是发酵得到的果醋。
b.将适量的醋化醋杆菌培养物或醋曲悬液加在200mL酒—水混合物中混匀,并调pH至7.0后倒入乙瓶中,使锯末均匀湿透。
醋化醋杆菌附着在锯末上。
c.在发酵过程中要通入无菌空气,醋酸发酵在有氧条件下才能进行。
d.等流入丙瓶的流出液pH不再减小,或甲瓶中的液体全部流入乙瓶时,发酵停止。
(2)过程分析
①制作果酒的干酵母需用温水调成糊状,再加入极少量蔗糖,促使酵母菌迅速发酵。
若使用塑料瓶进行果酒发酵,可能出现负压,这是因为微生物发生了需氧呼吸造成的。
这时可以加入更多的酵母,使发酵尽快发生。
②醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸,它所产生的醋酸可以使培养液中醋酸的含量高达13%,教材果醋制作采用了固定化醋杆菌进行醋酸发酵。
乙瓶为发酵瓶,其中的锯末的功能是作为固定醋杆菌的介质。
这样做的好处是有利于醋杆菌的重复利用和产物的分离。
乙瓶中的锯末装至八分满,原因是醋杆菌发酵需要氧气,乙瓶的下口有一玻璃管,要向里通入无菌空气,具体做法是在该管中塞脱脂棉球,该管的另一端要升至锯末之上。
乙瓶下口还有一处带有胶管,上有一螺丝夹,主要用于控制发酵液流出的速率。
发酵开始时,需将酒水混合物的pH调到7.0左右,发酵过程中,每天检测流出液的pH,等到流出液的pH不再减少时,就可以停止实验了。
③果醋制作用到的醋化醋杆菌的培养基成分有:
蛋白胨、酵母提取物、甘露醇。
3.
右图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。
下列相关叙述错误的是( )
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,酵母菌将从需氧呼吸转变为厌氧呼吸
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
选D。
酵母菌是兼性厌氧菌,可进行需氧呼吸和厌氧呼吸,通入氧气后,酵母菌进行需氧呼吸,通入其他气体,酵母菌进行厌氧呼吸,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,使酵母菌从需氧呼吸转变为厌氧呼吸,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,不能交换使用,D错误。
4.(2020·
义乌一模)下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。
根据图示回答下列问题:
(1)完成图1中的实验流程____________________________________________。
(2)图2装置中的充气口在________过程中要关闭,否则可能发生使发酵液变酸的反应________________________________________________(写出该反应式),而排气口在该过程中应开放,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,目的是______________________
________________________________________________________________________。
(3)葡萄酒呈现红色的原因是______________________,重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈______色。
(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和__________两种微生物的发酵原理,后者在结构上的主要特点是__________________________________________________________
在酒精发酵阶段,充气口应关闭,否则醋杆菌会将乙醇氧化为醋酸,从而使发酵液变酸。
酵母菌为真菌,属于真核生物,醋杆菌为细菌,属于原核生物,两者在结构上的主要区别是有无以核被膜为界限的细胞核。
(1)醋酸发酵
(2)酒精发酵 C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O 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)
(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中 灰绿
(4)醋杆菌 无以核被膜为界限的细胞核
泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定
1.与制作泡菜相关的微生物
泡菜制作时起主要作用的微生物是假丝酵母和乳酸菌。
2.泡菜制作的原理
在无氧条件下,微生物利用蔬菜中的糖和其他营养物质进行发酵,发酵产物有有机酸和醇类物质,也有致癌物质亚硝酸。
3.泡菜制作的步骤
预处理(将菜洗净并切成小块,将泡菜坛洗净,并用热水洗坛内壁两次)→加料入坛(将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛中)→密封发酵(将坛口用水封好,防止外界空气进入)→腌制1周左右。
4.亚硝酸盐测定的原理
亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物可与N1萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物,可用光电比色法定量。
5.亚硝酸盐的定量测定流程
(1)样品处理:
取泡菜25g制匀浆,过滤后调节pH至8.0→加硫酸锌溶液25mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60℃→过滤取滤液定容至500mL。
(2)测定:
10mL样品溶液+4.5mL氯化铵缓冲液+2.5mL60%乙酸溶液+5mL显色液→定容于25mL的容量瓶中→暗处静置25min→测定550nm处光密度值(以10mL水作空白对照)。
(3)标准曲线的绘制:
以亚硝酸钠质量为横坐标,以光密度值(OD值)为纵坐标,绘制标准曲线。
(4)计算公式:
X1=(m2×
V1)/(m1×
V2),其中X1——样品中亚硝酸盐的含量,单位为mg/kg;
m1——样品质量,单位为g;
m2——通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量,单位为μg;
V1——样品处理液总体积;
V2——测定用样品液体积。
(1)泡菜发酵初期,乳酸菌代谢比较强,会使发酵坛中乳酸的含量增加(×
(2)在无氧条件下,微生物利用菜中的糖和其他营养物质进行发酵,发酵产物有有机酸和醇类物质(√)
(3)亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,重氮反应形成的产物与N1萘基乙二胺偶联,天成蓝紫色产物(×
(4)泡菜发酵时,时间过长可能会造成霉菌滋生造成霉变(√)
(5)绘制标准曲线时,以光密度值为横坐标,以亚硝酸盐质量为纵坐标(×
(6)泡菜制作时,加入白酒的目的只是增加泡菜口感(×
(7)亚硝酸盐含量测定时通常采用光程为1cm的比色杯在550nm处测定光密度值(√)
考法1 泡菜制作过程分析
(1)泡菜制作的关键点
①防止杂菌污染:
每次取样用具要洗净,要迅速封口。
②氧气需求
a.泡菜坛要选择气密性好的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。
b.泡菜坛内要注满水,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。
③温度:
发酵过程温度控制在室温即可,最好在26~36℃。
温度过高,则易滋生杂菌;
温度过低,则发酵时间延长。
(2)泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵
时期
乳酸菌数量
乳酸含量
亚硝酸盐含量
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)
中期
最多(乳酸抑制其他菌的活动)
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)
后期
减少(乳酸继续积累,pH继续下降,抑制乳酸菌的活动)
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)
含量
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
1.在泡菜的制作过程中,下列叙述不正确的是( )
A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C.盐水入坛前要煮沸冷却,以防污染
D.在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境
泡菜的制作依靠的是乳酸菌的厌氧呼吸;
制作时要防止污染导致泡菜腐败变质,清水与盐的质量比为4∶1,若食盐量不足,也易造成细菌大量繁殖。
2.(2017·
浙江4月选考)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乳酸菌专用培养基的平板上划线,以获得乳酸菌单菌落。
下图所示的划线分离操作,正确的是________。
(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。
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N1萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物。
然后用光程1cm的________,在550nm光波下测定光密度值,与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的________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,是由于在厌氧和________环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。
(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
考法2 果酒、果醋和泡菜的制作的比较
比较项目
果酒的制作
果醋的制作
泡菜的制作
作用微生物
酵母菌(真菌)
醋化醋杆菌(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
醋化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
发酵温度
25~30℃
室温
2~3d
10d以上
制作流程
连接发
酵装置
↓
加入醋化
醋杆菌
发酵并
检测pH
调节活塞,
控制流量
测定pH,监控发酵情况
[题组冲关]
3.(2020·
浙江1月选考节选)
回答与泡菜制作有关的问题:
(1)用萝卜等根菜类蔬菜制作泡菜,用热水短时处理,可抑制某些微生物产生________,从而使成品泡菜口感较脆。
同时,该处理也会使泡菜发酵时间缩短,其原因是____
________________________________________________________________________
________________。
(2)泡菜发酵初期,由于泡菜罐加盖并水封,会使________菌被逐渐抑制。
发酵中期,乳酸菌大量繁殖,会使________菌受到抑制。
发酵后期,乳酸生产过多,会使乳酸菌受到抑制。
(3)从泡菜汁中可分离制作酸奶的乳酸菌,首先对经多次发酵的泡菜汁进行过滤,然后取滤液进行________,再用________的方法在某种含牛乳的专用的培养基中进行初步筛选。
该培养基必须含有________________,以便于观察是否产酸。
(4)自然界中醋杆菌常与乳酸菌共同生长。
若要筛选出醋杆菌,则其专用的培养基中应添加________。
(1)果胶酶 细胞破裂,细胞内营养物质外流使乳酸菌快速地获得营养物质
(2)喜好氧的 不耐酸的
(3)稀释 涂布分离 酸碱指示剂
(4)乙醇
浙江宁波一模)我国利用不同微生物的发酵作用来制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的历史悠久,一般称作传统发酵技术。
根据传统发酵技术的相关知识。
回答以下问题:
(1)制作高粱酒和苹果醋要用到的微生物分别是____________。
(2)果酒和果醋的制作:
①传统发酵时发酵液未经过严格的灭菌处理,杂菌却不能正常生长,这是由于果酒发酵的____________条件抑制了杂菌的生长。
与果酒发酵不同,果醋发酵需要在____________的条件下进行。
②温度较高时果酒发酵时间可缩短,原因是_______________________________
③喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是_____________________________
(3)乳酸发酵:
久置变质的酸奶不能食用,原因是____________________________________。
泡菜制作过程中常会产生大量的亚硝酸盐,亚硝酸盐会____________(填“直接”或“间接”)致癌。
(1)制作果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,而制作果醋利用的是醋酸菌的需氧呼吸。
①传统发酵时发酵液未经过严格的灭菌处理,杂菌却不能正常生长,这是由于果酒发酵的无氧和酸性环境会抑制其他杂菌的生长。
果醋发酵是一定需要氧气的,且适于醋酸菌生长的温度要高于适于酵母菌的温度,醋酸菌生长的最适宜温度为30~35℃。
②温度较高时果酒发酵时间可缩短,原因是温度较高时发酵酶活性增强、发酵速度更快。
③喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是在有氧气的情况下酒精转变成了醋酸。
(3)久置变质的酸奶不能食用,原因是此时其他有害微生物大量繁殖,并产生了对人体有害的物质。
在泡菜制作过程中会产生亚硝酸盐,亚硝酸盐在特定条件下可转变成致癌物——亚硝胺,即亚硝酸盐可以间接致癌。
(1)酵母菌和醋酸菌
(2)①无氧、pH呈酸性 供氧充足、温度较高 ②温度较高时发酵酶活性增强、发酵速度更快 ③酒精转变成了醋酸[C2H5OH+O2―→CH3COOH(醋酸)+H2O]
(3)其他有害微生物大量繁殖,并产生了对人体有害的物质 间接
1.下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是( )
A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵
B.适当加大接种量可以提高发酵速率,抑制杂菌生长、繁殖
C.果醋制作过程中发酵液的pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
D.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好
乳酸菌是一种严格的厌氧菌,有氧气存在时,其发酵会受到抑制,因此利用乳酸菌制作酸奶的过程中,应一直处于密闭状态,否则会导致发酵失败,A错误;
适当加大接种量,菌体的基数增大,可快速形成优势菌群,抑制杂菌生长,提高发酵速率,B正确;
果醋制作过程中,醋化醋杆菌会产生醋酸,溶液的pH逐渐降低,果酒制作过程中,酵母菌厌氧呼吸产生二氧化碳与酒精,二氧化碳溶于水形成碳酸,随着二氧化碳浓度的增加,溶液的pH逐渐降低,因此果酒、果醋制作过程中溶液的pH都逐渐降低,C错误;
人工接种时菌种单一,自然发酵时产品的风味更好,但其菌群丰富,会导致产品的品质降低,D错误。
2.下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都只发生在酵母细胞的线粒体中
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
选C。
①过程有氧、无氧条件均可以发生,②过程只能发生在无氧条件下,A项错误。
过程①在酵母菌细胞溶胶中进行,过程③在酵母菌线粒体内进行,B项错误。
过程③为需氧呼吸第二、三阶段,需要氧气参与,过程④需要氧气参与,C项正确。
过程①②③为酵母菌的呼吸作用,最适宜温度约为25~30°
C;
④的最适宜温度为30~35°
C,D项错误。
3.(2017·
浙江11月选考)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 B.葡萄糖分解逐渐增强直至平衡 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,并制作以________________________________
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。
(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,其主要目的是_______________________________________,
以利于醋酸发酵。
(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)增加通气性
4.回答下列与泡菜制作有关的问题:
(1)为了获得用于泡菜腌制的优良乳酸菌,通常将泡菜汁稀释后涂布在MRS乳酸菌专用培养基上进行__________________分离,然后将其扩大培养,并进行特性鉴定。
在进行特性鉴定时,必须进行耐酸实验、耐高温实验和
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