資源簡介

第10單元 生物技術與工程
第2課時　傳統發酵技術、發酵工程及應用
課標要求　1.概述傳統發酵技術生產的食品的制作。2.舉例說明發酵工程的應用。
考點一　傳統發酵技術生產的食品
1．傳統發酵技術
2．果酒和果醋的制作
(1)原理和條件
項目 制作果酒 制作果醋
發酵菌種 酵母菌 醋酸菌
代謝類型 異養兼性厭氧型 異養需氧型
發酵過程 有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
對氧的需求 前期需氧，后期不需氧 一直需氧
產物檢測 聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色) 酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗
(2)方法步驟
源于選擇性必修3 P32“本節練習·應用題”：果酒和果醋改進裝置及其分析
裝置的使用：使用該裝置制作果酒時，應該關閉充氣口；制作果醋時，應將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。
易錯提醒?、俟?、果醋制作時防止雜菌污染的措施：a.榨汁機要洗凈并晾干，發酵瓶要清洗干凈并用體積分數為70%的酒精消毒；b.清洗葡萄時要先沖洗后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會；c.裝入葡萄汁后要封閉發酵裝置的充氣口；d.發酵瓶的排氣管用曲頸管而不用直管。若用簡易的發酵裝置，每隔一定時間排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋。②葡萄汁裝入發酵瓶時，要留有約1/3空間的目的：a.先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖，耗盡O2后再進行酒精發酵；b.防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出。
深度思考　
(1)制作葡萄酒時，為什么要將溫度控制在18～25 ℃？制作葡萄醋時，為什么要將溫度控制在30～35 ℃？
提示　溫度是影響酵母菌和醋酸菌生長和發酵的重要因素。釀酒酵母的最適生長溫度約為20 ℃。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35 ℃，因此要將溫度控制在30～35 ℃。
(2)在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發酵產生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？
提示　制作果酒的過程中，除酵母菌之外，還會有其他雜菌生長，它們會在酒精發酵中污染發酵液，而避免發酵液污染需要從發酵制作的過程全面考慮。例如，榨汁機、發酵瓶要清洗干凈，裝入葡萄汁后，封閉充氣口；每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。
(3)在家庭制作葡萄酒的過程中，不需要嚴格的消毒過程也能完成發酵，原因是什么？
提示　在缺氧、呈酸性的發酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到抑制。
(4)醋酸菌醋酸發酵時，需要打開通氣閥，請說明其原因。
提示　醋酸菌是一種好氧細菌，在發酵過程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會引起醋酸菌的死亡。
3．酸奶的制作
(1)菌種：乳酸菌。
(2)原理：乳酸菌發酵使牛奶中的乳糖變為乳酸。
(3)步驟
4．腐乳的制作
(1)菌種：毛霉。生長最適溫度為15～18 ℃。
(2)原理：發酵過程中，毛霉分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多種酶，這些酶與其他微生物協同作用，使腐乳坯中的各種營養物質生成氨基酸和多種有機酸等。
考向　傳統發酵技術生產的食品
1．下圖甲為果酒和果醋制作裝置，圖乙表示制作過程中的物質變化。下列有關敘述正確的是(　　)
A．制作果酒時應關閉閥a，適時打開閥b
B．制作果醋時需打開閥b通氣，打開閥a排氣
C．過程①②都只能發生在缺氧的條件下
D．過程①～④所需的最適溫度基本相同
答案　A
解析　甲裝置中，閥b控制排氣，閥a控制進氣，制作果酒時應關閉閥a以創造缺氧環境，適時打開閥b幾秒鐘以排出產生的CO2，A正確；醋酸菌是好氧型細菌，需要持續通氧，但b是排氣口，a是進氣口，故應打開閥a通氣，打開閥b排氣，B錯誤；過程①為葡萄糖酵解形成丙酮酸的階段，發生的場所是細胞質基質，有氧和無氧條件下都會發生，C錯誤；過程①～③所需的最適溫度基本相同，為18～25 ℃，而過程④所需的最適溫度為30～35 ℃，D錯誤。
2．(2023·江蘇泰州高三模擬)米酒、酸奶、泡菜等都屬于傳統發酵制品，下列相關敘述正確的是(　　)
A．制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母
B．米酒發酵液中冒出的“氣泡”都來源于酵母菌無氧呼吸
C．酸奶和泡菜制作中均需要及時通氧，保證乳酸菌的有氧呼吸
D．為降低雜菌污染，發酵前需要對器具、原料等進行滅菌
答案　A
解析　利用酵母菌的無氧呼吸可制作米酒，制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母，A正確；米酒發酵液中冒出的“氣泡”既來源于酵母菌無氧呼吸，也來源于酵母菌的有氧呼吸，B錯誤；酸奶和泡菜的制作利用的微生物是乳酸菌，而乳酸菌是厭氧菌，因此酸奶和泡菜制作中不需要通氧，要保證乳酸菌的無氧呼吸，C錯誤；發酵前不能對原料進行滅菌，否則會殺死原料中的發酵菌種，D錯誤。
3．如圖為某工廠利用毛霉菌種生產腐乳過程中形成的毛豆腐，下列相關敘述正確的是(　　)
A．豆腐塊之間相互交錯的“白毛”不利于毛霉吸收外界營養物質
B．豆腐長“白毛”所需要的溫度與果酒果醋生產時的溫度不同
C．豆腐中的蛋白質進入毛霉細胞后水解成多肽和氨基酸
D．豆腐塊表面形成的致密菌皮有利于毛霉進行有氧發酵
答案　B
解析　豆腐塊表面長出相互交錯的“白毛”(毛霉的匍匐菌絲)有利于毛霉吸收外界營養物質，A錯誤；豆腐長的“白毛”是毛霉，培養溫度一般是15 ℃～18 ℃，果酒發酵溫度一般是18 ℃～25 ℃，醋酸菌最適宜的生長溫度為30～35 ℃，B正確；毛霉細胞分泌蛋白酶到細胞外，將豆腐中的蛋白質水解成多肽和氨基酸，C錯誤；豆腐塊表面形成的致密菌皮不利于毛霉進行有氧發酵，D錯誤。
4．在發酵技術中要避免雜菌污染，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．泡菜制作加食鹽、蒜、生姜及其他香辛料，可有效防止雜菌污染
B．通過控制發酵溫度，可在一定程度上抑制其他微生物的生長繁殖
C．制作果酒和果醋時都應用70%的酒精對發酵瓶進行消毒
D．與自然發酵相比，選用人工培養的菌種更易被雜菌污染
答案　D
解析　泡菜制作時調味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外，還要加入少量白酒能使泡菜更加脆爽、清香，同時還能起到抑制雜菌生長的作用，A正確；不同微生物發酵的適宜溫度不同，因此通過控制發酵溫度，可在一定程度上抑制其他微生物的生長繁殖，B正確；制作果酒和果醋時都應用體積分數為70%的酒精對發酵瓶進行消毒，并注意無菌操作，C正確；與自然發酵相比，人工接種過程中利用了嚴格的滅菌措施，可以防止其他雜菌污染，且發酵獲得的產品品質更好，D錯誤。
考點二　發酵工程及其應用
1．發酵工程：采用現代工程技術手段，利用微生物或動植物細胞的特定功能，在人工控制的環境下生產滿足人類需求的特定產品等的工程技術。
2．發酵工程的步驟
延伸應用　
(1)微生物菌種資源豐富，選擇發酵工程用的菌種時需要考慮哪些因素？
提示　在低成本的培養基上能迅速生長繁殖；生產所需代謝物的產量高，發酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。
(2)怎樣對發酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要？
提示　要對溫度、pH、溶解氧等發酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時及時添加必需的營養組分。例如：溫度條件的調控可通過向冷卻夾層通入冷水來調控；pH條件的調控可在培養基中加入緩沖液，在發酵過程中加酸或堿；溶解氧的調控需根據微生物的代謝類型，若微生物是需氧型的，可通過空氣入口通入空氣，并調整攪拌葉輪轉速增加溶解氧。若微生物是厭氧型的，需封閉空氣入口，建立厭氧環境等。
(3)為什么發酵工程要對菌種進行擴大培養？
提示　工業發酵罐的體積大，需要投入的菌種數量多，所以在發酵之前需要對菌種進行擴大培養。
(4)發酵過程中為什么要隨時檢測溫度、pH等環境條件？
提示　環境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成。
易錯提醒　發酵過程的監控和發酵條件的控制會直接影響產品的質量和產量。一方面要隨時檢測培養液中微生物數量、產物濃度以了解發酵進程；另一方面要及時添加必備的營養物質來延長菌體生長穩定期的時間，以便得到更多的發酵產品；同時要嚴格控制溫度、pH、溶解氧等發酵條件，來保證產品的產量和質量。
3．工業發酵的方式
分為分批發酵和連續發酵等。
(1)分批發酵：即一次投料、一次接種，一次收獲的間歇發酵方式。
(2)單細胞微生物細胞群體在整個培養過程中經歷延滯期、對數期、穩定期和衰亡期等生長時期。
4．發酵工程的應用
(1)發酵工程的主要產品
常見的發酵工程產品：微生物菌體細胞、微生物酶類、微生物代謝產物、微生物轉化產物、工程菌發酵產物、動植物細胞的產物。
(2)發酵工程的應用領域
①在醫藥業中的應用主要包括生產各種抗生素、酶、氨基酸、激素和免疫制劑。
②在食品業中的應用除體現在釀造酒、醋、醬油等傳統釀造業外，還用于生產調味品及發酵食品等。
③在農業中的應用包括生產生物農藥、生物增產劑、生物除草劑以及飼料添加劑等。
④在其他領域的應用也很廣泛，如污水處理或沼氣發酵等方面。
考向　發酵工程及其應用
5．啤酒生產的簡要流程如圖所示，制麥時用赤霉素溶液浸泡大麥種子，糖化主要將麥芽中的淀粉等有機物水解為小分子。下列說法錯誤的是(　　)
A．在整個發酵過程中，要始終保持嚴格的無菌、厭氧環境
B．用赤霉素溶液浸泡大麥種子，目的是促進α-淀粉酶合成
C．在接種酵母菌前進行冷卻處理，是為了避免殺死酵母菌種
D．包裝后放置的啤酒變酸且產生表面菌膜，一般可從菌膜中分離得到醋酸菌
答案　A
解析　酵母菌是兼性厭氧微生物，在整個發酵過程中，要先通氣使酵母菌大量繁殖，然后保持嚴格的無菌、厭氧環境，使其無氧呼吸進行發酵，A項錯誤。
6．(2023·江蘇南京金陵中學高三調研) 植物酵素是指以植物為主要原料，經微生物發酵制得的含有特定生物活性成分的產品。蘋果酵素生物發酵的流程中，需將蘋果去核、切塊，加冰糖，并持續發酵90天。每隔15天測定總酸含量和乙醇含量，結果見下圖。下列敘述正確的是(　　)
A．冰糖為微生物發酵提供養分，加入前可用紫外線照射殺滅其表面微生物
B．第一個月的隔天通氣的目的是抑制厭氧型和兼性厭氧型微生物的無氧呼吸
C．第二個月總酸量增加的主要原因可能是乳酸菌等微生物呼吸產生了CO2
D．第三個月總酸量和乙醇量發生的變化可能與醋酸菌的發酵作用密切相關
答案　A
解析　從第一個月乙醇含量上升可以推出，隔天通氣并沒有抑制無氧呼吸，B錯誤；乳酸菌無氧呼吸產生乳酸，不產生乙醇和CO2，C錯誤；第三個月是密封發酵，而醋酸菌是好氧微生物，故這段時間醋酸菌發酵作用極低，總酸量和乙醇量發生的變化與醋酸菌的發酵作用關系不大，D錯誤。
7．(多選)下面是某工廠液態法黃酒釀造工藝流程圖，相關敘述正確的是(　　)
①淀粉液化(糯米＋水＋α-淀粉酶)→②淀粉糖化(加入蛋白酶、糖化酶)→③黃酒發酵(釀酒酵母和植物乳酸菌同時接種)→④發酵后處理→清爽型干黃酒
A．過程①②需提供適宜溫度、酶濃度和作用時間等
B．釀酒酵母和植物乳酸菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白質
C．接種植物乳酸菌的主要目的是產生乳酸為酵母發酵提供原料
D．過程③需要通過不斷通入無菌空氣促進釀酒酵母的繁殖
答案　AB
解析　過程①②中都加入相應酶，酶發揮催化作用需要適宜條件，故過程①②需提供適宜溫度、酶濃度和作用時間等，A正確；淀粉和蛋白質屬于大分子，生物不能直接利用，故釀酒酵母和植物乳酸菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白質，B正確；酵母菌發酵不能直接利用乳酸，C錯誤；酒的釀制需要酵母菌無氧呼吸，故過程③不需要通入無菌空氣，D錯誤。
8．如圖所示為發酵工程生產產品的流程圖，據圖回答：
(1)若能生產人生長激素的工程菌是通過①培育的，①應該是________________；若高產青霉素菌種是通過②培育的，②應該是________________________________________________。
(2)根據培養基的用途，可以將它們分為_____________________________________培養基和________培養基。各種培養基的具體配方不同，但一般都含有________________________等營養成分。培養基在使用之前要用________________進行滅菌。
(3)整個過程的中心環節是________________，在該時期要隨時取樣檢測培養基中的____________________等。同時，要嚴格控制________________等發酵條件，因為環境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物________的形成。
(4)在發酵過程中要不斷攪拌的目的是：①_________________；②_________________。
(5)發酵產品分離、提純時要根據產品的類型不同選擇合適的方法。如果發酵產品是菌體本身，常常采用____________等方法分離、提純；如果發酵產品是微生物的代謝物，還要根據____________采取適當的方法分離、提純。
答案　(1)基因工程　誘變育種　(2)選擇　鑒別　碳源、氮源、水、無機鹽　高壓蒸汽滅菌法(濕熱滅菌法)　(3)發酵過程　微生物數量、產物濃度　溶氧量、pH和溫度　代謝產物　
(4)增加溶氧量　使菌種與培養液充分接觸，提高原料的利用率　(5)過濾、沉淀　產物的性質
1．(2021·山東，12)葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法錯誤的是(　　)
A．無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B．自然發酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是野生型酵母菌
C．葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進入發酵液形成的
D．制作過程中隨著發酵的進行發酵液中糖含量增加
答案　D
解析　酵母菌進行有氧呼吸獲得能量大量繁殖，無氧條件下，發酵產生酒精，故無氧條件下酵母菌能進行無氧呼吸存活但不能大量繁殖，A正確；葡萄皮中的色素進入發酵液使葡萄酒呈現顏色，C正確；制作過程中隨著發酵的進行，酵母菌以糖作為營養物質和能量來源進行生長繁殖，故發酵液中糖含量減少，D錯誤。
2．(2020·江蘇，18)某同學在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實驗報告，他的做法錯誤的是(　　)
A．選擇新鮮的葡萄略加沖洗，除去枝梗后榨汁
B．將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁
C．酒精發酵期間，根據發酵進程適時擰松瓶蓋放氣
D．酒精發酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發酵
答案　B
解析　制作果酒時，應選擇新鮮的葡萄略加沖洗后再去除枝梗榨汁，避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會，A項正確；制作果酒過程中會產生二氧化碳氣體，因此，玻璃瓶用酒精消毒后裝入葡萄汁時不能裝滿，應該留有1/3的空間，B項錯誤；酒精發酵過程中會產生二氧化碳氣體，要適時擰松瓶蓋放氣，C項正確；酒精發酵后再進行醋酸發酵，醋酸發酵需要有氧環境，所以要去除瓶蓋，蓋一層紗布是為了防止空氣中灰塵等的污染，D項正確。
3．(2019·江蘇，9)下列關于傳統發酵技術應用的敘述，正確的是(　　)
A．利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養，后密封發酵
B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是純種發酵
C．果醋制作過程中發酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反
D．毛霉主要通過產生脂肪酶、蛋白酶和纖維素酶參與腐乳發酵
答案　B
解析　乳酸菌是一種嚴格的厭氧菌，有氧氣存在時，其發酵會受到抑制，因此應密封發酵，A錯誤；家庭制作果酒、果醋與腐乳過程中所用的菌種均來源于自然環境，有多種微生物參與發酵過程，因此均不是純種發酵，B正確；在果醋、果酒制作過程中，醋酸菌有氧呼吸產生二氧化碳和水，酵母菌無氧呼吸產生二氧化碳與酒精，二氧化碳溶于水形成碳酸，隨著二氧化碳濃度的增加，溶液的pH逐漸降低，C錯誤；毛霉主要通過產生脂肪酶、蛋白酶參與腐乳發酵，D錯誤。
4．(多選)(2022·江蘇，16)在制作發酵食品的學生實踐中，控制發酵條件至關重要。下列相關敘述錯誤的有(　　)
A．泡菜發酵后期，盡管乳酸菌占優勢，但仍有產氣菌繁殖，需開蓋放氣
B．制作果酒的葡萄汁不宜超過發酵瓶體積的2/3，制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料
C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無菌空氣制作葡萄醋
D．果酒與果醋發酵時溫度宜控制在18～30 ℃，泡菜發酵時溫度宜控制在30～35 ℃
答案　ACD
解析　乳酸菌屬于厭氧細菌，開蓋放氣會影響乳酸菌發酵，因此不能開蓋放氣，A錯誤；制作果酒的葡萄汁不宜超過發酵瓶體積的2/3，是為了發酵初期讓酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖，制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料，以保證乳酸菌進行無氧呼吸，B正確；醋酸菌為好氧細菌，且發酵溫度高于果酒的發酵溫度，因此制作好葡萄酒后，除通入無菌空氣，還需要適當提高發酵裝置的溫度，C錯誤；果酒發酵時溫度宜控制在18～30 ℃，果醋發酵時溫度宜控制在30～35 ℃，泡菜的制作溫度低于30～35 ℃，D錯誤。
5．(2018·海南，30)葡萄酒是葡萄汁經酵母菌發酵而成的，釀制葡萄酒的兩個簡易裝置如圖所示。
回答下列問題：
(1)試管中的X溶液有助于維持甲裝置的瓶中氣壓相對穩定，與乙裝置相比，用甲裝置釀制葡萄酒的優點是________________________________________________(答出兩點即可)。
(2)葡萄汁裝入甲裝置時，要留有約的空間，這種做法的目的是_____________________(答出兩點即可)。
(3)某同學若用乙裝置進行發酵，并設置兩個不同處理組(乙A和乙B)，乙A裝置中保留一定量的氧氣，乙B裝置中沒有氧氣。在其他條件相同且適宜的情況下，測得一段時間內乙A和乙B中酒精含量的變化趨勢及乙A中氧氣含量的變化趨勢，如曲線圖所示。
圖中曲線①、②、③依次表示__________、____________、____________含量的變化趨勢。
(4)從細胞呼吸類型看，酵母菌屬于________生物；從同化作用的類型看，酵母菌屬于________(填“自養”或“異養”)生物。
答案　(1)不需要開蓋放氣；避免了因開蓋引起的雜菌污染　(2)為酵母菌大量繁殖提供氧氣；防止發酵旺盛時汁液溢出　(3)乙A中氧氣　乙B中酒精　乙A中酒精　(4)兼性厭氧　異養
一、易錯辨析
1．在果酒發酵后期擰松瓶蓋的間隔時間可延長(　√　)
2．在制作葡萄酒的過程中，應先去除葡萄的枝梗，再進行反復沖洗，這樣才可以洗得徹底
(　×　)
3．分離、提純酵母菌發酵生產的單細胞蛋白，可采用過濾、沉淀等方法(　√　)
4．發酵罐中微生物的生長繁殖、代謝物的形成速度都與攪拌速度有關(　√　)
5．單細胞蛋白是從微生物細胞中提取出來的(　×　)
二、填空默寫
1．發酵工程是指采用現代工程技術手段，利用微生物或動植物細胞的特定功能，在人工控制的環境下生產滿足人類需求的特定產品等的工程技術。
2．酵母菌是一類兼性厭氧微生物，在無氧條件下進行酒精發酵。
3．(選擇性必修3 P30)制作葡萄酒時，要將溫度控制在18～25 ℃的原因是溫度是影響酵母菌生長的重要因素。釀酒酵母的最適生長溫度為20 ℃左右。制作葡萄醋時，要將溫度控制在30～35 ℃的原因是醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35_℃，因此要將溫度控制在30～35 ℃。
4．(選擇性必修3 P30)在制作果酒的過程中，避免發酵液污染需要從發酵制作的過程全面考慮。例如，榨汁機、發酵瓶要清洗干凈，裝入葡萄汁后，封閉充氣口；每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。
課時精練
一、單項選擇題
1．(2023·河北保定高三期末)山東醬豆的制作要經過兩次發酵。第一階段以大豆為主要原料，利用毛霉、曲霉或細菌的作用，分解大豆蛋白質。第二階段以蔬菜與發酵過的大豆為主，進行乳酸發酵。下列敘述正確的是(　　)
A．第一階段在空氣中發酵時保濕，有利于霉菌的菌絲生長
B．第二階段定期通入空氣有利于乳酸菌活動
C．毛霉、曲霉產生的蛋白酶能促進大豆蛋白質、脂肪分解，可以豐富營養成分
D．乳酸發酵能促進蔬菜中纖維素水解，損失了營養
答案　A
解析　第一階段在空氣中利用毛霉、曲霉或細菌的作用，發酵時保濕，有利于霉菌的菌絲生長，A正確；第二階段密封有利于乳酸菌活動，B錯誤；毛霉等微生物產生的蛋白酶可以將大豆中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可以將脂肪水解成甘油和脂肪酸，C錯誤；乳酸發酵能促進蔬菜中纖維素水解，有利于人們食用后消化吸收，沒有損失營養，D錯誤。
2．人們利用微生物發酵制作果酒、果醋的歷史，源遠流長。下列關于在果酒、果醋制作過程中的操作和菌種的描述不正確的是(　　)
A．果酒制作中，先將葡萄去掉枝梗，再對葡萄進行沖洗以防止雜菌污染
B．果酒制成后，加入醋曲適當提高溫度，并不斷通入無菌空氣即可生產果醋
C．發酵條件不當果酒可能變酸，在變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養的酵母菌可以提高果酒的品質并更好地抑制其他微生物的生長
答案　A
3．下列關于果酒、果醋和腐乳制作的敘述，錯誤的是(　　)
A．果酒、果醋和腐乳制作所利用的菌種均能進行有氧呼吸
B．利用酵母菌制作果酒的過程中，先通氣培養，后密封發酵
C．果酒、果醋和腐乳制作的溫度條件不同，其中腐乳制作所需溫度最高
D．果酒、果醋和腐乳制作都需要酶的參與，且腐乳制作利用的是胞外酶
答案　C
解析　果酒、果醋和腐乳制作所利用的菌種分別是酵母菌、醋酸菌和毛霉等，它們均能進行有氧呼吸，A正確；酵母菌是兼性厭氧菌，既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸，培養時先通氣，以增加酵母菌數量，后密封發酵，B正確；果酒、果醋和腐乳制作的溫度分別為18～25 ℃、30～35 ℃、15～18 ℃，C錯誤；果酒、果醋制作利用的是胞內酶，腐乳制作利用的是胞外酶，它是將蛋白酶、脂肪酶分泌到豆腐塊上水解其中的蛋白質、脂肪，D正確。
4．(2023·江蘇揚州高三模擬)生活中我們經常會接觸到發酵食品，如果酒、果醋、泡菜等。下列關于傳統發酵食品制作的敘述，正確的是(　　)
A．釀制果醋和制作果酒所利用的主要微生物的代謝類型不同
B．制作果醋時發酵液中的醋酸菌通過無絲分裂增殖，繁殖速度快
C．泡菜壇內的白色菌膜、變酸的果酒表面的菌膜所含菌種完全相同
D．制成的果醋和泡菜都需要經高壓蒸汽滅菌，目的是延長產品保質期
答案　A
解析　釀制果醋的微生物是醋酸菌，其代謝類型是異養需氧型，制作果酒的微生物是酵母菌，其代謝類型是異養兼性厭氧型，兩者的代謝類型不同，A正確；醋酸菌屬于原核生物，原核生物通過無性繁殖的二分裂方式增殖，而無絲分裂是真核生物特有的增殖方式，B錯誤；在泡菜的制作過程中會有酵母菌等菌的生長，出現白色菌膜(酵母菌密度增大以后可能會出現灰色菌膜)，而變酸的果酒表面菌膜的主體為醋酸菌，故所含菌種不同，C錯誤；制成的果醋和泡菜不能使用高壓蒸汽滅菌，高壓蒸汽滅菌會殺死菌種，從而會影響產品的口感和品質，D錯誤。
5．某同學制作饅頭前，將面粉、溫水、酵母菌按比例混合形成面團，不斷揉搓面團后放置一段時間，進行發酵。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．饅頭制作與酸奶制作的發酵原理相同
B．發酵過程中容器內壁有水珠出現
C．若發酵時間過長，則會產生淡淡的酒味
D．饅頭中的小孔含有酵母菌產生的CO2
答案　A
解析　制作饅頭主要是利用了酵母菌的有氧呼吸，而制作酸奶利用的是乳酸菌的無氧呼吸，A錯誤；酵母菌有氧呼吸產生二氧化碳和水，因此發酵過程中容器內壁有水珠出現，B正確；若發酵時間過長，酵母菌會進行無氧呼吸，所以會產生淡淡的酒味，C正確；酵母菌呼吸作用產生了二氧化碳，二氧化碳是氣體，遇熱膨脹而形成小孔，使得饅頭暄軟多孔，D正確。
6．下圖為醋制作的基本流程，以下敘述正確的是(　　)
A．原料糖化的過程只需要α-淀粉酶作用即可
B．酒精發酵和醋酸發酵的過程需要無氧條件
C．醋酸菌培養繁殖通常需要加入蛋白酶、酵母提取物、甘露醇
D．酒醅中的酒精含量通?？梢赃_到30%以上
答案　C
解析　原料糖化的過程需要加糖化酶和a-淀粉酶，A錯誤；參與醋酸發酵的醋酸菌是需氧型，需要有氧條件，B錯誤；醋酸菌培養繁殖通常需要加入蛋白酶、酵母提取物、甘露醇，C正確；酒醅中的酒精含量通常不可以達到30%以上，因為酒精對細胞有毒害作用，D錯誤。
7．下列關于發酵工程應用的說法，正確的是(　　)
A．食品添加劑由于可以增加食品營養，改善食品的色、香、味，還可以延長保存期，使用時應盡量多添加
B．加酶洗衣粉使用時用沸水洗滌效果最好
C．在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質，使飼料保鮮，動物食用后能提高免疫力
D．與使用化學農藥相比，使用微生物農藥具有成本低、見效快、無污染的特點
答案　C
解析　食品添加劑過量使用會對人體健康造成影響，甚至危及生命，不能過量使用，A錯誤；加酶洗衣粉中酶制劑在最適溫度下活性最高，沸水條件使酶失活，洗滌效果較差，B錯誤；與使用化學農藥相比，使用微生物農藥具有成本低、無污染、見效慢的特點，D錯誤。
8．山棗果實營養豐富，含有多種微量元素，是制作山棗酒、山棗醋的重要原料。山棗醋的制作通常包括果酒發酵、果醋發酵、勾兌調配成商品醋等階段。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．清洗山棗后進行蒸煮并搗碎，冷卻后加入果膠酶，有利于釋放有機酸和糖類
B．釀制山棗果酒時，接種活化的酵母后應在30 ℃的條件下密封發酵10天左右
C．在山棗酒中按比例接種醋酸菌，放入30 ℃恒溫振蕩培養箱中發酵可獲得果醋
D．在山棗醋中添加果汁、蔗糖糖漿等并進行調配后，需進行滅菌處理才能得到成品
答案　B
解析　清洗山棗后進行蒸煮并搗碎，冷卻后加入果膠酶，有利于分解細胞壁，釋放有機酸和糖類，A 正確；釀制山棗果酒階段，接種活化的酵母后應在20 ℃左右的條件下密封發酵，B錯誤。
二、多項選擇題
9．啤酒是以麥芽汁為原料，經釀酒酵母發酵制得。傳統啤酒釀造過程中，發酵在敞開式發酵池中進行，麥芽汁中接入酵母后通入大量無菌空氣，之后會產生大量氣體翻騰逸出，在麥芽汁表面形成25～30 cm厚的氣泡層(泡蓋)，然后停止通氣，進入靜止發酵階段。一段時間后可得啤酒。下列說法錯誤的是(　　)
A．用赤霉素溶液浸泡大麥種子可以有效促進α-淀粉酶合成，增加麥芽汁中可發酵糖的含量
B．靜止發酵階段酵母菌主要進行有氧呼吸
C．泡蓋的形成是由于酵母菌有氧呼吸產生CO2，能將麥芽汁與空氣隔絕
D．麥芽汁僅能為釀酒酵母的發酵過程提供碳源和水
答案　BD
解析　赤霉素能促進種子萌發，制作麥芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麥種子，可以有效促進α-淀粉酶合成，將淀粉水解為麥芽糖，進而增加麥芽汁中可發酵糖的含量，A項正確；麥芽汁不僅能為釀酒酵母的發酵過程提供碳源和水，還能提供氮源、無機鹽，D項錯誤。
10．有關泡菜中亞硝酸鹽含量的研究表明，亞硝酸鹽的含量高低和亞硝酸鹽含量峰值時間的早晚與食鹽的濃度有關(見下圖)。下列有關敘述正確的是(　　)
A．食鹽的濃度越高，亞硝酸鹽生成越快，亞硝酸鹽含量峰值出現得越早
B．取食泡菜時，時間別太長，防止空氣進入
C．臭味的產生可能與取食過程中帶入壇內油脂類物質有關
D．所用的食鹽水經煮沸后可除去水中的氧氣并殺滅雜菌
答案　BCD
解析　從圖中可以看出，亞硝酸鹽含量上升最快的是食鹽濃度為5%時，其峰值出現最早，當食鹽濃度上升到7%，亞硝酸鹽含量上升相對較慢，A錯誤；泡菜的制作原理是利用乳酸菌在無氧條件下進行乳酸發酵，所以取食泡菜時，時間別太長，防止空氣進入對乳酸菌產生抑制作用，B正確；如果在取食過程中混入油脂類物質，可能會破壞發酵過程，使泡菜出現臭味，C正確。
11．(2023·江蘇海門中學高三期末)紅薯釀制的黃酒，酒精度約為9%，制作過程如下圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．拌入蔗糖和麥芽均利于酵母菌獲得更多發酵底物
B．浸出液過濾后應保存于密閉容器中，并將容器裝滿
C．20 ℃保持24 h有利于提高發酵液中酵母菌數量
D．在一定時間內，30 ℃下發酵時間越長，紅薯黃酒的酒精度越高
答案　ACD
解析　制造果酒利用的是酵母菌的無氧呼吸，因此浸出液過濾后應保存于密閉容器中，但不能將容器裝滿，要留有約1/3的空間，這樣有利于酵母菌大量繁殖，并能防止發酵液溢出，B錯誤。
12．用蔗糖、奶粉和經蛋白酶水解后的玉米胚芽液，通過乳酸菌發酵可生產新型酸奶。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．蔗糖消耗量與乳酸生成量呈正相關
B．酸奶出現明顯氣泡說明有雜菌污染
C．乳酸菌是異養好氧菌
D．只有奶粉為乳酸發酵提供氮源
答案　CD
解析　蔗糖是乳酸菌的碳源，乳酸菌分解蔗糖產生乳酸，所以蔗糖消耗量與乳酸生成量呈正相關，A正確；酸奶是乳酸發酵的產物，不會有氣體產生，如果發酵時出現明顯的氣泡，說明肯定有其他的微生物存在，B正確；乳酸菌是異養厭氧菌，在無氧條件下將葡萄糖分解成乳酸，C錯誤；題中所給的玉米胚芽液經過蛋白酶水解后也可以提供氮源，D錯誤。
三、非選擇題
13．某小組利用塑料飲水杯、充氧泵、空氣過濾器、回旋式單向閥、硅膠管等材料制作的一種新型的果酒、果醋兩用發酵裝置，如下圖。請分析回答：
(1)制作果酒和果醋利用的微生物分別是____________、____________。
(2)圖中________和不銹鋼氣泡石能為發酵罐中的培養液進行充氧操作，______________能為通入的空氣進行無菌過濾，從而對發酵罐中的培養液實現無菌換氣。
(3)釀制果酒時一般將溫度控制在________℃，圖示裝置一般要先通氣后緊閉軟管夾，通氣的目的是__________________。若要檢測果汁發酵后是否有酒精產生，可從出料口取2 mL發酵液加入試管，再滴加0.5 mL______________溶液，觀察是否呈現________色。
(4)圖中排氣構件由回旋式單向閥通過硅膠塞連接于排氣口而成，使用前先在單向閥內裝入約1/3體積冷卻的開水，這樣處理的主要好處有_________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________(至少答出兩點)。
答案　(1)酵母菌　醋酸菌　(2)充氧泵　空氣過濾器　(3)18～30　有利于酵母菌的繁殖　酸性重鉻酸鉀　灰綠　(4)能將發酵過程產生的氣體及時排出發酵罐、可通過單向閥中氣泡的生成了解發酵狀況、能有效隔絕外界空氣對發酵介質的氧化及外界雜菌的污染、排氣不需要人工控制，使用方便
14．作為“漿果之王”的藍莓，營養價值豐富，鑒于其保鮮難度和成本，目前世界各國仍以加工為主，其加工途徑十分廣泛。下圖是藍莓醋發酵工藝流程圖，請據圖回答：
(1)藍莓汁的榨取過程中，一般選擇成熟藍莓果的原因是_____________________，清水沖洗后選擇硫代硫酸鈉進行消毒。
(2)清洗消毒后的藍莓果用破碎機進行破碎，需將果肉破碎率達97%以上的原因是_______________________，在此期間還需添加適量的________________________，用以提高藍莓果漿的出汁率，改善藍莓果酒的香氣和品質。
(3)藍莓酒發酵前，調整成分時需要添加________________________，既能維持果汁的滲透壓又能提高酒精度，利用酵母菌進行藍莓酒發酵過程中溫度應控制在________℃。在藍莓醋的發酵過程中，為了加快發酵速度，可以通過調節適宜的pH、定期攪勻、_______________等方式。
(4)成熟藍莓富含花青素，可增強視力、消除眼睛疲勞、消脂減肥，某同學欲用石油醚為溶劑提取藍莓中的花青素，他________(填 “能”或“不能”)成功。請說明理由______
________________________________________________________________________。
答案　(1)含糖量高、營養充分、口感好　(2)便于發酵過程中果肉與酵母菌充分接觸　果膠酶　(3)蔗糖　18～25　加大醋酸菌的接種量(保證充足供氧、提高發酵溫度、選擇耐酒精能力強的酸酸菌等)　(4)不能　花青素為水溶性色素，不溶于石油醚
解析　(1)藍莓汁的榨取過程中，需要選擇成熟藍莓果，因為成熟的藍莓果中含糖量高、營養充分、口感好，榨取的藍莓汁發酵效果好。(2)用破碎機將藍莓果破碎時，需將果肉破碎率達97%以上，有利于發酵過程中果肉與酵母菌充分接觸，在此期間還需添加適量的果膠酶，促進果膠的水解，用以提高藍莓果漿的出汁率，改善藍莓果酒的香氣和品質。(3)藍莓酒發酵前，為了能提高酒精度，需要在果汁中添加蔗糖，使含糖量上升，既能維持果汁的滲透壓又能提高酒精度，利用酵母菌進行藍莓酒發酵過程中溫度應控制在18～25 ℃。藍莓醋的發酵過程中，為了加快發酵速度，可以適當提高發酵溫度、選擇適宜pH、定期攪勻，同時注意加大醋酸菌的接種量、選擇耐酒精能力強的醋酸菌、提高發酵溫度、保證充足供氧等。(4)花青素為水溶性色素，不溶于石油醚，所以，不能用石油醚為溶劑提取藍莓中的花青素。

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