資源簡介

(共117張PPT)
第1章　發
酵
工
程
第1節　傳統發酵技術的應用
必備知識·素養奠基
一、發酵與傳統發酵技術
1.發酵:人們利用_______,在適宜的條件下,將原料通過_____________轉化為
人類所需要的產物。
2.傳統發酵食品——腐乳:
(1)原料:豆腐。
(2)參與發酵的微生物:_____、_____和_____等,起主要作用的是_____。
(3)物質變化:_______
___________________。
微生物
微生物的代謝
酵母
曲霉
毛霉
毛霉
蛋白質
小分子的肽和氨基酸
【激疑】毛霉是怎樣將蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸的?
提示:毛霉產生的蛋白酶將蛋白質分解。
3.傳統發酵技術:
(1)概念:直接利用原材料中天然存在的_______,或利用前一次發酵保存下來的
面團、鹵汁等發酵物中的_______進行發酵、制作食品的技術。
(2)特點:以_________的固體發酵及半固體發酵為主,通常是_______或作坊式
的。
4.下列食品是傳統發酵食品的是________________。
①豆腐　②腐乳　③醬油　④香醋　⑤豆油　⑥泡菜
⑦豆豉　⑧饅頭　⑨米酒　⑩豆漿　
?酸奶　
?米飯
微生物
微生物
混合菌種
家庭式
②③④⑥⑦⑧⑨?
二、嘗試制作傳統發酵食品
(一)制作泡菜
1.菌種來源:植物體表面天然的_______。
2.原理:無氧的情況下,乳酸菌將_______分解為_____。反應簡式:____________
__________________。
乳酸菌
葡萄糖
乳酸
C6H12O6
2C3H6O3(乳酸)+能量
3.方法步驟:
制作流程
具體操作
配制鹽水
用清水和食鹽配制質量百分比為________的鹽水,
_________待用
原料加工
和裝壇
將新鮮蔬菜洗凈,切塊,晾干后裝入泡菜壇內,裝至_____
時,加入蒜瓣、生姜及其他_______,繼續裝至_______
加鹽水
緩緩注入___________,使鹽水沒過全部菜料,_________
封壇發酵
向壇蓋邊沿的水槽中_______,并注意___________________,
室溫發酵
5%～20%
煮沸冷卻
半壇
香辛料
八成滿
冷卻的鹽水
蓋好壇蓋
注滿水
經常向水槽中補充水
4.結果分析與評價:
判一判:結合泡菜的制作原理和過程,判斷下列實驗分析的正誤:
(1)用水密封泡菜壇可以保證乳酸菌發酵所需要的無氧環境。
(
)
(2)隨著發酵時間的延長,泡菜中乳酸含量逐漸增加,所以泡菜腌制時間越長越
好。
(
)
提示:當乳酸含量為0.4%～0.8%時,泡菜的口味、品質最佳,如果發酵時間過長,
乳酸含量過高,口味不佳,還需考慮亞硝酸鹽含量的問題。
√
×
(3)制作泡菜時配制的鹽水可以直接使用。
(
)
提示:鹽水應該煮沸冷卻后再使用。
(4)蔬菜和香辛料不能裝滿泡菜壇,只能裝八成滿。
(
)
×
√
【激疑】蔬菜中含有較多的硝酸鹽,試從泡菜的制作過程分析亞硝酸鹽產生的原因。
提示:泡菜是新鮮蔬菜經過乳酸菌等微生物的發酵制作而成的,蔬菜中的硝酸鹽在某些微生物的作用下被還原成亞硝酸鹽。
(二)制作果酒和果醋
1.菌種:
(1)制作果酒菌種:新鮮水果果皮表面附著的___________。
(2)制作果醋菌種:_______。
野生酵母菌
醋酸菌
2.原理和反應簡式:
原理
反應簡式
果酒
制作
_____充足,酵母菌進行有氧呼吸,大量繁殖
C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+
12H2O+能量
_____條件,酵母菌進行無氧呼吸,產生酒精
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+能量
果醋
制作
___________都充足時,醋酸菌將糖分解成醋酸
C6H12O6+2O2
2CH3COOH+2CO2+
2H2O+能量
氧氣充足,缺少_____時,醋酸
菌將乙醇轉化為_____
C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O+能量
氧氣
無氧
氧氣、糖源
糖源
醋酸
3.方法步驟:
4.結果分析與評價:
判一判:結合果酒和果醋的制作原理和過程,判斷下列實驗分析的正誤:
(1)在制作果酒過程中,發酵液中有氣泡產生,因此發酵瓶需要排氣。(
)
(2)在制作果醋時,發酵液變渾濁,液面會形成白色菌膜。
(
)
(3)在制作果酒過程中,只有酵母菌進行發酵,沒有其他微生物生長。(
)
提示:葡萄皮上除酵母菌外,還有其他雜菌,所以發酵過程中,有多種微生物參
與。
√
√
×
(4)在制作果醋的過程中,酵母菌的酒精發酵被抑制。(
)
(5)在制作果醋的過程中,需將瓶蓋打開為醋酸菌提供氧氣,蓋上紗布以減少空
氣中塵土等雜質的污染。
(
)
√
√
三、傳統發酵食品的品質
1.由于菌種差異、雜菌情況不明和_________的控制缺乏標準等,會造成發酵食
品的品質不一。
2.工業上大規模生產時,通常會通過___________技術獲得_________,再將它們
_____到物料中進行發酵。
發酵過程
微生物培養
單一菌種
接種
關鍵能力·素養形成
知識點一　泡菜的制作
1.菌種——乳酸菌:
(1)代謝類型:異養厭氧型,有氧存在時,無氧呼吸會受到抑制。
(2)結構特點:無核膜包被的細胞核,是原核生物。
(3)生殖方式:二分裂。
(4)種類:種類很多,常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。
2.制作泡菜的材料選擇:
(1)泡菜壇要選擇透氣性差的容器,以創造無氧環境,有利于乳酸菌發酵,防止蔬菜腐爛。
(2)選擇新鮮蔬菜:蔬菜中含有大量的硝酸鹽,若放置時間過長,蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽,增加泡菜中的亞硝酸鹽含量。
3.泡菜發酵過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化分析:
時期
乳酸菌
乳酸
亞硝酸鹽
初期
少(有氧氣,乳酸菌活動受抑制)
少
增加(硝酸鹽還原菌的作用)
中期
最多(乳酸抑制其他菌活動)
增多,pH下降
下降(硝酸鹽還原菌受抑制,部分亞硝酸鹽被分解)
續表
時期
乳酸菌
乳酸
亞硝酸鹽
后期
減少(乳酸繼續積累,pH繼續下降,抑制自身活動)
繼續增多,pH繼續下降
下降至相對穩定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)
變
化
曲
線
4.泡菜制作過程中四個注意問題:
(1)鹽水的比例和使用方法:
①鹽水比例適中:食鹽用量過高,乳酸菌發酵受抑制,泡菜風味差;食鹽用量過低,
會導致雜菌大量繁殖,泡菜腐敗。
②鹽水要煮沸后冷卻使用:鹽水煮沸有兩大作用,一是除去水中的氧氣,二是殺
滅鹽水中的細菌。冷卻后使用是防止入壇蔬菜表面帶入的微生物被高溫殺死。
(2)蔬菜裝至八成滿,不能裝滿泡菜壇:蔬菜剛入壇時,其表面帶入的微生物,進
行發酵產生較多的CO2,蔬菜裝至八成滿,可以防止發酵液溢出。
(3)壇蓋邊沿的水槽中要注滿水,并經常補充,以保證乳酸菌發酵所需要的無氧
環境。
(4)發酵溫度和時間的控制:若溫度過高,則易滋生雜菌;若溫度過低,則發酵時間延長。時間過短,會造成細菌大量繁殖,亞硝酸鹽含量增加;泡菜的發酵時間長,亞硝酸鹽含量低,但是發酵時間過長,乳酸含量過高,口味不佳。
5.進一步探究:亞硝酸鹽含量的測定
(1)原理:在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料。
(2)方法:比色法。將顯色后的樣品與標準顯色液進行對比,估算亞硝酸鹽含量。
(3)過程:配制溶液→制備標準顯色液→制備樣品處理液→比色。
【素養案例】
(2020·武漢高二聯考)紅酸湯是一種很有特色的火鍋底料,制作流程如圖所示。請分析回答以下問題:
(1)密封發酵時,常在壇中加入成品紅酸湯,其目的是____________________。乳酸發酵的過程即為乳酸菌進行____________________的過程,該過程發生在乳酸菌細胞的________________中。?
(2)裝壇時壇口留有一點空間而不裝滿的目的是____________________,紅酸湯腌制過程的初期會有氣泡冒出,但氣泡的產生逐漸停止,試分析原因是________________________________________。?
(3)紅酸湯有利于人體腸道內多種益生菌的生長。消化道炎癥往往與益生菌群減少、有害菌群增多有關。研究表明,治療消化道慢性炎癥時,不宜濫用抗生素,濫用抗生素的害處有____________________。?
(4)亞硝酸鹽的含量影響紅酸湯的品質,在發酵過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有____________________。?
【解題導引】解答本題的兩個關鍵點是:
(1)制作泡菜的原理:乳酸發酵(無氧呼吸)。
(2)泡菜的發酵過程:
①發酵初期乳酸菌數量少,其他微生物發酵產生二氧化碳。
②發酵中期,無氧狀態,乳酸菌增加,乳酸不斷積累,其他菌受抑制。
③發酵后期,乳酸含量繼續增加,乳酸菌受抑制或死亡,發酵速度變緩或停止。
【解析】(1)在壇中加入成品紅酸湯的目的是增加乳酸菌含量,乳酸發酵是利用了乳酸菌的無氧呼吸,該過程發生在乳酸菌的細胞質基質中。(2)裝壇時壇口留有一點空間而不裝滿的目的是防止西紅柿發酵后液體膨脹外溢,紅酸湯腌制過程的初期會有氣泡冒出,但氣泡的產生逐漸停止,其原因是剛入壇時,西紅柿表面的雜菌呼吸產生二氧化碳,隨著乳酸積累抑制了雜菌的生長,乳酸菌產生乳酸的過程不產生二氧化碳。(3)根據題意分析,人體腸道內有很多益生菌,若使用抗生素會殺死腸道內多種益生菌,因此不宜濫用抗生素。(4)發酵過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有溫度高低、食鹽用量、腌制時間、腌制方法等。
答案:(1)增加乳酸菌含量(以縮短制作時間)　無氧呼吸　細胞質基質　(2)防止西紅柿發酵后液體膨脹外溢　剛入壇時,西紅柿表面的雜菌呼吸產生二氧化碳,隨著乳酸積累抑制了雜菌的生長,乳酸菌產生乳酸的過程不產生二氧化碳　(3)抗生素會殺死腸道內多種益生菌　(4)溫度、食鹽用量、腌制時間、腌制方法等
　【誤區警示】泡菜制作的兩個易錯點
(1)誤認為只有乳酸菌發酵:前期主要是有氧發酵消耗氧氣,形成無氧環境,后期主要是乳酸發酵。
(2)誤認為泡菜制作全過程都是無氧發酵,蔬菜裝壇能裝滿:裝八成滿,防止早期發酵產生的CO2使發酵液溢出。
【素養·探究——母題追問】
(1)科學探究——實驗設計
結合題目中紅酸湯的制作過程,分析在制作泡菜時,可以采取哪些措施營造“無氧環境”?
提示:①選擇的泡菜壇要密封性好;②加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水,使鹽水沒過全部菜料;③蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。
(2)科學思維——分析與推理
酸奶是一種對人體健康有益的發酵食品,也是利用乳酸菌發酵制作的。制作酸奶時用的鮮奶原料不能含有抗生素,試分析原因。
提示:抗生素會抑制乳酸菌的生長,使發酵受到抑制。
【素養·遷移】
　家庭中制作泡菜的方法:新鮮的蔬菜經過整理、清潔后,放入徹底清洗并用白酒擦拭過的泡菜壇中,然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”,密封后置于溫度適宜的地方。下列與此過程相關的敘述,不正確的是
(　　)
A.用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒
B.加入“陳泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌種
C.制作泡菜的過程中,有機物的干重和種類將減少
D.若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是大量的食鹽抑制了乳酸菌的發酵過程
【解析】選C。用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒,A正確;“陳泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌種,制作泡菜時,加入“陳泡菜水”可以實現接種乳酸菌菌種的目的,B正確;制作泡菜的過程中,由于呼吸作用的消耗,有機物的干重將減少,但壇內有機物的種類將增加,C錯誤;若放入的食鹽過多,抑制了乳酸菌的發酵,就會使制作的泡菜“咸而不酸”,D正確。
　【補償訓練】
　　關于泡菜發酵的敘述,不正確的是
(　　)
A.泡菜發酵過程中乳酸會不斷積累
B.煮沸鹽水的目的是除去水中的氧氣和殺滅鹽水中的其他雜菌
C.制作泡菜利用的菌種是乳酸菌,其代謝類型為異養厭氧型
D.泡菜腌制時間過長,容易造成細菌大量滋生,亞硝酸鹽含量增加
【解析】選D。泡菜腌制時間過短,乳酸含量低,容易造成細菌大量滋生,亞硝酸鹽含量增加;腌制時間過長,乳酸含量高,影響泡菜口味。在整個發酵過程中,亞硝酸鹽的含量表現為先增加后下降的趨勢,D錯誤。
知識點二　果酒和果醋的制作
1.制作果酒和果醋的菌種和發酵條件的比較:
果酒制作
果醋制作
發
酵
菌
種
來源
附著在葡萄皮上
的野生酵母菌
變酸酒表面的菌膜或
人工接種醋酸菌
結構特點
有以核膜為界限的細胞核,有多種細胞器
無以核膜為界限的細胞核,只有核糖體一種細胞器
代謝類型
異養兼性厭氧型
異養需氧型
發
酵
條
件
溫度
18～30
℃
30～35
℃
時間
10～12天
7～8天
氧氣
前期需氧,
后期無氧
一直需要充足氧氣
pH
酸性
酸性
聯系
醋酸發酵可以在酒精發酵的基礎上進行,
酒精發酵為醋酸發酵提供原料
【特別提醒】發酵過程中關注“兩個變化”
(1)果酒發酵過程中酵母菌數量和酒精含量的變化:
①菌體數量的變化:發酵初期,酵母菌進行有氧呼吸,大量繁殖。發酵中期形成無氧環境,酵母菌數量增加緩慢,最后達到穩定。發酵后期由于酒精含量較高,可能會導致酵母菌大量死亡。
②酒精含量的變化:發酵初期,酵母菌進行有氧呼吸,酒精含量很低。發酵中期,酵母菌進行無氧呼吸產生大量酒精,酒精含量增加。發酵后期,由于酒精含量升高,大量酵母菌死亡,酒精含量不再增加。
(2)果酒、果醋制作過程中pH的變化:
①果酒發酵時產生的部分CO2會溶于發酵液,使發酵液pH下降,最后趨于穩定。
②果醋發酵時產生的醋酸溶于發酵液,使發酵液pH下降,最后趨于穩定。
2.制作果酒和果醋的發酵裝置:
(1)各部位的作用:
①充氣口:連接充氣泵充入氧氣(無菌空氣)。充氣管下端要插入發酵液面以下近瓶底處。
②排氣口:酒精發酵時排出酵母菌無氧呼吸產生的CO2,平衡容器內外壓力;在醋酸發酵時排出的是剩余的空氣和醋酸菌代謝產生的CO2。排氣管下端離發酵液有一段距離,外部要彎曲,并盡量保證管口向下,可以防止空氣中微生物的污染。
③出料口:便于取樣檢測,及時監測發酵進行的情況或排出廢料。
(2)該裝置的使用方法:
使用該裝置制果酒時,應該關閉充氣口;制果醋時,應將充氣口連接氣泵,輸入氧氣(無菌空氣)。
　【特別提醒】果酒和果醋制作成功的四個關鍵點
(1)選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄進行沖洗,再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。
(2)葡萄汁裝入發酵瓶時,要留有大約1/3的空間:目的是先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖,耗盡瓶內O2后再進行酒精發酵,還可防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出。
(3)果酒發酵時要適時排氣:防止發酵裝置爆裂。果醋發酵時要及時通氣:防止醋酸菌死亡。
(4)嚴格控制溫度:18～30
℃利于酵母菌的繁殖和酒精發酵;30～35
℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的發酵。
3.實驗現象及檢測:
(1)實驗現象:
發酵
酒精發酵
醋酸發酵
味道
酒味
酸味
泡沫
有泡沫
無泡沫
發酵液顏色
渾濁
渾濁,液面形成白色菌膜
(2)檢測:
①酒精發酵:果酒發酵后取樣,可通過嗅味和品嘗進行初步鑒定,也可以利用酸性重鉻酸鉀與酒精反應出現灰綠色來檢測酒精。
②醋酸發酵:可通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進行初步鑒定,也可通過檢測和比較醋酸發酵前后的pH(可用pH試紙)做進一步的鑒定。
　【素養案例】
(2019·海南高考改編)從古至今人們廣泛利用微生物發酵進行食品加工,如釀酒、制醋等。請回答下列相關問題。
(1)傳統發酵技術經常采用野生菌種,在家庭中以葡萄為原料制作葡萄酒時,可以不添加菌種,原因是________________________,但現代發酵工業常采用純化的優良菌種,這樣可以________________________。?
(2)釀酒時,溫度應該控制在________。某同學在通過發酵制作果酒時,發現在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是__。?
在制作葡萄酒的過程中,如果密封不嚴混入空氣,發酵液會變酸,可能的原因是________________________,反應簡式是________________________。?
(3)在果酒制作中,加入的新鮮葡萄汁沒有經過滅菌處理,但是在制出的果酒中基本檢測不出酵母菌以外的雜菌,從生態學角度分析:一是酵母菌與雜菌之間存在____________關系;二是由于果酒中的____________不利于雜菌的生長。
【解題導引】需明確以下三個知識點:
(1)果酒制作菌種來源:葡萄皮上附著的野生酵母菌。
(2)制作果酒和果醋的通氣情況差異:制作果酒需要密封,制作果醋需要通氣。
(3)果酒制作過程中酵母菌抑制其他雜菌的原因:酵母菌與其他雜菌是競爭關系,并且酵母菌產生的酒精不利于其他微生物生長。
【解析】(1)在家庭中以葡萄為原料制作葡萄酒時,不添加酵母菌,原因是在葡萄皮表面附著有大量的野生酵母菌;現代工業發酵用純化的優良菌種進行發酵,可以避免雜菌污染,保證產品的質量。(2)酒精發酵時一般將溫度控制在18～30
℃。制作果酒時,在原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是酵母菌可以利用糖進行無氧呼吸產生酒精;在制作葡萄酒的過程中,如果密封不嚴混入空氣,發酵液會變酸,可能的原因是醋酸菌發酵產生醋酸。在書寫反應式時,反應物是C2H5OH和O2,生成物是CH3COOH和水,還有能量,箭頭上注明酶。(3)加入的新鮮葡萄汁沒有進行滅菌處理,但是在制出的果酒中基本檢測不出酵母菌以外的雜菌,從生態學角度分析:一是酵母菌在與雜菌之間的競爭中取得優勢,二是果酒中的酒精不利于雜菌生長,從而淘汰掉雜菌。
答案:(1)葡萄皮表面附著有大量的野生酵母菌　避免雜菌污染,保證產品的質
量　(2)18～30
℃　酵母菌可以利用糖進行無氧呼吸產生酒精　醋酸菌發酵
產生醋酸　C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O+能量　(3)競爭　酒精
【素養·探究——母題追問】
(1)科學思維——分析與推理
某同學以新鮮葡萄為原料制作葡萄酒時,為了防止雜菌污染,他將葡萄反復沖洗干凈后榨汁進行發酵,結果他制作的葡萄酒酒精含量低于其他同學的葡萄酒,請你幫這位同學分析一下原因。
提示:他在反復沖洗葡萄時,導致果皮表面的野生酵母菌菌種流失,產生的酒精少。
(2)科學探究——實驗設計
果酒發酵過程中產生了酒精,請你設計一個實驗,證明果酒發酵后產生了酒精。
提示:取三支試管,標號A、B、C。A中加入2
mL發酵前的果汁,B中加入2
mL發酵后的發酵液,C中加入2
mL酒精,然后用酸性的重鉻酸鉀溶液檢測,觀察各組的顏色變化。如果A組沒有出現灰綠色,而B組和C組出現灰綠色,則證明果酒發酵后產生了酒精。
【素養·遷移】
　(2020·江蘇高考)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
【解析】選B。本題主要考查果酒、果醋的制作過程。選擇新鮮的葡萄清洗1到2次,除去枝梗后榨汁,A正確;葡萄汁不能裝滿,需裝至玻璃瓶的2/3空間,B錯誤;酒精發酵期間會產生二氧化碳,故需適時擰松瓶蓋,防止發酵瓶爆裂,C正確;醋酸菌是好氧菌,故醋酸發酵時應去除瓶蓋,加一層紗布,D正確。
　【補償訓練】
　　下圖表示果酒和果醋制作過程中的物質變化過程,下列敘述正確的是
(　　)
A.過程①和②都只能發生在無氧條件下
B.過程①和③都發生在酵母細胞的線粒體中
C.過程③和④都需要氧氣的參與
D.過程①～④所需的最適溫度基本相同
【解析】選C。圖中①過程為細胞呼吸第一階段,有氧無氧條件均可以發生;②過程為無氧呼吸第二階段,只能發生在無氧條件下,故A錯誤。①過程在細胞質基質中進行,③過程為有氧呼吸第二、三階段,在酵母菌線粒體內進行,需要氧氣參與,故B錯誤。④過程為醋酸發酵階段,在醋酸菌細胞內進行,需要氧氣參與,③過程也需要氧氣參與,故C正確。過程①②③為酵母菌的呼吸作用,最適宜溫度為18～30
℃;④為醋酸菌的代謝過程,最適宜溫度為
30～35
℃,故D錯誤。
【方法規律】酵母菌和醋酸菌呼吸場所的判斷
(1)有氧呼吸的場所:酵母菌和醋酸菌均能進行有氧呼吸,但是場所不同。
①酵母菌是真核生物,在細胞質基質和線粒體中進行有氧呼吸。
②醋酸菌是原核生物,無線粒體,其有氧呼吸全過程均在細胞質基質中進行。
(2)酵母菌的無氧呼吸場所:在細胞質基質中。
【課堂回眸】
課堂檢測·素養達標
　【概念·診斷】　　　　　　　　　　　　　　　　
1.我國的傳統發酵食品歷史悠久,種類繁多,因其獨特風味深受歡迎。下列關于泡菜、果酒和果醋的制作過程描述合理的是________。?
①制作泡菜時應該將泡菜壇裝滿以制造無氧環境
②制作泡菜時應先加入鹽水再加入蔬菜和香辛料
③制作果醋時應打開瓶蓋,保證氧氣供應
④制作果酒和果醋可以用同一裝置完成
⑤清洗葡萄時應先清洗再去除枝梗
⑥制作果醋時應將溫度控制在18
～30
℃
⑦制作果酒時需要一直將瓶蓋擰緊,防止空氣進入
【解析】選③④⑤。制作泡菜時蔬菜裝至八成滿,不能將泡菜壇裝滿,①錯誤;制作泡菜時應先加入蔬菜和香辛料再緩緩注入鹽水,②錯誤;醋酸菌是好氧菌,所以制作果醋時應打開瓶蓋,保證氧氣供應,③正確;制作果酒和果醋可以用同一裝置完成,④正確;清洗葡萄時應先清洗再去除枝梗,以防葡萄汁流失及污染,⑤正確;制作果醋時應將溫度控制在30～35
℃,⑥錯誤;制作果酒時需要定期擰松瓶蓋,排放容器中的CO2,⑦錯誤。
2.(2020·北京高二檢測)發酵食品是中國傳統食品中一個重要的類別,承載了中華民族悠久的歷史和豐富的文化內涵。請結合所學發酵知識和生活經驗,指出下列哪項屬于未經發酵的食品
(　　)
A.泡菜
B.食醋
C.豆腐
D.酸奶
【解析】選C。泡菜制作過程中需要乳酸菌發酵,A不符合題意;食醋制作過程中需要醋酸菌發酵,B不符合題意;豆腐是用豆子加工而形成的,未經微生物發酵,C符合題意;酸奶制作中需要乳酸菌發酵,D不符合題意。
3.腌制泡菜時,抑制有害菌繁殖是關鍵,不利于抑制有害菌繁殖的是(　　)
A.接入含有菌種的“老湯”
B.腌制泡菜的溫度較高
C.利用無氧環境抑制有害菌
D.利用發酵產物抑制有害菌
【解析】選B。接入含有菌種的“老湯”是為制作泡菜提供乳酸菌菌種,盡快形成種群優勢,有利于抑制有害菌繁殖,A錯誤;腌制泡菜的溫度較高會造成細菌大量繁殖,B正確;利用無氧環境可抑制需氧微生物的繁殖,C錯誤;發酵產物是乳酸菌,可抑制對酸耐受性低的微生物的繁殖,D錯誤。
4.在制果酒、果醋、泡菜時,發酵過程中對氧氣的需求分別是
(　　)
A.無氧、有氧、無氧
B.有氧、無氧、無氧
C.無氧、有氧、有氧
D.兼氧、無氧、有氧
【解析】選A。果酒制作的原理是利用酵母菌進行無氧呼吸產生酒精;果醋的制作原理是利用醋酸菌在氧氣、糖源都充足時,將果汁中的糖分解成醋酸,或在氧氣充足、缺少糖源時,先將乙醇變為乙醛,再將乙醛變為醋酸;泡菜發酵的原理是乳酸菌在無氧條件下,將糖分解為乳酸。綜上分析,A項正確。
5.(2020·山東等級考)我國的釀酒技術歷史悠久,古人在實際生產中積累了很多經驗。《齊民要術》記載:將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發,如魚眼湯,凈淘米八斗,炊作飯,舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化,冒出魚眼大小的氣泡,把八斗米淘凈,蒸熟,攤開冷透。下列說法錯誤的是
(　　)
A.“浸曲發”過程中酒曲中的微生物代謝加快
B.“魚眼湯”現象是微生物呼吸作用產生的CO2釋放形成的
C.“凈淘米”是為消除雜菌對釀酒過程的影響而采取的主要措施
D.“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導致酒曲中的微生物死亡
【解析】選C。本題主要考查酒精發酵。由題干信息可知,“浸曲發”是將酒曲浸到活化,在酵母菌活化的過程中酵母菌細胞吸水代謝加快,A項正確;“魚眼湯”是冒出魚眼大小的氣泡,氣泡是酵母菌進行呼吸作用產生的CO2釋放形成的,B項正確;釀酒過程中酵母菌進行無氧呼吸產生的酒精會抑制其他微生物的生長,“凈淘米”是防止一些雜質影響酒的品質,C項錯誤;“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透,其目的是防止蒸熟的米溫度過高致使酒曲中的微生物死亡,D項正確。
【思維·躍遷】
6.如圖為蘋果酒的發酵裝置示意圖,下列敘述正確的是
(　　)
A.發酵過程中酒精的產生速率越來越快
B.集氣管中的氣體是酵母菌無氧呼吸產生的CO2
C.發酵過程中酵母菌種群呈“J”形增長
D.若發酵液表面出現菌膜,最可能原因是發酵瓶漏氣
【解析】選D。酵母菌首先進行有氧呼吸,然后進行無氧呼吸。發酵過程中由于營養物質的減少、有害代謝產物的積累、pH的改變,酒精的產生速率逐漸減慢,A錯誤;集氣管中的氣體是酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2,B錯誤;發酵過程中酵母菌種群先呈“S”形增長,而后減少,C錯誤;若發酵液表面出現菌膜,是因為出現了醋酸菌,醋酸菌是需氧型微生物,可能是發酵瓶漏氣引起的,D正確。
7.天津獨流老醋歷史悠久、獨具風味,其生產工藝流程如圖。
(1)在操作過程中,發酵罐先通氣,后密閉。通氣能提高________的數量,有利于密閉時獲得更多的酒精產物。酵母菌產生酒精的反應簡式是______________。?
(2)在醋酸發酵階段,獨流老醋采用獨特的分層固體發酵法,發酵30天。工藝如下。
①在發酵過程中,定期取樣測定醋酸菌密度變化,趨勢如圖。據圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸菌在顛倒后密度變化是____________,由此推測,影響醋酸菌密度變化的主要環境因素是營養物質、pH和________。?
②乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。發酵過程中,發酵缸中顛倒前的________層和顛倒后的________層的物質有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。?
③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因是發酵后期營養物質消耗等環境因素的改變,加劇了不同種類乳酸菌的________,淘汰了部分乳酸菌種類。?
【解析】(1)在酒精發酵階段,需添加酵母菌。在操作過程中,發酵罐先通氣,后密閉。通氣能提高酵母菌的數量,有利于密閉時獲得更多的酒精產物,反應簡式見答案。(2)①據圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸菌在顛倒后密度變化是先快速增長后趨于穩定,由此推測,影響醋酸菌密度變化的主要環境因素是氧氣、營養物質、pH等。②乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。乳酸菌為厭氧菌,發酵過程中,發酵缸中T2時期的B層和T3時期的A層有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因可能是營養物質消耗、醋酸過多、pH過低,加劇了不同種類乳酸菌的競爭,淘汰了部分乳酸菌種類。
答案:(1)酵母菌　C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+能量　(2)①先快速增長后趨于穩定　氧氣　②B　A
③競爭
【拓展·探究】
8.在葡萄酒中存在大量的多酚類物質,具有養顏護膚、抑癌抗瘤、抗衰老、抗輻射、增進食欲等多種保健作用。所以現在家庭自制葡萄酒也越來越普遍,2020年1月份在周口發生了6人飲用自制葡萄酒中毒事件。請回答下列問題:
(1)下列關于自制葡萄酒中產生有毒物質的原因分析正確的是________。?
A.制作葡萄酒的容器沒有消毒
B.葡萄破損或腐爛帶入了有害微生物
C.發酵過程中產生了有害物質
D.發酵過程中,發酵罐密封不嚴
(2)酵母菌利用葡萄汁中的糖類產生酒精,酒精是在酵母菌細胞的____________(填場所)產生的,在氧氣充足時,CO2是在________(填場所)產生的。?
(3)泡菜制作過程也會產生對人體有害的物質——亞硝酸鹽,所以,有人認為傳統發酵食品是不能食用的,你認為這種說法正確嗎?
【解析】(1)制作葡萄酒的容器如果沒有消毒,酒中可能產生有毒物質;葡萄破損或腐爛帶入了有害微生物,可能產生有毒物質;酵母菌在發酵過程中也可能產生有害物質;發酵過程中發酵罐密封不嚴,微生物進行有氧呼吸可能產生有毒物質。(2)酒精是無氧呼吸的產物,在細胞質基質中產生,氧氣充足時,有氧呼吸第二階段產生CO2,場所是線粒體基質。(3)在泡菜制作過程中會產生豐富的營養物質,也會產生有害物質亞硝酸鹽,但一般不會危害人體健康,如果人體攝入總量達到0.3～0.5
g時則會引起中毒,所以傳統的發酵食品只要符合食品安全,是可以食用的。
答案:(1)A、B、C、D　(2)細胞質基質　線粒體基質　(3)這種說法不正確。制作過程中雖然會產生有害的物質——亞硝酸鹽,但是食品經過發酵,營養物質更豐富,只要是符合食品安全的發酵食品是可以食用的。
課時素養評價
一　傳統發酵技術的應用
【基礎達標】
(20分鐘·70分)
一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分)
1.下列關于乳酸菌的敘述,不正確的是
(　　)
A.乳酸菌的種類很多,常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌
B.在自然界中分布廣泛,空氣、土壤、植物體表、人或動物的腸道內均有分布
C.一個泡菜壇內的所有乳酸菌構成一個種群
D.乳酸菌是厭氧細菌,無氧條件下將葡萄糖分解為乳酸
【解析】選C。乳酸菌是一類將葡萄糖分解成乳酸的微生物的總稱,常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌,A正確;乳酸菌分布廣泛,在空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道內均有分布,B正確;乳酸鏈球菌、乳酸桿菌等屬于不同的物種,因此一個泡菜壇里的所有乳酸菌不構成一個種群,C錯誤;乳酸菌是厭氧細菌,在無氧條件下將葡萄糖分解為乳酸,D正確。
【補償訓練】
　　下列有關乳酸菌代謝的敘述中,正確的是
(　　)
A.乳酸菌沒有細胞器,只能進行無氧呼吸
B.乳酸菌的蛋白質合成在自身的核糖體上進行
C.乳酸菌的代謝終產物是CO2和H2O
D.乳酸菌的細胞壁與植物細胞壁的成分相同
【解析】選B。乳酸菌屬于原核生物,細胞器只有核糖體,可以在核糖體上合成蛋白質,細胞壁由肽聚糖組成,植物細胞的細胞壁由纖維素和果膠組成,A、D錯誤,B正確;乳酸菌是厭氧細菌,只能進行無氧呼吸產生乳酸,代謝終產物不會有CO2和H2O,C錯誤。
2.下列操作,不會引起泡菜污染的是
(　　)
A.壇蓋邊沿的水槽應注滿水,并且要時常補充水槽中的水
B.腌制時溫度過高,食鹽含量低
C.腌制的時間過短
D.鹽水入壇前不用煮沸,直接入壇
【解析】選A。壇蓋邊沿的水槽注滿水,阻止了外界空氣進入泡菜壇,也阻止了空氣中雜菌進入泡菜壇,該做法不會引起泡菜污染;腌制時溫度過高,食鹽含量低會導致蔬菜腐敗,滋生大量細菌;腌制時間過短,乳酸含量過少,有利于雜菌的繁殖;鹽水中會含有一些雜菌,煮沸可以殺死一部分,不煮沸直接入壇有可能將雜菌帶入壇內引起污染。
【方法規律】發酵過程中控制雜菌的方法
(1)泡菜壇的密閉性及滅菌。
(2)蔬菜的清洗可以防止雜菌繁殖。
(3)食鹽的用量合適可以控制雜菌的繁殖。
(4)調味料也具有抑菌的作用。
(5)泡菜鹽水的浸泡提供的無氧環境為乳酸菌的繁殖提供條件,同時又能抑制好氧菌繁殖。
3.(2020·大同高二檢測)在果酒的制作過程中,下列說法正確的是(　　)
A.為避免污染,在處理葡萄時應先除去枝梗再沖洗
B.紅葡萄酒中的紅色是紅葡萄皮中的色素進入發酵液產生的
C.酵母菌屬于異養厭氧型生物
D.果酒暴露在空氣中容易產生酸味主要是因為產生了乳酸
【解析】選B。為了避免污染,在處理葡萄時應先沖洗再除去枝梗,A錯誤;紅葡萄酒中的紅色是紅葡萄皮中的色素進入發酵液產生的,B正確;制作果酒的微生物是酵母菌,屬于兼性厭氧型生物,C錯誤;果酒暴露在空氣中,由于氧氣充足,空氣中醋酸菌容易將酒精轉化為醋酸而產生酸味,D錯誤。
4.網傳“酵素能夠減肥、美顏”,某同學搜索“水果酵素”相關知識得到下面的信息。
酵素概念:
①酵素本義是酶的別稱
②《酵素產品分類導則》中將酵素定義為以動物、植物、菌類等為原料,經微生物發酵制得的含有特定生物活性的產品
水果酵素制作:
①把水果小塊和水按比例放入容器,密封,注意容器內留下20%空間
②置于陰涼處6個月后,過濾得到的濾液即為“酵素”
有關敘述不正確的是
(　　)
A.在酵素制作時容器內留下20%空間有防止發酵液溢出造成雜菌污染的作用
B.發酵裝置在陰涼處放置時,需要間隔一定時間放氣,間隔時間保持相等
C.由于水果酵素是低熱量的飲品,因此酵素具有一定的減肥功能
D.“酵素”中多種有益微生物、氨基酸、維生素等,是發揮功能的有效成分
【解析】選B。在酵素制作時容器內留下20%空間既保證酵母菌大量繁殖時對微量氧的需求,又防止發酵旺盛時發酵液溢出造成雜菌污染,A正確;發酵裝置放置在陰涼處,需要間隔一定時間放氣,因為發酵前期微生物有氧呼吸產生較多CO2,到發酵后期會以無氧呼吸為主,CO2釋放量降低,故放氣間隔可延長避免雜菌污染,B錯誤;由于水果酵素是低熱量的飲品,因此酵素具有一定的減肥功能,C正確;“酵素”中多種有益微生物、氨基酸、維生素等,是發揮功能的有效成分,D正確。
5.如圖是果醋發酵裝置。發酵初期不通氣,溶液中有氣泡產生;中期可以聞到酒香;后期接種醋酸菌,適當提高溫度并通氣,酒香逐漸變成醋香。關于發酵過程敘述正確的是
(　　)
A.發酵初期產生的氣體是氧氣
B.發酵初期產生的氣體是二氧化碳
C.發酵后期的醋酸菌進行無氧呼吸
D.發酵后期的pH升高
【解析】選B。發酵初期不通氣,酵母菌仍能進行有氧呼吸產生二氧化碳,A錯誤、B正確;果醋制作需要氧氣,所以發酵后期接種醋酸菌,應適當通氣,讓醋酸菌進行有氧呼吸,C錯誤;果醋發酵后期產生醋酸,使pH下降,D錯誤。
6.發酵一般泛指利用微生物制造工業原料或產品的過程。下列關于果酒和果醋的制作原理、發酵過程的敘述,錯誤的是
(　　)
A.果酒和果醋的發酵菌種不同,但細胞中消耗葡萄糖的部位相同
B.制作果酒和果醋時都應用體積分數為70%的酒精對發酵瓶消毒
C.在變酸的果酒表面所觀察到的菌膜一般是乳酸菌形成的
D.果酒和果醋的制作可用同一裝置,但需控制不同發酵條件
【解析】選C。果酒用到的是酵母菌,果醋用到的是醋酸菌,但都在細胞質基質消耗葡萄糖,A正確;制作果酒和果醋時都應用體積分數為70%的酒精對發酵瓶消毒,B正確;在變酸的果酒表面所觀察到的菌膜一般是醋酸菌大量繁殖形成的,C錯誤;果酒和果醋的制作可用同一裝置,制葡萄酒的過程中,將溫度嚴格控制在18～30
℃,時間控制在10～12
d左右,注意后期關閉充氣口;制果醋的過程中,將溫度嚴格控制在30～35
℃,時間控制在7～8
d左右,并注意適時通過充氣口通氣,D正確。
7.2020年新冠肺炎期間,山西向武漢捐贈了古法發酵的陳醋50噸。下列關于發酵和傳統發酵技術的說法錯誤的是
(　　)
A.發酵是利用微生物的代謝將原料轉化成人類所需要的產物
B.發酵產物都是微生物細胞無氧呼吸的產物
C.傳統發酵一般是利用天然存在的菌種進行發酵
D.傳統發酵通常是家庭式或作坊式的
【解析】選B。發酵產物并非都是微生物細胞無氧呼吸的產物。酒精是酵母菌無氧呼吸的產物;而醋酸是醋酸菌特有的代謝過程產生的代謝產物,不是醋酸菌的細胞呼吸產物。
　【互動探究】
(1)結合細胞呼吸相關知識分析,傳統發酵常用微生物乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的細胞呼吸產物分別是什么?
提示:乳酸菌是厭氧生物,只進行無氧呼吸,產物是乳酸;酵母菌是兼性厭氧生物,有氧呼吸產物是CO2和H2O,無氧呼吸產物是酒精和二氧化碳;醋酸菌是好氧細菌,細胞呼吸的產物是CO2和H2O。
(2)傳統發酵用的菌種都是純種嗎?
提示:不是。基本都是用的天然的混合菌種。
二、非選擇題(共2小題,共28分)
8.(18分)葡萄酒是葡萄汁經酵母菌發酵而成的。如圖是釀制葡萄酒的兩個簡易裝置,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??????????????????????????????????????。?
(2)葡萄汁裝入甲裝置時,要留有約1/3的空間,這種做法的目的是???????????
??????????????????????????????????????????????????(答出兩點可)。?
(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。?
【解析】(1)與乙裝置相比,用甲裝置釀制葡萄酒的優點是不需要開蓋放氣,避免了因開蓋引起的雜菌污染。(2)葡萄汁裝入甲裝置時,要留有約1/3的空間,這種做法的目的是為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣;防止發酵時液體溢出。(3)題圖中曲線①、②、③依次表示乙A中的氧氣、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的變化趨勢。(4)從細胞呼吸類型看,酵母菌屬于兼性厭氧生物;從同化作用的類型看,酵母菌屬于異養生物。
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適量的氧氣;防止發酵時液體溢出　(3)乙A中的氧氣　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厭氧　異養
9.(10分)某興趣小組就“泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化”開展了研究,操作如下:某年1月4號下午選取1、2、3號三只相同的泡菜壇,在每個壇中加入洗凈的新鮮蓮花菜0.6
kg,再分別倒入等量的煮沸并冷卻的10%的鹽水,將壇密封,置于同一環境中。封壇前進行第一次取樣測定亞硝酸鹽含量作為對照,后來定時測定,結果如圖。請問:
(1)在腌制過程中,會出現壇中溶液量增加,這是由于????????????????????
????????????????????????????????????。?
(2)根據圖中數據,可知在腌制過程中的第????????天,泡菜中的亞硝酸鹽含量達到最大值。若要食用,至少要在腌制后的第????????天比較好。?
(3)該小組對實驗數據的處理方法是否合理?????????。原因是??????????
??????????????????????????????????????????????????????。?
(4)為了降低亞硝酸鹽含量,泡菜加工過程中可以采取什么措施????????????
???????????????????????????????????????????????????????????????
。
?
【解題關鍵】關鍵信息:分析題圖,在1、2、3號壇中,亞硝酸鹽的含量變化都表現為先增加后減少的趨勢,其中在1月7號亞硝酸鹽含量最高,1月14號亞硝酸鹽的含量下降到最低水平,之后亞硝酸鹽的含量基本保持不變。
【解析】(1)因為鹽水濃度大于細胞液濃度,植物細胞會通過滲透作用失水,因
此腌制過程中泡菜壇中的溶液量會增加。(2)由題圖可知,從1月4號開始腌制,1
月7號亞硝酸鹽含量達到最高,1月14號亞硝酸鹽的含量下降到最低水平,之后亞
硝酸鹽的含量基本保持不變。因此,在腌制過程中的第3天,泡菜中的亞硝酸鹽
含量達到最大值,若要食用,至少要在腌制后的第10天比較好。(3)由題圖知,該
小組對每個壇中的數據分別畫出曲線,這是不科學的,設置三個泡菜壇的目的是
進行平行重復實驗,取平均值,使實驗數據更準確,因此應該將三個壇中每次測
定的亞硝酸鹽含量分別記錄,求出平均值,然后以時間為橫坐標,亞硝酸鹽含量
為縱坐標畫曲線圖。(4)為了降低亞硝酸鹽含量,泡菜加工過程中應該采取的措施有:防止雜菌的污染;在腌制過程中注意腌制的時間,控制好溫度和食鹽的用量等。溫度過高、食鹽用量不足10%、腌制時間過短,都易使細菌大量繁殖導致亞硝酸鹽含量增加。
答案:(1)外界溶液濃度過高使細胞滲透失水
(2)3　10
(3)不合理　應將三個壇中每次測定的亞硝酸鹽含量分別記錄,求出平均值,然后以時間為橫坐標,亞硝酸鹽含量為縱坐標畫曲線圖
(4)防止雜菌的污染;在腌制過程中注意腌制的時間,控制好溫度和食鹽的用量等
【能力提升】(10分鐘·30分)
1.(6分)(不定項)藍莓富含花青素,對人體有增強視力、消除眼睛疲勞、消脂減肥、解酒護肝等功效。利用藍莓可生產藍莓果汁、藍莓酒、藍莓醋、藍莓果醬等。下列敘述不正確的是
(　　)
A.藍莓酒發酵過程中應嚴格控制無氧條件,以保證酵母菌只進行無氧呼吸
B.發酵產生的果醋和泡菜都呈酸味,但形成酸味的物質不同
C.制作藍莓酒和藍莓醋時所需控制的最適溫度不同
D.在制作藍莓醋時,高溫滅菌后的果酒需冷卻后才能接種醋酸菌
【解析】選A、D。酵母菌前期需要進行有氧呼吸大量繁殖,之后再進行無氧呼吸酒精發酵,A錯誤;發酵產生的果醋酸味是由于醋酸,泡菜形成酸味是由于乳酸,B正確;酒精發酵的最佳溫度是在18～30
℃,醋酸發酵的最佳溫度是在30～35
℃,C正確;果酒制成后,在發酵液中加入醋酸菌接著進行醋酸發酵,不需高溫滅菌,溫度應控制在30～35
℃,D錯誤。
【補償訓練】
　　(2020·無錫高二檢測)下列關于果酒和果醋制作的敘述,正確的是(　　)
A.果酒發酵所需的最適溫度高于果醋發酵溫度
B.果酒發酵后期擰開瓶蓋的間隔時間可縮短
C.在制作果醋時適當加大接種量可以提高發酵速率
D.醋酸菌在無氧條件下可以利用乙醇產生醋酸
【解析】選C。果酒發酵所需的最適溫度低于果醋發酵溫度,A錯誤;在果酒發酵后期,由于營養物質減少、代謝廢物積累等因素,酵母菌呼吸速率減慢,產生的二氧化碳減少,因此擰開瓶蓋的間隔時間可延長,B錯誤;在制作果酒和果醋時,適當加大接種量,可以提高發酵速率,并抑制雜菌繁殖,C正確;醋酸菌是好氧菌,其發酵產生醋酸必須在有氧條件下才能進行,D錯誤。
2.(6分)(不定項)(2019·江蘇高考改編)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.為提高發酵產品的品質,可以加入人工培養的單一菌種
【解析】選B、D。乳酸菌是一種嚴格的厭氧菌,利用乳酸菌制作酸奶的過程中,應一直處于密閉狀態,否則會導致發酵失敗,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,所以都不是純種發酵,會影響產品品質,為提高產品品質,可以加入人工培養的單一菌種,B、D正確;果酒、果醋制作過程中有CO2產生,溶液的pH都是逐漸降低,C錯誤。
3.(18分)利用發酵技術生產泡菜、果酒和果醋等產品,在我國有著悠久的歷史。請據此回答以下問題:
(1)在果酒發酵旺盛時,向發酵液中添加醋酸菌菌種,醋酸菌________(填“能”或“不能”)將果汁中的糖發酵為醋酸。理由是_________________。?
(2)為了優化發酵工藝,科研人員研究了酵母菌接種量對果酒中酒精度的影響,結果如表:
酵母菌
接種量/%
5
10
15
20
25
酒精
度/%
5.05
5.41
5.37
5.21
5.13
由表可知,酵母菌接種量為________%時,果酒的酒精度最高;當酵母菌接種量過高時,果酒的酒精度會隨接種量增大而下降,分析其原因是____________
______________________。果汁發酵后是否有酒精產生,可以用_________
___________________來檢測。?
(3)制作泡菜時,所用鹽水需煮沸,其目的是______________________。泡菜制作過程中,乳酸發酵的過程即為乳酸菌進行________的過程。與酵母菌相比,乳酸菌在細胞結構上的顯著特點是?_______________________________________
_________________________________________________________________。?
(4)如圖是某生物活動小組記錄的3種食鹽濃度下泡菜中的亞硝酸鹽含量與發酵天數的關系圖。
據圖分析選擇__________濃度的食鹽制作,且在________天以后食用較為適宜。?
【解析】(1)酒精發酵時需要無氧環境,而醋酸菌為好氧菌,因此醋酸菌不會進行醋酸發酵。(2)根據表中數據可知,酵母菌接種量為10%時,果酒的酒精度最高;當酵母菌接種量過高時,酵母菌種內斗爭加劇,影響酒精生成,從而導致果酒的酒精度會隨接種量增大而下降。果汁發酵后是否有酒精產生,可以用酸性的重鉻酸鉀來檢測。如果顏色由橙色變成灰綠色,說明有酒精產生。(3)制作泡菜時,通過煮沸鹽水,可以除去雜菌和氧氣;乳酸發酵是乳酸菌細胞的無氧呼吸的過程;乳酸菌是原核生物,無核膜包被的細胞核。(4)在亞硝酸鹽含量最低時選擇該食鹽濃度及發酵天數。
答案:(1)不能　醋酸菌是好氧細菌,而果酒發酵需要無氧環境　(2)10　酵母菌種內斗爭加劇,影響酒精生成　酸性的重鉻酸鉀　(3)除去雜菌、除去溶氧　無氧呼吸　無核膜包被的細胞核　(4)5%　11
【互動探究】
請你結合所學知識分析,如何降低泡菜中的亞硝酸鹽含量?
提示:選擇密封性好的泡菜壇,保證無氧環境;適當提高鹽水的濃度;適當延長發酵時間使亞硝酸鹽含量下降。第1章　發
酵
工
程
第1節　傳統發酵技術的應用
必備知識·素養奠基
一、發酵與傳統發酵技術
1.發酵:人們利用微生物,在適宜的條件下,將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物。
2.傳統發酵食品——腐乳:
(1)原料:豆腐。
(2)參與發酵的微生物:酵母、曲霉和毛霉等,起主要作用的是毛霉。
(3)物質變化:蛋白質小分子的肽和氨基酸。
毛霉是怎樣將蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸的?
提示:毛霉產生的蛋白酶將蛋白質分解。
3.傳統發酵技術:
(1)概念:直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次發酵保存下來的面團、鹵汁等發酵物中的微生物進行發酵、制作食品的技術。
(2)特點:以混合菌種的固體發酵及半固體發酵為主,通常是家庭式或作坊式的。
4.下列食品是傳統發酵食品的是②③④⑥⑦⑧⑨。
①豆腐　②腐乳　③醬油　④香醋　⑤豆油　⑥泡菜
⑦豆豉　⑧饅頭　⑨米酒　⑩豆漿　酸奶　米飯
二、嘗試制作傳統發酵食品
(一)制作泡菜
1.菌種來源:植物體表面天然的乳酸菌。
2.原理:無氧的情況下,乳酸菌將葡萄糖分解為乳酸。反應簡式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。
3.方法步驟:
制作流程
具體操作
配制鹽水
用清水和食鹽配制質量百分比為5%～20%的鹽水,煮沸冷卻待用
原料加工和裝壇
將新鮮蔬菜洗凈,切塊,晾干后裝入泡菜壇內,裝至半壇時,加入蒜瓣、生姜及其他香辛料,繼續裝至八成滿
加鹽水
緩緩注入冷卻的鹽水,使鹽水沒過全部菜料,蓋好壇蓋
封壇發酵
向壇蓋邊沿的水槽中注滿水,并注意經常向水槽中補充水,室溫發酵
4.結果分析與評價:
判一判:結合泡菜的制作原理和過程,判斷下列實驗分析的正誤:
(1)用水密封泡菜壇可以保證乳酸菌發酵所需要的無氧環境。
(√)
(2)隨著發酵時間的延長,泡菜中乳酸含量逐漸增加,所以泡菜腌制時間越長越好。
(×)
提示:當乳酸含量為0.4%～0.8%時,泡菜的口味、品質最佳,如果發酵時間過長,乳酸含量過高,口味不佳,還需考慮亞硝酸鹽含量的問題。
(3)制作泡菜時配制的鹽水可以直接使用。
(×)
提示:鹽水應該煮沸冷卻后再使用。
(4)蔬菜和香辛料不能裝滿泡菜壇,只能裝八成滿。
(√)
蔬菜中含有較多的硝酸鹽,試從泡菜的制作過程分析亞硝酸鹽產生的原因。
提示:泡菜是新鮮蔬菜經過乳酸菌等微生物的發酵制作而成的,蔬菜中的硝酸鹽在某些微生物的作用下被還原成亞硝酸鹽。
(二)制作果酒和果醋
1.菌種:
(1)制作果酒菌種:新鮮水果果皮表面附著的野生酵母菌。
(2)制作果醋菌種:醋酸菌。
2.原理和反應簡式:
原理
反應簡式
果酒制作
氧氣充足,酵母菌進行有氧呼吸,大量繁殖
C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
無氧條件,酵母菌進行無氧呼吸,產生酒精
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
果醋制作
氧氣、糖源都充足時,醋酸菌將糖分解成醋酸
C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量
氧氣充足,缺少糖源時,醋酸菌將乙醇轉化為醋酸
C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
3.方法步驟:
4.結果分析與評價:
判一判:結合果酒和果醋的制作原理和過程,判斷下列實驗分析的正誤:
(1)在制作果酒過程中,發酵液中有氣泡產生,因此發酵瓶需要排氣。
(√)
(2)在制作果醋時,發酵液變渾濁,液面會形成白色菌膜。
(√)
(3)在制作果酒過程中,只有酵母菌進行發酵,沒有其他微生物生長。
(×)
提示:葡萄皮上除酵母菌外,還有其他雜菌,所以發酵過程中,有多種微生物參與。
(4)在制作果醋的過程中,酵母菌的酒精發酵被抑制。(√)
(5)在制作果醋的過程中,需將瓶蓋打開為醋酸菌提供氧氣,蓋上紗布以減少空氣中塵土等雜質的污染。
(√)
三、傳統發酵食品的品質
1.由于菌種差異、雜菌情況不明和發酵過程的控制缺乏標準等,會造成發酵食品的品質不一。
2.工業上大規模生產時,通常會通過微生物培養技術獲得單一菌種,再將它們接種到物料中進行發酵。
關鍵能力·素養形成
知識點一　泡菜的制作
1.菌種——乳酸菌:
(1)代謝類型:異養厭氧型,有氧存在時,無氧呼吸會受到抑制。
(2)結構特點:無核膜包被的細胞核,是原核生物。
(3)生殖方式:二分裂。
(4)種類:種類很多,常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。
2.制作泡菜的材料選擇:
(1)泡菜壇要選擇透氣性差的容器,以創造無氧環境,有利于乳酸菌發酵,防止蔬菜腐爛。
(2)選擇新鮮蔬菜:蔬菜中含有大量的硝酸鹽,若放置時間過長,蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽,增加泡菜中的亞硝酸鹽含量。
3.泡菜發酵過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化分析:
時期
乳酸菌
乳酸
亞硝酸鹽
初期
少(有氧氣,乳酸菌活動受抑制)
少
增加(硝酸鹽還原菌的作用)
中期
最多(乳酸抑制其他菌活動)
增多,pH下降
下降(硝酸鹽還原菌受抑制,部分亞硝酸鹽被分解)
后期
減少(乳酸繼續積累,pH繼續下降,抑制自身活動)
繼續增多,pH繼續下降
下降至相對穩定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)
變化曲線
4.泡菜制作過程中四個注意問題:
(1)鹽水的比例和使用方法:
①鹽水比例適中:食鹽用量過高,乳酸菌發酵受抑制,泡菜風味差;食鹽用量過低,會導致雜菌大量繁殖,泡菜腐敗。
②鹽水要煮沸后冷卻使用:鹽水煮沸有兩大作用,一是除去水中的氧氣,二是殺滅鹽水中的細菌。冷卻后使用是防止入壇蔬菜表面帶入的微生物被高溫殺死。
(2)蔬菜裝至八成滿,不能裝滿泡菜壇:蔬菜剛入壇時,其表面帶入的微生物,進行發酵產生較多的CO2,蔬菜裝至八成滿,可以防止發酵液溢出。
(3)壇蓋邊沿的水槽中要注滿水,并經常補充,以保證乳酸菌發酵所需要的無氧環境。
(4)發酵溫度和時間的控制:若溫度過高,則易滋生雜菌;若溫度過低,則發酵時間延長。時間過短,會造成細菌大量繁殖,亞硝酸鹽含量增加;泡菜的發酵時間長,亞硝酸鹽含量低,但是發酵時間過長,乳酸含量過高,口味不佳。
5.進一步探究:亞硝酸鹽含量的測定
(1)原理:在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料。
(2)方法:比色法。將顯色后的樣品與標準顯色液進行對比,估算亞硝酸鹽含量。
(3)過程:配制溶液→制備標準顯色液→制備樣品處理液→比色。
(2020·武漢高二聯考)紅酸湯是一種很有特色的火鍋底料,制作流程如圖所示。請分析回答以下問題:
(1)密封發酵時,常在壇中加入成品紅酸湯,其目的是____________________。乳酸發酵的過程即為乳酸菌進行____________________的過程,該過程發生在乳酸菌細胞的________________中。?
(2)裝壇時壇口留有一點空間而不裝滿的目的是____________________,紅酸湯腌制過程的初期會有氣泡冒出,但氣泡的產生逐漸停止,試分析原因是________________________________________。?
(3)紅酸湯有利于人體腸道內多種益生菌的生長。消化道炎癥往往與益生菌群減少、有害菌群增多有關。研究表明,治療消化道慢性炎癥時,不宜濫用抗生素,濫用抗生素的害處有____________________。?
(4)亞硝酸鹽的含量影響紅酸湯的品質,在發酵過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有____________________。?
【解題導引】解答本題的兩個關鍵點是:
(1)制作泡菜的原理:乳酸發酵(無氧呼吸)。
(2)泡菜的發酵過程:
①發酵初期乳酸菌數量少,其他微生物發酵產生二氧化碳。
②發酵中期,無氧狀態,乳酸菌增加,乳酸不斷積累,其他菌受抑制。
③發酵后期,乳酸含量繼續增加,乳酸菌受抑制或死亡,發酵速度變緩或停止。
【解析】(1)在壇中加入成品紅酸湯的目的是增加乳酸菌含量,乳酸發酵是利用了乳酸菌的無氧呼吸,該過程發生在乳酸菌的細胞質基質中。(2)裝壇時壇口留有一點空間而不裝滿的目的是防止西紅柿發酵后液體膨脹外溢,紅酸湯腌制過程的初期會有氣泡冒出,但氣泡的產生逐漸停止,其原因是剛入壇時,西紅柿表面的雜菌呼吸產生二氧化碳,隨著乳酸積累抑制了雜菌的生長,乳酸菌產生乳酸的過程不產生二氧化碳。(3)根據題意分析,人體腸道內有很多益生菌,若使用抗生素會殺死腸道內多種益生菌,因此不宜濫用抗生素。(4)發酵過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有溫度高低、食鹽用量、腌制時間、腌制方法等。
答案:(1)增加乳酸菌含量(以縮短制作時間)　無氧呼吸　細胞質基質　(2)防止西紅柿發酵后液體膨脹外溢　剛入壇時,西紅柿表面的雜菌呼吸產生二氧化碳,隨著乳酸積累抑制了雜菌的生長,乳酸菌產生乳酸的過程不產生二氧化碳　(3)抗生素會殺死腸道內多種益生菌　(4)溫度、食鹽用量、腌制時間、腌制方法等
【誤區警示】泡菜制作的兩個易錯點
(1)誤認為只有乳酸菌發酵:前期主要是有氧發酵消耗氧氣,形成無氧環境,后期主要是乳酸發酵。
(2)誤認為泡菜制作全過程都是無氧發酵,蔬菜裝壇能裝滿:裝八成滿,防止早期發酵產生的CO2使發酵液溢出。
【素養·探究——母題追問】
(1)科學探究——實驗設計
結合題目中紅酸湯的制作過程,分析在制作泡菜時,可以采取哪些措施營造“無氧環境”?
提示:①選擇的泡菜壇要密封性好;②加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水,使鹽水沒過全部菜料;③蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。
(2)科學思維——分析與推理
酸奶是一種對人體健康有益的發酵食品,也是利用乳酸菌發酵制作的。制作酸奶時用的鮮奶原料不能含有抗生素,試分析原因。
提示:抗生素會抑制乳酸菌的生長,使發酵受到抑制。
【素養·遷移】
家庭中制作泡菜的方法:新鮮的蔬菜經過整理、清潔后,放入徹底清洗并用白酒擦拭過的泡菜壇中,然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”,密封后置于溫度適宜的地方。下列與此過程相關的敘述,不正確的是
(　　)
A.用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒
B.加入“陳泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌種
C.制作泡菜的過程中,有機物的干重和種類將減少
D.若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是大量的食鹽抑制了乳酸菌的發酵過程
【解析】選C。用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒,A正確;“陳泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌種,制作泡菜時,加入“陳泡菜水”可以實現接種乳酸菌菌種的目的,B正確;制作泡菜的過程中,由于呼吸作用的消耗,有機物的干重將減少,但壇內有機物的種類將增加,C錯誤;若放入的食鹽過多,抑制了乳酸菌的發酵,就會使制作的泡菜“咸而不酸”,D正確。
【補償訓練】
　　關于泡菜發酵的敘述,不正確的是
(　　)
A.泡菜發酵過程中乳酸會不斷積累
B.煮沸鹽水的目的是除去水中的氧氣和殺滅鹽水中的其他雜菌
C.制作泡菜利用的菌種是乳酸菌,其代謝類型為異養厭氧型
D.泡菜腌制時間過長,容易造成細菌大量滋生,亞硝酸鹽含量增加
【解析】選D。泡菜腌制時間過短,乳酸含量低,容易造成細菌大量滋生,亞硝酸鹽含量增加;腌制時間過長,乳酸含量高,影響泡菜口味。在整個發酵過程中,亞硝酸鹽的含量表現為先增加后下降的趨勢,D錯誤。
知識點二　果酒和果醋的制作
1.制作果酒和果醋的菌種和發酵條件的比較:
果酒制作
果醋制作
發酵菌種
來源
附著在葡萄皮上的野生酵母菌
變酸酒表面的菌膜或人工接種醋酸菌
結構特點
有以核膜為界限的細胞核,有多種細胞器
無以核膜為界限的細胞核,只有核糖體一種細胞器
代謝類型
異養兼性厭氧型
異養需氧型
發酵條件
溫度
18～30
℃
30～35
℃
時間
10～12天
7～8天
氧氣
前期需氧,后期無氧
一直需要充足氧氣
pH
酸性
酸性
聯系
醋酸發酵可以在酒精發酵的基礎上進行,酒精發酵為醋酸發酵提供原料
【特別提醒】發酵過程中關注“兩個變化”
(1)果酒發酵過程中酵母菌數量和酒精含量的變化:
①菌體數量的變化:發酵初期,酵母菌進行有氧呼吸,大量繁殖。發酵中期形成無氧環境,酵母菌數量增加緩慢,最后達到穩定。發酵后期由于酒精含量較高,可能會導致酵母菌大量死亡。
②酒精含量的變化:發酵初期,酵母菌進行有氧呼吸,酒精含量很低。發酵中期,酵母菌進行無氧呼吸產生大量酒精,酒精含量增加。發酵后期,由于酒精含量升高,大量酵母菌死亡,酒精含量不再增加。
(2)果酒、果醋制作過程中pH的變化:
①果酒發酵時產生的部分CO2會溶于發酵液,使發酵液pH下降,最后趨于穩定。
②果醋發酵時產生的醋酸溶于發酵液,使發酵液pH下降,最后趨于穩定。
2.制作果酒和果醋的發酵裝置:
(1)各部位的作用:
①充氣口:連接充氣泵充入氧氣(無菌空氣)。充氣管下端要插入發酵液面以下近瓶底處。
②排氣口:酒精發酵時排出酵母菌無氧呼吸產生的CO2,平衡容器內外壓力;在醋酸發酵時排出的是剩余的空氣和醋酸菌代謝產生的CO2。排氣管下端離發酵液有一段距離,外部要彎曲,并盡量保證管口向下,可以防止空氣中微生物的污染。
③出料口:便于取樣檢測,及時監測發酵進行的情況或排出廢料。
(2)該裝置的使用方法:
使用該裝置制果酒時,應該關閉充氣口;制果醋時,應將充氣口連接氣泵,輸入氧氣(無菌空氣)。
【特別提醒】果酒和果醋制作成功的四個關鍵點
(1)選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄進行沖洗,再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。
(2)葡萄汁裝入發酵瓶時,要留有大約1/3的空間:目的是先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖,耗盡瓶內O2后再進行酒精發酵,還可防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液溢出。
(3)果酒發酵時要適時排氣:防止發酵裝置爆裂。果醋發酵時要及時通氣:防止醋酸菌死亡。
(4)嚴格控制溫度:18～30
℃利于酵母菌的繁殖和酒精發酵;30～35
℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的發酵。
3.實驗現象及檢測:
(1)實驗現象:
發酵
酒精發酵
醋酸發酵
味道
酒味
酸味
泡沫
有泡沫
無泡沫
發酵液顏色
渾濁
渾濁,液面形成白色菌膜
(2)檢測:
①酒精發酵:果酒發酵后取樣,可通過嗅味和品嘗進行初步鑒定,也可以利用酸性重鉻酸鉀與酒精反應出現灰綠色來檢測酒精。
②醋酸發酵:可通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進行初步鑒定,也可通過檢測和比較醋酸發酵前后的pH(可用pH試紙)做進一步的鑒定。
　(2019·海南高考改編)從古至今人們廣泛利用微生物發酵進行食品加工,如釀酒、制醋等。請回答下列相關問題。
(1)傳統發酵技術經常采用野生菌種,在家庭中以葡萄為原料制作葡萄酒時,可以不添加菌種,原因是________________________,但現代發酵工業常采用純化的優良菌種,這樣可以________________________。?
(2)釀酒時,溫度應該控制在________。某同學在通過發酵制作果酒時,發現在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是__。?
在制作葡萄酒的過程中,如果密封不嚴混入空氣,發酵液會變酸,可能的原因是________________________,反應簡式是________________________。?
(3)在果酒制作中,加入的新鮮葡萄汁沒有經過滅菌處理,但是在制出的果酒中基本檢測不出酵母菌以外的雜菌,從生態學角度分析:一是酵母菌與雜菌之間存在____________關系;二是由于果酒中的____________不利于雜菌的生長。
?
【解題導引】需明確以下三個知識點:
(1)果酒制作菌種來源:葡萄皮上附著的野生酵母菌。
(2)制作果酒和果醋的通氣情況差異:制作果酒需要密封,制作果醋需要通氣。
(3)果酒制作過程中酵母菌抑制其他雜菌的原因:酵母菌與其他雜菌是競爭關系,并且酵母菌產生的酒精不利于其他微生物生長。
【解析】(1)在家庭中以葡萄為原料制作葡萄酒時,不添加酵母菌,原因是在葡萄皮表面附著有大量的野生酵母菌;現代工業發酵用純化的優良菌種進行發酵,可以避免雜菌污染,保證產品的質量。(2)酒精發酵時一般將溫度控制在18～30
℃。制作果酒時,在原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是酵母菌可以利用糖進行無氧呼吸產生酒精;在制作葡萄酒的過程中,如果密封不嚴混入空氣,發酵液會變酸,可能的原因是醋酸菌發酵產生醋酸。在書寫反應式時,反應物是C2H5OH和O2,生成物是CH3COOH和水,還有能量,箭頭上注明酶。(3)加入的新鮮葡萄汁沒有進行滅菌處理,但是在制出的果酒中基本檢測不出酵母菌以外的雜菌,從生態學角度分析:一是酵母菌在與雜菌之間的競爭中取得優勢,二是果酒中的酒精不利于雜菌生長,從而淘汰掉雜菌。
答案:(1)葡萄皮表面附著有大量的野生酵母菌　避免雜菌污染,保證產品的質量　(2)18～30
℃　酵母菌可以利用糖進行無氧呼吸產生酒精　醋酸菌發酵產生醋酸　C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量　(3)競爭　酒精
【素養·探究——母題追問】
　(1)科學思維——分析與推理
某同學以新鮮葡萄為原料制作葡萄酒時,為了防止雜菌污染,他將葡萄反復沖洗干凈后榨汁進行發酵,結果他制作的葡萄酒酒精含量低于其他同學的葡萄酒,請你幫這位同學分析一下原因。
提示:他在反復沖洗葡萄時,導致果皮表面的野生酵母菌菌種流失,產生的酒精少。
(2)科學探究——實驗設計
果酒發酵過程中產生了酒精,請你設計一個實驗,證明果酒發酵后產生了酒精。
提示:取三支試管,標號A、B、C。A中加入2
mL發酵前的果汁,B中加入2
mL發酵后的發酵液,C中加入2
mL酒精,然后用酸性的重鉻酸鉀溶液檢測,觀察各組的顏色變化。如果A組沒有出現灰綠色,而B組和C組出現灰綠色,則證明果酒發酵后產生了酒精。
【素養·遷移】
　(2020·江蘇高考)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
【解析】選B。本題主要考查果酒、果醋的制作過程。選擇新鮮的葡萄清洗1到2次,除去枝梗后榨汁,A正確;葡萄汁不能裝滿,需裝至玻璃瓶的2/3空間,B錯誤;酒精發酵期間會產生二氧化碳,故需適時擰松瓶蓋,防止發酵瓶爆裂,C正確;醋酸菌是好氧菌,故醋酸發酵時應去除瓶蓋,加一層紗布,D正確。
【補償訓練】
　　下圖表示果酒和果醋制作過程中的物質變化過程,下列敘述正確的是
(　　)
A.過程①和②都只能發生在無氧條件下
B.過程①和③都發生在酵母細胞的線粒體中
C.過程③和④都需要氧氣的參與
D.過程①～④所需的最適溫度基本相同
【解析】選C。圖中①過程為細胞呼吸第一階段,有氧無氧條件均可以發生;②過程為無氧呼吸第二階段,只能發生在無氧條件下,故A錯誤。①過程在細胞質基質中進行,③過程為有氧呼吸第二、三階
段,在酵母菌線粒體內進行,需要氧氣參與,故B錯誤。④過程為醋酸發酵階段,在醋酸菌細胞內進行,需要氧氣參與,③過程也需要氧氣參與,故C正確。過程①②③為酵母菌的呼吸作用,最適宜溫度為18～30
℃;④為醋酸菌的代謝過程,最適宜溫度為
30～35
℃,故D錯誤。
【方法規律】酵母菌和醋酸菌呼吸場所的判斷
(1)有氧呼吸的場所:酵母菌和醋酸菌均能進行有氧呼吸,但是場所不同。
①酵母菌是真核生物,在細胞質基質和線粒體中進行有氧呼吸。
②醋酸菌是原核生物,無線粒體,其有氧呼吸全過程均在細胞質基質中進行。
(2)酵母菌的無氧呼吸場所:在細胞質基質中。
【課堂回眸】
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
課堂檢測·素養達標
【概念·診斷】　　　　　　　　　　
1.我國的傳統發酵食品歷史悠久,種類繁多,因其獨特風味深受歡迎。下列關于泡菜、果酒和果醋的制作過程描述合理的是________。?
①制作泡菜時應該將泡菜壇裝滿以制造無氧環境
②制作泡菜時應先加入鹽水再加入蔬菜和香辛料
③制作果醋時應打開瓶蓋,保證氧氣供應
④制作果酒和果醋可以用同一裝置完成
⑤清洗葡萄時應先清洗再去除枝梗
⑥制作果醋時應將溫度控制在18
～30
℃
⑦制作果酒時需要一直將瓶蓋擰緊,防止空氣進入
【解析】選③④⑤。制作泡菜時蔬菜裝至八成滿,不能將泡菜壇裝滿,①錯誤;制作泡菜時應先加入蔬菜和香辛料再緩緩注入鹽水,②錯誤;醋酸菌是好氧菌,所以制作果醋時應打開瓶蓋,保證氧氣供應,③正確;制作果酒和果醋可以用同一裝置完成,④正確;清洗葡萄時應先清洗再去除枝梗,以防葡萄汁流失及污染,⑤正確;制作果醋時應將溫度控制在30～35
℃,⑥錯誤;制作果酒時需要定期擰松瓶蓋,排放容器中的CO2,⑦錯誤。
2.(2020·北京高二檢測)發酵食品是中國傳統食品中一個重要的類別,承載了中華民族悠久的歷史和豐富的文化內涵。請結合所學發酵知識和生活經驗,指出下列哪項屬于未經發酵的食品
(　　)
A.泡菜
B.食醋
C.豆腐
D.酸奶
【解析】選C。泡菜制作過程中需要乳酸菌發酵,A不符合題意;食醋制作過程中需要醋酸菌發酵,B不符合題意;豆腐是用豆子加工而形成的,未經微生物發酵,C符合題意;酸奶制作中需要乳酸菌發酵,D不符合題意。
3.腌制泡菜時,抑制有害菌繁殖是關鍵,不利于抑制有害菌繁殖的是
(　　)
A.接入含有菌種的“老湯”
B.腌制泡菜的溫度較高
C.利用無氧環境抑制有害菌
D.利用發酵產物抑制有害菌
【解析】選B。接入含有菌種的“老湯”是為制作泡菜提供乳酸菌菌種,盡快形成種群優勢,有利于抑制有害菌繁殖,A錯誤;腌制泡菜的溫度較高會造成細菌大量繁殖,B正確;利用無氧環境可抑制需氧微生物的繁殖,C錯誤;發酵產物是乳酸菌,可抑制對酸耐受性低的微生物的繁殖,D錯誤。
4.在制果酒、果醋、泡菜時,發酵過程中對氧氣的需求分別是
(　　)
A.無氧、有氧、無氧
B.有氧、無氧、無氧
C.無氧、有氧、有氧
D.兼氧、無氧、有氧
【解析】選A。果酒制作的原理是利用酵母菌進行無氧呼吸產生酒精;果醋的制作原理是利用醋酸菌在氧氣、糖源都充足時,將果汁中的糖分解成醋酸,或在氧氣充足、缺少糖源時,先將乙醇變為乙醛,再將乙醛變為醋酸;泡菜發酵的原理是乳酸菌在無氧條件下,將糖分解為乳酸。綜上分析,A項正確。
5.(2020·山東等級考)我國的釀酒技術歷史悠久,古人在實際生產中積累了很多經驗。《齊民要術》記載:將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發,如魚眼湯,凈淘米八斗,炊作飯,舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化,冒出魚眼大小的氣泡,把八斗米淘凈,蒸熟,攤開冷透。下列說法錯誤的是
(　　)
A.“浸曲發”過程中酒曲中的微生物代謝加快
B.“魚眼湯”現象是微生物呼吸作用產生的CO2釋放形成的
C.“凈淘米”是為消除雜菌對釀酒過程的影響而采取的主要措施
D.“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導致酒曲中的微生物死亡
【解析】選C。本題主要考查酒精發酵。由題干信息可知,“浸曲發”是將酒曲浸到活化,在酵母菌活化的過程中酵母菌細胞吸水代謝加快,A項正確;“魚眼湯”是冒出魚眼大小的氣泡,氣泡是酵母菌進行呼吸作用產生的CO2釋放形成的,B項正確;釀酒過程中酵母菌進行無氧呼吸產生的酒精會抑制其他微生物的生長,“凈淘米”是防止一些雜質影響酒的品質,C項錯誤;“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透,其目的是防止蒸熟的米溫度過高致使酒曲中的微生物死亡,D項正確。
【思維·躍遷】
6.如圖為蘋果酒的發酵裝置示意圖,下列敘述正確的是
(　　)
A.發酵過程中酒精的產生速率越來越快
B.集氣管中的氣體是酵母菌無氧呼吸產生的CO2
C.發酵過程中酵母菌種群呈“J”形增長
D.若發酵液表面出現菌膜,最可能原因是發酵瓶漏氣
【解析】選D。酵母菌首先進行有氧呼吸,然后進行無氧呼吸。發酵過程中由于營養物質的減少、有害代謝產物的積累、pH的改變,酒精的產生速率逐漸減慢,A錯誤;集氣管中的氣體是酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2,B錯誤;發酵過程中酵母菌種群先呈“S”形增長,而后減少,C錯誤;若發酵液表面出現菌膜,是因為出現了醋酸菌,醋酸菌是需氧型微生物,可能是發酵瓶漏氣引起的,D正確。
7.天津獨流老醋歷史悠久、獨具風味,其生產工藝流程如圖。
淀粉類原料葡萄糖成熟酒醅成熟醋醅成品醋
(1)在操作過程中,發酵罐先通氣,后密閉。通氣能提高________的數量,有利于密閉時獲得更多的酒精產物。酵母菌產生酒精的反應簡式是__。?
(2)在醋酸發酵階段,獨流老醋采用獨特的分層固體發酵法,發酵30天。工藝如下。
①在發酵過程中,定期取樣測定醋酸菌密度變化,趨勢如圖。據圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸菌在顛倒后密度變化是____________,由此推測,影響醋酸菌密度變化的主要環境因素是營養物質、pH和________。?
②乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。發酵過程中,發酵缸中顛倒前的________層和顛倒后的________層的物質有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。?
③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因是發酵后期營養物質消耗等環境因素的改變,加劇了不同種類乳酸菌的________,淘汰了部分乳酸菌種類。?
【解析】(1)在酒精發酵階段,需添加酵母菌。在操作過程中,發酵罐先通氣,后密閉。通氣能提高酵母菌的數量,有利于密閉時獲得更多的酒精產物,反應簡式見答案。(2)①據圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸菌在顛倒后密度變化是先快速增長后趨于穩定,由此推測,影響醋酸菌密度變化的主要環境因素是氧氣、營養物質、pH等。②乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。乳酸菌為厭氧菌,發酵過程中,發酵缸中T2時期的B層和T3時期的A層有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因可能是營養物質消耗、醋酸過多、pH過低,加劇了不同種類乳酸菌的競爭,淘汰了部分乳酸菌種類。
答案:(1)酵母菌　C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量　(2)①先快速增長后趨于穩定　氧氣　②B　A
③競爭
【拓展·探究】
8.在葡萄酒中存在大量的多酚類物質,具有養顏護膚、抑癌抗瘤、抗衰老、抗輻射、增進食欲等多種保健作用。所以現在家庭自制葡萄酒也越來越普遍,2020年1月份在周口發生了6人飲用自制葡萄酒中毒事件。請回答下列問題:
(1)下列關于自制葡萄酒中產生有毒物質的原因分析正確的是________。?
A.制作葡萄酒的容器沒有消毒
B.葡萄破損或腐爛帶入了有害微生物
C.發酵過程中產生了有害物質
D.發酵過程中,發酵罐密封不嚴
(2)酵母菌利用葡萄汁中的糖類產生酒精,酒精是在酵母菌細胞的____________(填場所)產生的,在氧氣充足時,CO2是在________(填場所)產生的。?
(3)泡菜制作過程也會產生對人體有害的物質——亞硝酸鹽,所以,有人認為傳統發酵食品是不能食用的,你認為這種說法正確嗎?
【解析】(1)制作葡萄酒的容器如果沒有消毒,酒中可能產生有毒物質;葡萄破損或腐爛帶入了有害微生物,可能產生有毒物質;酵母菌在發酵過程中也可能產生有害物質;發酵過程中發酵罐密封不嚴,微生物進行有氧呼吸可能產生有毒物質。(2)酒精是無氧呼吸的產物,在細胞質基質中產生,氧氣充足時,有氧呼吸第二階段產生CO2,場所是線粒體基質。(3)在泡菜制作過程中會產生豐富的營養物質,也會產生有害物質亞硝酸鹽,但一般不會危害人體健康,如果人體攝入總量達到0.3～0.5
g時則會引起中毒,所以傳統的發酵食品只要符合食品安全,是可以食用的。
答案:(1)A、B、C、D　(2)細胞質基質　線粒體基質　(3)這種說法不正確。制作過程中雖然會產生有害的物質——亞硝酸鹽,但是食品經過發酵,營養物質更豐富,只要是符合食品安全的發酵食品是可以食用的。
一　傳統發酵技術的應用
(20分鐘·70分)
一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分)
1.下列關于乳酸菌的敘述,不正確的是
(　　)
A.乳酸菌的種類很多,常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌
B.在自然界中分布廣泛,空氣、土壤、植物體表、人或動物的腸道內均有分布
C.一個泡菜壇內的所有乳酸菌構成一個種群
D.乳酸菌是厭氧細菌,無氧條件下將葡萄糖分解為乳酸
【解析】選C。乳酸菌是一類將葡萄糖分解成乳酸的微生物的總稱,常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌,A正確;乳酸菌分布廣泛,在空氣、土壤、植物體表、人或動物腸道內均有分布,B正確;乳酸鏈球菌、乳酸桿菌等屬于不同的物種,因此一個泡菜壇里的所有乳酸菌不構成一個種群,C錯誤;乳酸菌是厭氧細菌,在無氧條【補償訓練】
　　下列有關乳酸菌代謝的敘述中,正確的是
(　　)
A.乳酸菌沒有細胞器,只能進行無氧呼吸
B.乳酸菌的蛋白質合成在自身的核糖體上進行
C.乳酸菌的代謝終產物是CO2和H2O
D.乳酸菌的細胞壁與植物細胞壁的成分相同
【解析】選B。乳酸菌屬于原核生物,細胞器只有核糖體,可以在核糖體上合成蛋白質,細胞壁由肽聚糖組成,植物細胞的細胞壁由纖維素和果膠組成,A、D錯誤,B正確;乳酸菌是厭氧細菌,只能進行無氧呼吸產生乳酸,代謝終產物不會有CO2和H2O,C錯誤。
2.下列操作,不會引起泡菜污染的是
(　　)
A.壇蓋邊沿的水槽應注滿水,并且要時常補充水槽中的水
B.腌制時溫度過高,食鹽含量低
C.腌制的時間過短
D.鹽水入壇前不用煮沸,直接入壇
【解析】選A。壇蓋邊沿的水槽注滿水,阻止了外界空氣進入泡菜壇,也阻止了空氣中雜菌進入泡菜壇,該做法不會引起泡菜污染;腌制時溫度過高,食鹽含量低會導致蔬菜腐敗,滋生大量細菌;腌制時間過短,乳酸含量過少,有利于雜菌的繁殖;鹽水中會含有一些雜菌,煮沸可以殺死一部分,不煮沸直接入壇有可能將雜菌帶入壇內引起污染。
【方法規律】發酵過程中控制雜菌的方法
(1)泡菜壇的密閉性及滅菌。
(2)蔬菜的清洗可以防止雜菌繁殖。
(3)食鹽的用量合適可以控制雜菌的繁殖。
(4)調味料也具有抑菌的作用。
(5)泡菜鹽水的浸泡提供的無氧環境為乳酸菌的繁殖提供條件,同時又能抑制好氧菌繁殖。
3.(2020·大同高二檢測)在果酒的制作過程中,下列說法正確的是
(　　)
A.為避免污染,在處理葡萄時應先除去枝梗再沖洗
B.紅葡萄酒中的紅色是紅葡萄皮中的色素進入發酵液產生的
C.酵母菌屬于異養厭氧型生物
D.果酒暴露在空氣中容易產生酸味主要是因為產生了乳酸
【解析】選B。為了避免污染,在處理葡萄時應先沖洗再除去枝梗,A錯誤;紅葡萄酒中的紅色是紅葡萄皮中的色素進入發酵液產生的,B正確;制作果酒的微生物是酵母菌,屬于兼性厭氧型生物,C錯誤;果酒暴露在空氣中,由于氧氣充足,空氣中醋酸菌容易將酒精轉化為醋酸而產生酸味,D錯誤。
4.網傳“酵素能夠減肥、美顏”,某同學搜索“水果酵素”相關知識得到下面的信息。
酵素概念:
①酵素本義是酶的別稱
②《酵素產品分類導則》中將酵素定義為以動物、植物、菌類等為原料,經微生物發酵制得的含有特定生物活性的產品
水果酵素制作:
①把水果小塊和水按比例放入容器,密封,注意容器內留下20%空間
②置于陰涼處6個月后,過濾得到的濾液即為“酵素”
有關敘述不正確的是
(　　)
A.在酵素制作時容器內留下20%空間有防止發酵液溢出造成雜菌污染的作用
B.發酵裝置在陰涼處放置時,需要間隔一定時間放氣,間隔時間保持相等
C.由于水果酵素是低熱量的飲品,因此酵素具有一定的減肥功能
D.“酵素”中多種有益微生物、氨基酸、維生素等,是發揮功能的有效成分
【解析】選B。在酵素制作時容器內留下20%空間既保證酵母菌大量繁殖時對微量氧的需求,又防止發酵旺盛時發酵液溢出造成雜菌污染,A正確;發酵裝置放置在陰涼處,需要間隔一定時間放氣,因為發酵前期微生物有氧呼吸產生較多CO2,到發酵后期會以無氧呼吸為主,CO2釋放量降低,故放氣間隔可延長避免雜菌污染,B錯誤;由于水果酵素是低熱量的飲品,因此酵素具有一定的減肥功能,C正確;“酵素”中多種有益微生物、氨基酸、維生素等,是發揮功能的有效成分,D正確。
5.如圖是果醋發酵裝置。發酵初期不通氣,溶液中有氣泡產生;中期可以聞到酒香;后期接種醋酸菌,適當提高溫度并通氣,酒香逐漸變成醋香。關于發酵過程敘述正確的是
(　　)
A.發酵初期產生的氣體是氧氣
B.發酵初期產生的氣體是二氧化碳
C.發酵后期的醋酸菌進行無氧呼吸
D.發酵后期的pH升高
【解析】選B。發酵初期不通氣,酵母菌仍能進行有氧呼吸產生二氧化碳,A錯誤、B正確;果醋制作需要氧氣,所以發酵后期接種醋酸菌,應適當通氣,讓醋酸菌進行有氧呼吸,C錯誤;果醋發酵后期產生醋酸,使pH下降,D錯誤。
6.發酵一般泛指利用微生物制造工業原料或產品的過程。下列關于果酒和果醋的制作原理、發酵過程的敘述,錯誤的是
(　　)
A.果酒和果醋的發酵菌種不同,但細胞中消耗葡萄糖的部位相同
B.制作果酒和果醋時都應用體積分數為70%的酒精對發酵瓶消毒
C.在變酸的果酒表面所觀察到的菌膜一般是乳酸菌形成的
D.果酒和果醋的制作可用同一裝置,但需控制不同發酵條件
【解析】選C。果酒用到的是酵母菌,果醋用到的是醋酸菌,但都在細胞質基質消耗葡萄糖,A正確;制作果酒和果醋時都應用體積分數為70%的酒精對發酵瓶消毒,B正確;在變酸的果酒表面所觀察到的菌膜一般是醋酸菌大量繁殖形成的,C錯誤;果酒和果醋的制作可用同一裝置,制葡萄酒的過程中,將溫度嚴格控制在18～30
℃,時間控制在10～12
d左右,注意后期關閉充氣口;制果醋的過程中,將溫度嚴格控制在30～35
℃,時間控制在7～8
d左右,并注意適時通過充氣口通氣,D正確。
7.2020年新冠肺炎期間,山西向武漢捐贈了古法發酵的陳醋50噸。下列關于發酵和傳統發酵技術的說法錯誤的是
(　　)
A.發酵是利用微生物的代謝將原料轉化成人類所需要的產物
B.發酵產物都是微生物細胞無氧呼吸的產物
C.傳統發酵一般是利用天然存在的菌種進行發酵
D.傳統發酵通常是家庭式或作坊式的
【解析】選B。發酵產物并非都是微生物細胞無氧呼吸的產物。酒精是酵母菌無氧呼吸的產物;而醋酸是醋酸菌特有的代謝過程產生的代謝產物,不是醋酸菌的細胞呼吸產物。
【互動探究】
(1)結合細胞呼吸相關知識分析,傳統發酵常用微生物乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的細胞呼吸產物分別是什么?
提示:乳酸菌是厭氧生物,只進行無氧呼吸,產物是乳酸;酵母菌是兼性厭氧生物,有氧呼吸產物是CO2和H2O,無氧呼吸產物是酒精和二氧化碳;醋酸菌是好氧細菌,細胞呼吸的產物是CO2和H2O。
(2)傳統發酵用的菌種都是純種嗎?
提示:不是。基本都是用的天然的混合菌種。
二、非選擇題(共2小題,共28分)
8.(18分)葡萄酒是葡萄汁經酵母菌發酵而成的。如圖是釀制葡萄酒的兩個簡易裝置,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?????????????????????
??????????????????????__。?
(2)葡萄汁裝入甲裝置時,要留有約1/3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。?
【解析】(1)與乙裝置相比,用甲裝置釀制葡萄酒的優點是不需要開蓋放氣,避免了因開蓋引起的雜菌污染。(2)葡萄汁裝入甲裝置時,要留有約1/3的空間,這種做法的目的是為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣;防止發酵時液體溢出。(3)題圖中曲線①、②、③依次表示乙A中的氧氣、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的變化趨勢。(4)從細胞呼吸類型看,酵母菌屬于兼性厭氧生物;從同化作用的類型看,酵母菌屬于異養生物。
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適量的氧氣;防止發酵時液體溢出　(3)乙A中的氧氣　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厭氧　異養
9.(10分)某興趣小組就“泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化”開展了研究,操作如下:某年1月4號下午選取1、2、3號三只相同的泡菜壇,在每個壇中加入洗凈的新鮮蓮花菜0.6
kg,再分別倒入等量的煮沸并冷卻的10%的鹽水,將壇密封,置于同一環境中。封壇前進行第一次取樣測定亞硝酸鹽含量作為對照,后來定時測定,結果如圖。請問:
(1)在腌制過程中,會出現壇中溶液量增加,這是由于__________________
______________________。?
(2)根據圖中數據,可知在腌制過程中的第________天,泡菜中的亞硝酸鹽含量達到最大值。若要食用,至少要在腌制后的第________天比較好。?
(3)該小組對實驗數據的處理方法是否合理?____________。原因是__?
______________________________________________________________。?
(4)為了降低亞硝酸鹽含量,泡菜加工過程中可以采取什么措施??______
__________________________________________________________________。
【解題關鍵】關鍵信息:分析題圖,在1、2、3號壇中,亞硝酸鹽的含量變化都表現為先增加后減少的趨勢,其中在1月7號亞硝酸鹽含量最高,1月14號亞硝酸鹽的含量下降到最低水平,之后亞硝酸鹽的含量基本保持不變。
【解析】(1)因為鹽水濃度大于細胞液濃度,植物細胞會通過滲透作用失水,因此腌制過程中泡菜壇中的溶液量會增加。(2)由題圖可知,從1月4號開始腌制,1月7號亞硝酸鹽含量達到最高,1月14號亞硝酸鹽的含量下降到最低水平,之后亞硝酸鹽的含量基本保持不變。因此,在腌制過程中的第3天,泡菜中的亞硝酸鹽含量達到最大值,若要食用,至少要在腌制后的第10天比較好。(3)由題圖知,該小組對每個壇中的數據分別畫出曲線,這是不科學的,設置三個泡菜壇的目的是進行平行重復實驗,取平均值,使實驗數據更準確,因此應該將三個壇中每次測定的亞硝酸鹽含量分別記錄,求出平均值,然后以時間為橫坐標,亞硝酸鹽含量為縱坐標畫曲線圖。(4)為了降低亞硝酸鹽含量,泡菜加工過程中應該采取的措施有:防止雜菌的污染;在腌制過程中注意腌制的時間,控制好溫度和食鹽的用量等。溫度過高、食鹽用量不足10%、腌制時間過短,都易使細菌大量繁殖導致亞硝酸鹽含量增加。
答案:(1)外界溶液濃度過高使細胞滲透失水
(2)3　10
(3)不合理　應將三個壇中每次測定的亞硝酸鹽含量分別記錄,求出平均值,然后以時間為橫坐標,亞硝酸鹽含量為縱坐標畫曲線圖
(4)防止雜菌的污染;在腌制過程中注意腌制的時間,控制好溫度和食鹽的用量等
(10分鐘·30分)
1.(6分)(不定項)藍莓富含花青素,對人體有增強視力、消除眼睛疲勞、消脂減肥、解酒護肝等功效。利用藍莓可生產藍莓果汁、藍莓酒、藍莓醋、藍莓果醬等。下列敘述不正確的是
(　　)
A.藍莓酒發酵過程中應嚴格控制無氧條件,以保證酵母菌只進行無氧呼吸
B.發酵產生的果醋和泡菜都呈酸味,但形成酸味的物質不同
C.制作藍莓酒和藍莓醋時所需控制的最適溫度不同
D.在制作藍莓醋時,高溫滅菌后的果酒需冷卻后才能接種醋酸菌
【解析】選A、D。酵母菌前期需要進行有氧呼吸大量繁殖,之后再進行無氧呼吸酒精發酵,A錯誤;發酵產生的果醋酸味是由于醋酸,泡菜形成酸味是由于乳酸,B正確;酒精發酵的最佳溫度是在18～30
℃,醋酸發酵的最佳溫度是在30～35
℃,C正確;果酒制成后,在發酵液中加入醋酸菌接著進行醋酸發酵,不需高溫滅菌,溫度應控制在30～35
℃,D錯誤。
【補償訓練】
　　(2020·無錫高二檢測)下列關于果酒和果醋制作的敘述,正確的是
(　　)
A.果酒發酵所需的最適溫度高于果醋發酵溫度
B.果酒發酵后期擰開瓶蓋的間隔時間可縮短
C.在制作果醋時適當加大接種量可以提高發酵速率
D.醋酸菌在無氧條件下可以利用乙醇產生醋酸
【解析】選C。果酒發酵所需的最適溫度低于果醋發酵溫度,A錯誤;在果酒發酵后期,由于營養物質減少、代謝廢物積累等因素,酵母菌呼吸速率減慢,產生的二氧化碳減少,因此擰開瓶蓋的間隔時間可延長,B錯誤;在制作果酒和果醋時,適當加大接種量,可以提高發酵速率,并抑制雜菌繁殖,C正確;醋酸菌是好氧菌,其發酵產生醋酸必須在有氧條件下才能進行,D錯誤。
2.(6分)(不定項)(2019·江蘇高考改編)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.為提高發酵產品的品質,可以加入人工培養的單一菌種
【解析】選B、D。乳酸菌是一種嚴格的厭氧菌,利用乳酸菌制作酸奶的過程中,應一直處于密閉狀態,否則會導致發酵失敗,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,所以都不是純種發酵,會影響產品品質,為提高產品品質,可以加入人工培養的單一菌種,B、D正確;果酒、果醋制作過程中有CO2產生,溶液的pH都是逐漸降低,C錯誤。
3.(18分)利用發酵技術生產泡菜、果酒和果醋等產品,在我國有著悠久的歷史。請據此回答以下問題:
(1)在果酒發酵旺盛時,向發酵液中添加醋酸菌菌種,醋酸菌________(填“能”或“不能”)將果汁中的糖發酵為醋酸。理由是__。?
(2)為了優化發酵工藝,科研人員研究了酵母菌接種量對果酒中酒精度的影響,結果如表:
酵母菌接種量/%
5
10
15
20
25
酒精度/%
5.05
5.41
5.37
5.21
5.13
由表可知,酵母菌接種量為________%時,果酒的酒精度最高;當酵母菌接種量過高時,果酒的酒精度會隨接種量增大而下降,分析其原因是__________________
______________________。果汁發酵后是否有酒精產生,可以用________________來檢測。?
(3)制作泡菜時,所用鹽水需煮沸,其目的是______________________。泡菜制作過程中,乳酸發酵的過程即為乳酸菌進行________的過程。與酵母菌相比,乳酸菌在細胞結構上的顯著特點是?_________________________________。?
(4)如圖是某生物活動小組記錄的3種食鹽濃度下泡菜中的亞硝酸鹽含量與發酵天數的關系圖。
據圖分析選擇__________濃度的食鹽制作,且在________天以后食用較為適宜。?
【解析】(1)酒精發酵時需要無氧環境,而醋酸菌為好氧菌,因此醋酸菌不會進行醋酸發酵。(2)根據表中數據可知,酵母菌接種量為10%時,果酒的酒精度最高;當酵母菌接種量過高時,酵母菌種內斗爭加劇,影響酒精生成,從而導致果酒的酒精度會隨接種量增大而下降。果汁發酵后是否有酒精產生,可以用酸性的重鉻酸鉀來檢測。如果顏色由橙色變成灰綠色,說明有酒精產生。(3)制作泡菜時,通過煮沸鹽水,可以除去雜菌和氧氣;乳酸發酵是乳酸菌細胞的無氧呼吸的過程;乳酸菌是原核生物,無核膜包被的細胞核。(4)在亞硝酸鹽含量最低時選擇該食鹽濃度及發酵天數。
答案:(1)不能　醋酸菌是好氧細菌,而果酒發酵需要無氧環境　(2)10　酵母菌種內斗爭加劇,影響酒精生成　酸性的重鉻酸鉀　(3)除去雜菌、除去溶氧　無氧呼吸　無核膜包被的細胞核　(4)5%　11
【互動探究】
請你結合所學知識分析,如何降低泡菜中的亞硝酸鹽含量?
提示:選擇密封性好的泡菜壇,保證無氧環境;適當提高鹽水的濃度;適當延長發酵時間使亞硝酸鹽含量下降。

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