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1、第2讲 传统发酵技术和产品、发酵工程及其应用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课标要求2 .说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.举例说明发酵工程在医药、食品及其他农业生产上有重要的应用价值核心素养（教师用书独具）1.发酵菌种的结构与功能的关系。（生命观念）2.比拟制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的原理、流程、发酵条件等的异同。（科学思维）.设计实验探究理想的发酵条件。（科学探究）3 .关注食品平安，倡导健康的生活方式。（社会责任）考点1传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵阿珂4籁生鳖褊）放线菌、蓝细菌、I微生物卜真核微生物（酵母菌、霉菌、大
2、型真菌等）研读教材积累必备知惧京绝大多数情况下，微生物是各种业微小、肉眼不 吐L 易看见、结构相对简单的生物的总称W非细胞型微生物）一病毒（DNA病毒、RNA病毒等）2.传统发酵技术源远流长微生物 的利用 历史早在几千年前，古人已经创造了制曲酿酒的技术我们的祖先很早就已经掌握了制超和制酱的方法 在农业上，我们的祖先也掌握了制作堆肥和厩 肥的技术局限性古代的人们不知道什么是微生物古人没有认沙喇微生物与发酵确实切关系， 所以传统发酵技术基本上都是发酵经验的总结3.泡菜的制作作葡萄酒时起主要作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌，B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
3、酵的进行发酵液中 糖含量减少，D错误。12.（2021江苏新高考适应性测试）发酵食品在我国传统饮食文化中占有重要的地位。以下关于家庭制作果酒、果醋的表达，正确的选项是（）A.果酒制作要选择新鲜葡萄冲洗后除去枝梗，再榨汁备用B.果酒制作过程中为防止杂菌污染，不能拧松发酵瓶盖C.果酒中的酒精可以作为醋酸菌发酵的碳源、氮源和能源D.果酒制成后只需要将装置移至温度略高的环境中就能酿成果醋果酒制作要选择新鲜葡萄冲洗后除去枝梗，以防先去枝梗被杂菌污染,且不能反复冲洗，防止菌种流失，A正确；果酒制作过程中为防止培养过程中气 压过大，需要隔一定时间轻轻拧松发酵瓶盖，以排气降压，B错误；果酒中的酒 精可以作为醋
4、酸菌发酵的碳源和能源，但不能作为氮源，C错误；果酒制成后不 仅需要将装置移至温度略高的环境中，还需要持续通入无菌空气培养，D错误。考向2 考查发酵条件的控制等3.（2021大连高三联考）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，如以下图。请分析回答:制作果酒和果醋利用的微生物分别是图中 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。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，通气的目的是假设要检测果汁发酵后是否有酒精产生，可从出料口取2 mL发
5、酵液加入试 管，再滴加0.5mL 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 o (至少答两点)解析(1)参与果酒制作的微生物是酵母菌，参与果醋制作的微生物是醋酸 菌。(2)由图示装置可知，通电后的充氧泵和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养 液进行充氧操作，空气过滤器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)酵母菌发酵的最适温度为1830 o通气的目的是为酵母菌大量繁殖提 供适量的氧气。用酸性重给酸钾可以检测酒精，即在试管中加入(2mL)发酵液, 再滴加(0.
6、5 mL溶有0.1 g重钻酸钾)的硫酸溶液，观察溶液是否呈现灰绿色。(4)排气构件使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水，利用水封的原 理，不仅能将发酵过程产生的气体及时排出发酵罐，并通过单向阀中气泡的生 成了解发酵状况，还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, 同时排气不需要人工控制，使用方便。答案(1)酵母醋酸菌(2)充氧泵空气过滤器(3)1830有利于酵母菌的繁殖 酸性重倍酸钾 灰绿(4)能将发酵过程产生的气体及时排出发孝罐、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，使用方便考点3发酵工程及其应用研
7、读教材积累必备知识一、发酵工程利用了微生物的特定功能生物种类：主要包括细菌、真菌和病毒等。2.生物的特定功能(1)生长旺盛、繁殖快;吸收多、转化快;(3)适应性强,易变异;(4)种类多、分布广。二、发酵工程的一般过程.发酵工程：采用现代工程技术手段,利用微生物或动植物细胞的特定功能，在人工控制的环境下生产满足人类需求的监定产品等的工程技术称为发酵工程。1 .主要步骤：发酵原料的预处理、发酵培养基的配制、菌种选育和扩大培养、发酵生产和产物的别离与提纯等。2 .分批发酵概念：一次投料、一次接种、一次收获的间歇发酵方式。分批发酵中的细菌生长曲线(3)主要生长时期(3)主要生长时期4.连续发酵(一3书
8、超送S导、延滞期J一细菌等微生物刚接种到一个新的环境中需要经历短 暂适应时期一此时细胞分裂增殖旺盛，活微生物数量增长速率最直稳定期)-微生物的生长速率维持相对稳定衰亡期随着培养基中营养物质的消耗，代谢产物的积累和 一pH等环境条件的变化,微生物生长受到影响，生长速率降低，死亡速率逐步增加概念在发酵罐中以一定的速率不断地放出老的培养基和代 一谢产物，同时不断添加新的培养基和调节相关发酵条件,使发酵过程保持相对稳定类型一单罐连续发酵和的连续发酵等方式简化了发酵罐的屡次软、清洗、出料等步骤,缩短 也曳一了发酵周期,提高了设备的包瓜里和单位时间产量等三、发酵工程应用广泛发酵工程的主要产品：微生物菌体细
9、胞、微生物酶类、微生物代谢产物、微生物转化产物、工程菌发酵产物、动植物细胞的产物等。2.发酵工程的应用领域?判断正误）发酵工程的应用医药业：主要包括各种抗生素、醐、氨基酸、激素和 一免疫制剂厂生产传统的发酵产显一食品业-生产雌显或发酵食品等一生产甜味剂和应用于食品加工农业：生产生物农药、生物增产剂、生物除草剂以及 饲料添加剂等其他领域1 .发酵工程的产品主要包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身。（J）2 .在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径。(V)3 .发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。(X)提示：传统发酵也是
10、利用微生物进行发酵。4 .发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理。(X)提示：发酵工程的特点是生产条件温和，原料来源丰富且价格低廉，产物专一，废弃物对环境污染小和容易处理等。5 .目前的酶制剂全部是微生物发酵生产的。(X)提示：目前酶制剂的主要来源包括：通过微生物发酵生产和从动植物细胞 中提取两个途径。(X)6 .通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白。提示：单细胞蛋白指通过发酵而获得的微生物菌体。7 .发酵工程在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面作出了越来越大的 I教材挖掘)发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是什么？（选择性必修3 P32 “小资料”）提
11、示：使菌种与发酵底物更能充分接触，提高发酵效率。g规范表述)1 .微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素?提示：需要考虑的因素包括：在低本钱的培养基上能迅速生长繁殖；生产 所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。2 .怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？提示：要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生 物的生长繁殖，同时及时添加必要的营养组分。内化知识提升素看能力V/第难归纳也一皿ZHONGNANGLHNA1.发酵工程的基本环节基本环节主要方法及目的菌种选育选育方法：从自然界中筛选；诱变育种；基因工程育种扩大培养快速增加菌种数
12、量发酵培养基 的配制结合菌种的代谢特点配制培养基灭菌防止因杂菌污染而影响产品品质和产量接种将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中发酵生产I 于d P 还W济测并控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，使发酵全过程处 聂佳状态；通时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程， 宴及时添加必需的营养组分等产物的别离 与提纯假设发酵产品是微生物细胞本身，采用过滤、沉淀等方法将菌体 别离、干燥；假设发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分 离和纯化措施来获得产品2.分批发酵，过程中经历的时期及特征时期特征延滞期微生物一般不增殖对数期细胞分裂增殖旺盛，活微生物数量增长速率最高，代谢活性高、生 命
13、力强稳定期微生物的生长速率维持相对稳定衰退期微生物生长速率降低，死亡速率逐步增加，活的微生物量逐步减少J案/酸开规范表述，严谨准确科学思维演绎与推理勿1 .微生物菌剂通常有液态和固态两种。以下图是通过发酵工程制备菌剂的流程。选定菌种扩大 培养湍燥碎装 成干粉包喷雾干燥你认为工业生产中应首选制备液态还是固态的微生物菌剂？并阐述理由。提示：液态的微生物菌剂。原因是制备方法简单（无需选择合适载体、干燥、 粉碎等操作）、本钱低、使用方便、启动时间短。科学探究结果的交流与讨论加2 .目前在经济作物栽培中使用的赤霉素（GA”大多是来自赤霉菌（属于真菌） 进行发酵工程的产品。为提高发酵过程中赤霉素的产量，研
14、究人员采用分阶段 变温调控的发酵工艺后，与恒温发酵相比，GA3的产量明显提高。发酵过程中丝干重、残糖浓度及GA3浓度的变化如下图。25.0 匚 2 50022.5-2250 台20.0-20001 17.5 750 f 15.0 谆-1500 湎nnn - ted12.5 q- 1250 战 10.0 剖 1 000 W7.5 -7505.0:5002.5-2500.0匚 00 20 40 60 80 100 120140 160 180发酵时间（h） 20100 二仁)赵去甯 504030尝试分析发酵过程中残糖浓度下降的原因。提示：菌丝生长、各种代谢物（或赤霉素合成）所需的碳源及能量都主要由
15、糖 类提供。细研考题，落实运用考向1 发酵工程1 .以下关于发酵工程的说法不正确的选项是（A.发酵产品是微生物细胞本身时，可采用过滤、沉淀等方法将菌体别离和干燥B.我国科学家用专门寄生于菟丝子的某种细菌制成防治农田杂草菟丝子的 除草剂C.发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、别离和纯化措 施获得产品D.生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉B 我国科学家用专门寄生于菟丝子上的某种真菌制成防治农田杂草菟丝 子的除草剂，B错误。2 .酵母菌培养过程中的生长曲线如下图，从c、d分别表示不同的生 长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是（）B 常作为生产菌种和科研材料的群体，应该是代谢旺盛、个体
16、形态和生 理特性比拟稳定的时期，曲线b时期菌体代谢最旺盛，生理特性比拟稳定，是 生产用菌种的最正确时期，B正确。考向2 发酵工程应用广泛3 .发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用, 在发酵过程中，发酵条件的控制至关重要。以下关于发酵条件的控制的表达不 正确的选项是（）A.环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形 成，因此发酵过程要严格控制发酵条件B.发酵过程中微生物代谢产热和机械搅拌产热，会使发酵温度升高，因此 要及时调节发酵罐温度C.培养基中营养物质的利用和代谢物的积累，可能会导致发酵液pH发生 改变，如工业酿酒会导致pH上升D.现代工业发酵对
17、发酵条件的监测和控制是通过计算机系统实现的，可以 使发酵过程处于最正确状态C 工业酿酒过程中不仅会产生酒精，还会产生大量的二氧化碳，因此酿 酒的过程中，发酵液的pH会下降，C错误。4 .以下不属于发酵工程应用的是（）A.生产抗生素、维生素、动物激素、胰岛素、重组乙型肝炎疫苗等B.生产防腐剂、增味剂、着色剂、增稠剂等食品添加剂C.生产用作饲料或食品添加剂的单细胞蛋白D.获取用于产生抗体的动物细胞D 获取用于产生抗体的动物细胞属于细胞工程的应用。5.5.（2021长春高三质检）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下：大麦种子发芽，释放淀粉酶；加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；
18、将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉；淀粉分解，形成糖浆；糖浆加入啤酒花，蒸煮；加入酵母浆加入啤酒花，蒸煮；加入酵母发酵；过滤，77 保温30 min；过滤、分装啤酒进行出售。回答以下问题:大麦种子细胞中合成淀粉酶的场所是流程蒸煮的目的是终止酶的进一步作用，并 o流程在加入酵母菌前，需进行的操作为加入酵母菌前，需进行的操作为，该操作的目的是（3）77 C保温30 min的操作类似于巴氏消毒法，该操作的目的既能杀死啤酒 中的微生物，又能保证 o（4）假设要进一步研究淀粉酶的特性，需从发芽大麦种子中提取和别离淀粉酶, 主要步骤是原料处理一 一纯化-纯度鉴定。解析（1）淀粉酶的化学本质为蛋白质，在细胞中的核糖体
19、内合成。（2）流程蒸煮的目的是终止酶的进一步作用，并对糖浆进行消毒（或灭菌）。流程在加入酵母菌前，还应进行的操作为冷却，以防止高温杀死酵母菌（或保 持酵母细胞的活性）。（3）77 保温30 min的操作类似于巴氏消毒法，温度不是很高，该操作的目 的既能杀死啤酒中的绝大多数微生物，又能保证啤酒中的营养成分不被破坏（流 失）。（4）从生物组织样品中提取并别离淀粉酶（蛋白质），主要步骤是原料处理一粗 别离一纯化-纯度鉴定。答案（1）核糖体（2）对糖浆进行消毒（或对糖浆进行灭菌）冷却防止高温杀死酵母菌（或保持酵母细胞的活性）（3）啤酒中的营养成分不被破坏（或啤 酒中的营养成分不流失）（4）粗别离网络构
20、建食品业 医药业农业其他领域r原料预处理菌种选育II培养基配制扩大培养II灭菌接种I , II发酹生产I产物的别离与提纯1.核心概念（1）微生物：绝大多数情况下，微生物是各种个体微小，肉眼不易看见、结 构相对简单的生物的总称。（2）传统发酵：指利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。（3）发酵工程：采用现代工程技术手段，利用微生物或动植物细胞的特定功 能，在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术称为发酵 工程。（4）生长曲线：根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细 菌在整个培养期间数量变化规律的曲线，称为生长曲线。2.结论语句制作酸奶的主要菌种是乳酸菌，
21、为厌氧菌，在无氧条件下可将葡萄糖分 解为乳酸。在葡萄酒的自然发酵中，菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。果酒制作中应先通气再密闭，而果醋的制作应始终在有氧条件下进行。在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精氧化为醋酸。（4）发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。发酵工程中使用的性状优良的种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。（5）发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废 弃物对环境的污染小和容易处理等特点。（6）以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了 大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。（7）发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，
22、在助力解决粮食、环境、健 康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。真题体疆感悟高考=A0L （2020山东等级考）我L （2020山东等级考）我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。以下说法错误的选项是（）A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快“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
23、曲中的微生物死亡C 由题意可知，“浸曲发”是将酒曲浸泡活化，在活化的过程中微生物代 谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指冒出鱼眼大小的气泡，气泡是微生物进行呼吸 作用产生的CO2释放形成的，B正确；酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的 酒精会抑制其他微生物的生长，而“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质，C 错误；由题意可知，“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透，其目的是防止蒸熟的 米温度过高使酒曲中的微生物死亡，D正确。2.（2020江苏高考）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，他的做法错误的选项是（）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
24、.酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气_一蔬菜上一般会带有乳酸菌、酵母菌等微生物 膜理、乳酸菌等微生物在无氧条件下分解有机物，产生乳酸哮物质，使泡菜带有特殊的酸味和香气泡菜的制作用洗净的萝卜、大白菜、甘蓝、孤豆、黄苣、型厂芹菜、辣椒等（泡菜海沸水冷却后加入适量的盐和糖配制而成 白酒、料迺、辣椒、八角、花椒、胡椒等,将加工好的蔬菜装入瓶中制作步骤注入制备好的泡菜液至刚好浸没原料 密封容器，阴凉处自然发酵7To天才判断IE误1.腐乳的制作仅是毛霉参与了豆腐的发酵。(X)提示：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉。2 .传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。3 .制作传统泡菜
25、是利用植物体外表天然的乳酸菌来进行发酵的。（J）4 .制作泡菜时泡菜坛一般只装九成满。（义）提示：泡菜发酵时易膨胀等，制作泡菜时泡菜坛一般只装八成满。5.泡菜制作过程中，有机物的干重和种类将减少。(X)提示：泡菜制作过程中，有机物的干重将减少，而有机物的种类将增加。6 .泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水，有利于泡菜的无氧发酵。（V）.I教材挖掘）1 .制作传统泡菜的盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是什么？（选择性必 修3 P2930“活动”）提示：加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生 物的生命活动不受影响。2 .制作传统泡菜时无须严格灭菌，但随着发酵的进行，乳酸菌逐渐
26、成为优势菌种，试分析其原因。（选择性必修3 P2930“活动”）提示：泡菜坛内形成了缺氧、酸性的环境，不利于大多数微生物生长。.I规范表述）1.从开始制作到泡菜质量最正确这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内 泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是提示：乳酸菌数量增加，杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更为耐酸D.酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵B 制作葡萄酒时，选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄略加冲洗，并除去 枝梗，A正确；发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁 精洗涤，葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，不能装满，这样既可以 为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可
27、以防止发酵旺盛时发酵液溢出，B错误;酒精发酵过程中会产生二氧化碳，为了释放出二氧化碳，要根据发酵进程适时 拧松瓶盖放气，C正确；由于醋酸发酵使用的菌种为醋酸菌，醋酸菌为好氧细菌, 为了给醋酸发酵提供充足的氧气，并防止空气中的杂菌污染，酒精发酵后去除 瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵，D正确。3.（2021全国乙卷）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过 分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。豆麦款帏大小麦粒百者 酸母 乳酵O油 酱发酵池发酵提取酱油米曲霉发酵回答以下问题:米曲霉发酵过程中，
28、加入大豆、小麦和麦熬可以为米曲霉的生长提供营 养物质，大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲 霉的生长提供 O（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱 油过程所需的酶类，这些酶中的、能分别将发酵池中的蛋白质和 脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和O米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于（填“自养厌氧” “异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于（填“真核生物”或“原核生物”）;“原核生物”）;添加的酵母在无氧条件下分解葡萄糖的产物是。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保
29、证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是（答出 1点即可）。解析（1）大豆的主要营养成分有蛋白质，可为米曲霉的生长提供氮源。淀 粉属于多糖，组成元素有C、H、O,可为米曲霉的生长提供碳源。（2）蛋白质和 脂肪的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨 基酸。依题意可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并 搅拌，故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。（3）乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼 性厌氧微生物，在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和CO2o在发酵池发 酵阶段存在乳酸菌和酵母菌，它们产生的乳酸和酒精均会抑制杂菌生长，同时, 加入的食盐也有抑
30、制杂菌生长的作用。答案（1）蛋白质碳源（2）蛋白酶脂肪酶氨基酸异养好氧（3）原 核生物酒精和CO2乳酸（或酒精、食盐）4. （2020浙江1月选考节选）回答与泡菜制作有关的问题：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,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，其原因是泡菜发酵初期，由于泡菜罐加盖并水封，会使被逐渐抑制。发酵中期，乳酸菌大量繁殖，会使受到抑制。发酵后期，乳酸生产过多，会使乳酸菌受到抑制。（3）从泡菜汁中可别离制作酸奶的乳酸菌，首先对经屡次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤液进行过滤，然后取滤液进行的方法在某种含牛乳的专用的培养基中进行初步筛选
31、。该培养基必须含有,以便于观察是否产酸。（4）自然界中醋酸菌常与乳酸菌共同生长。假设要筛选出醋酸菌，那么其专用的 培养基中应添加 o解析（1）果胶具有将植物细胞粘合在一起的作用，去掉果胶后，植物组织 会变得松散，植物组织松散后就会使泡菜口感变得不脆，抑制果胶酶的作用就 可防止植物组织变得松散。高温使植物细胞破裂，导致细胞内的营养物质外流, 有利于乳酸菌更快地获得营养物质进行乳酸发酵。（2）加盖并加水密封后泡菜罐 内为无氧环境，因此可抑制好氧菌的繁殖。在发酵中期，乳酸菌大量繁殖，通 过乳酸发酵产生了较多乳酸，此时泡菜罐内pH较低，不耐酸的菌会受到抑制。经屡次发酵的泡菜汁中含有的乳酸菌数量较多，在
32、涂布别离前需先对菌液进 行稀释。鉴定培养基中接种的乳酸菌是否产酸，较为简便的方法为加入酸碱指示剂，通过观察其变色情况，即可判断是否产酸。（4）醋杆菌能在有氧条件下将 乙醇转变为醋酸，因此需要在培养基中添加乙醇以筛选出醋杆菌。.答案（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）好氧不耐酸的（3）稀释涂布别离养物质（2）好氧不耐酸的（3）稀释涂布别离碱指示剂（4）乙醇5.（2021广东选择性考试）中科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生 产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。
33、工艺流程如图。开放式发酵系统请回答以下问题:为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖 作为，并不断提高其浓度，经屡次传代培养（指培养一段时间后，将 局部培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中定期取 样并用 的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良株的方法还有株的方法还有（答出两种方法即可）等。株H可正常持续基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L, pH为10,发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是o （答出两点即可）研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温
34、度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未到达预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中可能是高密度培养的限制因素o（4）菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产PHA,说明其能分泌解析（1）为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，在液体培养基中， 可将蔗糖作为碳源。培养过程中可定期取样并采用稀释涂布平板法（或血细胞计 数法）进行菌落计数，评估菌株增殖状况。除了上述方法选育能耐受高浓度蔗糖 的菌株H外，还可通过诱变育种、基因工程育种来选育优良菌株。（2）由题意可 知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强的特性，在该系统中，其他杂菌会因盐 浓度过高或pH
35、不适宜而死亡，故不用灭菌。（3）由于产物中产生了少量乙醇，说明发酵液缺氧导致菌株H进行了无氧呼吸，最终菌株H由于能量供应缺乏而 使得其细胞增殖和PHA的产量均未到达预期，所以发酵条件中氧气可能是高密 度培养的限制因素。（4）餐厨垃圾主要含有蛋白质、淀粉、油脂等，菌株H能利 用餐厨垃圾来生产PHA,说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，还有与PHA 合成相关的酶。答案（1）碳源 稀释涂布平板法（或血细胞计数法）诱变育种、基因工程 育种（2）培养基是高盐浓度的液体环境，杂菌会由于渗透失水而死亡；培养基 的液体环境是碱性的，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制（3）氧气（4） 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和
36、PHA合成相关的酶2.泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因是提示：泡菜坛子密封不严实（或盐和水的比例不适当）引起杂菌滋生、泡菜变 质内化知识提升素养能力二喜难归纳揭示联系，深化理解1 .泡菜制作中的考前须知材料的选择及用量蔬菜应新鲜，假设放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。用清水和食盐配制质量百分比为5%20%的盐水。盐的浓度过高，乳酸 发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。防止杂菌污染每次取样用具要洗净，要迅速封口。盐水要煮沸后冷却，煮沸的作用一是除去水中的氧，二是杀灭盐水中的 杂菌。（3）氧气需求泡菜坛要选择火候好、无裂纹
37、、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的，目的 是创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环 境，注意在发酵过程中经常补水。（4）控制适宜的温度学时间延长假设温度偏高那么有害菌活动能力强；假设温度偏低那么不利于乳酸发酵，导致发O工程乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵 初期少（有02、乳酸菌活动 受抑制）少增加（硝酸盐还原菌的 作用）发酵最多（乳酸抑制其他菌积累、增多、pH下降（硝酸盐还原菌受2.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸的变化中期活动）下降抑制，局部亚硝酸盐被分解）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，直
38、至稳定下降至相对稳定（硝酸 盐还原菌被完全抑制）规范表述，严谨准确以科学思维批判性思维”i.市场上购买的真空包装酸菜，在没有漏气的状态下发生了 “胀袋”现象, 同学A怀疑是杂菌污染导致的，同学B怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的，你支持 谁的观点并说明理由。提示：支持A的观点，乳酸菌代谢过程中不产生气体。加科学思维模型与建模以2 .请尝试绘制出泡菜制作过程中乳酸菌、亚硝酸盐及乳酸随发酵时间的变 化曲线。提示：如图科学探究实验结果的交流与讨论3 .制作泡菜时，同样的材料和腌制条件，不同坛中各时期测得的亚硝酸盐 含量不同，分析最可能的原因。提示：泡菜制作过程中使用的菌种为天然菌种，由于各坛中微生物的种类
39、和数量不同，尽管不同坛中使用了同样的材料和腌制条件，但在各时期测得的 亚硝酸盐含量仍会不同。细研考题，落实运用考向1 考查发酵与传统发酵技术的概念1 .关于发酵的表达，不正确的选项是（）A.发酵就是无氧呼吸B.发酵是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C.酒精发酵是由活的酵母菌引起的D.利用微生物能够生产出人们所需多种产物的原因是不同的微生物具有产 生不同代谢物的能力A 发酵包括有氧发酵和无氧发酵，A错误；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，B 正确；酒精发酵是由活的酵母菌引起的，C正确；不同的微生物具有产生不同代 谢物的
40、能力，因此利用微生物能够生产出人们所需的多种产物，D正确。2 .以下有关传统发酵技术的表达，不正确的选项是（）A.传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主B.在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用 的是毛霉C.腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸D.传统发酵技术都是直接利用天然原料中的微生物D 传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一 次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术，D错误。考向2,考查泡菜的制作原理、流程等3 . （2021连云港高三模拟）我国制作泡菜历史悠久。中馈录中记载：“泡 盐菜法，定要
41、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,浸于水中,那么所泡之菜不得坏矣。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。”下列说法正确的选项是（）A.A.“泡菜之水，用花椒和盐煮沸”的目的是彻底灭“霉花”主要由酵母菌繁殖形成，酵母菌往往来自蔬菜C.C.D.“坛沿外水须隔日一换，勿令其干”以保证坛内适宜湿度 别离泡菜汁中的乳酸菌，可用稀释涂布平板法和MS培养基“泡菜之水，用花椒和盐煮沸”的目的包括提升泡菜味道、减少水中的溶氧量和消毒杀菌防止杂菌污染，A错误；“霉花”指的是泡菜坛内外表的白 膜，主要由酵母菌繁殖形成，而酵母菌往往来
42、自蔬菜，B正确；“坛沿外水须隔 日一换，勿令其干”以保证坛内的无氧环境，C错误；别离泡菜汁中的乳酸菌, 可用稀释涂布平板法，在别离纯化所用的培养基中还需要加入碳酸钙，其作用是中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的别离，D错误。4 .（多项选择）泡菜是一种传统美食，世界各地都有泡菜的影子，涪陵榨菜、法 国酸黄瓜、德国甜酸甘蓝，并称为世界三大泡菜。以下图表示制作泡菜及测定泡 菜中亚硝酸盐含量的实验流程示意图，以下分析正确的选项是（）选择原料选择原料修整、洗 涤、晾晒、 切分成条一 状或片状称取食盐入味，坛加调料装测定亚硝酸盐含量发酵A.选择新鲜的原料可以降低亚硝酸盐的含量B.配制盐水的浓度不
43、宜过高，防止乳酸发酵受到抑制C.为降低亚硝酸盐含量，需要泡菜发酵的时间越长越好D.泡菜发酵温度过高过低都会造成杂菌滋生，口感下降AB 新鲜原料中亚硝酸盐含量更低，放置一段时间的原料由于微生物的作 用，使亚硝酸盐的含量增加，应选择新鲜的原料可以降低亚硝酸盐的含量，A 正确；用清水与盐配制质量百分比为5%20%的盐水，盐水的浓度不宜过高， 防止乳酸菌乳酸发酵受到抑制，B正确；发酵时间过长，泡菜的品质降低，C错 误；泡菜发酵温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成杂菌大量滋 生，口感下降，D错误。考点2传统发酵技术生产的食品研读教材积累必备知识1.果酒的制作菌种来源菌种来源主要是附着在葡萄皮上
44、的野生型酵母菌（代谢类型）-异养兼性厌氧型条件反响简式目的有氧C6H12O6+6H2O+6O2 良 6co2+12乩0+能量大量繁殖无氧C6Hl206”2c2H5OH+2c02+能量酒精发酵酵母菌繁殖的最适温度为四”左右，酒精发酵的适 宜温度一步是1825汽（应用）可用于酿酒、制作馒头和面包等制 作 原 理2.果醋的制作醋酸菌菌种代谢类型）一异养需氧型果醋发酵在充分供氧的条件下，醋酸菌能将 酒精氧化为醋酸卜反响式）C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量,、 雨福F保持氧气充足BE）一温度J-控制在3035汽3 .水果的发酵加工制作果酒和果醋取成熟的紫色葡萄清 洗并沥干水备用。清 清洗
45、葡萄一洗时，要连罡柄一起一在清水中轻轻漂洗， 防止损伤葡萄果皮|榨取葡萄汁，移入大榨汁并广口瓶，发酵液总量装瓶不要超过广口瓶体积|的2/3,盖上瓶盖发酵温度控制在臭 25霓,时间控制在10 12 d,并每隔一*4 .酸奶的制作酸奶的制作防止冲洗掉葡 萄皮上野生的 酵母菌；防止 污染发酹液防止&酵液海 出，并且酵母 菌可以进行有 氧呼吸大量繁 殖创造无氧环境 进行酒精发酵,酒精发酵一段时间旋松瓶盖放气门并可以防止好注意整个过程应诞 操作氧型微生物污 染发酵液醋酸发酵将适量已制备好的劭 的酒倒入一只洁净的 厂大广门瓶中，并加入一局部刚刚制取的新鲤 葡萄汁用纱布扎紧瓶口，置 于清洁、无尘或无菌新鲜的葡萄汁中含有醋酸菌创造有氧环境,