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1、考点规范练38传统发酵技术的应用生物技术在食品加工及其他方面的应用1.辣椒红素是从成熟红辣椒果实中提取的天然色素,属于类胡萝卜素。辣椒红素的提取流程为红辣椒粉碎干燥加溶剂振荡萃取蒸馏成品。请回答下列问题。(1)辣椒红素采用有机溶剂萃取的方法提取,因为辣椒红素具有的特点,提取时振荡的目的是。萃取过程应避免明火加热,这是因为。(2)取等量的辣椒粉与不同萃取剂按12的比例混合后,利用萃取装置在不同温度下萃取1 h,然后测定萃取液中辣椒红素的含量,结果如下图所示。据图分析可知,提取辣椒红素最理想的萃取剂是。用乙醚提取辣椒红素时,色素的量随温度的升髙反而逐渐降低,可能的原因是。(3)可用法比较辣椒红素和
2、-胡萝卜素在四氯化碳中溶解度的差异。在18 cm30 cm滤纸下端距底边2 cm处的位置,分别点样辣椒红素和-胡萝卜素,待点样液干燥后将滤纸置于装有的密封玻璃瓶中,然后观察。2.杨梅果实风味独特、酸甜适中,具有很高的营养和保健价值。下图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题。(1)在传统发酵中,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,这是由于果酒发酵的条件抑制了杂菌的生长。用来检验酒精的化学试剂是。(2)果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是。温度适宜时果酒发酵时间较短,原因是。(3)杨梅醋的发酵过程中,除了必需的营养物质外,还需要往发酵液中持续地通入。(4)下
3、图表示果酒发酵过程中,发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的关系。发酵前24 h,糖度变化很小,酒精度上升很慢,其原因是。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓,其原因是。3.番茄红素是一种类胡萝卜素,易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发,化学性质稳定。番茄红素可以从番茄中提取,具有抗氧化、抗癌与抑癌的功效。某科研小组按如下步骤进行了相关实验:提取番茄红素;将等量癌细胞分别接种在甲、乙两组培养瓶内,适宜条件下培养24 h后除去上清液;向两组培养瓶中分别加入适量番茄红素培养液和等量生理盐水,适宜条件下继续培养;2 h后统计并计算两组的癌细胞增殖抑制率。回答下列问题。(1)提取
4、番茄红素时不宜使用水蒸气蒸馏法,原因是。根据番茄红素易溶于有机溶剂的特点,可采用有机溶剂萃取的方法,为了提高萃取效果,应对番茄进行后用有机溶剂进行浸泡提取。根据番茄红素的化学性质,在乙醇和石油醚两种溶剂中,应选择作为番茄红素的萃取剂。(2)根据步骤分析,科研小组的探究目的是。若要进一步探究番茄红素的浓度与癌细胞增殖抑制率的关系,请写出简要实验思路:。(3)新技术新工艺超临界CO2萃取法:利用超临界状态下的CO2流体对天然有机物具有特殊溶解作用的特性进行萃取,具有无需高温加热、无残留等特点。其过程如下:番茄粉碎、干燥通入超临界CO2进行萃取粗产品无水乙醇真空抽滤高纯度番茄红素。据题干分析可知,超
5、临界CO2替代传统有机溶剂的突出优点是能避免(答出一点即可)。(4)对提取的粗产品进行鉴定时,可以采用的方法是。现有两份不同的番茄红素萃取样品鉴定结果(如下图所示)。由图可知,(填“B”或“C”)萃取样品纯度更高。4.(2022吉林长春模拟)蓝莓果实中富含花青素等营养成分,具有保护视力、防止脑神经老化、强心、抗癌、软化血管、增强机体免疫等功能。下面是获取蓝莓花青素、蓝莓酒和蓝莓醋的流程。结合所学知识,回答下列问题。(1)蓝莓花青素(在中性或碱性溶液中不稳定,在60 以下热稳定性较好)的提取可用溶剂萃取法,考虑到色素提取液作为食品添加剂的安全性问题,下述方案中,你认为较好的是(填字母)。A.清水
6、+甲醇B.盐酸+乙醇C.NaOH+丙酮D.柠檬酸+乙醇(2)酿制蓝莓酒时,一般要先通气的目的是。通常不需要对蓝莓进行严格的消毒处理,是因为在缺氧、呈酸性的发酵液中。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源(填“充足”或“缺少”)。酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中会逐渐出现醋酸味,气温高的夏天更易如此,其原因是。(3)若蓝莓果汁中已含有醋酸菌,在蓝莓果酒发酵旺盛时,醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?。为鉴定蓝莓果醋是否酿制成功,除了观察菌膜、尝、嗅这些方法外,还可以通过检测作进一步的鉴定。5.腐乳从磨浆、过滤到定型、压干、霉化都有一套流程,选材也很讲究。目前我国各地都有腐乳的生产,虽然配料不同、品
7、种名称和口感不一,但制作原理大都相同。现代化生产流程如下图所示。(1)腐乳在制作过程中有多种微生物参与,其中起主要作用的是毛霉,主要利用其产生的酶,通过发酵使豆腐中营养物质的种类(填“减少”或“增多”)。(2)民间制作腐乳时(填“需要”或“不需要”)灭菌,发酵好的豆腐上布满了菌落,这些菌落(填“属于”或“不属于”)同一物种。(3)流程中扩大培养时使用的培养基与毛霉菌种分离时使用的培养基最大的区别是后者培养基中加入了。生产上为了获取纯种的毛霉菌种,实验室一般采用分离纯化菌种,然后从中挑出所需菌种。(4)腐乳制作的后期要加入卤汤,其中酒的含量要控制在12%左右,原因是酒精含量过高,则;酒精含量过低
8、,则不足以,可能导致豆腐腐败。6.请根据血红蛋白的提取和分离流程图(见下图)回答下列问题。(1)将实验流程按先后顺序补充完整:、。(2)凝胶色谱法的基本原理是根据分离蛋白质。(3)洗涤红细胞的目的是去除,洗涤干净的标志是。为防止血液凝固,在采血容器中通常要预先加入(抗凝剂)。(4)下图是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入过程的示意图,正确的加样顺序是。(5)在装填色谱柱时不能有气泡存在,因为,降低分离效果。如果,说明色谱柱制作成功。7.已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量,某同学设计了一个实验,实验材料、试剂及用具包括刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸
9、钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。请回答相关问题。(1)请完善下列实验步骤。标准管的制备:用和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。样品管的制备:用刻度移液管分别吸取一定量的,加到不同的比色管中,然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色,得到样品管。将每个分别与系列标准管进行比较,找出与样品管颜色深浅的标准管,该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中亚硝酸盐含量,记录各样品管亚硝酸盐的含量。(2)下图表示的是泡菜中趋势。(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是(填“醋酸菌”或“乳酸菌”)。答案：1.答案(1)易溶于有机溶剂让原料和溶剂充分混合防止有机溶剂燃烧爆炸(2)石油醚温度升高,
10、乙醚挥发使溶解的色素减少(3)纸层析四氯化碳两种色素在滤纸上的扩散速度(两种色素层析带的位置)解析(1)辣椒红素可采用有机溶剂萃取的方法提取,说明辣椒红素具有易溶于有机溶剂的特点。提取时振荡的目的是让原料和溶剂充分混合。萃取过程应避免明火加热,这是因为有机溶剂易燃、易爆。(2)据图分析可知,提取辣椒红素最理想的萃取剂是石油醚,因为在石油醚中辣椒红素含量最高。用乙醚提取辣椒红素时,色素的量随温度的升高反而逐渐降低,可能的原因是温度升高,乙醚挥发使溶解的色素减少。(3)用纸层析法比较辣椒红素和-胡萝卜素在四氯化碳中溶解度的差异,可以在18cm30cm滤纸下端距底边2cm处的位置,分别点样辣椒红素和
11、-胡萝卜素,待点样液干燥后将滤纸置于装有四氯化碳的密封玻璃瓶中,然后观察两种色素在滤纸上的扩散速度,溶解度越大的扩散速度越快。2.答案(1)缺氧、酸性酸性重铬酸钾(2)细胞质基质此时,与果酒发酵相关的酶活性最高,发酵速度快(3)无菌氧气(或无菌空气)(4)此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸,大量增殖高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵解析(1)果酒发酵是在1825、缺氧、呈酸性的环境中进行的,酵母菌可大量繁殖,而其他绝大多数微生物无法适应这一环境而受到抑制。检验酒精用的是酸性条件下的重铬酸钾,溶液变成灰绿色即说明有酒精存在。(2)酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。温度影响发酵所
12、需酶的活性,所以温度适宜时,发酵时间较短。(3)醋酸菌是好氧细菌,必须生活在氧气充足的环境中,所以在杨梅醋的发酵过程中,需要往发酵液中持续地通入无菌空气(氧气)。(4)酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。由题图所示曲线可知,24h内,糖度变化很小,酒精度上升很慢,主要是因为此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸,大量增殖。96h后,酒精度和糖度的变化都趋于平缓,主要原因是高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵。3.答案(1)番茄红素不易挥发粉碎、干燥石油醚(2)探究番茄红素对癌细胞的增殖是否有抑制作用用不同浓度的番茄红素分
13、别处理癌细胞,统计各组的癌细胞增殖抑制率(3)有机溶剂残留(有机溶剂易燃易爆或产品纯度低或高温下有效成分分解或溶剂污染环境)(4)纸层析法C解析(1)提取番茄红素时不宜使用水蒸气蒸馏法,原因是番茄红素不易挥发。根据番茄红素易溶于有机溶剂的特点,可采用有机溶剂萃取的方法,为了提高萃取效果,应对番茄进行粉碎、干燥后用有机溶剂进行浸泡提取。根据番茄红素的化学性质,在乙醇和石油醚两种溶剂中,乙醇与水互溶,应选择石油醚作为番茄红素的萃取剂。(2)由题意可知,科研小组的探究目的是探究番茄红素对癌细胞的增殖是否有抑制作用。可以用不同浓度的番茄红素分别处理癌细胞,统计各组的癌细胞增殖抑制率,探究番茄红素的浓度
14、与癌细胞增殖抑制率的关系。(3)由题意可知,超临界CO2替代传统有机溶剂的突出优点是能避免有机溶剂残留以及有机溶剂易燃易爆等。(4)对提取的粗产品进行鉴定时,可以采用的方法是纸层析法。由题图可知,C萃取样品与标样层析结果相同,纯度更高。4.答案(1)D(2)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖绝大多数微生物因无法适应这一环境而受抑制缺少醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为3035 ,夏天温度较高,且暴露在空气中,导致醋酸菌大量繁殖产生醋酸(3)不能发酵前后的pH解析(1)甲醇和丙酮有毒性,盐酸有腐蚀性,故从安全角度考虑,最佳方案是D项。(2)在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。在缺氧、呈酸性的发酵
15、液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。当缺少糖源、氧气充足时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌是好氧细菌,在较高温度下更有利于其生长繁殖,因此蓝莓酒如果暴露在空气中,酒味会逐渐消失而散发出酸味,特别是炎热的夏天。(3)果酒发酵旺盛时为无氧环境,不利于醋酸菌生长。果醋发酵会产生醋酸,导致溶液pH降低。5.答案(1)蛋白酶和脂肪增多(2)不需要不属于(3)琼脂(凝固剂)平板划线法(或稀释涂布平板法)(4)腐乳的成熟时间将会延长抑制微生物的生长解析(1)腐乳制作过程中有多种微生物参与,其中起主要作用的是毛霉,主要利用其产生的蛋白酶和脂肪酶,蛋白酶
16、能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。通过发酵,产生中间代谢产物,豆腐中营养物质的种类增多。(2)民间制作腐乳是不需要灭菌的,发酵好的豆腐上布满了菌落,这些菌落不属于同一物种,因为有多种不同的菌种。(3)流程中扩大培养时使用的培养基与毛霉菌种分离时使用的培养基最大的区别是后者所用培养基是固体培养基,需要加入琼脂(凝固剂)。实验室一般采用平板划线法(或稀释涂布平板法)获得纯化菌种,因为该方法使用时能将聚集的菌体稀释以便获得单个菌落,方便从中挑出所需菌种。(4)腐乳制作的后期要加入酒和多种香辛料配制的卤汤,其中酒的含量一般控制在12%左右,过高过低均不适宜,
17、原因是酒精含量过高则腐乳的成熟时间会延长,酒精含量过低,不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败。6.答案(1)血红蛋白的释放凝胶色谱柱的装填(2)相对分子质量的大小(3)杂蛋白(或血浆蛋白)离心后的上清液不再呈现黄色柠檬酸钠(4)(5)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序红色区带均匀一致地移动解析(1)血红蛋白的提取和分离流程为红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液透析凝胶色谱柱的制作凝胶色谱柱的装填样品的加入和洗脱。(2)凝胶色谱法的基本原理是根据相对分子质量的大小分离蛋白质。(3)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白,以利于后续步骤的分离纯化。洗涤干净的标志是离心后的上清液不再呈现黄色。为防止
18、血液凝固,在采血容器中要预先加入抗凝血剂柠檬酸钠。(4)加样顺序是调整缓冲液面、滴加透析样品、样品渗入凝胶床、再调整缓冲液面,即。(5)由于气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果,所以在装填凝胶色谱柱时,不得有气泡产生。在蛋白质分离过程中,如果红色区带均匀一致地移动,说明色谱柱制作成功。7.答案(1)亚硝酸钠标准溶液不同泡制天数的泡菜滤液样品管最相近(其他合理答案也可)(2)亚硝酸盐含量随泡制时间的变化(其他合理答案也可)(3)乳酸菌解析(1)在亚硝酸盐的含量测定中,可利用亚硝酸盐与显色剂发生颜色反应,根据颜色的深浅来确定亚硝酸盐含量的多少。用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液与显色剂可制成颜色深浅不同的系列标准管,不同颜色的标准管对应的亚硝酸钠浓度是已知的;用不同泡制天数的泡菜滤液与显色剂反应,制备一系列的样品管,将样品管与标准管进行颜色比对,找到与样品管颜色深浅最接近的标准管,所对应的亚硝酸钠浓度即可代表样品管中的亚硝酸盐含量。(2)图示曲线横轴为时间,纵轴为亚硝酸盐含量,则该曲线表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势。(3)泡菜制作的原理是乳酸发酵,产酸的细菌主要是乳酸菌。