1、选修一,选修一 生物技术实践,一、果酒和果醋的制作 1果酒和果醋的制作原理,2.果酒和果醋的制作流程,二、腐乳制作,三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 1泡菜制作,2测定亚硝酸盐含量,果酒果醋的制作,1果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较 2果酒和果醋发酵装置的设计思路 (1)因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精时是厌氧的，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。 (2)由于在发酵过程中都产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。,(3)因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取
2、料。 实验装置如图：,知识拓展果酒与果醋制作中原料的消毒 (1)榨汁前葡萄的冲洗：应先冲洗再去枝梗，因为在去梗的同时会使一些微生物侵入果实内部，给消毒带来一定的困难。另外对于果酒的自然发酵：冲洗不要反复进行，因为其他杂菌和酵母菌被洗去的机会是均等的，如果冲洗次数过多，会使酵母菌数量减少，发酵周期加长，产生的酒精含量下降。 (2)体积分数为70%的酒精杀菌效果最强，其原因是浓度过低，杀菌力弱，浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其内，因此杀菌效果受影响。对刚洗刷后未干的器皿，则可选择体积分数为75%的酒精进行消毒。,(3)用重铬酸钾来检测酒精时的对照实验 根据对照实验的
3、原则，在单一变量的前提下，用重铬酸钾检测发酵液中生成酒精的方法： 对照组试管中加入2 mL白酒，实验组分别加入2 mL发酵前和发酵后的果汁，再分别向三支试管中加入物质的量浓度为3 mol/L的H2SO4溶液3滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察。,1下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：,(1)完成图1中的实验流程。 (2)冲洗的主要目的是_，冲洗应特别注意不能_，以防止菌种的流失。 (3)图2装置中的充气口在_时关闭，在_时连接接充气泵，并连续不断地向内_。 (4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由_产生的_，在果
4、醋发酵时排出的是_。,(5)写出与(4)题有关的可能的反应方程式： _； _； _。 (6)若在果汁中就含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明原因。_。 (7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为_。醋酸发酵时温度一般应控制为_。,解析：本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理，同时两种微生物的代谢类型、生存环境也有体现。酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧时C6H12O66CO26H2O能量；缺氧时C6H12O62C2H5OH2CO2能量。因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧菌，能够利用糖在有氧时生成醋酸；在糖源不足时，将乙醇变为醋酸，即C6H12O62
5、O22CH3COOH2CO22H2O，C2H5OHO2CH3COOHH2O。,答案：(1)醋酸发酵(方框中填充) (2)洗去浮尘 反复冲洗 (3)果酒发酵 果醋发酵 泵入空气(氧) (4)酵母菌 CO2 剩(含氧量少)的空气、CO2 (5)C6H12O62C2H5OH2CO2能量 C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O C2H5OHO2CH3COOHH2O (6)不能。因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足 (7)1825 3035 ,因此在果酒制作过程中出气口排出的是CO2，而在果醋制作过程中因酸醋菌是好氧细菌，需要连续充气，因而排气口排出的既有C
6、O2，又有含氧量较低的空气。,腐乳的制作,1制作原理及流程 (1)腐乳制作的原理 微生物：在豆腐的发酵过程中，有许多种微生物参与，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌，分布广泛，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上。毛霉生长迅速，具有发达的白色菌丝。 微生物的作用：毛霉等微生物能产生蛋白酶，蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解成甘油和脂肪酸。在多种微生物的协同作用下，普通的豆腐转变为我们爱吃的腐乳。 (2)腐乳制作的流程示意图 让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制,2影响腐乳品质的条件 (1)卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤
7、是由酒和各种香辛料配制而成。卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。加酒如果过少，达不到杀死微生物的目的导致豆腐腐败，若过多，不但杀死了微生物，而且会因酒精浓度过高抑制酶的活性，从而影响腐乳的成熟，同时还会因酒精含量过高而影响腐乳的风味。香辛料种类很多，如胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。 (2)控制好“盐”的用量：用盐腌制时，若盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；若盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。,(3)豆腐含水量以70%为宜：毛霉为异
8、养需氧型真菌，若含水量过高，影响毛霉的有氧呼吸，且腐乳不易成形；若含水量过低，则不利于毛霉的生长，毛霉的代谢离不开水。 (4)防止杂菌污染：用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒灭菌；装瓶时操作要迅速小心，装瓶后要用胶条密封，且最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染，进而影响腐乳风味。 知识拓展传统腐乳制作与现代腐乳生产在条件和菌种来源上的区别 (1)传统腐乳制作不需要灭菌，现代腐乳生产必须在严格无菌条件下进行。 (2)传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉孢子，现代腐乳生产菌种是经过筛选的优良毛霉菌种，并且直接接种在豆腐上。,2下列是有关腐乳制作的几个问题，其中正确的是( ) 腐乳的制
9、作主要是利用了微生物发酵的原理，起主要作用的微生物是青霉、曲霉和毛霉 含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形，且不利于毛霉的生长 豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝，严格地说是直立菌丝，豆腐中还有匍匐菌丝 决定腐乳特殊风味的是卤汤 腐乳的营养丰富，是因为大分子物质经过发酵作用分解成小而且易于消化的物质 卤汤中含酒量应该控制在21%左右，酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；含量过低，不足以抑制微生物的生长 A B C D,解析：本题主要考查对实验操作的理解。腐乳制作的前期发酵中有许多微生物参与，但起主要作用的是毛霉。含水量为70%的豆腐适于毛霉迅速生长出直立菌丝，在
10、豆腐内长出匍匐菌丝，含水量过高则不利于毛霉的生长和豆腐的成形。豆腐经发酵后大分子蛋白质变成了易于消化的小分子物质。卤汤的特点决定了腐乳的风味，但不论卤汤中各种香辛料怎么变化，酒的含量都需保持在12%左右。 答案：B,泡菜的制作及亚硝酸盐含量的测定,1泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析,知识拓展蔬菜中的硝酸盐容易被滋生的硝酸盐还原菌还原成亚硝酸盐，这样红细胞内的亚铁血红蛋白就被氧化成高价铁血红蛋白，使血红蛋白失去携带氧气的能力，导致缺氧性中毒症状。,2实验流程,3亚硝酸盐含量的测定步骤,3蔬菜腌制是我国传统的蔬菜加工方法，腌制的泡菜、酸菜等是人们喜爱的菜肴。但是近来科学研究发现，
11、蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐，引发了“腌制食品与人体健康”的讨论。某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”展开了研究，具体操作如下： 某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸过的20%盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量作为对照，后来定时测定，结果见下图。请回答下列问题：,(1)在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于_。 (2)根据图中数据可知，在腌制过程中的第几天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最高值？_。若要食用，至少要在腌制的第几天比较好？_。 (3)为了降低亚硝酸盐含量
12、，泡菜加工过程中可以采取什么措施？请简要谈一点你的想法：_。,解析：(1)在泡菜腌制初期，由于周围溶液的浓度大于细胞液的浓度，使细胞内的水分外渗，另外细菌进行有氧呼吸产生了水，导致坛中溶液量增加。,(2)开始时由于硝酸盐还原菌活动，亚硝酸盐含量有所增加，在1月7日其含量最高；随着腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖，对硝酸盐还原菌有一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，加上泡菜中含有大量抗突变或抗癌物质如维生素C，能阻断亚硝酸盐及亚硝胺的合成，使泡菜中亚硝酸盐含量下降，到1月14日下降到最低水平，此后基本保持不变。 (3)如果温度过高，食盐用量不足20%，腌制时间过短，细菌大量繁殖，导致亚硝酸盐含量增
13、加。 答案：(1)外界溶液浓度过高使细胞渗透失水，另外细菌进行有氧呼吸产生了水 (2)第3天 第10天 (3)防止杂菌的污染；注意腌制的时间，控制好温度和食盐的用量,(2010年高考江苏卷)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( ),果酒果醋制作的原理和条件,A过程和都只能发生在缺氧条件下 B过程和都发生在酵母细胞的线粒体中 C过程和都需要氧气的参与 D过程所需的最适温度基本相同,【解析】 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B两项均错；过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，过
14、程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此过程需要氧气参与，C项正确；制作果酒时，最适温度为1825 ，而制作果醋时最适温度为3035 。 【答案】 C,食醋和泡菜制作的过程和方法,(2009年高考浙江理综)请在标有序号的空白处填空。下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答： (1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作： 第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成_(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用_(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。 第二步：用_菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主
15、要原因是_。 第三步：用_菌将乙醇转化成乙酸，这一过程_氧气。 (2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是_，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用_法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N1萘基乙二胺偶联成_色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是_。,【解析】 (1)大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶(淀粉酶必须冷却后加入，因为酶的催化活性受温度的影响)，大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麦芽糖等)，这一过程可用碘液(或KII2溶液)来检测反应的情况。酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随反应的进行发酵瓶中CO2逐渐增多，瓶内
16、压力升高，可能引起破裂，所以不要完全密闭。醋酸杆菌是好氧型细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中消耗氧气。(2)泡菜发酵过程离不开乳酸菌，其产生的酸主要是乳酸和少量的亚硝酸盐，亚硝酸盐总量达到0.30.5 g时就会引起人中毒，必须对泡菜亚硝酸盐含量进行测定。其测定方法可用比色法。 【答案】 (1)糊精 碘液(或KII2溶液) 酵母 发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂 醋酸杆菌 需要消耗 (2)乳酸(或有机酸) (光电)比色 紫红 作为对照,(2011年潍坊模拟)农村中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及
17、一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处，最适环境温度为28 30 。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。 (1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。 (2)菜坛为什么要密封？若菜坛有裂缝，可能会出现什么结果？ (3)加入“陈泡菜水”的作用是_。 (4)制作泡菜的过程中，有机物的干重如何变化？菜坛内有机物的种类如何变化？ (5)若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应有_、_、_、_和_五大营养物质，同时还需适宜的条件，主要有_、_。,泡菜制作的原理和方法,【解析】 泡菜制作是应用了
18、乳酸菌的发酵原理，提供的新鲜蔬菜是它的培养基。乳酸菌是厌氧型微生物，在缺氧的环境条件下发酵可产生大量乳酸，能抑制其他厌氧菌的生存；在有氧情况下，自身受抑制，不能进行乳酸发酵，使需氧菌繁殖而变质。乳酸菌生长繁殖需要消耗有机物，发酵过程中会产生更多种类的有机物。乳酸菌属异养厌氧型，培养基中应有碳源、氮源、生长因子、水、无机盐五大营养物质，需要的培养条件主要有适宜的温度(28 30 )、无氧环境，这样菌种才能大量增殖。 【答案】 (1)消毒 (2)乳酸菌是厌氧型微生物，密封后造成缺氧环境；菜坛有裂缝，将导致乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质。 (3)提供乳酸菌菌种 (4)有机物干重减
19、少；种类增加。 (5)碳源 氮源 生长因子 水 无机盐 适宜的温度 无氧环境,1下列有关生物技术的叙述，不正确的是( ) A制作果醋时，必须向发酵装置不断地补充无菌空气，以保证醋酸菌的生长 B制作腐乳时，加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长 C变酸的酒表面的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的 D用传统的发酵技术制葡萄酒必须添加酵母菌菌种 解析：用传统的发酵技术制葡萄酒所需的酵母菌菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，不需添加酵母菌菌种。 答案：D,2在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线正确的是( ),解析：泡菜腌制过程中，由于坛内环境中硝酸还原菌的繁殖，促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随腌制时间延长，乳
20、酸菌大量繁殖，产生乳酸，抑制硝酸盐还原菌繁殖，同时亚硝酸盐又被分解，使亚硝酸盐含量逐渐下降。 答案：C,3(2011年镇江模拟) 下列关于果酒制作过程中的叙述，正确的是( ) A应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底 B在变酸的果酒表面观察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的 C在发酵过程中，需从充气口不断通入空气 D由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用的装置进行消毒处理 解析：本题考查了果酒制作的关键操作步骤。为了防止杂菌污染，应该先用清水冲洗，再去掉枝梗。由于醋酸菌是一种好氧细菌，所以变酸的酒表面的菌膜可能是醋酸菌大量繁殖而形成的。装入葡萄汁后，要密闭充气口，以利于产生酒精。对发
21、酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精进行消毒。 答案：B,4夏天食品易腐烂，这是空气中微生物在食品中大量生长繁殖的结果。而放入冰箱贮藏的食品，其腐烂的速度则慢得多，对这一现象最合理的解释是( ) A低温下，食品本身代谢速度减慢 B低温下，微生物代谢速度减慢 C隔绝空气，微生物和食品代谢速度减慢 D缺乏光照，微生物的合成作用速度减慢 解析：本题考查影响微生物代谢的条件。夏天温度适宜，微生物作用容易引起食品腐烂，如果将食品放入冰箱内，由于温度比较低，微生物代谢速度慢，所以食品腐烂的速度减慢。 答案：B,5(2011年抚顺模拟)酵母菌是一种真菌，与人们的日常生活密切相关，也是现代技术研究常用的模式生物，
22、请回答： (1)土壤中富含各种微生物，将其浸出液接种到特定培养基上，可得到酵母菌，这一过程叫做_，这种特定培养基可称为_。 (2)用酵母菌发面做馒头时，在发酵的面团里加入一些纯碱的主要作用是_。 (3)制作果酒时，将酵母菌加入到葡萄汁中，控制好发酵条件，10 d后得到散发着酒香的成品，此过程的原理是_。 (4)苹果醋也是受现代人所青睐的健康饮品之一，其生产过程中则利用了代谢类型为_的_的发酵作用，该过程需要控制的温度条件是_。 (5)在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行，请用相关反应式表示：_。,6(2011年威海模拟)泡菜是人们日常生活中比较喜欢食用的一种食品，但是泡菜中却含
23、有亚硝酸盐。某研究性学习小组的同学为了探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响，设计了相关实验进行研究。请回答： (1)制作泡菜的原理是_。 (2)测定亚硝酸盐含量的实验原理是：在_条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生_反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成_色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行比较，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量。 (3)现有红萝卜和白萝卜，你认为更适合用作实验材料的是_；原因是_。,(4)右图是该活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。根据此实验结果，你认为比较适合制作泡菜的食盐浓液为_；原因是 .,解析：泡菜
24、是利用乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸。亚硝酸盐在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行比较，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量。白萝卜比红萝卜更适合用作实验材料，因为红萝卜含有红色素，容易干扰显色反应。从题图中看出，5%的食盐浓度适合制作泡菜，因为食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值。,答案：(1)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸 (2)盐酸酸化 重氮化 玫瑰红 (3)白萝卜 避免植物中的色素对显色反应产生干扰 (4)5% 因为食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值,本小节结束 请按ESC键返回,
