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生物技术在食品加工及其他方面的应用

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专题1传统发酵技术的应用

考点一果酒和果醋的制作前置作业

比较项目菌种生物类群代类型菌种来源

果酒制作______生物______型________上的酵母菌果醋制作______生物异氧需氧型变酸的酒表面的菌膜两种菌种的本质区别是__________________________________。

果酒制作果醋制作

制作原理

菌种_________ _________

反应

有氧条件下,大量繁殖:

反应式为:__________________

无氧条件下,酒精发酵:

反应式为:__________________

氧气、糖源____足时:C6H12O6

+2O2―→2CH3COOH+2CO2

+2H2O_________糖源、氧

气充足时:_________+

O2―→CH3COOH+H2O

发酵条件

最适发酵温度____________ ________________ 空气前期:____氧;后期:____氧需要充足的_________

时间10~12 d 7~8 d

3.完善制作流程

4.判断正误

(1)在果酒自然发酵中,需人工添加酵母菌种( )

(2)红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的( )

(3)变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的( )

(4)在葡萄酒制作中,采摘的葡萄应反复冲洗,且要先除枝梗再冲洗( )

5.现在工厂生产果酒,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,采取的措施是直接在果汁中加入______________的酵母菌。

易错警示果酒和果醋制作中的几点注意事项

(1)酿酒和酿醋所利用的微生物不同:前者为酵母菌——真核生物;后者为醋酸菌——

原核生物。二者本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。

(2)制作果酒使用的葡萄应先冲洗,再除去枝梗,不能反过来,以免除去枝梗时引起葡

萄破损,增加被杂菌污染的机会。对于果酒的自然发酵,冲洗不要反复进行,以免使酵母菌数量减少,发酵周期加长,产生的果酒中酒精含量下降。

(3)酵母菌进行有氧呼吸时,产生能量多,可大量繁殖;进行无氧呼吸时,产生能量少,

仅能满足自身代,基本不繁殖;所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。

(4)防止发酵液被污染

榨汁机要清洗干净并晾干,发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒;装入葡萄汁后要封闭充气口。 (5)发酵后酒精的检验及对照原则 ①检验

?

??

对照组→2 mL 白酒实验组→2 mL 发酵液→3 mol/L 的H 2SO 4 3滴→振荡混匀→重铬酸钾溶液3滴→振荡

试管→观察

?

??

试管甲→2 mL 发酵前液试管乙→2 mL 发酵后液→3 mol/L 的H 2SO 43滴→振荡混匀→重铬酸钾溶液3滴→振荡

试管→观察 ②对照

两种对照方式都必须遵循单一变量原则:前者是标准对照,后者是自身对照。

2.装置图解读

(1)各部位的作用

①充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。

②排气口:排出酒精发酵时产生的CO 2;与排气管相连的长而弯曲的胶管:加水后防止空气中微生物的污染。 ③出料口:是用来取样的。

(2)该装置的使用方法

使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。

课堂巩固

1.(2009·自选,17改编)下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请完成下列问题:

(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。

2.葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知识回答问题。

(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥作用的微生物是________。

(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________,产生的终产物是________和________。

(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条

件下进行发酵,如上图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,甲和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是_____________________________________,导致发酵中出现的主要异常现象是__________________________。丙同学的错误是____________________________,导致发酵中出现的主要异常现象是______________________________。上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。

(4)在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲

开,该错误操作是________________________________________________________。

考点二腐乳的制作

前置作业

1.完善制作原理

(1)菌种:需多种__________协同作用,其中起主要作用的是__________。

(2)菌种作用特点

蛋白酶氨基酸+__________

①蛋白质――→

脂肪酶__________+__________

②脂肪――→

2.完善制作流程

让豆腐上长出毛霉→加__________腌制→加__________装瓶→__________腌制

3.完善影响腐乳品质的条件

(1)卤汤成分:酒及__________。

①酒的作用:抑制微生物的生长,又能使腐乳具有__________。

②香辛料的作用:调制__________,__________。

(2)盐的用量

①浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐__________。

②浓度过高,会影响__________。

(3)酒的含量:一般控制在__________左右。

易错警示(1)传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别

①条件: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菌种来源: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)豆腐及腐乳的营养成分不同

豆腐由大豆直接磨制而成,其成分与大豆成分相同。大豆富含蛋白质,其含量高达36~40%,常食用大豆或大豆制品,可有效补充食物中的蛋白质。大豆中含脂肪约8%,同时还含有硫胺素、尼克酸、维生素A以及钙、磷、铁等矿物质,对人体具有良好的保健作用。

腐乳是豆腐在毛霉的发酵下形成的。由于毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶,可将豆腐中的蛋白质和脂肪分别分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子物质,所以其味道鲜美,易于消化吸收。

腐乳制作条件的控制

1.盐:长满毛霉的豆腐块(毛坯)与盐的质量比为5∶1。

2.酒的用量:卤汤中酒的含量应控制在12%左右为宜。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量过高,对蛋白酶的抑制作用越大,则腐乳成熟期越长;

若酒精含量过低,则蛋白酶的活性高,蛋白质水解得快,杂菌繁殖也快,豆腐易腐败,难以成块。

3.发酵的温度:前期发酵温度应保持在15~18 ℃,并保持一定的时间,以利于毛霉的生长。4.香辛料:具有调味和杀菌的作用,也会影响腐乳的风味或质量。

5.防止杂菌污染的措施

(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。

(2)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。

课堂巩固

1.腐乳,又称乳腐或豆腐乳,是我国著名的民族特色发酵食品之一。其滋味鲜美,酱香宜人,制作历史悠久,品种多样,主要有红方腐乳、酱腐乳和白腐乳等,而红曲酱腐乳既具有红方腐乳适宜的天然红曲色泽,又具有酱腐乳特有的浓郁的酱醋香味,深受人们的喜爱,具有广阔的市场前景。某兴趣小组按照以下工艺流程制作红曲酱腐乳,请据图回答:

(1)现代科学研究表明,许多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是毛霉。

毛霉是一种______状真菌。

(2)在腐乳制作的过程中,毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成

____________和____________,____________将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

(3)传统的制作过程中,豆腐块上生长的毛霉来自__________________。而现代的腐乳

生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种在豆腐上,这样可以________________________________________________。

(4)搓毛是将长满菌丝的白坯用手扶抹,让菌丝裹住坯体,其目的是___________________________________________________。

(5)在逐层加盐腌坯的过程中,随层数的加高而__________盐量,接近瓶口要

____________铺一些。

(6)红曲酱卤是由红曲、面酱、黄酒按一定的比例配制而成的,加入黄酒的作用是

________________________________________________________________________。2.(2012·卷,30)回答下列关于腐乳制作的问题。

(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程,其中起主

要作用的微生物是__________,其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为__________和____________;其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和__________。

(2)发酵完成后需加盐腌制,加盐还可以抑制____________生长。

(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐

作用外,还能使腐乳具有独特的____________。

考点三制作泡菜

前置作业

1.完善泡菜的制作

(1)制作原理:在无氧条件下,__________将葡萄糖分解成__________。

(2)制作流程

(3)操作关键

①泡菜坛的选择:火候好、__________、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。

②腌制的条件:控制腌制的时间、________和食盐的用量。防止______污染,严格密封。2.判断正误

(1)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌( )

(2)泡菜制作的前期通氧,后期应严格厌氧( )

(3)配制盐水时,盐与水的质量比为4∶1( )

易错警示(1)由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物,因此在利用这两类微生物时,其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。

(2)应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。

2.测定亚硝酸盐的含量

(1)亚硝酸盐与人体健康的关系:当摄入总量较多时,可引起__________;在特定条件下可转化为致癌物质——__________。

(2)检测方法:__________法。

(3)检测原理:

有关反应:亚硝酸离子+对氨基苯磺酸生成反应物;

反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐生产玫红色染料。

判断方法:观察样品颜色变化,并与____________________比较,然后计算亚硝酸含量。亚硝酸盐溶液的浓度高,颜色__________;浓度__________。颜色浅些。

(4)检测步骤:配置溶液——制备____________________——制备样品处理液——_______。

1

酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌

生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物

生活方式异养兼

性厌氧

异养需氧异养需氧异养厌氧

适宜温度20 ℃左右30~35 ℃15~18 ℃室温

主要生殖方式适宜条件下

出芽生殖

二分裂生殖孢子生殖

二分裂

生殖

主要用途酿酒、发面酿醋制作腐乳

制作酸奶、泡菜

2.泡菜制作的注意事项

(1)材料的选择及用量

①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。

②清水和盐的质量比为4∶1,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中氧

气,二是杀灭盐水中的其他细菌。

(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。

(3)氧气需求

①泡菜坛要选择透气性差的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。

②泡菜坛要注满水,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补

水。

(4)温度:发酵过程温度控制在室温即可,最好在26~36 ℃。温度过高,则易滋生杂菌;

温度过低,则发酵时间延长。

课堂巩固

1.农村中泡菜的制作方法:将新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦试过的泡菜坛中,泡菜坛一般是两头小中间大的器,坛口有坛沿,凡有裂缝的菜坛不能用。

然后加入盐水、香辛料及一些“泡菜水”,密封后置于阴凉处,最适环境温度为28~

32 ℃。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)用白酒擦试泡菜坛的目的是_____________________________________________。

(2)菜坛为什么要密封?_____________________________________________。

若菜坛有裂缝,可能会出现的结果是____________________________________。

(3)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是____________________________。

(4)加入一些“泡菜水”的作用是____________________________________。

2.下图为泡菜的制作示意图,回答下列问题:

(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,原因是_____________________________________。

(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为__________,为什么盐水需煮沸并冷却后

才可使用?_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)为确保发酵过程所需的无氧环境,应注意__________________________________

________________________________________________________________________。高考真题

1.(2016年全国Ⅱ卷)39.[生物——选修1:生物技术实践](15分)

苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的,回答下列为题:

(1)酵母菌的呼吸代途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母

菌细胞的_________________中进行,其产物乙醇与_________________试剂反应呈现灰绿

色,这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的________________中进行,与无

氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增值速度________________。

(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸

杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在________________条件下才能完成。

(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度____________

(填“低于”或“高于”)第二阶段。

(4)醋酸杆菌属于___________核生物,其细胞结构中(填“含有”或“不含有”)线粒

体。

2.(2017年新课标Ⅱ卷)37.[生物——选修1:生物技术实践](15分)

豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等

量的甲、乙两菌种分布接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下

进行发酵,并在32h定期取样观测发酵效果。回答下列问题:

⑴该实验的自变量是、。

⑵如果发现发酵容器上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌时。

⑶如果在实验后,发现32h的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无

法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是。

⑷从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为,脂肪转变为。

3.(2013全国卷I)39.【生物——选修1 生物技术实践】(15分)

回答下列有关泡菜制作的习题:

(1)制作泡菜是,所用盐水煮沸,其目的是。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量泡菜液,加入泡菜液的目的是。

(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即为乳酸菌进行的过程。该过程发生在乳酸菌的中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有、和等。

(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间,泡菜液逐渐变酸,这段时间泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是,原因是:。

专题1传统发酵技术的应用

考点1果酒果醋的制作

前置作业判断错对错错

1答案(1)糊精碘液酵母发酵过程中会产生大量CO2,使瓶压力升高而可能引起爆裂醋酸需要消耗(2)乳酸(或有机酸)

2答案(1)酵母菌(2)葡萄糖乙醇CO2

(3)未夹住发酵瓶的充气管发酵液从充气管流出,发酵液变酸瓶中发酵液过多,淹

没了排气管在瓶的管口排气时发酵液从排气管流出葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或果酒) 葡萄酒(或果酒)

(4)未及时排气

考点二腐乳的制作

1答案(1)丝(2)小分子的肽氨基酸脂肪酶

(3)空气中的毛霉孢子避免其他菌种的污染,保证产品的质量

(4)防止腐乳烂块(5)增加多

(6)抑制微生物的生长,使腐乳具有独特的香味

2答案(1)毛霉小分子的肽氨基酸脂肪酶甘油脂肪酸(2)微生物(3)风味

考点3泡菜的制作

判断错错错

1答案(1)消毒(2)因为乳酸菌为厌氧型微生物,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)盐过多,抑制了乳酸菌的发酵(4)提供乳酸菌菌种

2答案(1)亚硝酸盐含量低

(2)4∶1 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

(3)经常补充坛盖边沿水槽中的水

高考真题

1【答案】(1)牛肉膏、蛋白胨琼脂

(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间

(3)污染不正确

2.⑴菌种发酵时间⑵好氧菌

⑶延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间

⑷氨基酸和肽脂肪酸和甘油

3答案:(1)杀灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质

(3)温度腌制时间食盐用量

(4)(4)乳酸菌数量增多杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更耐酸

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