2019版高考生物一轮总复习生物技术实践第32讲生物技术在食品加工中的应用、植物的组织培养学案
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2019年高考生物一轮复习精品资料1.运用发酵加工食品的基本方法。
2.利用微生物进行发酵来生产特定的产物。
一、果酒和果醋的制作 1.制作原理与发酵条件果酒制作果醋制作 菌种 酵母菌 醋酸菌菌种 来源附着在葡萄皮上的酵母菌变酸酒表面的菌膜 发酵 过程 有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C 6H 12O 6+6O 2――→酶6CO 2+6H 2O ;无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH +2CO 2 氧气、糖源充足时:C 6H 12O 6+2O 2――→酶2CH 3COOH +2CO 2+2H 2O ;缺少糖源、氧气充足时: C 2H 5OH +O 2――→酶CH 3COOH +H 2O 温度一般酒精发酵18~25 ℃, 繁殖最适为20 ℃左右最适为30~35 ℃ 气体 前期:需氧,后期:无氧 需要充足的氧气2.制作流程二、腐乳的制作 1.制作原理毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶,分解有机物。
(1)蛋白质蛋白酶,氨基酸+小分子的肽。
(2)脂肪脂肪酶,甘油+脂肪酸。
2.制作流程让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
3.影响条件(1)温度:控制在15~18_℃。
(2)材料的用量:控制盐的用量,酒精含量控制在12%左右。
(3)卤汤的成分及作用。
三、泡菜的制作1.泡菜的制作原理(1)菌种附着在蔬菜上的乳酸菌。
(2)制作原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
反应式:C6H12O6→2C3H6O3。
(3)制作流程2.测定亚硝酸盐的含量(1)检测原理①NO-2+对氨基苯磺酸→反应物;反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料。
②亚硝酸盐溶液的浓度高,颜色深些;溶液浓度低,颜色浅些。
(2)检测步骤:配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。
高频考点一果酒、果醋制作原理的理解例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。
生物技术在食品加工中的应用生物技术在食品加工方面的应用越来越广泛,它为提高食品质量、增加食品种类、改善食品加工工艺等方面带来了诸多创新。
本文将重点探讨生物技术在食品加工中的应用,并介绍一些具体的例子。
一、发酵技术发酵技术是利用微生物生物转化能力将食材进行加工的一种方法。
通过发酵技术,食品中的营养成分可以得到保留和提升,食品口感和风味也可以有所改善。
例如,酸奶就是通过乳酸菌的发酵制作而成,乳酸菌可以将乳中的乳糖转化为乳酸,同时也增加了乳酸菌的数量,提高了酸奶的口感和保质期。
二、基因编辑技术基因编辑技术是指通过人工干预目标生物体的基因组,改变其遗传性状的方法。
在食品加工中,基因编辑技术可以用于提高农作物的产量和抗病虫害能力,改善其质量和口感。
例如,利用基因编辑技术可以使水稻中抗虫基因的表达水平提高,从而减少农药的使用量,增加水稻的产量和质量。
三、生物传感器生物传感器是一种能够检测、分析和监测生物体内相关物质的设备。
在食品加工中,生物传感器可以用于检测食品中的有害物质和微生物,保障食品的安全性。
例如,利用生物传感器可以检测食品中的重金属、农药残留等有害物质,及时发现并防止食品中有害物质超标。
四、酶技术酶技术是利用酶作为催化剂,在食品加工过程中实现特定反应的方法。
通过酶技术,食品加工可以更加高效、环保和可持续。
例如,利用淀粉酶可以将淀粉分解为糖类,从而提高食品的甜味和口感。
同时,酶技术还可以用于提取食品中的活性物质,如酶解牛奶中的酪蛋白,从而改善产品的功能性。
五、微生物菌种的应用微生物菌种在食品加工中有着广泛的应用。
例如,肉制品中的益生菌可以改善肉制品的质地和品质,同时也具有一定的保鲜作用。
另外,利用微生物菌种可以制作出多种类型的发酵食品,如面包、啤酒、酱油等,丰富了食品的种类和口味。
综上所述,生物技术在食品加工中的应用已经取得了显著的成果。
通过发酵技术、基因编辑技术、生物传感器、酶技术以及微生物菌种的应用,食品加工业可以更好地满足消费者对食品质量、安全性和多样性的需求。
生物技术在食品加工领域的应用近年来,生物技术在食品加工领域中的应用越来越广泛。
生物技术是指利用生物体或组分以及其代谢产物等自然生物学过程进行生物制品生产和加工的技术。
在食品加工领域中,生物技术不仅能够提高食品的品质,延长保质期,还能够改善食品的口感、营养价值等方面。
本文将详细介绍生物技术在食品加工领域中的应用。
一、发酵技术的应用发酵技术是利用微生物生长代谢过程来制造食品的一种技术,被广泛应用于面包、酒、酱油、豆腐等食品的制作中。
通过选择合适的微生物菌株和培养条件,可以制作出口感、营养价值和品质都很好的食品。
例如,发酵豆腐使用了豆腐乳中的菌株进行发酵,制得的豆腐不仅口感好,而且富含蛋白质和维生素。
二、基因编辑技术的应用基因编辑技术是指在不改变生物体或细胞完整性的情况下,精确地进行DNA序列编辑的技术。
这种技术被广泛应用于食品加工领域,目的是通过改变食品中某些成分的基因序列来提高食品的品质、口感、营养价值等方面。
例如,利用基因编辑技术可以改变某些果蔬中的苦味基因,使其口感更好;还可以编辑豆类作物中的蛋白质基因,使豆类蛋白质的营养价值更高。
三、纳米技术的应用纳米技术是指通过对物质进行尺度修饰,使之成为具有纳米级尺度特性的体系,并利用这些特性来改善物质的性能和功能的技术。
在食品加工领域中,纳米技术可以用来包覆食品中的营养成分,使得这些营养成分的溶解度和稳定性更高,同时也可以增强食品中营养成分的吸收率。
四、发酵代谢产物的应用发酵技术的应用不仅可以制作出口感、营养价值和品质好的食品,还可以利用发酵过程中的代谢产物来生产一些食品添加剂和保健品。
例如,发酵牛奶是一种通过乳酸菌进行发酵的食品,发酵过程中乳酸菌会产生一些有益的代谢产物,如乳酸和活性酸奶菌等,这些产物可以用来生产一些辅助消化、增强免疫力等方面的保健品。
五、蛋白质工程技术的应用蛋白质工程技术是指通过在蛋白质的结构或序列中进行改变,使之获得新的特性或增强原有特性的技术。
第32讲生物技术在食品加工中的应用、植物的组织培养考点一果酒及果醋的制作1.用葡萄制作葡萄酒(1)实验原理:葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行酒精发酵(乙醇发酵)的产物。
酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵,即将葡萄糖氧化成乙醇。
但是当培养液中乙醇的浓度超过16%时,酵母菌就会死亡。
葡萄糖氧化成乙醇的反应式:C6H12O6―→2CO2+2C2H5OH。
(2)实验步骤:冲洗(用鲜红紫色的高锰酸钾溶液浸泡葡萄,用清水冲洗)→榨汁→制作酵母悬液(干酵母+水+少许蔗糖)→装入发酵瓶(装量不要超过2/3)→酒精发酵(在25~30 ℃的条件下放置2~3天,当发酵瓶中停止出现气泡,即表示发酵完毕)→过滤、分装、保存(用两层纱布过滤发酵液)。
2.用果汁制作果酒(1)实验原理:用葡萄制作的葡萄酒不含糖,酒精含量也低(平均的体积分数为8%),而用果汁制作的果酒,其酒精含量较高(体积分数约为15%),含糖量也较高。
(2)实验步骤:选择材料(最好选择苹果)→制取果汁→配料(200 g蔗糖+1 L果汁+酵母悬液)→发酵→静置→用虹吸法取出。
3.用果酒制作果醋(1)实验原理:醋化醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸,反应式为C2H5OH+O2―→CH3COOH +H2O。
(2)实验步骤:连接发酵装置→加入醋化醋杆菌→发酵并检测pH→调节活塞,控制流量→测定pH,监控发酵情况。
思考讨论1.观察A、B发酵菌种,掌握它们的区别,并归纳参与传统发酵的微生物。
(1)图中A可表示酒精发酵菌种的细胞模式图,该菌种主要来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,A 不同于B 最显著的特征是A 具有细胞核。
(2)图中B 可表示醋酸发酵菌种的细胞模式图,该菌种可从变酸的酒表面的菌膜中获取,B 没有线粒体(细胞器),故需氧呼吸的场所是细胞溶胶和细胞膜。
2.酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系1.(2017·学军中学期末)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。
下列相关叙述中,错误的是( )A .根据图1可知,利用葡萄制作果醋时,必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵B .冲洗葡萄时不能次数过多,否则果酒的制作会失败C .图2的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染D .制作果酒要关闭充气口、打开排气口,制作果醋时充气口和排气口都要打开 答案 A解析 图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋化醋杆菌利用果酒发酵产生果醋的过程,但醋化醋杆菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵,A 项错误;个人用简易装置制作果酒时,所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面,所以不能将葡萄冲洗次数过多,以免冲洗掉野生型酵母菌,B 项正确;图2中的排气口弯曲可避免被空气中的杂菌污染,C项正确;由于酵母菌在需氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气,且厌氧呼吸阶段需要保持无氧状态,所以无需打开充气口,而发酵过程中会有二氧化碳产生,所以要打开排气口;醋化醋杆菌属于需氧菌,所以要始终将充气口打开,D项正确。
2.如图为果酒和果醋的制作流程,请回答下列问题:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵果酒果醋(1)清洗葡萄时应特别注意不能反复冲洗,以防止。
(2)从自然菌样中筛选较理想的醋化醋杆菌进行纯化培养,通常采用 (方法)接种,接种之前要对接种工具进行,避免接种工具上可能存在的微生物污染培养基。
(3)果酒的制作离不开酵母菌,在酵母菌的酒精发酵过程中,通常将温度控制在。
由果酒转变成果醋的制作时,需要改变的环境条件是和温度控制在30~35 ℃。
写出由果酒酿制成果醋过程的总反应式:。
(4)若果汁中含有醋化醋杆菌,在果酒发酵旺盛时,醋化醋杆菌 (填“能”或“不能”)将果汁中的糖发酵为醋酸,理由:。
(5)在用果汁制作果酒的过程中,发酵瓶溶液中pH的变化是。
A.增大B.不变C.减小D.先减小后增大答案(1)菌种流失(2)划线分离法(或涂布分离法) 灼烧(灭菌)处理(3)25~30 ℃有氧(通入无菌空气或通入氧气) C2H5OH+O2―→C H3COOH+H2O (4)不能在果酒发酵旺盛时,发酵环境中无氧(5)C解析(1)果酒制作中利用的酵母菌来自葡萄皮上的野生型酵母菌,清洗葡萄时应特别注意不能反复冲洗,以防止菌种流失。
(2)从自然菌样中筛选较理想的醋化醋杆菌进行纯化培养,通常采用划线分离法或涂布分离法接种,接种之前要对接种工具进行灼烧灭菌处理,避免接种工具上可能存在的微生物污染培养基。
(3)果酒的制作离不开酵母菌,在酵母菌的酒精发酵过程中,通常将温度控制在25~30 ℃,醋化醋杆菌是需氧菌,因此由果酒转变成果醋的制作时,需要改变的环境条件是通入氧气。
由果酒酿制成果醋过程的总反应式为:C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O。
(4)若果汁中含有醋化醋杆菌,在果酒发酵旺盛时,醋化醋杆菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸,因为果酒发酵是在缺氧环境中进行的,而醋化醋杆菌是好氧细菌,果酒发酵的缺氧环境能抑制醋化醋杆菌生长。
(5)在用果汁制作果酒的过程中,由于产生C2H5OH 的同时产生CO2,因此发酵瓶溶液中的pH减小。
发酵条件的控制(1)酵母菌的繁殖需大量氧气,而发酵过程进行厌氧呼吸,故果酒制作的前期应通入氧气,而后期应保证严格的无氧环境。
(2)果醋制作过程中要求始终通氧,缺氧时醋化醋杆菌的生长、增殖都会受到影响,醋酸的生成也会受到影响。
考点二 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定1.泡菜的制作(1)菌种:主要是假丝酵母和乳酸菌。
(2)原理:在无氧条件下,微生物将蔬菜中的糖和其他营养物质发酵成有机酸和醇类物质等。
(3)制作流程2.亚硝酸盐的测定 (1)测定原理亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N1萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物,可用光电比色法定量测定。
(2)亚硝酸盐的定量测定流程①样品处理:泡菜25 g 制匀浆过滤后调pH 到8.0→加25 mL 硫酸锌溶液→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60 °C→过滤取滤液和洗涤液定容至500 mL 。
②测定:10 mL 样品溶液+4.5 mL 氯化铵缓冲液+2.5 mL 60%乙酸溶液+5 mL 显色液→定容至25 mL→暗处静置25 min→在550 nm 处测定光密度值(以10 mL 水为空白对照)。
③标准曲线的绘制:以亚硝酸钠质量为横坐标,以光密度值(OD 值)为纵坐标,绘制标准曲线。
④计算: 公式:X 1=m 2×V 1m 1×V 2X 1:样品中亚硝酸盐含量,单位 mg/kg ; m 1:样品质量,单位 g ;m2:通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量,单位μg;V1:样品处理液总体积;V2:测定用样品液体积。
3.泡菜制作的关键点(1)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。
(2)氧气需求①泡菜坛要选择气密性好的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。
②泡菜坛内要注满水,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。
(3)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。
思考讨论1.如何营造泡菜制作中的“无氧环境”?提示(1)选择的泡菜坛要密封性好;(2)加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水,使盐水没过全部菜料;(3)盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
2.在泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量有怎样的变化规律?为什么要测定亚硝酸盐的含量?提示在泡菜制作过程中,亚硝酸盐的含量先增加后减少。
测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的时机。
3.热图解读:下表中甲~丙为泡菜、果醋、果酒等发酵食品的制作装置图,请据图分析:(1)图中①~③分别是哪种发酵食品?提示①-果酒、②-果醋、③-泡菜。
(2)图中④~⑥分别是哪种菌种?分别是真核生物还是原核生物?提示④—酵母菌、⑤—醋化醋杆菌、⑥—乳酸菌,其中酵母菌为真核生物,醋化醋杆菌、乳酸菌为原核生物。
(3)甲~丙装置或者步骤是否存在缺陷?试具体分析指出。
提示甲装置中排气管不应插入到发酵液内。
(4)说明丙装置中“放水”的作用。
提示装置中“放水”的作用在于为泡菜坛营造无氧环境。
(5)下图为丙装置乳酸菌的数量、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线,请将三幅图分别填上“纵轴标识”。
①~③纵轴标识依次为乳酸菌数量、亚硝酸盐含量、乳酸含量。
1.(2017·嘉兴模拟)家庭中制作泡菜的方法: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、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的地方。
下列与此过程相关的叙述,不正确的是( )A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种C.制作泡菜的过程中,有机物的干重和种类将减少D.若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程答案 C解析用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒,A正确;“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌种,制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以实现接种乳酸菌菌种的目的,B正确;制作泡菜的过程中,由于呼吸作用的消耗,有机物的干重将减少,但坛内有机物的种类将增加,C错误;若放入的食盐过多,抑制了乳酸菌的发酵,就会使制作的泡菜“咸而不酸”,D正确。
2.(2017·宁波模拟)下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请据图回答下列问题:(1)制作泡菜时加入已腌制过的泡菜汁的目的是。
(2)泡菜在腌制时,抑制有害菌繁殖是关键。
下列与此无关的叙述是( )A.白菜在开水中浸1 min,热水洗坛内壁两次B.加入适量糖和调味品C.坛口用水封好,防止空气进入D.加入适量的盐水、白酒(3)亚硝酸盐与显色剂会生成色产物。
对亚硝酸盐的定量测定可以用法测出光密度值,利用预先建立的估算出样品中的亚硝酸盐含量。
在进行样品测定时,要取等量水进行同样的测定,目的是。
分析下图的曲线可知,食用泡菜的最佳时间是点。
(4)若要分离出变质泡菜中的细菌,下列叙述错误的是( )A.取变质泡菜汁用无菌水配制成悬液B.用划线分离法更易获得单菌落C.需要配制合适的培养基D.培养用具、培养基必须是无菌的答案(1)接种已经扩增的发酵菌,加速发酵过程(2)B(3)紫红光电比色标准曲线作为空白对照 C(4)B1.泡菜腌制的注意事项(1)材料的选择及用量①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,亚硝酸盐含量增多。
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,一是除去水中的O2,二是杀灭盐水中的其他微生物。
(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。
(3)O2需求:泡菜坛要选择透气性差的容器,泡菜坛坛盖边缘的凹槽内注满水,在发酵过程中经常补水,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。