高中生物第3部分生物技术在食品加工中的应用阶段整合提升浙科版

阶段整合提升 网 络 构 建

一、果酒、果醋和泡菜制作的比较 果酒和果醋的制作 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

菌种 酵母菌：单细胞真核生物，异养兼性厌氧型，主要进行出芽生殖； 醋化醋杆菌：单细胞原核生物，异养好氧型，二分裂生殖 乳酸菌：种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，单细胞原核生物，异养厌氧型，分裂生殖

制作原理 果酒：酵母菌有氧呼吸： C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O 酵母菌无氧呼吸： C6H12O6―→ 2C2H5OH＋2CO2 果醋：醋化醋杆菌有氧呼吸： C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O 制作泡菜：乳酸菌无氧呼吸：C6H12O6→2C3H6O3 检测亚硝酸盐含量：亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，产物与N-1-萘基乙二胺偶联，形成紫红色化合物

实验流程

操作提示 材料的选择与处理；防止发酵液被污染 泡菜坛的选择；腌制的条件；测定亚硝酸盐含量的操作 二、实验注意事项 1．在“果酒及果醋的制作”的实验中，为了防止杂菌污染，出现异味，影响质量，应 将用具清洗干净，并用高锰酸钾溶液浸泡材料。为了提高制作速度，促进酒精发酵，在发酵前，必须接种酵母，并加入少量蔗糖。在果酒发酵过程中，应在瓶口安装装有水的弯曲玻璃管，既可防止氧气与杂菌进入，也可以使瓶中产生的CO2气体出去，以减少发酵瓶中的压力。安装果醋发酵装置时，要注意连接口的密封性，以免被杂菌污染，同时要注意进口处与出口处的流速，以保证酒精的充分氧化。在醋酸的发酵过程中，要注意经常用pH试纸检测流出液中的pH，以监控发酵过程的进行。 2．在“泡菜的腌制和亚硝酸盐含量的测定”实验中，首先应将要腌制的菜与所需用具洗净，以防止腌制过程中出现腐烂现象。将菜放入泡菜坛中后，一定要用水将坛口封好，形成一个缺氧的环境，使乳酸菌能够生存、繁殖并发酵。一般腌制一周左右即可开坛食用，此时可进行亚硝酸盐的测定。亚硝酸盐的测定可用光电比色法定量(有些学校如果条件所限，可以由教师进行测定，让学生感受到亚硝酸盐的存在)。由于长期食用亚硝酸盐容易使人体致癌，通过对泡菜中亚硝酸盐的测定，可以使学生形成良好的饮食习惯。

1．某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。

请回答： (1)制作葡萄浆前，对葡萄进行清洗和用________色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少蔗糖，待酵母悬液中出现________即可。 (2)装瓶后开始一段时间，发酵瓶总溶解氧的含量变化是________。发酵过程中，发酵瓶中酒精的含量变化是________。 (3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是________。 A．隔绝气体出入 B．使发酵瓶内外的压强基本平衡 C．减少杂菌污染 D．有利于发酵瓶内形成缺氧环境 (4)实验中，判断发酵完毕的依据是________。 A．发酵瓶中pH开始下降 B．发酵瓶中停止出现气泡 C．发酵瓶中酒精浓度达到30% D．发酵瓶中酵母菌数量急剧减少 (5)欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应加入的菌种是________，该菌种在________条件下能将乙醇氧化为醋酸。 【答案】 (1)红(紫) 气泡 (2)减少 增加 (3)A (4)B (5)醋化醋杆菌 有氧 2．杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下：

请回答： (1)在制备杨梅酒过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和果胶酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是______________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有________，说明发酵基本完毕。 (2)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经________处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌________在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。 (3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是________。 A．甲罐的两倍 B．与甲罐的相等 C．甲罐的一半 D．几乎为零 (4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如右，该物质是________。

【解析】 发酵为无氧呼吸过程，需要提供无氧环境，所以弯管处加水的目的是防止空气进入。发酵完成后，CO2的生成结束，所以发酵罐内液面不再有气泡冒出。(2)制备醋酸过程需要避免其他杂菌干扰，所以乙罐内填充经灭菌处理的木材刨花。制备醋酸需要的菌种为醋杆菌，加刨花的目的是让醋杆菌附着在刨花上，使醋杆菌与培养液充分接触。杨梅醋的产生量与流入乙罐的杨梅酒的量有关，所以杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的流速来调节。(3)当缺少糖源时，醋杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O)。该过程并没有CO2产生，所以乙罐的CO2产生量几乎为零。 (4)在酿制杨梅醋的过程中，酵母菌能进行酒精发酵，所以酒精浓度先升高，后期酒精产量减少，同时醋杆菌又消耗酒精，所以酒精浓度在整个过程中的变化如题图所示。 【答案】 (1)防止空气进入 气泡冒出 (2)灭菌 醋杆 附着 流速 (3)D (4)酒精 3．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N-1-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)本题考查了以大米为原料，利用有关微生物制作食醋的过程。在发酵过程中会产生CO2，使瓶内压强升高，所以玻璃瓶不应完全密闭。(2)考查亚硝酸盐含量的测定方法，应加强相关知识的记忆。亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应物能与N-1-萘基乙二胺形成紫红色化合物。 【答案】 (1)糊精 碘液 酵母 发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压强升高而可能引起爆裂 醋化醋杆 需要消耗 (2)乳酸(或有机酸) 光电比色 紫红 作为对照 4．(2016·全国甲卷)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。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，酵母菌的增殖速度________。 (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”)第二阶段的。 (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。 【解析】 (1)图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25 ℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35 ℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。 【答案】 (1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有 综合测评(三) 第三部分 生物技术在食品加工中的应用 (时间：60分钟，满分：100分) 一、选择题(每小题3分，共51分) 1．在果酒、果醋、泡菜的制作中，用到的微生物分别是( ) A．酵母菌、酵母菌、乳酸菌 B．酵母菌、醋杆菌、乳酸菌 C．醋杆菌、乳酸菌、酵母菌 D．酵母菌、乳酸菌、醋杆菌 【解析】 果酒、果醋、泡菜的制作，用到的微生物分别是酵母菌、醋杆菌、乳酸菌。 【答案】 B 2．酵母菌、乳酸菌、醋化醋杆菌能进行的化学反应依次是( ) ①C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O ②C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2 ③C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O ④CO2＋H2O―→(CH2O)＋O2 ⑤C6H12O6―→2C3H6O3 A．①④，③，⑤ B．①②，⑤，③