生物技術(shù)在食品加工中的應用A組基礎(chǔ)過關(guān)1.下圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.改變通入氣體種類,可以研究呼吸作用類型對發(fā)酵的影響B(tài).果酒發(fā)酵中期通入N2,酵母菌將從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸C.果醋的發(fā)酵周期與實驗設定的溫度密切相關(guān)D.氣體入口與氣體出口可以交換使用答案D發(fā)酵時氣體入口連接充氣泵,輸入無菌空氣,與其相連的導管需要插入到發(fā)酵液中; 制酒時關(guān)閉充氣口,氣體出口用來排除出CO2,與其相連的導管不能沒入發(fā)酵液,故氣體入口與氣體出口不能交換使用,D選項錯誤。2.不同濃度還原型谷胱甘肽(GSH)處理對甘藍泡菜中硝酸還原酶(NR)活性和亞硝酸鹽含量的影響如圖所示。請回答:(1)甘藍泡菜的腌制和樣品處理:腌制甘藍泡菜時,所用鹽水需煮沸,其目的是。甘藍樣品處理過程中,加硫酸鋅產(chǎn)生沉淀后,水浴加熱的目的是。然后冷卻至室溫,用濾紙過濾,用水淋洗23次,將在容量瓶中定容。(2)測定亞硝酸鹽含量:取10 mL樣品溶液,進行顯色處理。用光程為1 cm的在550 nm處測定光密度值。(3)甘藍泡菜發(fā)酵過程中NR活性和亞硝酸鹽含量均呈的趨勢。添加不同濃度的GSH處理均可NR活性和亞硝酸鹽含量的峰值。當添加GSH的質(zhì)量分數(shù)較低時,NR活性和亞硝酸鹽含量隨著GSH濃度的增大而。答案(1)殺滅雜菌(去除氧氣)進一步讓蛋白質(zhì)沉淀濾液和洗滌液(2)比色杯(3)先上升后下降抑制降低解析(1)腌制甘藍泡菜時,所用鹽水需煮沸,從而殺滅雜菌(去除氧氣)。甘藍樣品處理過程中,加硫酸鋅產(chǎn)生沉淀后,水浴加熱進一步讓蛋白質(zhì)沉淀。然后冷卻至室溫,用濾紙過濾,用水淋洗23次,將濾液和洗滌液在容量瓶中定容。(2)測定亞硝酸鹽含量:取10 mL樣品溶液,進行顯色處理。用光程為1 cm的比色杯在550 nm處測定光密度值。(3)甘藍泡菜發(fā)酵過程中NR活性和亞硝酸鹽含量均呈先上升后下降的趨勢。添加不同濃度的GSH處理均可抑制NR活性和亞硝酸鹽含量的峰值。當添加GSH的質(zhì)量分數(shù)較低時,NR活性和亞硝酸鹽含量隨著GSH濃度的增大而降低。3.回答與生物技術(shù)實踐有關(guān)的問題:(1)制作果醋時,需事先將醋化醋桿菌進行培養(yǎng),可在含酵母提取物、甘露醇等的液體培養(yǎng)基中擴大菌種數(shù)量。如未能獲得醋桿菌,則可用代替。然后加入果酒與蒸餾水配比為的發(fā)酵液。(2)制作泡菜時欲縮短發(fā)酵周期,可加入適量。在利用光電比色法測定泡菜亞硝酸鹽含量時,顯色劑由對氨基苯磺酸與組成。(3)在微生物實驗操作中,為了防止污染,往往需要事先進行消毒或滅菌。下列是用于消毒處理的是。外植體培養(yǎng)基醫(yī)用注射器注射藥物時的皮膚接種環(huán)手術(shù)刀A.B.C.D.答案(1)蛋白胨醋曲14(2)乳酸菌N-1-萘基乙二胺(3)A解析LB液體培養(yǎng)基成分蛋白胨、酵母提取物、氯化鈉、水;如無醋桿菌,則可用醋曲代替;酒水比為14;加入適量乳酸菌可縮短發(fā)酵周期;顯色劑由對氨基苯磺酸與N-1-萘基乙二胺組成;培養(yǎng)基、注射器、接種環(huán)和手術(shù)刀要求滅菌。4.(2016課標全國,39,15分)某同學用新鮮的泡菜濾液為實驗材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明,乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣?；卮鹣铝袉栴}:(1)分離純化乳酸菌時,首先需要用對泡菜濾液進行梯度稀釋,進行梯度稀釋的理由是。(2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有和。分離純化時應挑選出的菌落作為候選菌。(3)乳酸菌在-20 長期保存時,菌液中常需要加入一定量的(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。答案(1)無菌水泡菜濾液中菌的濃度高,直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落(2)鑒別乳酸菌中和產(chǎn)生的乳酸(或酸)具有透明圈(3)甘油解析(1)分離純化乳酸菌時,由于泡菜濾液中菌的濃度高,因此需要用無菌水對泡菜濾液進行梯度稀釋,其目的是將聚集在一起的乳酸菌分散成單個細胞,以便在培養(yǎng)基表面形成單菌落。(2)乳酸菌代謝過程中可產(chǎn)生乳酸,若在培養(yǎng)基中加入碳酸鈣,則碳酸鈣既可以中和乳酸,又可以在乳酸菌菌落的周圍出現(xiàn)明顯透明圈,據(jù)此可以用于乳酸菌的鑒別。(3)乳酸菌在-20 長期保存時,為了避免水結(jié)冰產(chǎn)生冰晶損傷細胞,在菌液中常需要加入一定量的甘油。5.某研究小組以紫葡萄為原料制作葡萄酒的基本流程和裝置示意圖如下:請回答:(1)制作葡萄漿前,對葡萄進行清洗和用色的高錳酸鉀溶液浸泡。制作酵母懸液時,在干酵母中加入少量溫水和極少量蔗糖,待酵母懸液中出現(xiàn)即可。(2)裝瓶后開始的一段時間,發(fā)酵瓶中溶解氧的含量變化是。發(fā)酵過程中,發(fā)酵瓶中酒精的含量變化是。(3)下列關(guān)于裝置中有水彎管作用的敘述,錯誤的是。A.隔絕氣體出入B.使發(fā)酵瓶內(nèi)外的壓強基本平衡C.減少雜菌污染D.有利于發(fā)酵瓶內(nèi)形成缺氧環(huán)境(4)實驗中,判斷發(fā)酵完畢的依據(jù)是。A.發(fā)酵瓶中pH開始下降B.發(fā)酵瓶中停止出現(xiàn)氣泡C.發(fā)酵瓶中酒精濃度達到30%D.發(fā)酵瓶中酵母菌數(shù)量急劇減少(5)欲利用葡萄酒制作果醋,發(fā)酵瓶中應加入的菌種是,該菌種在條件下能將乙醇氧化為醋酸。答案(1)紅(紫)氣泡(2)減少增加(3)A(4)B(5)醋化醋桿菌有氧解析(1)制作酵母菌懸浮液時,在干酵母中加入少量溫水和極少量蔗糖,若懸浮液中出現(xiàn)氣泡,說明酵母菌已經(jīng)活化。(2)裝瓶后開始的一段時間,酵母菌進行需氧呼吸,瓶內(nèi)的溶氧量減少。隨酵母菌無氧發(fā)酵時間的延長,發(fā)酵瓶中酒精含量增加。(3)裝置中有水彎管可維持發(fā)酵瓶的無氧環(huán)境,可防止空氣中的雜菌污染發(fā)酵液,同時也可將發(fā)酵產(chǎn)生的氣體排到瓶外,以維持瓶內(nèi)外壓強平衡,A錯誤。(4)酵母菌進行無氧發(fā)酵時有CO2產(chǎn)生,故判斷發(fā)酵完畢的依據(jù)是發(fā)酵瓶中停止出現(xiàn)氣泡。(5)醋化醋桿菌在有氧條件下可以將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛,再將乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸。B組能力提升1.回答高產(chǎn)醋化醋桿菌的分離和應用的相關(guān)問題:(1)培養(yǎng)基的配制:將適量酵母膏、葡萄糖、瓊脂配制成液體在 (1 kg/cm2)條件下高壓蒸氣滅菌20分鐘,使用前再加入適量和滅菌的碳酸鈣,以利于選擇。(2)分離:將樣品用稀釋,并用將適量稀釋液涂布到培養(yǎng)基中,培養(yǎng)一段時間出現(xiàn),根據(jù)與碳酸鈣作用形成的透明圈大小進行選擇。(3)在果醋發(fā)酵中需要控制適宜的條件,下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.需要通入無菌空氣,提供有氧環(huán)境B.在使用高產(chǎn)醋化醋桿菌生產(chǎn)果醋時可以直接加入果汁C.發(fā)酵往往需要鋸末等物質(zhì)固定醋桿菌D.發(fā)酵前需將培養(yǎng)液pH調(diào)至7.0答案(1)121無水乙醇(2)無菌水玻璃刮刀單菌落醋酸(3)B解析高壓蒸汽滅菌法使用溫度是121 ;為利于選擇,使用前加入適量無水乙醇和滅菌的碳酸鈣。將樣品用無菌水稀釋,并用玻璃刮刀涂布。之后出現(xiàn)單菌落,根據(jù)醋酸與碳酸鈣形成的透明圈大小進行選擇。在高產(chǎn)醋化菌生產(chǎn)果醋時使用的是果酒。2.在泡菜的腌制過程中,腌制方法、時間長短和溫度高低等都會影響亞硝酸鹽的含量?；卮饐栴}:(1)泡菜是乳酸菌發(fā)酵的產(chǎn)物,乳酸菌的代謝類型是。(2)按鹽與清水的一定比例配制鹽水,將鹽水煮沸冷卻后,注入裝好原料的泡菜壇中,同時加入一定量的“老汁”(陳泡菜水)。將鹽水煮沸冷卻的目的是;加入“老汁”的作用是。(3)測定亞硝酸鹽含量的原理是:在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合后形成色的染料,然后將反應后的樣品與已知濃度的進行目測比較,大致估算出亞硝酸鹽的含量。(4)某校興趣小組探究泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量,其實驗數(shù)據(jù)如下表所示( mg/kg):封壇前第2天第4天第6天第8天第10天第12天第14天1號壇0.160.260.600.400.200.160.100.102號壇0.160.210.520.420.300.180.150.153號壇0.160.320.700.480.300.250.200.20該興趣小組取3只壇的目的是;實驗中泡菜壇中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量變化趨勢是。答案(1)異養(yǎng)厭氧型(2)煮沸的目的是除去鹽水中的空氣和殺菌,冷卻的目的是防止殺死原料中的乳酸菌“老汁”中含有大量的乳酸菌,使其在短時間成為優(yōu)勢菌(3)玫瑰紅顯色標準液(4)減少實驗誤差,使結(jié)論更可靠隨著發(fā)酵的進行,亞硝酸鹽含量會逐漸增加,當達到最高值后,亞硝酸鹽含量會逐漸減少并趨于穩(wěn)定解析(1)泡菜是乳酸菌發(fā)酵的產(chǎn)物,乳酸菌的代謝類型是異養(yǎng)厭氧型。(2)將鹽水煮沸的目的是除去鹽水中的空氣和殺菌。冷卻的目的是防止殺死原料中的乳酸菌?！袄现敝泻写罅康娜樗峋?其在短時間能成為優(yōu)勢菌,因此需要加入一定量的“老汁”(陳泡菜水)。(3)在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合成玫瑰紅色的染料。將顯色反應后的樣品與已知濃度的標準液進行目測比較,可以大致估算出泡菜中亞硝酸鹽的含量。(4)該興趣小組取3只壇的目的是減少實驗誤差,使結(jié)論更可靠。根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析,隨著發(fā)酵的進行,亞硝酸鹽含量會逐漸增加,當達到最高值后,亞硝酸鹽含量會逐漸減少并趨于穩(wěn)定。3.現(xiàn)代人追求高效率、高品質(zhì)的健康生活,因此市場上果汁飲料、果酒、果醋越來越受到人們的青睞。請回答:(1)在果酒釀造過程中,發(fā)酵罐先,促進酵母菌大量繁殖,然后密閉,有利于獲得更多的酒精產(chǎn)物。若產(chǎn)物中生成了酒精,使用酸性重鉻酸鉀試劑檢驗呈現(xiàn)色;若要測定發(fā)酵罐中的酵母菌密度,可以使用血細胞計數(shù)板進行計數(shù),為了獲得較好的觀察效果,需要先對樣液進行處理。(2)在果酒釀造過程中,如果果汁滅菌不嚴格,含有醋酸菌,在酒精發(fā)酵旺盛時,醋酸菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為酸?(填“能”或“不能”)。請說明理由:。(3)若要提高果醋的產(chǎn)量,發(fā)酵過程中關(guān)鍵要提供、 等條件(答出兩點即可)。(4)在果汁加工過程中,添加酶可提高出汁率和果汁的澄清度。答案(1)通入無菌空氣灰綠稀釋(2)不能醋酸菌是好氧細菌,而果酒發(fā)酵為無氧環(huán)境,醋酸菌無法生存(3)有氧環(huán)境適宜的溫度和pH(4)纖維素酶和果膠解析(1)在果酒釀造過程中,先通入無菌空氣,讓酵母菌進行有氧呼吸并大量繁殖;然后密封,讓酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與乙醇(酒精)發(fā)生化學反應,變成灰綠色。(2)醋酸菌是好氧細菌,而果酒發(fā)酵在無氧環(huán)境條件下進行,醋酸菌無法生存,因此在酒精發(fā)酵旺盛時,醋酸菌不能將果汁中的糖發(fā)酵為酸。(3)醋酸菌是好氧菌,需要較高的溫度,因此發(fā)酵過程中關(guān)鍵要提供充足的氧氣,控制適宜的溫度和pH等條件。(4)植物細胞壁的組成成分主要是纖維素和果膠,用纖維素酶和果膠酶處理使纖維素和果膠水解可以提高果汁的澄清度和出汁率。4.天津獨流老醋歷史悠久、獨具風味,其生產(chǎn)工藝流程如下圖。淀粉類原料成熟酒醅成熟醋醅(1)在糖化階段添加酶制劑需要控制反應溫度,這是因為酶。(2)在酒精發(fā)酵階段,需添加酵母菌。在操作過程中,發(fā)酵罐先通氣,后密閉。通氣能提高的數(shù)量,有利于密閉時獲得更多的酒精產(chǎn)物。(3)在醋酸發(fā)酵階段,獨流老醋采用獨特的分層固體發(fā)酵法,發(fā)酵30天。工藝如下。發(fā)酵過程中,定期取樣測定醋酸桿菌密度變化,趨勢如圖。據(jù)圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸桿菌在顛倒后密度變化的特點是,由此推測,影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素是。乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。發(fā)酵過程中,發(fā)酵缸中層的醋醅有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因是發(fā)酵后期營養(yǎng)物質(zhì)消耗等環(huán)境因素的改變,加劇了不同種類乳酸菌的,淘汰了部分乳酸菌種類。答案(1)在最適溫度條件下催化能力最強(2)酵母菌(3)先快速增長后趨于穩(wěn)定氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH顛倒前的B層和顛倒后的A(或不翻動,或下)種間競爭(或競爭)解析(1)因酶在最適溫度下的催化能力最強,故發(fā)酵過程中需控制好反應溫度。(2)酵母菌是兼性厭氧型微生物,在有氧條件下分解有機物釋放能量多,繁殖快。(3)曲線圖顯示,與翻動前相比,B層在翻動后醋酸桿菌密度先快速增加而后趨于穩(wěn)定,對比翻動前后B層醋酸桿菌所處環(huán)境條件知,影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素有氧氣濃度、pH及營養(yǎng)物質(zhì)含量等。乳酸菌是厭氧型微生物,處于發(fā)酵缸下層的醋醅有利于乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。隨著發(fā)酵時間的推移,環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)減少,代謝廢物增多,微生物生存條件惡劣,不同種乳酸菌間的競爭加劇,部分菌種因不適應環(huán)境而被淘汰。