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必修① 生物技術實踐,,,,,第一講 生物技術在食品加工中的應用,,課前自主學習,一、果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作,,課堂互動探究,1．制作原理,果酒和果醋的制作,3．果酒和果醋的制作步驟的比較,4.注意事項 (1)材料的選擇與處理： 選擇新鮮的葡萄，榨汁前先沖洗后除去枝梗，以避免去除枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。 (2)防止發(fā)酵液被污染： 需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。為避免雜菌污染：榨汁機要洗凈并晾干；發(fā)酵裝置要洗凈并用70%的酒精消毒；封閉充氣口；若用簡易的發(fā)酵裝置，每隔一定時間排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。 (3)控制好發(fā)酵時間與溫度、果醋制作時適時充氣。,1．(2013·江蘇高考)某研究性學習小組以櫻桃番茄為材料進行果酒、果醋發(fā)酵實驗。下列相關敘述正確的是( ),A．酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度較高 B．先供氧進行果醋發(fā)酵，然后隔絕空氣進行果酒發(fā)酵 C．與人工接種的發(fā)酵相比，自然發(fā)酵獲得的產品品質更好 D．適當加大接種量可以提高發(fā)酵速率、抑制雜菌生長繁殖,解析：解答本題時需注意果酒和果醋的制作流程與適宜溫度等知識。 18～25℃適合酵母菌發(fā)酵，醋酸菌為嗜溫菌，果醋發(fā)酵的最適溫度是30～35℃，高于果酒發(fā)酵的最適溫度，A項錯誤；實驗中應先進行果酒發(fā)酵，再進行果醋發(fā)酵，B項錯誤；人工接種的菌種品質更好，且不容易存在雜菌污染，故比自然發(fā)酵獲得的產品品質更好，C項錯誤；適當增加接種量可縮短達到一定數(shù)量菌種所需的時間，并且在與其他雜菌的競爭中能夠占優(yōu)勢，故能夠提高發(fā)酵速率、抑制雜菌的生長繁殖，D項正確。 答案：D,2.生物技術在食品加工中的應用十分廣泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常見的例子。右圖是果酒制果醋的發(fā)酵裝置，分析回答：,(1)如果將該裝置改為酒精的發(fā)酵裝置，則溫度應該控制在________。果酒制果醋的反應式為：__________________________。缺少糖源時，醋酸菌將________變?yōu)開_____，再變?yōu)榇姿帷?(2)果汁發(fā)酵后是否有酒精產生，可以用________來檢驗，在______條件下，該物質與酒精反應呈現(xiàn)______色。 (3)請指出用該發(fā)酵裝置的一個缺點：________________________________________________________________________。,解析：(1)酒精發(fā)酵的溫度一般是18～25 ℃。缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷＞凭茉谒嵝詶l件下與重鉻酸鉀反應呈灰綠色。酒精發(fā)酵會產生二氧化碳，圖示應加放氣裝置。,1．腐乳的制作流程,腐乳的制作,2．影響腐乳品質的因素 (1)鹽：長滿毛霉的豆腐塊(毛坯)與鹽的質量分數(shù)比為5∶1。鹽的濃度過高，影響口味；濃度過低，不足以抑制微生物生長，腐乳易腐敗變質。 (2)酒：配制制作腐乳所需的鹵湯要加適量的酒(12%左右)，其目的是殺死微生物，酒精過少達不到目的，若過多，不但殺死微生物，而且會因酒精過高抑制酶的活性，影響腐乳的成熟，同時影響腐乳的風味。,(3)香辛料：具有調味和殺菌的作用，也會影響腐乳風味或質量。 (4)發(fā)酵的溫度：前期發(fā)酵溫度應保持在15～18 ℃，并保持一定的時間，利于毛霉生長。,3．某同學在制作腐乳的過程中，發(fā)現(xiàn)豆腐腐敗變質，下列不屬于其原因的是( ) A．用鹽腌制時，加鹽量太少 B．用來腌制腐乳的玻璃瓶，沒有用沸水消毒 C．制作鹵湯時，料酒加的量較多 D．裝瓶后，沒有將瓶口密封,解析：豆腐腐敗變質是雜菌繁殖造成的。用來腌制腐乳的玻璃瓶，沒有用沸水消毒；裝瓶后，沒有將瓶口密封；用鹽腌制時，加鹽量太少或制作鹵湯時加料酒量太少都會致使雜菌大量繁殖。相反，如果料酒加入過多，不會致使雜菌大量繁殖。 答案：C,1．菌種 所需菌種主要是乳酸菌。,泡菜的制作及亞硝酸鹽含量的測定,3．操作流程,4．泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化情況分析,4．(2013·新課標全國卷Ⅰ)回答下列有關泡菜制作的問題： (1)制作泡菜時，所用鹽水需煮沸，其目的是________________。為了縮短制作時間，有人還會在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的作用是________________________________________________________________________。,(2)泡菜制作過程中，乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行________的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的________中。 (3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有________、________和________等。 (4)從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內，泡菜液逐漸變酸。這段時間內泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是________，原因是_______________________。,解析：結合泡菜制作過程的相關知識回答問題。 (1)制作泡菜時需要先形成無菌環(huán)境，所用鹽水需煮沸，以殺滅鹽水中的雜菌。想要縮短制作時間，應該縮短菌株的生長時間，陳泡菜液中含有一定量的乳酸菌，這樣菌體數(shù)量擴增速度會加快。 (2)乳酸菌為厭氧菌，進行無氧呼吸產生乳酸，該過程只能在細胞質中進行。 (3)溫度過高、腌制時間過短、食鹽用量不足等，容易造成雜菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。,(4)從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內，氧氣濃度逐漸降低，泡菜液逐漸變酸，不適宜雜菌生長，而適宜乳酸菌生長，因此乳酸菌數(shù)量增加，其他雜菌數(shù)量減少。 答案：(1)殺滅雜菌 增加乳酸菌數(shù)量 (2)無氧呼吸 細胞質 (3)溫度 腌制時間 食鹽用量 (4)乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少 乳酸菌比雜菌更為耐酸,1．下列關于用塑料瓶制作果酒和果醋的敘述，正確的是( ) A．為了提高果酒的產出量，果汁應盡量裝滿發(fā)酵瓶 B．醋酸發(fā)酵階段應封閉充氣口，防止雜菌污染 C．制果酒和果醋的過程中每天需適時擰松或打開瓶蓋 D．果酒制成后，可將裝置轉移至溫度較高的環(huán)境中制果醋,解析：果汁不能裝滿發(fā)酵瓶，因為發(fā)酵過程中會產生氣體，裝滿后可能導致瓶子破裂；醋酸菌為好氧菌，所以發(fā)酵階段不能封閉充氣口；制果酒的過程中需適時擰松瓶蓋，釋放產生的氣體；醋酸菌與酵母菌相比，其適宜溫度高，在30～35 ℃。 答案：D,2．(2013·江蘇高考)將右圖中果酒發(fā)酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的實驗，下列相關操作錯誤的是( ),A．探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時打開閥a B．經(jīng)管口3取樣檢測酒精和CO2的產生情況 C．實驗開始前對改裝后整個裝置進行氣密性檢查 D．改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通 解析：打開閥a保證O2的供應，可以探究有氧條件下酵母菌的呼吸方式，A項正確；經(jīng)管口3取樣只能檢測酒精的產生情況，CO2通過管口2排出，B項錯誤；,實驗開始前對整個裝置要進行氣密性檢查，確保有氧、無氧條件只是通過管口1控制的，C項正確；管口2連通裝有澄清石灰水的試劑瓶，可通過觀察澄清石灰水的渾濁程度來檢測CO2的產生情況，D項正確。 答案：B,3．關于測定亞硝酸鹽含量的操作，錯誤的是( ) A．質量濃度為4 mg/mL的對氨基苯磺酸溶液呈酸性 B．對氨基苯磺酸溶液和N—1—萘基乙二胺鹽酸鹽溶液，應避光保存 C．質量濃度為5 μg/mL的亞硝酸鈉溶液應保持弱堿性環(huán)境 D．制備樣品處理液，加入氫氧化鋁目的是中和氫氧化鈉,解析：對氨基苯磺酸溶液和N1萘基乙二胺鹽酸鹽溶液都呈酸性，能保證其穩(wěn)定性，且應低溫密閉保存；亞硝酸鈉標準液配制過程中應加入NH4Cl緩沖液，保持弱堿性環(huán)境以免形成亞硝酸揮發(fā)；制備樣品處理液，加入氫氧化鋁的目的是使濾液中色素脫色，使濾液變得無色透明。 答案：D,4．下圖為泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化的曲線，正確的是( ) 解析：泡菜的制作過程中亞硝酸鹽的含量先增加后減少。 答案：C,5．(2013·南京高三調研)下列關于果酒和果醋制作的敘述，錯誤的是( ) A．制作果酒時瓶口需密閉，而制作果醋時中斷通氧可能會引起醋酸菌死亡 B．溫度對酵母菌酒精發(fā)酵的影響很大，而對醋酸菌的發(fā)酵影響不大 C．在變酸的果酒的表面觀察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的 D．制作果酒和果醋時都應用70%的酒精對發(fā)酵瓶消毒并注意無菌操作,解析：溫度影響細胞呼吸過程中酶的活性，對酵母菌酒精發(fā)酵和醋酸菌的發(fā)酵都有很大影響。 答案：B,6．下列關于腐乳制作的敘述，錯誤的是( ) A．毛霉可利用其體內的酶將豆腐中的蛋白質分解成小分子肽和氨基酸 B．鹵湯中酒的含量越高，雜菌繁殖越快，豆腐越易腐敗 C．用鹽腌制腐乳的過程中，要控制鹽的用量，鹽的濃度過高會影響口味，過低則不足以抑制雜菌的生長，導致豆腐腐敗 D．其制作過程可以表示為：讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制,解析：豆類中含量最多的有機物是蛋白質，毛霉等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸。鹵湯中酒的含量過高，腐乳成熟的時間將會延長；鹵湯中酒的含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，可能導致豆腐腐敗。 答案：B,7．(2013·蘇州模擬)果酒變酸、酸奶的制作、腐乳外部致密的一層“皮”，與其相關的微生物分別是( ) A．醋酸菌、乳酸菌、毛霉 B．乳酸菌、毛霉、醋酸菌 C．醋酸菌、酵母菌、毛霉 D．酵母菌、醋酸菌、乳酸菌,解析：果酒變酸是由于醋酸菌發(fā)酵產生醋酸的原因。酸奶的制作是通過乳酸菌無氧呼吸產生乳酸來完成的。腐乳外部致密的一層“皮”是毛霉生長所形成的菌絲，經(jīng)腌制之后形成的。 答案：A,8．下圖是兩位同學制果酒和果醋時使用的裝置。同學甲用A(帶蓋的瓶子)裝置制葡萄酒，在瓶中加入適量葡萄汁，發(fā)酵溫度控制在18～25 ℃，每隔12 h左右將瓶蓋擰松一次(注意不是打開瓶蓋)，之后再將瓶蓋擰緊。當發(fā)酵產生酒精后，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，溫度控制在30～35 ℃，進行制果醋的發(fā)酵。同學乙用B裝置，溫度控制與甲相同，不同的是制果酒階段除充氣口用夾子夾緊外，排氣的橡膠管也用夾子夾住，并且每隔12 h左右松一松夾子放出多余的氣體。,制果醋階段適時通過充氣口向內通氣。經(jīng)過一段時間，兩位同學先后完成了自己的發(fā)酵制作。據(jù)此回答有關問題。,(1)酵母菌與醋酸菌在結構上的最大區(qū)別是：后者______________________________。從制酒和制醋兩階段對裝置的處理方式判斷，酵母菌和醋酸菌的異化作用類型依次是________、________。 (2)同學甲在制酒階段，每隔12 h左右就要將瓶蓋擰松一次，但又不打開，這樣做的目的是________________________________。同學乙制果醋階段適時通過充氣口向內通氣，其目的是__________________。,(3)制葡萄酒時要將溫度控制在18 ℃～25 ℃，而制葡萄醋時要將溫度控制在30～35 ℃，原因是__________________________。葡萄汁為酵母菌、醋酸菌等微生物的生長提供了________。 (4)為了提高果酒品質也可在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌。利用________培養(yǎng)基(按用途分)可分離獲得較為純凈的酵母菌菌種。,解析：酵母菌為兼性厭氧型，醋酸菌為需氧型。裝置中加入葡萄汁微生物就能正常生長，說明葡萄汁提供了微生物生長所需要的各種營養(yǎng)物質。分離菌種時用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。 答案：(1)無核膜(或答“無核膜包圍的細胞核”“無成形的細胞核”) 兼性厭氧型 需氧型 (2)制酒階段的后期，酵母菌無氧呼吸會產生大量氣體，如不及時放出會把瓶子脹破，不打開瓶蓋是防止氧氣和有害雜菌進入 為果醋發(fā)酵提供氧氣 (3)酵母菌和醋酸菌生長和發(fā)酵的最適溫度不同 碳源、氮源等營養(yǎng)成分 (4)選擇,9．某綜合實踐活動小組進行了“探究泡菜在腌制過程中亞硝酸鹽的含量變化”的實驗。下圖為泡菜的制作及測定亞硝酸鹽含量的實驗流程示意圖，下表為測量結果：,請根據(jù)上述情況，回答下列問題： (1)制作泡菜宜選用新鮮的蔬菜，原因是________________________________________________________________________。,(2)制備泡菜的鹽水中清水與鹽的質量比約為_________________________________________， 為什么鹽水需煮沸并冷卻后才可使用？ ________________________________________________________________________。 (3)為確保發(fā)酵過程所需的無氧環(huán)境，應注意________________________________________________________________________。,(4)實驗中3只壇中產生的亞硝酸鹽含量存在差異，最可能的原因是________________________________。 (5)測定亞硝酸鹽含量的方法是________________________________________________________________________。,解析：(1)有些蔬菜中含有豐富的硝酸鹽，這些蔬菜放置過久，蔬菜中的硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。 (2)注意從煮沸和冷卻兩個方面說明操作的意圖。 (3)成功制作泡菜的關鍵是營造無氧環(huán)境，常用的方法是將壇口用水封好，防止外界空氣進入。因此要經(jīng)常補充壇蓋邊沿水槽中的水。,(4)泡菜在開始腌制時，壇內環(huán)境有利于某些細菌的繁殖(包括一些硝酸鹽還原菌)，這些細菌可以促進硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。但隨著腌制時間的延長，乳酸菌也大量繁殖，對硝酸鹽還原菌產生一定的抑制作用，使其生長繁殖受到影響，造成泡菜中亞硝酸鹽的含量又有所下降?？梢?，亞硝酸鹽的含量與壇內的微生物種類和數(shù)量有關。,(5)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，再與N—1—萘基乙二胺鹽酸鹽結合，使溶液呈玫瑰紅色。將顯色反應后的待測樣品與已知濃度的標準顯色液對比，即可大致估算出樣品中亞硝酸鹽的含量。,答案：(1)亞硝酸鹽含量低 (2)4∶1 加熱煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響 (3)經(jīng)常補充壇蓋邊沿水槽中的水 (4)各壇中微生物種類和數(shù)量可能存在差異 (5)比色法,