生物技术在食品加工方面的应用课件讲解

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1、选修1 专题1 生物技术在食品加工方面的应用,【知识梳理】 一、果酒和果醋的制作 1.发酵菌种：,(1)图中A可表示_发酵菌种的细胞模式图，该菌种主要来自 _上的野生型_。 (2)图中B可表示_发酵菌种的细胞模式图，该菌种可从_ 的表面的菌膜获取。,酒精,附着在葡萄皮,酵母菌,醋酸,变酸的酒,2.发酵原理及反应式：,有氧呼吸,6CO2+6H2O,无氧呼吸,2C2H5OH+2CO2,充足,糖,糖源,乙醇,CH3COOH+H2O,3.发酵条件：,1825,20,需氧,无氧,3035,充足的氧气,4.制作流程： 挑选葡萄_榨汁酒精发酵_发酵 _ 果醋 5.酒精的检测：在_条件下，重铬酸钾与酒精反应呈

2、现_色。,冲洗,醋酸,果酒,酸性,灰绿,二、腐乳的制作 1.制作原理：,毛霉,蛋白酶,氨基酸,脂肪,脂肪酶,2.制作流程： (1)图中毛霉主要来自_。 (2)做腐乳用的豆腐含水量为70%为宜。,空气中的毛霉孢子,3.影响条件： (1)温度：控制在_。 (2)材料的用量。 严格控制_的用量。 酒精的含量控制在_左右。 (3)卤汤的其他成分及含量。 (4)严格的密封环境。,1518,盐,12%,三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 1.泡菜的制作： (1)制作原理。 在_条件下，_将葡萄糖分解成_。 反应式：C6H12O6 _。 (2)制作流程。,无氧,乳酸菌,乳酸,2C3H6O3,发酵,成品,(3)影

3、响因素。 泡菜坛的选择：应选用火候好、_、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。 控制腌制时间、_和食盐的用量。 防止_污染，严格密封。,无裂纹,温度,杂菌,2.测定亚硝酸盐含量： (1)检测方法：_法。 (2)检测原理。 有关反应：亚硝酸盐+对氨基苯磺酸反应物； 反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐_色染料。 判断方法：观察样品颜色变化，并与_比较，然后计算亚硝酸盐含量。 (3)检测步骤：配制溶液制备_制备样品处理液 _。,比色,玫瑰红,标准显色液,标准显色液,比色,【速记卡片】 1.果酒制作的3个方面： (1)菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 (2)发酵原理：酵母菌在有

4、氧条件下通过有氧呼吸进行大量繁殖，在无氧条件下通过无氧呼吸产生酒精。 (3)酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。 2.果醋的制作原理：醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。,3.腐乳制作的3个方面： (1)菌种来源：腐乳制作的主要菌种来自空气中的毛霉孢子。(2)制作原理：豆腐中的蛋白质可被蛋白酶分解成氨基酸和小分子的肽，脂肪可被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。 (3)盐、酒和香辛料的作用：均有抑菌、调味的作用。,4.泡菜制作的3个方面： (1)菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。 (2)发酵原理：泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。 (3)亚

5、硝酸盐含量的测定：方法为比色法，原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。,考点一 果酒和果醋的制作 1.果酒、果醋的制作过程及注意事项： (1)实验用具消毒 (2)挑选、冲洗葡萄,榨汁机要清洗干净，并晾干 发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的 酒精消毒或用洗洁精洗涤,先冲洗后除去枝梗 不能反复冲洗，防止洗去野生型酵母菌,(3)榨汁用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中。 (4)果酒发酵 (5)取样检测 (6)果醋发酵,放在1825 条件下发酵 发酵过程要注意适时排气,1012 d取样检测酒精含量 酵母菌数量镜检,加入醋酸菌后温

6、度控制在3035 不间断通入氧气(无菌空气),2.发酵条件的控制： (1)葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 (2)严格控制温度：1825有利于酒精发酵，3035有利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。 (3)充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。,3.发酵装置图分析：,(1)各部位的作用。 充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；是与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气的污染。

7、出料口：用来取样。 (2)该装置的使用方法。 使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口； 制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。,【提分技法】氧气供应状况对酒精发酵结果影响的分析方法 (1)酒精发酵所需的氧气供应条件。 发酵前期：需要通入空气或在发酵瓶中留有一定的空间，可以给酵母菌提供氧气以利于酵母菌通过有氧呼吸大量增殖。 发酵后期：要通过密封严格控制无氧环境，以利于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。 (2)酒精发酵异常的情况。 酒精发酵的前期如果供氧不足，酵母菌数量少，产生的酒精少。 酒精发酵后期如果密封不严，则酵母菌数量充足，但是不能产生酒精。,【考题回访】 1.(2013广东高考改编)某新能

8、源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉降解成单糖。查阅资料后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图：,(1)向发酵瓶中加入5 g酵母菌开始实验，发酵初期，通气阀需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于 ；实验过程中，通气阀需要偶尔短时间打开，目的是 。 (2)检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜，但酒精含量(+)比预期低，他们展开了讨论，认为还有其他影响因素，如 ，请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现；用“+”表示酒精量，最高含量为“+”)。 (3)请对预测的结果进行分析，并得出结论。,【解题指南】

9、解答本题时需关注以下两点： (1)酵母菌在有氧和无氧环境下都能生存，属于兼性厌氧菌。 (2)酵母菌进行有氧呼吸时能大量繁殖，进行无氧呼吸时能将糖类分解为酒精和二氧化碳。,【解析】(1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧环境下进行有氧呼吸，为自身的生长和繁殖提供足够的能量，因此为了缩短发酵时间需要在发酵初期通气，促进酵母菌的有氧呼吸，以获得大量的酵母菌。而在无氧的环境下，酵母菌进行酒精发酵，在产生酒精的同时也会释放大量的CO2，为了避免容器内压力升高，影响酵母菌的进一步发酵，同时也可能导致装置爆炸，故需要定期排气。,(2)据题分析，可以排除温度、pH、营养物质等因素影响，故可能是发酵时间影响酒精的产量。

10、由于试题要求用表格形式呈现探究相关因素对酵母菌产生酒精的影响，因此设计表格时要设所选择的因素为自变量，酒精产量为因变量，同时还要根据所选因素所产生的可能结果用试题规定符号“+”反映出因变量的相对含量，注意最高含量为“+”。 (3)根据所选择的自变量，结合因变量的变化情况和所学知识进行分析推理，得出结论。,答案：(1)酵母菌生长和繁殖 释放CO2 (2)发酵时间,注：酵母菌加量为5 g，其他条件与题图相同。 (3)预测结果中，发酵7天酒精的产量已达到最高，大于7天酒精产量不再增加，可能原因是高浓度酒精抑制酵母菌活性，因而在此装置和酵母菌加量为5 g时，最好的发酵时间是7天。,2.(2014江苏高

11、考改编)某同学设计了如图所示的发酵装置，请据图回答问题：,(1)若该装置用于果酒发酵，则该装置弯管中加入适量水的目的是 。 (2)若该装置用于果酒发酵，在弯管中的水中滴加适量的酚酞试剂 和NaOH试剂，则随着果酒发酵的进行，弯管内的水发生的变化是 ，试分析原因 。 (3)若用该装置进行果醋发酵，则必须对该装置进行的改造是 。 (4)去除弯管中的水后，该装置也能用于果酒发酵，弯管的作用是 。,【解题指南】(1)图示信息：弯管没有插入葡萄汁的液面下，且未通入无菌空气，所以不能进行醋酸发酵。 (2)关键知识：果酒和果醋发酵的原理、条件。,【解析】本题考查果酒、果醋的制作。 (1)该装置中注水的弯曲部

12、分既可以阻止空气进入，又能释放气体，因此能用于果酒发酵。 (2)在果酒发酵过程中产生的CO2可与加在弯管中的水中的NaOH发生中和反应，使pH发生变化，从而改变水中的颜色。 (3)醋酸菌是好氧菌，因弯管没有插入装置底部，且未通入无菌空气，因此要增加通气管后才能用于醋酸发酵。 (4)去除弯管中的水后，该装置的弯管部分也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似。,答案：(1)既能阻止空气进入，又能释放果酒发酵产生的CO2 (2)红色逐渐变浅，甚至消失 酚酞与碱变红色，果酒发酵产生的CO2与NaOH反应，使pH降低，红色变浅 (3)增加通气管(意思对即可) (4)防止杂菌进入,【加固训练】

13、 1.下图表示葡萄酒的酿制过程，请据图分析：,(1)该过程表明酵母菌异化作用的特点是 。 (2)葡萄酒的酿制原理是：先通气使酵母菌进行 ，以增加酵母菌的数量，然后使酵母菌进行 获得葡萄酒。 (3)在甲中进行搅拌的目的是 ，乙中排出的气体是发酵过程产生的 。 (4)如果丙装置产生酒精后去掉盖子，一段时间后会变酸，写出此时发生的化学反应式： 。 与该过程有关的微生物是 ，该菌种与酵母菌在结构上的主要区别是 。,(5)在制作馒头时，可采用小苏打或者通过酵母菌发酵的方法使馒头松软。请问这两种方法中，馒头中的营养和所含有的能量情况相比较最可能的是( ) A.后者所含营养丰富、能量少 B.后者所含营养单一

14、、能量少 C.前者所含营养丰富、能量多 D.两者所含营养和能量相同,【解析】(1)发酵初期每天搅拌是为酵母菌繁殖提供充足的氧气，使其进行有氧呼吸大量繁殖，酵母菌又可进行无氧呼吸产生酒精，可见酵母菌的异化作用是兼性厌氧型。 (2)酒精发酵时，酵母菌先在有氧条件下通过有氧呼吸大量增殖，然后在无氧条件下通过无氧呼吸(发酵)产生酒精。 (3)图甲为发酵初期，主要目的是让酵母菌大量增殖，因此搅拌的目的是使酵母菌与发酵液充分接触，并增加溶氧。图乙为酒精发酵阶段，其产生的气体是酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2。,(4)在有氧条件下，酒变酸是醋酸菌大量增殖的结果，因此反应式为 C2H5OH+O2 CH3COOH

15、+H2O。酵母菌是真核生物，醋酸菌是原核生物，二者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。 (5)小苏打发面是利用了NaHCO3分解产生CO2使馒头变松软，对馒头其他成分无影响；而酵母菌发面是通过酵母菌细胞呼吸产生CO2使馒头变松软，酵母菌代谢的过程消耗有机物并释放能量，但是会产生多种中间产物，因此可使馒头所含的总能量减少，但是营养成分增加。,答案：(1)兼性厌氧型 (2)有氧呼吸 无氧呼吸(或发酵) (3)使酵母菌与发酵液充分接触并增加溶氧 二氧化碳 (4)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O 醋酸菌 酵母菌有以核膜为界限的细胞核 (5)A,2.如图是两位同学制果酒和果醋时使用的装置。同学甲用A装置(带盖 的瓶子)制葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，每隔12 h左右将瓶盖拧 松一次(注意不是打开瓶盖)之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后， 再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行果醋的发酵。同学乙用B装置， 温度控制与甲相同，不同的是制果酒阶段排气口用夹子夹住，每隔 12 h左右松一松夹子放出多余的气体，制果醋阶段适时向充气口充 气，经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回 答有