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1、第 1讲 传统发酵技术的应用 一 、 果酒和果醋的制作 1 果酒和醋酸发酵装置的设计思路 (1)因酵母菌的繁殖需要氧气 ， 醋酸菌是好氧菌 ，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧 。 因酵母菌产生酒精时是厌氧的 ， 应控制充入氧气的量 ， 故应在充气口设置开关 。 (2)由于在发酵过程中都产生 CO2， 因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染 ， 排气口应连接一个长而弯曲的胶管 。 (3)因要对发酵的情况进行及时监测 ， 应设置出料口便于取料 。 2 果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较 果酒制作 果醋制作 制作原理 利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵 利用醋酸菌在氧气 、 糖源
2、充足时 ， 将糖分解成醋酸；当缺少糖源时 ，将乙醇变为乙醛 ， 再将乙醛变为醋酸 反应式 最适发 酵温度 18 25 30 35 对氧 的需求 需微量氧 需充足氧 pH 酸性环境 (3.3 3.5) 酸性环境 (5.4 6.3) 发酵时间 10 12 天 7 8 天 【 友情提醒 】 酵母菌的繁殖需大量能量 ， 而发酵过程进行无氧呼吸 ， 故果酒制作的前期应通入氧气 ，而后期应保证严格的厌氧环境 。 果醋制作过程中要求始终通氧 ， 缺氧时醋酸菌的生长 、 增殖都会受到影响 ， 另外醋酸的生成也会受到影响 。 【 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 。 根
3、据图示回答下列问题： (1)完成图 1中的实验流程 。 (2)冲洗的主要目的是 _， 冲洗应特别注意不能 _， 以防止菌种的流失 。 (3)图 2装置中的充气口在 _时关闭 ， 在_ 时连接充气泵 ， 并连续不断地向内_。 (4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由 _产生的 _ ， 在果醋发酵时排出的是_。 (5)写出与 (4)题有关的反应方程式： _。 (6)若在果汁中含有醋酸菌 ， 在果酒发酵旺盛时 ，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸 ？ 说明原因： _。 (7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为 _。醋酸发酵时温度一般应控制为 _。 (8)果酒制作完成后 ， 可以用 _来检测酒精的生成 ，
4、酒精与之反应呈现 _色 。 【 解析 】 本题主要考查了果酒 、 果醋制作的基本过程和原理及两种微生物的代谢类型 、 生存环境 。 酵母菌是兼性厌氧型微生物 ， 有氧时： 缺氧时： 因此在制作果酒时 ， 应在缺氧的环境中进行 。 醋酸菌是好氧菌，能够利用糖在有氧时生成醋酸；在糖源不足时，将乙醇变为醋酸，即 因此在果酒制作过程中出气口排出的是 CO2，而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌，需要连续充气，因此排气口排出的既有 CO2，又有含氧量较低的空气。酒精遇重铬酸钾发生颜色反应呈灰绿色。 【 答案 】 (1)醋酸发酵 (2)洗去浮尘 反复冲洗 (3)果酒发酵 果醋发酵 泵入空气 (氧气 ) (
5、4)酵母菌 CO2 (含氧量少的 )空气与 CO2 (5)C6H12O62C2H5OH 2CO2 ， C2H5OH O2CH3COOH H2O (6)不能 。 因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长 ， 且醋酸菌的发酵条件是氧气充足 (7)18 25 30 35 (8)重铬酸钾 灰绿 二 、 腐乳的制作 1 原理 (1)腐乳的发酵是在多种微生物的作用下进行 ， 其中起主要作用的是毛霉 ， 它是一种丝状真菌 ， 新陈代谢类型是异养需氧型 。 (2)毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸 。 2 流程 3 注意的问题 (1)腐乳发
6、酵中杂菌的控制 事先用馒头放在温暖潮湿处培养毛霉 ， 当馒头上长出青点 (青霉菌落 )、 黄点 (黄曲霉菌落 )、 红点 (红曲霉菌落 )时 ， 及时用镊子和解剖针剔除 ， 保留白毛让其生长黑色孢子 。 消毒：将豆腐块加热 ， 杀死表面的微生物 ， 防止其他微生物的干扰 。 接种：将上述馒头上的孢子弹在豆腐块上 ， 并用灭菌后的食品袋罩上 ， 放在适宜的温度下培养 。 【 友情提醒 】 腐乳制作过程中盐 、 香辛料 、 酒精均可起到抑制杂菌生长的作用 ， 由于越接近瓶口 ， 微生物污染越重 ， 故豆腐加盐时 ， 越近瓶口处盐用量越多 。 【 例 2】 下列关于腐乳制作过程的叙述 ， 不正确的是
7、 ( ) A 先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中 ， 保持温度在 15 18 ， 并具有一定湿度 B 将长满毛霉的豆腐放在瓶中 ， 并逐层加盐 ，接近瓶口表面 的盐要铺厚一些 C 卤汤中酒的含量一般控制在 12%左右 D 卤汤中香辛料越多 ， 口味越好 【 解析 】 香辛料可以调制腐乳的风味 ， 也具有防腐杀菌的作用 。 我们可根据自己的口味来配制卤汤 ， 但并不是卤汤中香辛料越多 ， 口味就越好 。 D 三 、 泡菜的制作与亚硝酸盐含量的测定 1 原理 (1)泡菜的制作原理 泡菜的制作离不开乳酸菌 。 在无氧条件下 ， 乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸 。 (2)测定亚硝酸盐含量的原理 在盐酸酸化条件下
8、 ， 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 。 将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测对比 ， 可以大致估算出亚硝酸盐的含量 。 2 流程 (1)泡菜的制作 (2)亚硝酸盐含量的测定操作过程 3 实验分析 泡菜腌制过程中乳酸菌 、 乳酸和亚硝酸盐的变化 泡菜发酵可分为三个阶段： (1)发酵初期：以不产酸的大肠杆菌和酵母菌活动为主 ， 同时还有一部分硝酸盐还原菌活动 。 该时期利用了氧气 ， 产生了厌氧环境 ， 乳酸菌才开始活动 。 乳酸菌和乳酸的量都比较少 ， 由于硝酸盐还原菌的活动 ，亚硝酸盐含量有所增加 。 (2)发酵中期：由
9、于乳酸菌产生了大量乳酸 ， 其他细菌活动受到抑制 ， 只有乳酸菌活动增强 。 此期乳酸菌数量达到最高峰 ， 乳酸的量继续积累 。 由于硝酸盐还原菌受抑制 ， 同时形成的亚硝酸盐又被分解 ， 因而亚硝酸盐含量下降 。 所以亚硝酸盐在整个发酵过程中的含量变化趋势为先上升后下降 。 (如图所示 ) (3)发酵后期：由于乳酸的积累 ， 酸度继续增长 ，乳酸菌活动也受到抑制 ， 乳酸菌数量下降 ， 而硝酸盐还原菌完全抑制 。 【 友情提醒 】 放置时间长的蔬菜中的硝酸盐易被滋生的硝酸还原菌还原成亚硝酸盐 。 【 例 3】 如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： (1)制作泡菜宜
10、选用新鲜的蔬菜或其他原料 ， 原因是_。 (2)发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量 ， 原因是_。 (3)测定亚硝酸盐含量的方法是 _。 【 解析 】 本题主要考查对实验操作过程的理解能力 。 好泡菜的标准是咸淡适中 、 酸度适中 、 亚硝酸盐含量低 ， 所以制作泡菜时要利用亚硝酸含量低的新鲜蔬菜 。 发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化 ， 所以及时检测亚硝酸盐的含量 ，把握取食时机是非常必要的 ， 而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法 。 【 答案 】 (1)亚硝酸盐的含量低 (2)发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化 ， 及时检测是为把握取食泡菜的最佳时机 (3)比色法
11、1 防止发酵液被污染需要从发酵制作的过程进行全面的考虑 ， 因为操作的每一步都可能混入杂菌 。 例如：榨汁机 、 发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖 ， 不要完全揭开瓶盖等 。 2 果酒和果醋的发酵装置中充气口 、 排气口和出料口各有作用 。 排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接 ， 其目的是防止空气中微生物的污染 。 使用该装置制果酒时 ， 应该关闭充气口；制果醋时 ， 应将充气口连接气泵 ， 输入氧气 。 3 配制卤汤时 ， 一般将酒精含量控制在 12%左右 ， 过高过低都不行 ， 酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系 。 酒精含量越高 ， 对蛋白酶的抑制作用也越大
12、 ， 使腐乳成熟期延长；酒精含量过低 ， 蛋白酶的活性高 ， 加快蛋白质的水解 ， 杂菌繁殖快 ， 豆腐易腐败 ， 难以成块 。 1.(2011江苏 )下列与果酒 、 果醋和腐乳制作相关的叙述 ， 正确的是 ( ) A 腐乳制作所需要的适宜温度最高 B 果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵 C 使用的菌种分别是酵母菌 、 醋酸菌 、 乳酸菌 D 使用的菌种都具有细胞壁 、 核糖体 、 DNA和 RNA D 【 解析 】 果醋制作所需的适宜温度为 30 35 ， 果酒制作的最适温度为 18 25 ， 腐乳制作的最适温度为 16 左右；由于醋酸菌为好氧型细菌 ， 所以果醋发酵为有氧发酵；三种发酵产品的制
13、作所涉及的微生物依次是酵母菌 、 醋酸菌 、 毛霉；酵母菌 、 毛霉为真菌 ， 醋酸菌为细菌 ， 前两者为真核生物 ， 后者为原核生物 ， 它们均具有细胞壁 、 核糖体 、 DNA和 RNA。 2.(2010北京 )在家庭中用鲜葡萄制作果酒时 ，正确的操作是 ( ) A 让发酵装置接受光照 B 给发酵装置适时排气 C 向发酵装置通入空气 D 将发酵装置放在 45 处 【 解析 】 家庭中用鲜葡萄制果酒 ， 是利用酵母菌无氧呼吸将糖分解成酒精和 CO2的过程为原理 ，故选 B。 B 3.(2012江苏卷 )下列关于制作果酒 、 果醋和腐乳的叙述 ， 合理的是 (多选 )( ) A 在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长 B 条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸 C 果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小 D 将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时 ， 底层和近瓶口处需加大用盐量 ABC 【 解析 】 本题考查生物技术中果酒 、 果醋和腐乳制作的知识 。 果酒发酵后期 ， 因为酒精浓度的增加及发酵液中可利用成分的减少 ， 导致酵母菌生理活动强度下降 ， 产生的气体量减少 ， 拧开瓶盖放气的时间间隔可以延长 ， A正确 。 条件适宜时醋酸菌能将葡萄汁中的糖氧化分解成醋酸 ， B正确 。 果酒发酵过程中有机物不断被分解成二
