【创新方案】2022年高考生物一轮复习 第一讲 传统发酵技术的应用训练 新人教版选修1

【创新方案】2022年高考生物一轮复习第一讲传统发酵技术的应用训练新人教版选修1一、果酒和果醋的制作1．制作原理类型微生物原理果酒酵母菌①有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖②无氧条件下，进行酒精发酵果醋醋酸菌①当氧气和糖源都很充足时，可将糖分解为醋酸②当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸2．制作流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵　　　　　　　　　　　　　↓　　　↓　　　　　　　　　　　　　果酒　　　果醋3．判断正误(1)在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种。(×)(2)红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。(√)(3)变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。(×)(4)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗。(×)二、腐乳的制作1．原理10\n(1)菌种：主要是毛霉。(2)作用特点：蛋白质小分子肽和氨基酸脂肪_甘油和脂肪酸_2．影响条件(1)卤汤配制：卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。加酒既抑制微生物的生长，又能使腐乳具有独特的香味。香辛料不但能调制腐乳的风味，还具有防腐杀菌作用。(2)材料用量：①控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。③酒的含量一般控制在12%左右。三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量1．泡菜制作[判断正误](1)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌。(×)(2)泡菜制作的前期通氧，后期应严格厌氧。(×)(3)配制盐水时，盐与水的质量比为4∶1。(×)2．亚硝酸盐含量的测定(1)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―→玫瑰红色染料。(2)亚硝酸盐溶液的浓度高，颜色越深；溶液浓度低，颜色越浅。(3)用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。[知识体系构建]10\n果酒和果醋的制作(1)(2022·江苏卷T21AC)在果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小，果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长。(√)(2)(2022·江苏卷T21B)条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。(√)(3)(2022·江苏卷T7AC改编)在果酒和果醋制作过程中，果酒的制作过程是在缺氧条件下，而果醋整个制作过程一直处于有氧条件下。(×)(4)(2022·北京卷T1AD)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，让发酵装置接受光照并放在45℃处。(×)(5)(2022·北京卷T1B)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，给发酵装置适时排气。(√)1．果酒和果醋的制作步骤的比较制果酒制果醋相同过程①选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗；②制作发酵液，防止杂菌污染；③发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的2/3不同过程④将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂；⑤检测指标：7～10d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定pH等工作④将温度严格控制在30～35℃，并注意适时通过充气口充气；⑤检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定2．注意事项10\n(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗后除去枝梗，以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。(2)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。为避免杂菌污染：榨汁机要洗净并晾干；发酵装置要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒；封闭充气口；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。(3)控制好发酵时间与温度、果醋制作时适时充气。高考地位近三年来课标高考试题中，对本考点的考查较突出，考查形式既有选择题，也有非选择题命题角度(1)选择题一般考查果酒、果醋的制作原理发酵的条件及操作流程中的注意事项，如典例1；(2)非选择题一般通过对发酵装置的设计或解读考查制作果酒和果醋的基本原理和方法、发酵的条件，如典例2。[典例1]　(2022·潍坊模拟)下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是(　　)A．在制作果酒和果醋实验中，一直保持厌氧环境B．温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大C．当氧气、糖源充足时，醋酸杆菌能将果汁中的糖发酵为醋酸D．由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理[解析]　选C　酒精发酵用酵母菌，醋酸发酵用醋酸菌，温度是酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要条件。酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃，醋酸发酵时将温度严格控制在30～35℃。发酵过程应注意防止杂菌污染，对所用装置进行消毒处理。[典例2]　(2022·海南高考)葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________________________。(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和________。10\n(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如上图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是______________________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________。丙同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________________________________________。[解析]　(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是酵母菌；(2)酵母菌能够利用葡萄糖进行无氧呼吸产生酒精和CO2；(3)甲同学错在未夹住发酵瓶的充气管，使酵母菌呼吸产生的乙醇被氧化成醋酸，发酵液变酸，从充气管流出；丙同学错在瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，导致发酵液从排气管流出；甲中乙醇被氧化成乙酸、乙和丙中都能产生乙醇，所以甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是果醋、果酒、果酒；乙同学由于未及时排气，导致发酵瓶中气压过大而冲开瓶塞。[答案]　(1)酵母菌(2)葡萄糖　乙醇　CO2(3)未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出，发酵液变酸瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口　排气时发酵液　从排气管流出　葡萄醋(或果醋)　葡萄酒(或果酒)　葡萄酒(或果酒)(4)未及时排气腐乳的制作(1)(2022·江苏卷T21D)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。(×)(2)(2022·江苏卷T3AC)与果醋、果酒制作相比，腐乳的制作所需要的适宜温度最高，所用菌种为乳酸菌。(×)(3)(2022·江苏卷T19B)将豆腐分别置于10℃、20℃、30℃的环境中，观察并比较毛霉生长的情况，则在10℃环境中毛霉生长最好。(×)(4)(2022·江苏卷T17AC)在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与，加盐和加酒都能抑制微生物的生长。(√)(5)(2022·江苏卷T17B)含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳(×)1．腐乳的制作流程↓10\n↓↓2．影响腐乳品质的条件(1)盐：长满毛霉的豆腐块(毛坯)与盐的质量分数比为5∶1。盐的浓度过高，影响腐乳口味；浓度过低，不足以抑制微生物生长，导致腐乳腐败变质。装瓶时要分层加盐，随层数的增加而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。(2)酒：卤汤中酒的含量控制在12%左右。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越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，导致豆腐腐败，难以成块。(3)香辛料：既可调制腐乳的风味，又具有防腐杀菌的作用。(4)含水量：以70%为宜，若过高则影响毛霉的有氧呼吸，且腐乳不易成形；若过低，则不利于毛霉的代谢和生长。(5)发酵温度：前期的发酵温度控制在15～18℃，利于毛霉的生长。(6)发酵时间：前期发酵和后期发酵的作用不同，所需时间应控制好，太长或太短都会影响腐乳的品质。高考地位近几年的高考试题中，对本考点多有涉及，如2022年江苏卷第21题，2022海南卷第30题，2022年江苏卷第3题等，但在综合卷中却少有涉及命题角度以选择题的形式考查了腐乳制作的原理、操作过程中条件的控制及注意事项，如典例3。[典例3]　下列关于腐乳制作的叙述，错误的是(　　)A．毛霉可利用其体内的酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸B．卤汤中酒的含量越高，杂菌繁殖越快，豆腐越易腐败C．用盐腌制腐乳的过程中，要控制盐的用量，盐的浓度过高会影响口味，过低则不足以抑制杂菌的生长，导致豆腐腐败D．其制作过程可以表示为：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制[解析]　选B　豆类中含量最多的有机物是蛋白质，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。卤汤中酒的含量过高，会使腐乳成熟的时间延长；含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，使杂菌繁殖加快，可能导致豆腐腐败。10\n制作泡菜并检测亚硝酸盐含量(1)[2022·浙江自选模块T17(2)]泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是乳酸，还有少量的亚硝酸。(√)(2)(2022·淮安调研)对亚硝酸盐的定量测定可以用比色法。(√)(3)(2022·淮安调研)亚硝酸盐不会危害人体健康，并且还具有防腐作用，所以在食品中应多加些以延长食品的保质期。(×)(4)(2022·嵊州模拟)泡菜坛内有时会形成一层白膜，这是由于产膜酵母菌繁殖的结果。(√)1．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2时乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其它菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线如下：2.注意事项(1)蔬菜应新鲜：放置时间长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。(2)泡菜坛的选择：火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。(3)腌制的条件：时间、温度、食盐的用量要适宜。(4)清水和食盐的质量比为4:1，盐水要煮沸后冷却。(5)泡菜坛盖边沿水糟内要注满水，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。(6)每次取样用具要洗净，取样后迅速封坛，防止泡菜被污染。高考地位近几年高考对泡菜的制作考查频率不高，仅在2022年浙江卷第17题中有所涉及。10\n命题角度结合生产、生活实际的相关背景，考查与亚硝酸盐的测定相关知识，如典例4。[典例4]　(2022·浙江自选模块)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①________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用②________(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③________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④____________________________________________。第三步：用⑤________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程⑥________氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是⑦________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用⑧________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⑨________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⑩________。[解析]　大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麦芽糖等)，这一过程可用碘液(或KI－I2溶液)来检测反应的情况。酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随反应的进行发酵瓶中CO2逐渐增多，瓶内压力升高，可能引起爆裂，所以不能完全密闭。醋酸菌是好氧型细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中需要消耗氧气。泡菜发酵过程离不开乳酸菌，能产生乳酸和少量的亚硝酸。亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时就会引起人中毒，必须对泡菜中亚硝酸盐含量进行测定。其测定方法可用比色法，为提高可信度、准确度应设对照实验。[答案]　(1)①糊精　②碘液(或KI－I2溶液)　③酵母　④发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高，可能引起爆裂　⑤醋酸　⑥需要消耗(2)⑦乳酸　⑧比色　⑨玫瑰红　⑩作为对照[高考随堂体验]1．(2022·江苏高考)下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是(　　)A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中10\nC．过程③和④都需要氧气的参与D．过程①～④所需的最适温度基本相同解析：选C　过程①为呼吸作用的第一阶段发生在细胞质基质中，在有氧和无氧条件下都可进行，过程②在无氧条件下进行。过程③在酵母细胞的线粒体中进行，需要氧气参与，过程④需要氧气参与最后生成醋酸。过程④即果醋制作过程的最适温度是30～35℃，果酒的制作过程(过程①②③)的最适温度为18～25℃。2．(2022·海南高考)回答下列关于腐乳制作的问题：(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是________，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为__________和________；其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和________。(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制________生长。(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。卤汤具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的________。解析：(1)发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。(2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制杂菌等其他微生物。(3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。答案：(1)毛霉　多肽　氨基酸　脂肪酶　甘油　脂肪酸(2)微生物　(3)风味3．(2022·浙江自选模块)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________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。10\n(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下，该物质是________。解析：(1)用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁可提高出汁率。甲罐顶上弯管中加水可使甲罐与外界隔绝，防止空气及空气中的杂菌进入罐内，不利于酒精发酵。发酵罐内不再有气泡(CO2)冒出，说明原料耗尽，发酵完毕。(2)木材刨花先经灭菌防止杂菌污染，然后加入醋酸菌，使该菌附着在木材刨花上。杨梅醋的pH取决于其产量，可通过控制杨梅酒(原料)的供应速率加以调控。(3)乙罐中醋酸菌利用酒精产生乙酸的反应式为：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O，该反应无CO2生成。(4)甲罐中先经酒精发酵产生酒精，酒精的含量不断上升。随后酒精进入乙罐作为原料生成醋酸，因而酒精含量又下降。答案：(1)果胶　防止空气进入　气泡冒出(2)灭菌　醋酸　附着　流速(3)D(4)酒精10