【生物】2018届一轮复习浙科版生物技术在食品加工中的应用教案

【生物】2018届一轮复习浙科版生物技术在食品加工中的应用教案

第32讲　生物技术在食品加工中的应用 浙江[学考＋选考]考纲确认 考点 知识内容 加试 三、生物技术在食品 加工中的应用 ‎ ‎5.果酒及果醋的制作 ‎6．泡菜的腌制和亚硝酸的测定 掌握程序参考考试标准中的：二、(二)‎ ‎3．实验与探究能力 考点一| 果酒和果醋的制作 ‎1．用葡萄制作葡萄酒 ‎(1)实验原理：葡萄酒是酵母菌利用葡萄糖进行酒精发酵(乙醇发醇)的产物。酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵即将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇的浓度超过16%时，酵母菌就会死亡。葡萄糖氧化成乙醇的反应式：C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH。‎ ‎(2)实验步骤：冲洗(用鲜红紫色的高锰酸钾溶液浸泡葡萄)→榨汁→制作酵母悬液(干酵母＋水＋少许蔗糖)→装入发酵瓶(装量不要超过2/3)→酒精发酵(在25～30 ℃条件下放置2～3天，当发酵瓶中停止出现气泡，即表示发酵完毕)→过滤、分装、保存(用两层纱布过滤发酵液)‎ ‎2．用果汁制作果酒 ‎(1)实验原理：用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均的体积分数为8%)，而用果汁制作的果酒，其酒精含量较高(体积分数约为15%)，含糖量也较高。‎ ‎(2)实验步骤：选择材料(最好选择苹果)→制取果汁→配料(200 g蔗糖→1 L果汁＋酵母悬液)→发酵→静置→用虹吸法取出 ‎3．用果酒制作果醋 ‎(1)实验原理：醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸，反应式为C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。‎ ‎(2)实验步骤：连接发酵装置→加入醋杆菌→发酵并检测pH→调节活塞，控制流量→测定pH，监控发酵情况。‎ ‎1．常用发酵技术的比较 菌种及其 生活方式 重要反应 发酵条件 操作提示 果酒 发酵 酵母菌、兼性厌氧型 C6H12O6―→‎ ‎2C2H5OH＋2CO2‎ 温度：18～25 ℃，最适温度为20 ℃；pH：4.0～5.8；先通O2，然后控制为无氧条件 防止杂菌污染；控制发酵条件；正确使用发酵装置 果醋 发酵 醋杆菌、好氧型 C6H12O6―→‎ ‎2C2H5OH＋2CO2；‎ C2H5OH＋O2―→‎ CH3COOH＋H2O 温度：30～35 ℃；O2充足 泡菜发酵 乳酸菌、厌氧型 C6H12O6―→2C3H6O3‎ 防止杂菌污染；泡菜坛须密封严密 选择气密性好的泡菜坛；控制腌制条件 ‎2.对果酒和果醋发酵装置的解读 ‎(1)设计思路 ‎①因酵母菌的繁殖需要O2，且醋杆菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需通氧。因酵母菌产生酒精时需无氧环境，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。‎ ‎②由于在果酒发酵过程中产生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)各部位的作用 ‎①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。‎ ‎②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。与排气管相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。‎ ‎③出料口：用来取样。‎ ‎(3)装置的使用方法：使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入O2。‎ ‎1．鸭梨醋饮属于绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分，又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等养生保健功能，深受广大消费者的青睐。下图为鸭梨醋饮的制作流程图，请据图回答下列问题：‎ ―→ ‎(1)果酒的酿造原理是先使酵母菌进行________，以增加酵母菌的数量，然后再通过________获得果酒。‎ ‎(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在________上的野生型酵母菌。‎ ‎(3)酒精发酵时一般将温度控制在25～30 ℃。温度过高时，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是____________________。‎ ‎(4)果醋发酵过程中，适宜的温度为________，较高的酒精度通常不适宜进行醋酸发酵，原因是______________________。‎ ‎(5)酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是________________。‎ ‎【解析】　(1)果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌在O2充足时进行需氧呼吸；在无氧条件下，进行厌氧呼吸产生酒精。在发酵过程中首先让酵母菌进行需氧呼吸大量繁殖，然后再让其进行厌氧呼吸产生酒精。(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在水果皮上的野生型酵母菌。(3)温度会影响酶的活性。(4)醋杆菌的最适生长温度为30～35 ℃。酒精浓度过高会抑制醋杆菌的生长和代谢，影响产酸量。(5)醋杆菌是需氧型微生物，发酵时需要通入无菌空气。‎ ‎【答案】　(1)需氧呼吸　厌氧呼吸 ‎(2)鸭梨皮 ‎ ‎(3)温度过高，影响酶的活性 ‎(4)30～35 ℃　较高浓度的酒精会抑制醋杆菌的生长和代谢，使产酸量下降 ‎(5)通入无菌空气 ‎2．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。请回答下列问题： ‎ ‎(1)在制备杨梅酒的过程中，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。‎ ‎(2)在制备杨梅醋的过程中，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右图所示，该物质是________。‎ ‎【解析】　(1)制备杨梅酒时，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和果胶酶，以破除果肉细胞壁(促进细胞壁中纤维素和果胶的水解)，‎ 提高杨梅的出汁率；甲罐进行的是酒精发酵，需要在无氧环境中进行，因此甲罐顶上弯管中加水的主要目的是防止空气进入；酒精发酵过程中除了产生酒精外，还产生CO2，若发酵一定时间后，观察到甲罐内液面不再有气泡冒出，则说明发酵基本完毕。‎ ‎(2)参与果醋发酵的微生物是醋杆菌，在制备杨梅醋的过程中，乙罐内先填充经灭菌处理的木材刨花，然后加入含醋杆菌的培养液，使该菌附着在刨花上，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流速来调节。(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中的反应式为C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O，可见乙罐中几乎没有CO2产生。(4)在杨梅酒的发酵过程中，酒精浓度逐渐升高，但以杨梅酒为材料进行杨梅醋发酵的过程中，酒精浓度又逐渐降低，最终被消耗完。因此，题图表示酒精浓度在杨梅酒和杨梅醋制作的整个过程中的变化。‎ ‎【答案】　(1)果胶　防止空气进入　气泡冒出 ‎(2)灭菌　醋杆　附着　流速 ‎(3)D ‎(4)酒精 考点二| 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 ‎1．与制作泡菜相关的微生物 泡菜制作时起主要作用的微生物是假丝酵母和乳酸菌。‎ ‎2．泡菜制作的原理 在无氧条件下，微生物利用蔬菜中的糖和其他营养物质进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质，也有致癌物质亚硝酸。‎ ‎3．泡菜制作的步骤 预处理(将菜洗净并切成小块，将泡菜坛洗净，并用热水洗坛内壁两次)→加料入坛(将各种蔬菜、盐水、糖及调味品放入坛中)→密封发酵(将坛口用水封好，防止外界空气进入)→腌制1周左右。‎ ‎4．亚硝酸盐测定的原理 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物可与N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。‎ ‎5．亚硝酸盐的定量测定流程 ‎(1)样品处理：取泡菜25 g制匀浆，过滤后调节pH至8.0→加硫酸锌溶液25 mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60 ℃→过滤取滤液定容至500 mL。‎ ‎(2)测定：10 mL样品溶液＋4.5 mL氯化铵缓冲液＋2.5 mL60%乙酸溶液＋5 mL显色液→定容于25 mL的容量瓶中→暗处静置25 min→测定550 nm处光密度值(以10 mL水作空白对照)。‎ ‎(3)标准曲线的绘制：以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值(OD值)为纵坐标，绘制标准曲线。‎ ‎(4)计算公式：X1＝(m2×V1)/(m1×V2)，其中X1——样品中亚硝酸盐的含量，单位为mg/kg；m1——样品质量，单位g；m2——通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位μg；V1——样品处理液总体积；V2——测定用样品液体积。‎ 泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 发酵 时期 乳酸菌数量 乳酸含量 亚硝酸盐含量 发酵初期 少(有O2，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(乳酸抑制其他菌的活动)‎ 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，抑制乳酸菌的活动)‎ 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)‎ 含量变化曲线 注意 亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的 ‎1．请回答下列有关泡菜制作的问题：‎ ‎(1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________。‎ ‎(2)在泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行________的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的________中。‎ ‎(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有________、________和________等。‎ ‎(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是______________________，原因是__________________________。‎ ‎【解析】　(1)高温可杀灭杂菌，因此制作泡菜时所用盐水需煮沸。陈泡菜液中含有较多的乳酸菌，在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，可使乳酸菌的数量在较短的时间内迅速增多。(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程实际上就是乳酸菌进行厌氧呼吸的过程，而该过程发生在乳酸菌的细胞溶胶中。(3)泡菜制作过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量，温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易导致杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(4)乳酸菌厌氧发酵产生大量的乳酸，导致泡菜液的pH降低，其他杂菌数量减少，乳酸菌数量增多。‎ ‎【答案】　(1)杀灭杂菌　增加乳酸菌数量 ‎(2)厌氧呼吸　细胞溶胶 ‎(3)温度　腌制时间　食盐用量 ‎(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少　乳酸菌比杂菌更为耐酸 ‎2．(2017·1月杭州模拟)在保持传统产品风味的前提下，研究人工接种对泡菜发酵速度、亚硝酸盐含量及品质的影响。请回答下列问题：‎ ‎(1)自然发酵时，为了缩短制作时间，有人会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是________。从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌的消长规律是________。‎ A．不断增多　 B．不断减少 C．先增多后减少 D．先减少后增多 ‎(2)对乳酸菌进行分离与培养时，下列叙述正确的是________。‎ A．在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作 B．所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等只需进行消毒处理 C．泡菜制作过程中放入蒜瓣、生姜等香辛料的作用是杀灭杂菌 D．使用高压锅灭菌，则通电后开始记录灭菌时间 ‎(3)下图表示________________________________________。‎ 据图中数据可知，自然发酵时，与第二天相比，第6天后的泡菜更适合食用，因为后者________________。‎ ‎(4)亚硝酸盐的含量可采用________法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为________。某研究小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，可推测与普通乳酸菌相比，用“优选”乳酸菌制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量________。‎ ‎【解析】　(1)加入少量陈泡菜液，相当于接种了已经扩增的发酵菌，即增加乳酸菌数量。开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，乳酸菌数量应该不断增多。(2)在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作，A项正确；所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等都要进行灭菌处理，B项错误；加入香辛料的主要作用是调味，C项错误；使用高压锅灭菌时，应达到所设置的压力时才开始计时，D项错误。‎ ‎(3)由题图可知，该图表示的是人工接种发酵与自然发酵过程中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系，所以该图表示人工接种发酵对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。由图可知，自然发酵时，与第二天相比，第6天后的泡菜更适于食用，这是因为后者亚硝酸盐含量更低。(4)亚硝酸盐的含量可采用光电比色法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为光密度值；亚硝酸盐还原酶可将亚硝酸盐降解为NO或NH3，由于“优选”乳酸菌的亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍，所以用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量较低。‎ ‎【答案】　(1)增加乳酸菌的数量　A ‎(2)A ‎(3)人工接种发酵对泡菜中亚硝酸盐含量的影响　亚硝酸盐含量更低 ‎(4)光电比色　光密度值　较低