1、第33讲 生物技术在食品加工 中的应用,-2-,-3-,教材梳理,题型探究,真题演练,果酒及果醋的制作 1.原理 (1)果酒制作:葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行 的产物。酵母菌只有在 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 时,酵母菌就会死亡。葡萄糖氧化成乙醇的反应式:。 (2)果醋制作:醋杆菌在有氧条件下将 氧化为醋酸,反应式为 。,酒精发酵(乙醇发酵),无氧,16%,乙醇,-4-,教材梳理,题型探究,真题演练,2.制作过程 (1)用葡萄制作葡萄酒,瓶(不要超过 )酒精发酵(在2530 的条件下放置23d,当发酵瓶中停止 ,即表示发酵完毕)过滤、分装、保存(用
2、两层纱布过滤发酵液),高锰酸钾,蔗糖,2/3,出现气泡,-5-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)用果汁制作果酒 选择材料(最好选择 )制取果汁配料(200 g蔗糖+1 L果汁+酵母悬液)发酵静置用 取出。 (3)用果酒制作果醋 连接发酵装置加入 发酵并检测调节 测定pH,监控发酵情况。,苹果,虹吸法,醋化醋杆菌,pH,活塞,控制流量,-6-,教材梳理,题型探究,真题演练,3.果酒、果醋发酵装置的比较,氧气,杂菌,1/3,需氧,-7-,教材梳理,题型探究,真题演练,发酵,氧气(或洁净的空气),-8-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向一 果酒的制作 【典例1-1】 (2018浙江考前押宝卷)
3、如图是工业化生产葡萄酒的流程,请回答下列问题。,-9-,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)如图所示实验操作中阀1和阀2打开的先后顺序是 ,果胶酶可以从 、苹果青霉等微生物中提取。 (2)葡萄酒发酵的微生物是 ,发酵时温度应控制在 。 (3)发酵开始时,微生物的 会使发酵瓶内出现负压,发酵瓶中停止 ,表示发酵完毕。 (4)葡萄酒静置56个月,酵母下沉,上清液即为果酒。可用 取出。,答案:(1)先打开阀2后打开阀1 黑曲霉 (2)酵母菌 2530 (3)需氧呼吸(有氧呼吸) 出现气泡 (4)虹吸法,-10-,教材梳理,题型探究,真题演练,解析:(1)从题图中可以发现,要使浑浊的葡萄汁澄清,需用果
4、胶酶处理,所以先打开阀2,使果胶酶固定,再打开阀1,澄清葡萄汁,果胶酶可以从黑曲霉、苹果青霉等微生物中提取。 (2)酒精发酵利用的微生物是酵母菌,酵母菌发酵的最适温度是2530 ,温度过高会影响葡萄酒口感,温度过低需延长发酵时间。 (3)发酵前一阶段,微生物进行需氧呼吸,吸收O2,产生CO2,CO2溶于水中,使瓶内气压降低,产生负压,发酵时能产生CO2,有气泡出现,若停止出现气泡,说明CO2不再产生,发酵结束。 (4)酵母菌沉淀后,上清液即为葡萄酒,可通过虹吸法吸出。,-11-,教材梳理,题型探究,真题演练,导师点睛 (1)酵母菌的繁殖需大量氧气,而发酵过程进行厌氧呼吸,故果酒制作的前期应通入
5、氧气,而后期应保证严格的无氧环境。 (2)制作果酒时应先清洗葡萄,再去枝梗,以免去除枝梗时引起葡萄破损,增加杂菌污染机会。在自然发酵时不要反复冲洗葡萄,以免使酵母菌减少,发酵周期加长,酒精产量下降。 (3)用果汁制作果酒发酵速度相对较快,发酵开始时,微生物的需氧呼吸会使瓶内出现负压。果酒制备完毕,采用虹吸法取出。,-12-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向二 果醋制作 【典例1-2】 (2018浙江名校协作体高三下学期3月考试)某研究小组欲利用苹果生产苹果酒和苹果醋。回答下列问题。 (1)欲纯化野生酵母,最简单的分离方法是 ,经过培养后,培养基上出现 ,表示分离成功。 (2)在酿制苹果酒时,
6、加入果胶酶将果胶分解成可溶性的 ,瓦解植物的胞间层,提高果汁的出汁率和澄清度。为提高果酒的酒精度,可在果汁中添加 。,-13-,教材梳理,题型探究,真题演练,(3)为提高生产效率,做了以下对比实验。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜,定期测得的数据如图所示。,甲发酵罐提供氧气的目的是 。实验后检测发现,尽管酵母菌菌种合适、原料充足、发酵温度和pH适宜,但乙醇含量比预期低,可能在操作上的失误是 。,-14-,教材梳理,题型探究,真题演练,(4)利用苹果酒酿制苹果醋的过程中,相关说法错误的是 。 A.苹果酒一般需稀释后用于果醋发酵 B.醋化醋杆菌需用液体培养基扩大培
7、养后接种 C.菌种和锯末混匀后立即打开双通活塞,进行发酵 D.监控果醋发酵情况时需每天用pH试纸检测流出液的pH,答案:(1)划线分离 单菌落 (2)半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 蔗糖 (3)使酵母菌进行需氧呼吸,快速繁殖 密封不严 (4)C 解析:(1)欲纯化野生酵母,常用平板划线法或者稀释涂布平板法进行接种,其中平板划线法最简单;经过培养后,观察培养基上微生物的单菌落,从中选出酵母菌。,-15-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)果胶酶可将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯,瓦解植物的胞间层,提高果汁的出汁率和澄清度。为提高果酒的酒精度,可在果汁中添加蔗糖。 (3)甲发酵罐提供氧
8、气的目的是让酵母菌进行需氧呼吸,快速繁殖,以增加酵母菌的数量;实验后检测发现,尽管酵母菌菌种合适、原料充足、发酵温度和pH适宜,但酒精含量比预期低,在操作上的失误可能是密封不严,导致酵母菌厌氧呼吸受到抑制。 (4)苹果酒一般需稀释后用于果醋发酵,A项正确;醋化醋杆菌需用液体培养基扩大培养后接种,B项正确;菌种和锯末混匀后,过一段时间打开双通活塞,进行发酵,C项错误;监控果醋发酵情况时需每天用pH试纸检测流出液的pH,D项正确。,-16-,教材梳理,题型探究,真题演练,导师点睛(1)制作果醋时,配制的用于培养醋化醋杆菌的液体培养基用甘露醇维持其渗透压。 (2)醋化醋杆菌的菌液(或醋曲悬液)不能直
9、接装入乙瓶(教科书第49页图13),而是需要与酒水混合物混匀调pH至7.0后,倒入乙瓶(教科书第49页图13)中。 (3)制作果酒的过程中,CO2会溶解于发酵液中,发酵液的pH会有所降低;果醋发酵时,会生成醋酸,发酵液pH也会降低。,-17-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2017浙江11月选考,32节选)回答与酿酒和制醋有关的问题。 (1)为了获得优良的酿酒红曲霉菌株,将原菌株的孢子诱变处理后制成较稀浓度的单孢子悬液,这样做的目的是在培养时利于获得 。 (2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后,用某酿酒酵母进行酒精发酵,发酵完毕后得到新鲜红曲酒,酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙
10、醇浓度接近15%时, (A.乙醇氧化逐渐增强直至平衡 B.葡萄糖分解逐渐增强直至平衡 C.乙醇氧化逐渐减弱直至停止 D.葡萄糖分解逐渐减弱直至停止)。,-18-,教材梳理,题型探究,真题演练,(3)已知葡萄糖与蒽酮试剂反应能产生颜色。采用光电比色法测定红曲酒中的葡萄糖含量的步骤如下:第一步,标准曲线的制作。用蒸馏水配制 ,与蒽酮试剂反应后,用比色计测定,并制作以 的标准曲线。第二步,样品处理。将待测酒样品通过活性炭脱色,其目的是 。第三步,样品测定与计算。 (4)影响红曲酒风味的主要因素,除了温度、pH、氧气等环境因素外,还有 (答出2点即可)。 (5)在红曲醋生产工艺中,将适量的红曲酒、水和
11、醋化醋杆菌等混合。再添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料,其主要目的是 ,以利于醋酸发酵。,-19-,教材梳理,题型探究,真题演练,答案:(1)单菌落 (2)D (3)一系列浓度的葡萄糖标准溶液 葡萄糖浓度与光密度值关系 排除酒原有颜色的干扰 (4)不同的菌株、不同的原料 (5)增加通气性,-20-,教材梳理,题型探究,真题演练,解析:(1)将菌株制成稀释成一定浓度悬液,能够便于采用相应分离方法获得单菌落。(2)利用相应原料进行酒精发酵,一般乙醇浓度不会超过15%,主要原因是酒精浓度过高会杀死酵母菌,最终使葡萄糖的分解减弱直至停止。(3)采用光电比色法测定某物质的含量,一般需要配制一系列的标准溶
12、液,本题中采用蒸馏水配制一系列浓度的葡萄糖标准溶液,然后将其与检测试剂发生反应,然后准备葡萄糖浓度与OD值(光密度值)的标准曲线,用于比对分析。样品处理时,将待测酒样品采用活性炭脱色处理,主要目的是防止葡萄糖酒中原有的色素(或颜色)对检测结果产生干扰。(4)菌种不同,制作的果酒风味存在差异,当然,选用的制备果酒的原料、温度等差异,也会造成果酒风味的差异。(5)果醋发酵需要有氧的环境,进行醋酸发酵时利用一定量的谷壳糠等制成松散的发酵料,主要目的是增加发酵基质的透气性,利于醋化醋杆菌进行醋酸发酵。,-21-,教材梳理,题型探究,真题演练,泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 1.泡菜的制作 (1)原理:在
13、条件下,微生物(主要是和 )利用蔬菜中的糖和其他营养物质进行发酵,发酵产物有 和醇类物质等。 (2)制作流程,无氧,假丝酵母,乳酸菌,有机酸,盐水冷却,调料,装坛,发酵,-22-,教材梳理,题型探究,真题演练,2.亚硝酸盐的测定 (1)测定原理 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成 产物,可用 法定量。 (2)亚硝酸盐的定量测定流程 样品处理:泡菜25 g制匀浆过滤后调pH至8.0加溶液25 mL加 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。 测定:10 mL样品溶液+4.5 mL 缓冲液+2.5 mL 60%乙酸溶液+5 mL
14、 定容至25 mL暗处静置25 min用光程为1 cm的 在550 nm 处测定 值(以10 mL水为空白对照)。,紫红色,光电比色,硫酸锌,氢氧化钠,氯化铵,显色液,比色杯,光密度,-23-,教材梳理,题型探究,真题演练,标准曲线的绘制:以 为横坐标,以 为纵坐标,绘制标准曲线。 计算 公式:X1=(m2V1)/(m1V2) X1:样品中亚硝酸盐含量,单位为mg/kg。 m1:样品质量,单位为g。 m2:通过标准曲线得到的 ,单位为g。 V1: 总体积。 V2: 体积。,亚硝酸钠质量,光密度值(或OD值),亚硝酸盐质量,样品处理液,测定用样品液,-24-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向一
15、 泡菜的腌制 【典例2-1】 在农村,泡菜的制作方法是先对新鲜的蔬菜进行整理、清洁,然后放入彻底清洗并用白酒擦过的泡菜坛中,再向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处,适宜环境温度为2830 。请回答下列问题。 (1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是 。 (2)此过程中起主要作用的微生物是 (A.乳酸菌+假丝酵母 B.乳酸菌+醋化醋杆菌 C.酵母菌+霉菌 D.酵母菌+醋化醋杆菌),这些微生物利用蔬菜中的糖类和其他物质进行发酵,产物有 等,其中也包括亚硝酸。 (3)某同学想测定制作的泡菜中亚硝酸盐的含量,需要先用亚硝酸钠标准溶液绘制 ,再通过测定泡菜匀浆的 进行计算。,-25-,教材梳
16、理,题型探究,真题演练,(4)若要获得优良乳酸菌菌种,纯化菌种时,更易分离得到单菌落的接种方法是 。培养时还需提供 条件。,答案:(1)消毒(或消除杂菌) (2)A 有机酸和醇类 (3)标准曲线 光密度值(或OD值) (4)涂布分离法 无氧,-26-,教材梳理,题型探究,真题演练,解析:(1)白酒擦拭泡菜坛的目的是对泡菜坛进行消毒,以减少杂菌的污染。(2)制作泡菜时,起主要作用的微生物是乳酸菌和假丝酵母,它们可利用蔬菜中的糖类等物质进行发酵产生有机酸类和醇类物质等,其中也有亚硝酸。(3)检测亚硝酸盐含量,需要先用亚硝酸钠标准溶液绘制标准曲线,然后测定泡菜匀浆的OD值与其对照,确定泡菜中亚硝酸盐
17、的含量。(4)纯化菌种时,更易分离得到单菌落的接种方法是涂布分离法,由于乳酸菌为厌氧生物,因此培养时需要提供无氧条件。,-27-,教材梳理,题型探究,真题演练,导师点睛泡菜制作过程中不同操作的目的,-28-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向二 亚硝酸盐含量的测定 【典例2-2】 泡菜是人们喜爱的食品,但在腌制的过程中会产生一定量的亚硝酸盐,危害人们的健康。研究人员检测了不同浓度的食盐、不同发酵阶段的泡菜中的亚硝酸盐含量,结果如下图所示。请回答下列问题。,-29-,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)制作泡菜时如希望发酵快一些,可将蔬菜放在 中浸泡1 min后入坛。发酵坛中还可加一些白酒,加白
18、酒的目的是增加醇香感和 。 (2)据图分析,下列叙述错误的是 。 A.腌制泡菜的最佳食盐浓度约为5% B.过多的食盐可能会抑制发酵作用 C.腌制初期泡菜的亚硝酸盐含量上升 D.食用泡菜最安全的时期是腌制后39天 (3)在利用光电比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量时,在样品溶液中加入显色剂会生成 产物。绘制标准曲线时,可以亚硝酸钠的质量为横坐标,以 为纵坐标。对样品和标准溶液的测定中,要用光程相同的 。,-30-,教材梳理,题型探究,真题演练,答案:(1)开水 抑制杂菌生长 (2)D (3)紫红色 光密度值 比色杯 解析:(1)制作泡菜时如希望发酵快一些,可将蔬菜放在开水中浸泡1 min后入坛。发酵坛
19、中还可加一些白酒,加白酒的目的是增加醇香感和抑制杂菌生长。 (2)由题图可知,腌制后913天亚硝酸盐含量较低,所以食用泡菜最安全的时期是腌制后913天。 (3)在利用光电比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量时,在样品溶液中加入显色剂会生成紫红色产物。绘制标准曲线时,可以亚硝酸钠的质量为横坐标,以光密度值为纵坐标。对样品和标准溶液的测定中,要用光程相同的比色杯。,-31-,教材梳理,题型探究,真题演练,易混辨析泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化,-32-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2017浙江4月选考,32节选)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题。 (1)制作泡菜时,为缩短发酵周期,
20、腌制前可加入乳酸菌。取适量酸奶,用无菌蒸馏水稀释后,再用 蘸取少量的稀释液,在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线,以获得乳酸菌单菌落。下图所示的划线分离操作,正确的是 。,-33-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)泡菜腌制过程中,会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐,其中醇类由 进行厌氧呼吸产生。亚硝酸盐对人体有害,为测定泡菜中亚硝酸盐的含量,从泡菜中提取亚硝酸盐,与 发生重氮化反应,再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物。然后用光程为1 cm的 在550 nm光波下测定光密度值,与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的 比对,计算样品中亚硝酸盐的含量。 (3)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。
21、在一定的腌制时间内,随着腌制时间的延长,泡菜中亚硝酸盐的含量逐渐降低,是由于在厌氧和 环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。,答案:(1)接种环 B (2)假丝酵母 对氨基苯磺酸 比色杯 标准曲线 (3)酸性,-34-,教材梳理,题型探究,真题演练,解析:(1)采用划线分离法接种菌种时,用接种环蘸取菌液,然后划线至平板上,进行分离获得单菌落。划线分离操作时,每次划线需以上一次划线的末端为起点进行划线,以减少菌液中细菌的密度进而获得单菌落。(2)泡菜制作的原理是利用假丝酵母和乳酸菌的发酵作用,将蔬菜中的糖类等有机物分解为醇类和有机酸类物质。醇类主要来自假丝酵母。泡菜腌制过程中会产生亚硝酸盐,测定亚硝酸盐的含量,需将亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,然后与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物,采用光电比色法进行检测。检测操作时,一般采用光程为1 cm的比色杯在550 nm光波下测定光密度值,然后与由已知浓度的亚硝酸钠制作的标准曲线进行比对,由此计算样品中亚硝酸盐的含量。(3)泡菜制作初期,亚硝酸盐含量较高,随着发酵进行,发酵瓶中形成无氧环境,酸类物质增多,硝酸盐还原菌的活性被抑制,亚硝酸盐逐渐被亚硝酸盐还原酶降解。,
