第1章 第1节 传统发酵技术的应用.docx
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1、Chapter 1第1章发酵工程第1节传统发酵技术的应用素养要求 学习目标.掌握泡菜制作过程,并分析影响泡菜检制的条件,1 .掌握果酒、果醋制作的原理和过程。2 .尝试设计发酵装置,并完成果酒和果醋的制作。1 .生命观念:知道制作传统发酵食品所需的菌种,熟知 影响菌种发醉的因素。2 .科学思维:尝试进行葡萄酒的酿制,运用创新思维改 进实验装置。3 .社会责任:了解亚硝酸盐对人体的危害,宣传相关食 品平安问题。一、发酵与传统发酵技术梳理教材知识-夯实基础J1 .发酵的历史(1)约9 000年前,我们的祖先就会利用微生物将杳物、水果等发酵成含酒精的饮料。(2)1857年,法国微生物学家巴斯德通过实
2、验,证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。2 .发酵的概念发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的 产物的过程。3 .腐乳的制作参与的微生物:多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用 的是毛霉。腐乳的特点:豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肱和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收, 便于保存。4 .传统发酵技术(1)概念:直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等 发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。类型:传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。(3)发酵产品:利用传统发酵技术制
3、作的食品有腐乳、酱、蕾池、醋、泡菜和豆豉等。辨析易错易混练前清障我国具有悠久的酿酒文化和历史,许多古老的酿酒工艺一直保存并延续至今()腐乳是经微生物发酵制作的豆制品()(3)传统发酵以混合菌种的液体发酵为主()答案(1)V (2)V (3)XC.为果醋,醋酸发酵过程中要间断通气D.的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸答案C 解析 为冲洗,目的是去掉葡萄外表的污物,但不能冲洗次数过多,否那么会冲洗掉葡萄皮 外表的野生酵母菌,A正确;酒精发酵的产物是果酒,氧气和温度是影响果酒制作的两个重 要因素,需要在发酵过程中严格控制,B正确;为果醋,果醋制作所用微生物是醋酸菌, 醋酸菌是好氧细菌,在发酵过
4、程中如果中断氧气供应会抑制醋酸菌的代谢,甚至引起醋酸菌 的死亡,所以应持续通入无菌空气,C错误;果酒制作前期需要酵母菌的有氧呼吸以大量繁 殖,后期需要通过无氧呼吸产生酒精,D正确。9.以下图简单表示了葡萄酒的酿制过程,以下表达错误的选项是()葡萄汁+白糖+酵母菌隔绝空气广鸨f里广;一天搅拌23次(1830 t,约7天)生时,密封保存(1830。约4天)甲乙丙A.甲装置一天搅拌23次主要是为了释放产生的气体B.白糖为甲装置中酵母菌提供能源物质C.甲装置与乙装置中放出的气体主要是二氧化碳D.夏季,翻开丙装置中的塞子,可能会有醋酸产生答案A解析 甲装置一天搅拌23次主要是为了增加溶氧量,添加白糖主要
5、是为酵母菌提供能源物 质,因此,甲装置主要是让酵母菌进行有氧呼吸从而大量繁殖,A错误、B正确;甲装置中 酵母菌主要进行有氧呼吸,乙装置中酵母菌进行无氧呼吸,两个装置中放出的气体主要是二 氧化碳,C正确;夏季,翻开丙装置中的塞子,空气中的醋酸菌可能进入容器中,在有氧条 件下,将酒精发酵为醋酸,D正确。10 .苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答以下问题:H2O+CO2葡萄糖I 工I丙酮酸|二|乙醇+CO2酵母菌的呼吸代谢途径如下图。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细 胞的 中进行,其产物乙醇(酒精)与 试剂反响呈现灰绿色,这一反响可用于乙醇(酒精)的检验;过程在酵母菌细胞的 中进行
6、,与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度。第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸菌的呼 吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度(填“低 于”或“高于”)第二阶段。(4)醋酸菌属于 核生物,其细胞结构中(填“含有”或“不含有”)线粒体。答案(1)细胞质基质 重铭酸钾 线粒体 快(2)有氧低于(4)原不含有解析(1)图示中的过程和分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段,其场所均为细胞质基质; 橙色的重格酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反响,变成灰绿色。过程表示 有氧呼吸的第二、第三阶段
7、,其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜,即在酵母菌细胞的线 粒体中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸菌是一种好氧 菌,在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动,因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸 的过程,需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作,所控制的温度范围是18 30 ,第二阶段即果醋的制作,所控制的温度范围是3035 ,所以第一阶段的温度低于 第二阶段。(4)醋酸菌属于原核生物,其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。LB组综合强化练】11 . (202。吉林月考)以下与传统发酵技术相关的表达错误的选项是()A.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸
8、B.乳酸菌在无氧条件下利用葡萄糖产生乳酸C.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵D.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶答案A解析 醋酸菌是好氧细菌,利用乙醇产生醋酸需在有氧条件下进行,A错误;参与腐乳制作 的微生物主要是毛霉,其属于异养需氧型微生物,腐乳制作的原理是毛霉等微生物的蛋白酶 能将豆腐中的蛋白质分解成易于吸收的小分子的肽和氨基酸,D正确。6.(),5.5-5.045喔4.03.512.利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,乳酸菌、酵母菌细胞数量(相对值)和pH的变化如图所 示,以下表达不正确的选项是() I 1/I- /I. fL ( ( I 1/I- /I. fL ( (乳酸菌酵母菌,、/ 、1
9、A Q ()3 6 1() 1418 22 26 3246 发酵时间(天)A.酵母菌和乳酸菌均有以核膜为界限的细胞核B.发酵初期乳酸菌具有明显的菌种优势C.发酵初期pH下降主要由乳酸菌代谢引起D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸进行增殖答案A解析 乳酸菌是原核生物,细胞内没有以核膜为界限的细胞核,A错误;根据题图中乳酸菌 和酵母菌细胞的数量变化可知,发酵初期乳酸菌远多于酵母菌,所以乳酸菌成为明显的优势 菌种,B正确;结合题图分析,发酵初期,由于乳酸菌远多于酵母菌,其产生的乳酸会降低 培养液的pH, C正确;由于整个发酵过程都是在无氧环境下进行的,在发酵中期,酵母菌明 显增多,只能通过无氧呼吸进行增殖
10、,D正确。13. (2020安徽马鞍山第二中学高二周测)从开始制作到泡菜品质最正确这段时间内,泡菜逐渐 变酸,乳酸菌与杂菌数目发生变化,以下有关分析不正确的选项是()A.泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B.密闭的发酵环境使乳酸菌在种间竞争中占据一定优势C.在发酵过程中,乳酸含量逐渐增多,可以抑制其他微生物的生长D.发酵过程中,杂菌数目的减少使乳酸菌与杂菌的种间竞争减弱,因此乳酸菌数目一直增 多答案D解析 泡菜制作初期多种微生物并存,也存在乳酸菌,A正确;乳酸菌是厌氧细菌,密闭的 发酵环境使其在种间竞争中占据一定优势,B正确;发酵过程中,乳酸含量不断增多,不仅 可以抑制其他微生物的生长,也会影响乳酸
11、菌的活性,因此乳酸菌数目不会一直增多,C正 确、D错误。14. (2019衡水中学高二月考)以下关于果酒和果醋制作原理的表达中,正确的选项是()A.果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌B.无论是制作果酒还是果醋,都需要不断充入氧气C.果酒和果醋制作过程中都有气体产生D.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵答案D解析 果酒制作需要的微生物是酵母菌,果醋制作需要的微生物是醋酸菌,A错误;由于酵 母菌要在无氧状态下才能产生酒精,所以在酒精发酵阶段不能通入氧气,B错误;酵母菌在 发酵过程中始终有气体产生,而醋酸菌在缺少糖源时的发酵过程无气体产生,C错误;酵母 菌可以通过无氧呼吸将葡萄糖转化成酒精,醋酸
12、菌可以在氧气和糖源都充足的条件下将葡萄 糖转化为醋酸,D正确。15 .以下图甲、乙分别为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程图和发酵装置示意图。以下相关分析正确的选项是(不定项X)苹果也苹果块榨汁 苹果汁苹果醋必苹果酒十J甲苹果也苹果块榨汁 苹果汁苹果醋必苹果酒十J甲A.过程要先清洗后切块以减少杂菌的污染B.过程发酵所用的酵母菌无具膜结构的细胞器C.过程中为保证无氧环境,应将果汁装满发酵瓶D.过程需要将发酵装置中的充气口开关翻开答案AD解析 过程要先清洗苹果后切块以减少杂菌的污染,A正确;过程为果酒发酵,利用的 微生物是酵母菌,酵母菌属于真核生物,有线粒体、内质网等具膜结构的细胞器,B错误; 苹果
13、汁装瓶过程中,瓶中要留出大约1/3的空间,这样有利于发酵初期酵母菌的大量繁殖, 同时可以防止发酵旺盛时发酵液溢出,C错误;过程为果醋发酵,利用的微生物是醋酸菌, 醋酸菌是好氧细菌,故发酵装置中的充气口开关应开启,D正确。16 .某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验,以下相关表达错误的选项是(不 定项X)A.果酒和果醋的制作可用同一个装置,但需控制不同发酵条件B.先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵C.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖答案BC解析当缺少糖源时,醋酸菌先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸,
14、因此,应先隔绝空 气进行果酒发酵,然后供氧进行果醋发酵,B错误;与自然发酵相比,人工接种的发酵获得 的产品品质更好,C错误。17 .在泡菜制作期间,由于乳酸菌的发酵作用,发酵产物乳酸不断积累,因此可以根据 微生物的活动情况和乳酸积累量,将泡菜发酵过程分为三个阶段:发酵初期、发酵中期、发 酵后期。请回答以下问题:发酵初期:蔬菜刚入坛时,其外表带入的微生物中大肠杆菌和酵母菌等较为活跃。其中酵 母菌最初的细胞呼吸方式是 o发酵中期:由于发酵初期乳酸菌的发酵作用,乳酸不断积累,pH下降,厌氧环境形成, 乳酸菌代谢活跃,并产生大量乳酸。分析此时期坛内其他微生物的活动情况及原因:由于pH的降低,大肠杆菌、
15、酵母菌等的活动受到抑制;。发酵后期:在此期间继续进行乳酸发酵,乳酸含量继续增加,当乳酸含量到达一定值后, 发酵速度会逐渐变缓甚至停止,主要原因是 O 此阶段泡菜酸度过高,风味已不协调。(4)请在坐标图中画出泡菜腌制过程中乳酸菌数量和乳酸含量的变化趋势。乳酸含量发酵时间答案(1)有氧呼吸(2)由于氧气耗尽,需氧型微生物的活动受到抑制 (3)pH过低,乳酸菌的代谢活动受到抑制(4)如下图解析(1)发酵初期,泡菜坛中有较多氧气,酵母菌进行有氧呼吸。(2)发酵中期,pH降低,大肠杆菌、酵母菌等的活动受到抑制;氧气缺乏,需氧型微生物的活动受到抑制。(3)发酵后 期,pH过低,乳酸菌的代谢活动受到抑制。(
16、4)随着发酵过程的进行,乳酸不断积累,最后 维持稳定;乳酸含量过高,会抑制乳酸菌的生长,故乳酸菌数量先增多后减少。18 .下面是家庭酿造甜米酒的具体操作过程:先将米加热煮至七成熟,待其冷却至30 左右, 加少许的水和一定量的“酒药”(实际是酵母菌菌种),与米饭混合后置于一瓷坛内,在米饭 中央挖一小洞,加盖后置于适当地方保温(约20 )即可。请从以下儿个方面对此发酵过程作 简单的分析:先将米煮一煮的目的主要是 O为什么要冷却到30 C左右后才能加入“酒药”?在米饭中央挖一小洞的原因是O(4)发酵坛并没有完全密封,坛内无氧发酵的环境是如何形成的?家庭酿酒的关键是保温和放“酒药”,如果米的量很多而放
17、的“酒药”太少,常常导致甜米酒变质而使酿造失败,其主要原因是 答案(1)杀灭其他杂菌,并使淀粉易于利用过高的温度会抑制或杀死酵母菌有利于透气,保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气,以便短时间内能够迅速繁殖(4)酵母菌有氧呼吸消耗了大量氧气,同时产生一局部水,使容器中发酵液增多,淹没米饭, 从而形成无氧环境(5)加的“酒药”太少,造成酵母菌起始密度过低,不能迅速增殖成为优势菌种,从而导致杂 菌污染二、尝试制作传统发酵食品梳理教材知识夯实基础一、制作泡菜.所需菌种乳酸菌(1)分布广泛:空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。代谢类型:异养厌氧型。常见种类:乳酸链球菌和乳酸杆菌。1 .制作原理
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