2024届高考生物一轮专题复习专题13 发酵工程讲义

发酵工程 考点一：传统发酵技术 1. 腐乳的制作 · 发酵：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。 · 腐乳制作的原理 菌种 青霉、毛霉、曲霉、酵母等，主要是毛霉 代谢类型 异养需氧型 繁殖方式 孢子生殖 前期发酵 主要是毛霉等微生物生长。需要满足微生物生长所需要的适宜的温度、充足的氧气、一定的湿度 后期发酵 是微生物生长产生的酶发挥作用的过程。需要抑制微生物的生长，主要是控制高盐、无氧等条件，同时加入酒和香辛料 · 腐乳的制作流程 让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。 2. 制作泡菜 · 泡菜制作的原理 （1）菌种：乳酸菌。 分布：广泛分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等处。 代谢类型：异养厌氧型。 常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。 （2） 发酵原理：乳酸菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸。 · 泡菜制作的实验设计 （1）制作流程 （2）准备材料 选择泡菜坛：选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。 选择原料：质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕，无斑点。 （3） 制作过程 原料处理：将鲜菜修整、清洗、阳光下晾晒到菜表皮萎蔫时收起，切成条状或片状。 配制盐水：按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水，并将盐水煮沸冷却。 装坛：将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛中，装至半坛时放入香辛料，继续装到八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。 封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。要注意经常补充水槽中的水。 成品：将封好的坛子，放在室温环境中约15天，便可制成清脆爽口的泡菜。 （4）腌制条件：在腌制过程中，要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。 3. 果醋和果酒的制作 （1）果酒的制作原理 菌种：酵母菌。 代谢类型：兼性厌氧型。 最适生长温度：20℃左右。 （2）果酒发酵原理： 在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。反应式：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O。 在无氧条件下，进行酒精发酵，产生酒精。反应式：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2。 （3）菌种来源：自然发酵过程中，来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 （4）果醋的制作原理 菌种：醋酸菌。 代谢类型：需氧型。 最适生长温度：30～35℃。 （5）果醋发酵原理： 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。反应简式：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。 · 果醋和果酒的制作流程 （1）实验流程 （2）实验装置 充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气； 排气口：排出酒精发酵时产生的CO2； 出料口：用来取样。 （3）发酵条件 果酒制作 果醋制作 温度 18～25℃ 30～35℃ 时间 10～12d 7～8d 通气 先通气后密封，或预留约1/3的空间 始终通气 （4）操作要求 器具的清洗、消毒：榨汁机要洗净晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒。 材料的选择和处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗1～2遍除去污物后，再去枝梗。 榨汁装瓶：将冲洗干净并除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁，然后将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间，并封闭充气口。 发酵： ①制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d，每天定时排出发酵产生的CO2，10d后开始从出料口抽样，监测酒精浓度或菌体数量。 ②制葡萄醋的过程中，用充气泵不断从充气口泵入空气，温度严格控制在30～35℃，发酵7～8d，即可制成果醋。 酒精检测 ①检测试剂：重铬酸钾。 ②检测条件：酸性条件。 ③实验现象：呈现灰绿色。 1. 腐乳制作过程中防止杂菌污染的措施 前期发酵即让豆腐长出毛霉时不需严格灭菌，在后期发酵中要防止杂菌污染。 （1）用来腌制腐乳的玻璃瓶，在洗刷干净后要用沸水消毒。 （2）装瓶时，操作要迅速、小心。豆腐块分层放置，分层加盐，接近瓶口表面的盐铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。 （3）加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。 2. 泡菜发酵的过程 （1）发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和CO2等。由于有较多的CO2产生，气泡会间歇性地从坛沿水槽中放出，使坛内逐渐形成无氧状态。此时泡菜液的含酸量约为0.3%～0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味