2024届高考生物学晨读暮诵：（25）传统发酵技术与微生物的应用

（25）传统发酵技术与微生物的应用 ——2024届高考生物学晨读暮诵 考点1 传统发酵技术 一、传统发酵技术 1.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 2.实例：腐乳制作 （1）参与微生物：毛霉、酵母、曲霉等 （2）原理：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收 3.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 （2）形式：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通过是家庭式或作坊式的 （3）产物：腐乳、酱油、醋、泡菜、豆豉、酱等 二、尝试制作传统发酵食品 1.泡菜制作的原理 （1）菌种：乳酸菌。 a.分布：广泛分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等处。 b.代谢类型：异养厌氧型。 c.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。 2.泡菜制作的实验设计 a.制作流程 b.准备材料 ①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。 ②选择原料：质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕，无斑点。 c.制作过程 ①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。 ②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。 ③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。 ④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。 ⑤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。 d.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.果醋和果酒的制作原理 （1）果酒的制作原理 a.菌种：酵母菌。 ①代谢类型：兼性厌氧型。 ②最适生长温度：20℃左右。 b.发酵原理： ①在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。 反应式：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O。 ②在无氧条件下，进行酒精发酵，产生酒精。 反应式：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2。 c.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。 （2）果醋的制作原理 a.菌种：醋酸菌。 ①代谢类型：需氧型。 ②最适生长温度：30～35_℃。 b.发酵原理： ①当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 ②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。 4.果醋和果酒的制作流程 （1）实验流程 （2）实验装置 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； ③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 a.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。 b.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。 c.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。 d.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。 （5）酒精检测 a.检测试剂：重铬酸钾。 b.检测条件：酸性条件。 c.实验现象：呈现灰绿色。 考点2 发酵工程 一、发酵工程的含义 利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 二、发酵工程与传统发酵技术相比的特点 主要以可再生资源为原料；反应条件温和；环境污染较少；能生产目前不能生产或通过化学方法生产困难的性能优异的产品；投资较少。 三、发酵工程的基本环节 1.菌种的选育（诱变育种、基因工程和细胞工程） 2.扩大培养 3.培养基的配制 4.培养基和设备的灭菌 5.接种（注意防止杂菌的污染，发酵罐冷却后才可加入） 6.发酵罐内发酵——中心环节 需严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 7.产品的分离和提纯 （1）菌体可采用过滤、沉淀等方法