第1章 第1节 传统发酵技术的应用(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3（人教版2019 多选）

第1节　传统发酵技术的应用 学习目标 1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品 生命观念 2.概述微生物发酵的基本原理 科学思维 3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足 科学探究 一、发酵与传统发酵技术 1．发酵的概念：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。 2．传统发酵技术 二、尝试制作传统发酵食品 1．传统发酵食品制作所利用的微生物 2．制作泡菜 (1)与泡菜制作有关的菌种——乳酸菌 乳酸菌是在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。　 (2)泡菜制作的流程 3．制作果酒和果醋 (1)菌种来源 附着在新鲜水果果皮表面大量的不同种类的野生酵母菌和空气中的醋酸菌。 (2)方法步骤 我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸泡活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。这些是传统发酵技术的应用，结合所学知识判断： (1)制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵(√) (2)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件(×) (3)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精(√) (4)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在乙酸发酵过程中要始终通入氧气(√) (5)只有在糖源充足的情况下才能进行乙酸发酵(×) 　　　　　　　　　　　　　　探究点一　制作泡菜 1．泡菜制作过程中，应选择无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛；而且向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水。探究下列问题： (1)用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？ 提示　用水封闭坛口的目的是使坛内与坛外空气隔绝，这是最简易的造成无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。 (2)制作泡菜过程中，要配制质量分数为5%～20%的盐水，请写出配制盐水时以下物质或操作的作用或目的： ①盐的作用：调味、抑制微生物生长，所以盐含量过低会造成细菌污染。 ②煮沸的目的：杀菌(杀灭水中的微生物及除去水中氧气)。 ③冷却：是为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动。 2．某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”；在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果如图，探究下列问题： (1)据图分析，泡菜发酵时间是不是越长越好？ 提示　不是；泡菜发酵时间长，亚硝酸盐含量低，但是发酵时间过长，会产生其他有害物质。11～13天食用比较好，此时亚硝酸盐含量低。 (2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？ 提示　盐浓度过高，杀死了乳酸菌等微生物。 (3)加入“陈泡菜水”的目的是什么？ 提示　“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。 [思维拓展] 泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析其可能的原因。 提示　泡菜坛密封不严，或取食工具不卫生，或盐和水的比例不适当等，都会引起杂菌滋生，泡菜变质。 1．泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 2．泡菜制作的注意事项 注意事项 具体操作 泡菜坛的选择 应选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛 控制严格的厌 氧条件 ①选择合适的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧容器；②盐水煮沸后冷却待用；③装坛时压实，盐水没过全部菜料；④泡菜坛用水封口，不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，发酵期间不开盖，并注意在发酵过程中经常补水 控制适宜的发酵温度 温度过高易滋生杂菌，过低不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长 控制发酵时间 发酵时间过短，会造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加 1．(2024·日照质检)下列有关泡菜制作的叙述，正确的是(　　) A．泡菜制作过程中食盐用量越低有利于乳酸菌的生长 B．制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染 C．蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高 D．将配制好的盐水煮沸后冷却待用，冷却的目的是降低水中氧气的含量 解析　制作泡菜过程中食盐用量过低易造成杂菌大量繁殖，A错误；制作泡菜时泡菜坛要密封，主要是为乳酸菌的生长繁殖创造无氧条件，B错误；蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高，C正确；盐水煮沸后冷却的目的是避免高温杀死乳酸菌，D错误。 解析　答案　C 2．(2024·大连期中)泡菜是我国的传统食品之一，其制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组查阅资料得到如图曲线。下列相关叙述错误的是(　　) A．乳酸菌发酵的产物是乳酸和亚硝酸盐 B．用水密封泡菜坛的目的是创造无氧环境 C．与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用 D．pH呈下降趋势的原因是乳酸菌发酵产物的积累 解析　乳酸菌发酵的产物是乳酸，亚硝酸盐不是乳酸菌的产物，A错误；乳酸菌是严格厌氧微生物，制作泡菜时用水密封泡菜坛，其目的是保持无氧的环境，B正确；从图中曲线可看出第8天后亚硝酸盐含量与之前相比含量降低，故与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，C正确；在此过程中乳酸菌进行了乳酸发酵，产生的乳酸导致泡菜坛内pH下降，D正确。 答案　A 　　　　　　　　　　　　　　探究点二　制作果酒和果醋 如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，探究下列问题： (1)从酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸代谢产物的角度思考酒精发酵过程中“先来水”和“后来酒”的原因是什么？ 提示　“先来水”的原因是酵母菌先进行有氧呼吸产生水。“后来酒”的原因是在无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。 (2)过程①～④所需的最适温度基本相同吗？ 提示　不相同，过程①②③为酵母菌的呼吸作用，最适宜温度为18～30 ℃；④为醋酸菌的代谢过程，最适宜温度为30～35 ℃。 (3)根据酵母菌和醋酸菌的代谢特点，分析它们在代谢过程中吸收和释放的气体。 提示　酵母菌属于兼性厌氧型微生物，在有氧呼吸过程中需要氧气，在无氧呼吸过程中不需要氧气，但都能产生二氧化碳；醋酸菌属于好氧细菌，在代谢过程中需要吸收氧气，糖源充足时产生二氧化碳，缺少糖源时不产生二氧化碳。 (4)制作葡萄酒过程中，每隔12 h左右拧松瓶盖，目的是什么？能否打开瓶盖？为什么？ 提示　拧松瓶盖是放出CO2，防止发酵瓶爆裂。不能打开瓶盖，是避免杂菌污染。 1．果酒、果醋和泡菜制作过程中的条件控制 项目 果酒制作 果醋制作 泡菜制作 温度 18～30 ℃ 30～35 ℃ 室温 气体 先通气一段时间后再密封发酵，预留发酵容器1/3的空间。每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，防止发酵瓶爆裂 需不断通入氧气(无菌空气) 向坛盖边沿的水槽中注满水，密封发酵容器 杂菌 ①实验材料的冲洗和实验用具的消毒； ②酸性的发酵液具有抑菌的作用； ③发酵菌种迅速形成优势种 2.发酵过程中关注“三个变化” (1)果酒发酵过程中酵母菌数量和酒精含量的变化 ①菌体数量的变化：发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；发酵中期，形成无氧环境，酵母菌数量增加缓慢，最后达到稳定；发酵后期，由于酒精含量较高，可能会导致酵母菌大量死亡。 ②酒精含量的变化：发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，酒精含量很低；发酵中期，酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精，酒精含量增加；发酵后期，由于酒精含量升高，酵母菌大量死亡，酒精含量不再增加。 (2)果酒、果醋制作过程中pH的变化 ①果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液，使发酵液pH下降，最后趋于稳定。 ②果醋发酵时产生的乙酸溶于发酵液，使发酵液pH下降，最后趋于稳定。 (3)果酒和果醋的制作过程中发酵液的变化 酒精发酵时，发酵液有酒味，有气泡和泡沫，颜色加深变成深红色(以紫葡萄作原料)；乙酸发酵时，发酵液有酸味，无气泡和泡沫，发酵液浑浊，液面形成白色菌膜。 3．证明葡萄汁转化成葡萄酒是酵母菌发酵所致 需要设置对照实验，将葡萄汁进行彻底灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1/3空间，A组加入酵母菌，B组不加，置于适宜条件下，一段时间后检测发现：A组有酒精产生，B组无酒精产生，则可证明葡萄汁转化成葡萄酒是酵母菌发酵所致。 3．(2024·湖北卷)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A．食用醋的酸味主要来源于乙酸 B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D．葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 解析　醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时，能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。乙酸有酸味，因此，食用醋的酸味主要来源于乙酸，A正确。醋酸菌是好氧细菌，不适宜在无氧条件下生存，B正确。当缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此，醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确。醋酸菌为原核生物，其不含有线粒体，D错误。 答案　D 4．(不定项)(2024·苏州期中)如图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。下列有关叙述正确的是(　　) A．苹果要先切块后清洗以减少杂菌的污染 B．发酵瓶中留约1/3的空间可防止过程③发酵时发酵液溢出 C．酵母菌发酵和醋酸菌发酵所需的温度基本相同 D．过程④需要将发酵装置中的充气口开关打开 解析　苹果如果先切块再清洗，内部组织容易被杂菌污染，所以应先清洗后切块，A错误；发酵瓶中留约1/3的空间既有利于发酵初期酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，又可防止过程③发酵时发酵液溢出，B正确；酵母菌发酵和醋酸菌发酵所需的温度不同，前者的适宜温度是18～30 ℃，后者是30～35 ℃，C错误；过程④为果醋发酵，参与果醋发酵的醋酸菌是好氧细菌，因此该过程中发酵装置中的充气口要一直处于打开状态，并适时通入无菌空气(或氧气)，D正确。 答案　BD [课堂小结] [课堂巩固] 1．下列有关传统发酵技术的叙述，错误的是(　　) A．醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生乙酸 B．酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精 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 解析　醋酸菌是好氧型细菌，能在氧气充足的情况下将乙醇转化为乙酸；酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖产生酒精；泡菜是利用乳酸菌的发酵；腐乳的制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶。 答案　A 2．某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是(　　) A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁 B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁 C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气 D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行乙酸发酵 解析　制作葡萄酒时，选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄略加冲洗，并除去枝梗，A正确；发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，不能装满，这样既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时发酵液溢出，B错误；酒精发酵过程中会产生二氧化碳，为了释放出二氧化碳，要根据发酵进程适时拧松瓶盖放气，C正确；由于乙酸发酵使用的菌种为醋酸菌，醋酸菌为好氧细菌，为了给醋酸发酵提供充足的氧气，并防止空气中的杂菌污染，酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行乙酸发酵，D正确。 答案　B 3．(不定项)(2024·淄博四中检测)下列有关传统发酵技术应用的叙述，不正确的是(　　) A．传统发酵技术的操作过程是在严格无菌的条件下进行的 B．果醋发酵液中，液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度 C．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养后密封发酵 D．用带盖瓶子制作葡萄酒时，拧松瓶盖的间隔时间不一定相同 解析　现代发酵技术的操作过程是在严格无菌的条件下进行的，传统发酵技术的操作过程并不是在严格无菌的条件下进行的，A错误；醋酸菌是好氧细菌，制作果醋的发酵液中，液面处的醋酸菌密度高于瓶底处的密度，B错误；乳酸菌是厌氧细菌，利用乳酸菌制作酸奶的过程中，应一直密封发酵，C错误。 答案　ABC 4．在泡菜的制作过程中，下列有关叙述错误的是(　　) A．制作的原理是乳酸菌有氧呼吸产生乳酸 B．泡菜坛要选择密封性好的坛子 C．盐水要淹没全部菜料 D．制作时间与温度有关 解析　泡菜制作的原理是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，A错误；因为乳酸菌是厌氧型微生物，所以泡菜坛要选择密封性好的坛子，否则蔬菜容易腐烂，B正确；制作泡菜时，盐水要淹没全部菜料，以便于乳酸菌无氧发酵，C正确；温度影响乳酸菌的代谢速率，所以泡菜制作时间与温度有关，D正确。 答案　A 5．(2024·济宁期中)如图是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图。请据图回答下列问题： (1)A和B装置中，适用于果醋制作的是______，判断的理由是______________________。 (2)在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于______________________________。 (3)醋酸菌是一种好氧细菌，只有当条件适宜时，才能进行旺盛的生理活动。当________都充足时，醋酸菌通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；在缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转化为________，再进一步转变为乙酸。 (4)进行果酒制作时，A装置中的发酵液不能装满，从微生物代谢的角度分析，其目的是________________________________________________________________________，该发酵需要的温度条件是________ ℃。 (5)C装置是制作________的装置，其中在发酵坛盖沿上加水的目的是_______________ ____________________________________________________。 解析　(1)A装置属于密封装置，B装置有通气孔，A和B装置中，适用于果醋制作的是B装置，因为醋酸菌是好氧细菌，发酵容器需要设有通气孔。(2)在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌。(3)醋酸菌是一种好氧细菌，只有当条件适宜时，才能进行旺盛的生理活动。当糖源和氧气都充足时，醋酸菌可将糖分解成乙酸；在缺少糖源的条件下，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，再进一步转变为乙酸。(4)A装置中的发酵液不能装满，因为果酒制作初期，酵母菌要进行有氧呼吸产生大量能量以满足自身大量繁殖，酵母菌酒精发酵需要的温度条件是18～30 ℃。(5)C装置是制作泡菜的装置，其中在发酵坛盖沿上加水的目的是增强密封性，创造无氧环境。 答案　(1)B　该装置可不断通气，以满足制作果醋时醋酸菌对氧气的需求　(2)附着在葡萄皮上的野生酵母菌　(3)氧气和糖源　乙醛　(4)满足酵母菌进行有氧呼吸时对氧气的需求　18～30　(5)泡菜　增强密封性，创造无氧环境 学科网（北京）股份有限公司 $$