第1章 发酵工程【速记清单】-2024-2025学年高二生物单元速记·巧练（人教版2019选择性必修3）

第1章 发酵工程 内容导航 01 思维导图 知识串联重难点1传统发酵食品的制作 重难点2培养基的配制、无菌技术和微生物的培养 重难点3微生物的选择培养、微生物的分离与计数 重难点4发酵工程的基本环节、发酵工程的应用 02 考点速记 核心必记 03 重难专攻 素养提升 04 教考衔接 科学练题 （详图见附件PDF）01 思维导图 02 考点速记 第1节 传统发酵技术的应用 一、发酵与传统发酵技术 1．发酵的概念：发酵是指人们利用 ，在适宜的条件下，将原料通过 转化为人类所需要的产物的过程。 2．腐乳的制作 (1)参与的微生物：多种微生物参与了豆腐的发酵，如 和毛霉等，其中起主要作用的是 。 (2)腐乳的特点：经过微生物的 ，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的 ，味道鲜美，易于 ，便于 。 3．传统发酵技术 (1)概念：直接利用 中天然存在的 ，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等 中的 进行发酵、制作食品的技术。 (2)类型：传统发酵以 的 发酵及 发酵为主，通常是 式的。 (3)发酵产品：利用传统发酵技术制作的食品有 等，它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。 二、尝试制作传统发酵食品 1.相关菌种 （1）乳酸菌 ①分布及常见菌种：乳酸菌种类很多，在自然界中分布 。常见的乳酸菌有 。 ②代谢及反应式：乳酸菌是 （需氧、厌氧、兼性厌氧）细菌，在 的情况下能将葡萄糖分解成 ，反应简式为： 。 （2）酵母菌 ①分布：酵母菌是一类单细胞 ，在一些含 量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。 ②代谢及反应式：酵母菌能以多种糖类作为营养物质和 的来源，酵母菌是 微生物,在有氧条件下，酵母菌进行 呼吸，大量繁殖，反应式为： ；在无氧条件下，酵母菌能进行 发酵，反应式为： 。 ③应用及影响因素：酵母菌可用于 等。 是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为 ℃。 （3）醋酸菌 ①代谢及反应式：醋酸菌是 细菌，当 都充足时能将糖分解成醋酸，反应式为： ；当缺少 时则将乙醇转化为乙 醛，再将乙醛变为醋酸，反应式为： 。 ②应用及影响因素：醋酸菌可用于制作各种风味的 。多数醋酸菌的最适生长温度为 ℃。 2.制作传统泡菜 （1）菌种来源：制作传统泡菜是利用 的乳酸菌来进行发酵的。发酵期间，乳酸会 ，当它的质量百分比为 %时，泡菜的口味、品质最佳。 （2）方法步骤：①配制盐水：用清水和食盐配制质量百分比为 的盐水，并将盐水 待用。②原料加工：将新鲜蔬菜洗净、切块(或条)、晾干。③装坛：蔬菜装入坛内，装至 时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，注入 好的盐水，使盐水 ，盖好坛盖。④封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中 ，并在发酵过程,中注意经常 ，根据室内 ,控制发酵时间。 3.制作果酒和果醋 （1）菌种来源：许多 水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的 ，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。在 条件下，果酒经 作用还可以进一步发酵成果醋。 （2）方法步骤：①器具消毒：将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用 为70%的酒精消毒， 备用。②冲洗葡萄：取新鲜葡萄，用清水冲洗1〜2次,再 ，沥干。③ ：用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中，留有大约 的空间，盖好瓶盖。④酒精发酵：将温度控制在 ℃进行发酵。在发酵过程中，每隔12h左右 ，此后再拧紧瓶盖。发酵时间为 d。可通过 来对发酵的情况进行监测。⑤醋酸发酵：当葡萄酒制作完成后， ，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为 ℃,时间为 d。 三、传统发酵食品与工业大规模生产区别 传统发酵食品的制作过程利用了 的菌种。 等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了 ，工业上大规模生产时，通常会先通过 技术获得 菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。 第2节 微生物的培养技术及应用 一 微生物的基本培养技术 一、培养基的配制 1．培养基的概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。 2．作用：培养基用以 微生物或积累其 。 3．培养基种类：不含 （如琼脂）、呈液体状态的培养基为 ，呈固体状态的培养基为 。在液体培养基中加入琼脂后制成的 ，是实验室中最常用的培养基之一。 4．培养基的营养构成：各种培养基的具体配方不同，但一般都含有 。此外还需满足微生物生长对 的要求。 二、无菌技术 1.实现无菌技术的途径：获得纯净的微生物培养物的关键是 ，因此，无菌技术应围绕着 展开，主要包括 工作，具体包括两个方面：对操作的空间、操作者的衣着和手进行 ；将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行 。做好上述工作后，要注意避免 ，其目的是 ，因此，接下来的许多操作都应在超净工作台并在 附近进行。 2.常用的消毒和灭菌方法： （1）消毒方法：常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒等。日常生活中经常用到 消毒法；对于一些不耐高温的液体，如牛奶，则可使用 消毒法。此外,人们也常使用 进行消毒，如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等，除了以上方法，还常用 进行消毒，运用此方法时，适量喷洒 等消毒液，可以加强消毒效果。 （2）灭菌方法：常用的灭菌方法有 等。其中， 是一种利用沸水、流通蒸汽或 进行灭菌的方法，其中 灭菌的效果最好；对于耐高温的和需要保持干燥的物品，可以采用 灭菌；对于微生物的接种工具或其他金属用具应采用 灭菌，此外，在接种过 程中，试管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通过 来灭菌。 三、微生物的纯培养 1．概念：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的 的群体称为培养物。由 繁殖所获得的 称为纯培养物， 就是纯培养。 2．步骤：微生物的纯培养包括 等步骤。 四、酵母菌的纯培养（以酵母菌的纯培养为例） 1.原理：采用 能将单个微生物分散在 培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是 。 2.步骤 (1)制备培养基：制备马铃薯琼脂培养基的正确顺序为： （用文字、“→”表示）。 (2)接种和分离酵母菌：通过 在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步 到培养基表面。经过数次划线后 ，可以分离得到 。 (3)培养酵母菌：完成平板划线后，待 ，将接种后的平板和 倒置，放入 ℃左右的恒温培养箱中培养24～48 h。 二 微生物的选择培养和计数 一、选择培养基 1.原理：人为提供有利于 生长的条件(包括 等)，同时 其他微生物的生长。 2.实例：水生栖热菌能在 ℃的高温条件下生存，而 在此条件下不能生存。据此，科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌,进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶目前已被广泛用于 的 (PCR)。 3.定义：在微生物学中，将允许 的微生物生长，同时 其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。 二、微生物的选择培养（以培养土壤中分解尿素的细菌为例） 1.方法：对样品进行充分 ，然后将 涂布到制备好的 培养基上，也就是要釆用 法，待 后，将平板 、培养。在涂布有 的平板上就可以观察到分离的单菌落。 2.操作过程 （1）系列稀释操作：如下图所示，在编号为1×102～1×107试管中分别盛有9mL ；将10g土样加入盛有 的锥形瓶中， ；取1mL上清液加入盛有 的试管中，依次 。 （2）涂布平板操作：第1步：取菌液——取0.1mL菌液，滴加到 表面；第2步：涂布器消毒——将涂布器浸在盛有 的烧杯中；第3步：涂布器灭菌——将涂布器放在火焰上灼烧，待 后，再进行涂布；第4步：涂布平板：用涂布器将 均匀地涂布在培养基表面。涂布时可 ，使涂布均匀。 （3）培养：待 后，将平板 ，放入 中培养1～2 d。 三、微生物的数量测定 1.稀释涂布平板法 （1）原理：当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的 。通过统计平板上的 ，就能推测出样品中大约含有多少 。 （2）计数原则：一般选择菌落数为 的平板进行计数。样品的 将直接影响平板上的菌落数目，通常选用 的样品液进行培养。在同一稀释度下，应至少对 个平板进行重复计数，然后求出 。 （3）注意事项：用稀释涂布平板法统计活菌数目时，统计的 往往比 的实际数目少，这是因为当 时，平板上观察到的只是 菌落。因此，统计结果一般用 而不是用活菌数来表示。 2.显微镜直接计数法：该方法利用特定的 计数板，在 下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是 的总和。 四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.基础知识：绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成 酶的微生物才能分解尿素。利用以 作为唯一氮源的 培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 2.实验设计 (1)土壤取样：取酸碱度接近 且 环境中的距地表约 cm的土壤层。 (2)样品的稀释：测定土壤中细菌的数量，一般选用 倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放 （宽、窄）一点，以保证能从中选择出菌落数在 的平板进行计数。 (3)微生物的培养与观察 ①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养 和培养时间。细菌一般在3 ℃的温度下培养 d。 ②观察记录：记录菌落数目时，每隔 h统计一次菌落数目，选取 时的记录作为结果；一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出 的菌落特征，最好以表格的形式将不同菌落的特征记录下来，这些特征包括菌落的 等。 3．操作提示 (1)安全操作：将涂布器从酒精中取出时，要 ，然后再放在火焰上灼烧。不要将 的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。 (2)无菌操作：取土样的用具在使用前都需要 ；实验操作均应在 进行；操作完成后，一定要 。 (3)做好标记：本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前 。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的 等。 (4)制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高 ，在操作时有条不紊。 4.结果分析与评价 （1）培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出菌落：对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明 。牛肉膏培养基的菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明 。 （2）样品的稀释操作是否成功：如果得到了 菌落数目在 的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行 。 （3）重复组的结果是否一致：如果学生选取的是同一种土样，统计的结果 。如果结果相差太远，则需分析产生差异的原因。 第3节 发酵工程及其应用 一、发酵工程的基本环节 1.发酵工程的基本环节：下图为发酵工程的基本环节图，图中①～⑤处所填写的内容依次是： 。 2.发酵工程基本环节解读 （1）选育菌种：选育菌种对应上图中序号 ，性状优良的菌种可以从 中筛选出来，也可以通过 育种或 育种获得。 （2）扩大培养：由于工业发酵罐的体积较大，接入的菌种总体积也较大。所以，在发酵之前需要 。 （3）配制培养基：在 之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要 才能确定。 （4）灭菌：灭菌对应图中序号 ，此操作是指对 进行严格的灭菌。该操作后即可进行接种，即图中序号 对应的操作。 （5）发酵：发酵是发酵工程的 ，对应图中序号 。在发酵过程中，要随时检测 等，以了解发酵 。还要及时添加 ，要严格控制 等发酵条件。现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的 等进行监测和控制；还可以进行 ，使发酵全过程处于最佳状态。 （6）分离、提纯产物：该操作对应上图中序号 。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用 等方法将 ，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据 釆取适当的 措施来获得产品。 3．发酵罐：下图为发酵罐示意图，图中①～⑤处所填写内容依次为： 。 二、发酵工程的应用 1.在食品工业上的应用 (1)利用发酵工程 。例如，以 为主要原料，利用产生 的霉菌生产酱油。以谷物或 等为原料，利用 发酵生产各种酒类。发酵工程使这些产品的 明显提高。 (2)利用发酵工程生产各种各样的 。食品添加剂可以增加 ，改善 ，有时还可以延长 。许多食品添加剂都能通过 生产。例如，柠檬酸可以通过 的发酵制得。由 发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 （3）利用发酵工程生产 ：有α-淀粉酶、 、果胶酶、 和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、改进 、简化 、改善产品的 、延长食品 和提高产品 等方面。这些酶制剂除少数由 外，绝大多数也是通过 生产的。 2.在医药工业上的应用 （1）应用：发酵工程可以生产 等。基因工程、 等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。人们可以釆用 的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物；或者直接对 进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。 （2）实例：生长激素释放抑制激素最初从 中提取，远远不能满足需要，利用经过 改造的微生物进行 生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。将乙型肝炎病毒的抗原基因转入 ，再通过 生产乙型肝炎疫苗。未来甚至还可能利用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的 等化合物。 3.在农牧业上的应用 （1）生产 ：利用微生物在代谢过程中产生的 等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。常见的有 等。有的微生物肥料还可以抑制土壤中 的生长，从而减少病害的发生。 （2）生产 ：微生物农药利用 来防治病虫害。微生物农药作为 防治的重要手段，将在农业的 方面发挥越来越重要的作用。例如，苏云金杆菌可用来防治 多种农林虫害，利用 可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素—— 可以用于防治水稻枯纹病。 （3）生产 ：利用微生物含有丰富的 ，生长繁殖速度 等特点，通过发酵获得大量的 ，即单细胞蛋白。用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为 ；用单细胞蛋白制成的 ，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。另外，在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料 ，动物食用后还能提高 。 (4)在其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产 等能源物质。一些极端微生物已应用于生产实践，如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产 ， 有助于提高热敏性产品的产量。 03 重难专攻 重难点1传统发酵食品的制作 （1）运用归纳法分析果酒、果醋和泡菜制作的原理 不同发酵产品究其本质是其制作原理不同，解答有关试题的关键是掌握常见的果酒、果醋和泡菜制作的原理等，归纳如下： 项目 果酒的制作 果醋的制作 泡菜的制作 原理 在有氧时,酵母菌大量繁殖；在无氧时，酵母菌进行酒精发酵 当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成乙酸；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 在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸 反应 简式 C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量 C6H12O6＋2O22CH3COOH（醋酸）＋2H2O＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH（醋酸）＋H2O＋能量 C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋能量 原料 选择 新鲜葡萄（或苹果）等 萝卜、黄瓜、豇豆等新鲜蔬菜 对氧 需求 前期需氧，后期不需氧 需充足氧 不需氧 共同点 都是天然发酵 （2）发酵装置的选择 a.果酒和果醋发酵改进装置及其分析 装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。 b.制作泡菜时泡菜坛的选择 应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、坛盖和坛吻合好的泡菜坛,也可使用玻璃制作的泡菜坛。 重难点2培养基的配制、无菌技术和微生物的培养 （1）培养基的配制 a.几种微生物的营养和能量来源 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 二氧化碳 铵根离子、硝酸根等 光能 硝化细菌 二氧化碳 氨气 氨气的氧化 根瘤菌 糖类等有机物 氮气 有机物 酵母菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物 不是所有微生物的培养基中都需要加入碳源氮源。 (1)自养型微生物能利用无机碳源(如空气中的CO,),故培养基中不用添加碳源。 (2)固氮微生物可利用N,作为氮源,故培养基中不用加入氮源。 氨是硝化细菌的氮源,硝化细菌利用氧化环境中的氨所释放的化学能,将CO，最终还原为储存能量的有机物,进行的是化能合成作用。 对异养微生物来说,含C、H、0、N的有机化合物(尿素除外)既可能是碳源,又可能是氮源和能源。 b.固体培养基和液体培养基 微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。扩大培养获得大量菌种时常用液体培养基。 （2）常见物品的消毒或灭菌方法 a.消毒方法及适用对象 煮沸消毒法——日常食品、罐装食品等 巴氏消毒法——牛奶等不耐高温的液体 化学药剂消毒法——用酒精擦拭操作者双手、用氯气消毒水源等 紫外线消毒法——接种室、接种箱或超净工作台等 b.灭菌方法及适用对象 灼烧灭菌——接种工具、其他金属用具等- 千热灭菌——玻璃器皿、金属用具等 湿热灭菌——培养基及容器等 重难点3微生物的选择培养、微生物的分离与计数 （1）筛选目的菌株的四种常用方法 a.加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分) 原理——依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以“抑制”不需要的微生物的生长，“促进”所需要的微生物的生长。 举例——在培养基中加入某些抗生素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。 b.改变培养基的营养成分 培养基缺乏氮源时——可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存。 培养基缺乏有机碳源时——异养微生物无法生存，自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物而生存。 c.利用培养基“特定化学成分”分离 当石油为唯一碳源时——不能利用石油的微生物不能生存能够利用石油的微生物能生存，从而分离出能降解石油的微生物。 当尿素为唯一氮源时——不能利用尿素的微生物因缺乏氮源而不能正常生长，能够分解尿素的微生物能利用尿素作为氮源而正常生长。 当培养基中含有丰富的纤维素时——能分解纤维素的微生物具有更多的生存机会面大量繁殖。 d.通过某些“特殊环境”分离 在高盐环境中——可分离得到耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存。 在高温环境中——可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温中因酶失活而无法生存。 重难点4解答发酵工程相关问题的“二看一需” 看代谢类型——通过诱变、基因工程等得到的新菌种其代谢所需最适条件可能发生了变化因此，培养基配方需经过反复试验才能确定。 看最终产品——传统发酵不需对发酵物进行特殊处理而发酵工程必须进行分离、提纯，所采用方法一定要根据产品的理化性质来确定。 需无菌操作——除适宜的外界条件外,必须进行严格的无菌操作，通入的空气也必须进行严格灭菌。 04 教考衔接 1．下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是（　　） A．腐乳制作中参与发酵的菌种众多，其中起主要作用的是毛霉 B．制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌发酵，乳酸菌是厌氧细菌 C．果酒制作的原理是利用酵母菌进行无氧发酵，酵母菌是厌氧真菌 D．果醋发酵的适宜温度为30~35℃，需要在氧气充足的条件下进行 2．中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述不正确的是（    ） A．泡菜制作过程中，密封处理有利于醋酸菌的生长 B．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2 C．米酒制作过程中，将容器密封有利于酵母菌酒精发酵 D．酸奶制作过程中，密封处理有利于乳酸菌发酵 3．下列有关微生物培养基种类及配制原则的表述，正确的是（    ） A．培养霉菌时需将培养基的 pH 调节到中性或微碱性 B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产 C．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子 D．微生物的生长除受营养因素影响外，还受到 pH、O2、渗透压等的影响 4．无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术，主要包括消毒和灭菌。下列相关叙述正确的是（    ） A．在100℃煮沸消毒5～6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢 B．巴氏消毒法在杀死牛奶中所有微生物的同时并不破坏牛奶的营养成分 C．进行动物细胞的传代培养前，需用紫外线对超净工作台进行灭菌处理 D．高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法中效果最好的，可用于培养皿的灭菌处理 5．如图为纯化培养酵母菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是（    ） A．该操作步骤是接种，方法是平板划线法 B．每一次划线菌种的来源都是上一次划线的末端 C．图中酵母菌密度最小的是5处 D．该接种方法不能用于酵母菌的计数 6．嗜热菌又称高温细菌，是一类生活在火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区等高温环境中的微生物。研究者从温泉中筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图1所示。将得到的菌悬液转接于同时含有葡萄糖和淀粉作碳源的固体培养基上培养，得到若干菌落后用碘液作显色处理，结果如图2所示。下列说法错误的是（    ） A．热泉的高温状态淘汰了绝大多数的微生物保留了嗜热菌 B．甲、乙试管为液体培养基，液体培养基能分离获得水生噬热杆菌单菌落 C．丙中噬热菌数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和高温条件 D．图2中周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌 7．丙草胺（C15H22ClNO2）是一种广泛应用的除草剂，能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株，并对其计数（如下图所示），以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是（    ） A．提供适宜的温度，将培养基的pH调至酸性，有利于降解菌的生长繁殖 B．利用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小 C．配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养，可以提高降解菌的浓度 D．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个 8．发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际，下列说法错误的是（　　） A．①为诱变育种，②分离、提纯产物 B．赖氨酸或谷氨酸的生产过程中为使产物源源不断地产生，可采用连续培养的发酵方式 C．由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，在生产过程中常需增加通氧量 D．人工控制微生物代谢的唯一措施是控制生产过程中的各种条件 9．发酵工程技术是生物技术的关键分支，深入研究其在食品中的应用可确保我国食品工业生产稳定进行，具有较高的经济价值、发展价值及实践价值。下列相关叙述错误的是（    ） A．利用发酵工程可生产L-苹果酸、柠檬酸和乳酸等酸度调节剂 B．利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解，经淋洗后可调制成酱油 C．由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸再经一系列处理可制成味精 D．发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径 10．如图1是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图；图2为果酒与果醋发酵装置示意图，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，醋酸菌可将糖分解成乙酸；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)图1C装置是制作 的装置，其中在发酵坛盖沿上加水的目的是 。 (6)酿造葡萄酒时，在榨汁前，要先对葡萄进行 ，再去除枝梗，该步骤可以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被 污染的机会。 (7)用体积分数为 对上述装置进行 后，再装入葡萄汁，将发酵装置放在18~30 ℃的环境中，每天拧开气阀b多次，排出发酵过程产生的大量 。图2装置中d处设计成弯曲形状的目的是 。 (8)10 d之后，利用酸性条件下的 对图2出料口c取样的物质进行检验。若呈 色，则说明产生了酒精。 (9)产生酒精后，在发酵液中加入醋酸菌，然后将装置放在 ℃的环境中，适时打开图2中气阀 向发酵液中充气。充气的原因是 。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$原理:无氧条件下,葡萄糖经孔酸菌发产生酸 制作泡菜 步骤:配制盐水一原料处理→装坛一封坛发醉 原理:无氧条件下,葡萄糖经辞母菌发产生酒精 传统发技术的应用 制作果酒 步骤:器具消毒→冲洗葡萄一榨计一酒精发 原理:有氧条件下,葡萄糖或酒精经醋酸菌发产生乙酸 制作果醋 步骤:器具消毒→冲洗葡萄一榨汗一酒精发一果醋发 一方面要为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件 实验室培养微生物的基本原则 另一方面要确保其他微生物无法混入,并将需要的微生物 分离出来 固体培养基 物理性质 液体培养基 半固体培养基 选择培养基:在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需 培养基的种类 要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长 功能 鉴别培养基:在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用 以鉴别不同种类的微生物 天然培养基:用化学成分不明确的天然物质配制 成分来源 合成培养基:用已知的化学物质配制 一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氛源(提供 元素的物质)和无机盐等营养物质 还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及02的需 培养基的成分 求 微生物的基本培养技术 孔酸杆菌-添加维生素,霉菌-pH调至酸性,细菌-p H调至中性或弱碱性 使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽 灭茵 方法:温热灭蒲法、干热灭菌法、均灭茵法 袍和袍子 微生物的培养技术及应用 对象:器I接种用具、培养基等 无菌技术 使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或 内部一部分微生物 消毒 方法:煮沸消毒法,巴氏消毒法,化学药剂消毒法,紫外 &H 线消毒法 对象:操作空间、操作者的衣着和手等 概念:在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下 形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体 繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得纯培养物的 微生物的纯培养 过程就是纯培养 方法:平板划线法、稀释涂布平板法 实验室中微生物的筛选原理:人为提供有利于目的菌生长 的条件(包括营养、温度和pH等).同时抑制或阻止其他微 生物的生长 允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微 生物生长的培养基 选择培养基 微生物的选择培养和计数 实例:设计培养基把土填稀释液中能分解尿素的细菌分离 出来 稀释涂布平板法(活菌计数) 微生物的计数 显微镜直接计数:利用细菌计数板或血细胞计数板,在显 微镜下观察,计数,统计结果一般是活荫数和死荫数的总 和 发醉工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配 制、灭菌,接种,发,产品的分离、提纯等方面 选育菌种;方法:基因工程育种、诱变育种、性状优良的 菌种可以从自然界中筛选 扩大培养:在发醇前需要对菌种进行扩大培养 配置培养基:根据菌种,选择原料制备培养基 灭菌:对培养基和发设备进行严格灭菌 发醇工程及其应用 接种:将菌种接种到培养基上进行培养 发罐内发醇:发辞工程的中心环节 分离、提纯产物:发产品是微生物细胞本身一采用过 滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品 获得产品 发醇工程的特点:①生产条件温和;②原料来源丰富旦价 格低廉:③产物专一;④废弃物对环境的污染小以及容易 处理 发醇工程的应用:食品、药品,农牧业 第1章 发酵工程 内容导航 01 思维导图 知识串联重难点1传统发酵食品的制作 重难点2培养基的配制、无菌技术和微生物的培养 重难点3微生物的选择培养、微生物的分离与计数 重难点4发酵工程的基本环节、发酵工程的应用 02 考点速记 核心必记 03 重难专攻 素养提升 04 教考衔接 科学练题 （详图见附件PDF）01 思维导图 02 考点速记 第1节 传统发酵技术的应用 一、发酵与传统发酵技术 1．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。 2．腐乳的制作 (1)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。 (2)腐乳的特点：经过微生物的发酵，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，便于保存。 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)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作的食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等，它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。 二、尝试制作传统发酵食品 1.相关菌种 （1）乳酸菌 ①分布及常见菌种：乳酸菌种类很多，在自然界中分布广泛。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。 ②代谢及反应式：乳酸菌是厌氧（需氧、厌氧、兼性厌氧）细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，反应简式为： C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋能量。 （2）酵母菌 ①分布：酵母菌是一类单细胞真菌，在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。 ②代谢及反应式：酵母菌能以多种糖类作为营养物质和能量的来源，酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，反应式为：C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量。 ③应用及影响因素：酵母菌可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。 （3）醋酸菌 ①代谢及反应式：醋酸菌是好氧细菌，当氧气、糖源都充足时能将糖分解成醋酸，反应式为：C6H12O6＋2O22CH3COOH（醋酸）＋2H2O＋2CO2＋能量；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙 醛，再将乙醛变为醋酸，反应式为：C2H5OH＋O2CH3COOH（醋酸）＋H2O＋能量。 ②应用及影响因素：醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。 2.制作传统泡菜 （1）菌种来源：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的。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量百分比为0.4%～0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。 （2）方法步骤：①配制盐水：用清水和食盐配制质量百分比为5%〜20%的盐水，并将盐水煮沸、冷却待用。②原料加工：将新鲜蔬菜洗净、切块(或条)、晾干。③装坛：蔬菜装入坛内，装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，注入冷却好的,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，并在发酵过程,中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度,控制发酵时间。 3.制作果酒和果醋 （1）菌种来源：许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌，在它们作用下，水果可以发酵成果酒。在有氧条件下，果酒经醋酸菌作用还可以进一步发酵成果醋。 （2）方法步骤：①器具消毒：将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。②冲洗葡萄：取新鲜葡萄，用清水冲洗1〜2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。③榨汁：用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中，留有大约1/3的空间，盖好瓶盖。④酒精发酵：将温度控制在18～30℃进行发酵。在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。⑤醋酸发酵：当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30～35℃,时间为7～8d。 三、传统发酵食品与工业大规模生产区别 传统发酵食品的制作过程利用了天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。 第2节 微生物的培养技术及应用 一 微生物的基本培养技术 一、培养基的配制 1．培养基的概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。 2．作用：培养基用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 3．培养基种类：不含凝固剂（如琼脂）、呈液体状态的培养基为液体培养基，呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基，是实验室中最常用的培养基之一。 4．培养基的营养构成：各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。此外还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。 二、无菌技术 1.实现无菌技术的途径：获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，因此，无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括消毒和灭菌工作，具体包括两个方面：对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。做好上述工作后，要注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触，其目的是为了避免周围环境中微生物的污染，因此，接下来的许多操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。 2.常用的消毒和灭菌方法： （1）消毒方法：常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒等。日常生活中经常用到煮沸消毒法；对于一些不耐高温的液体，如牛奶，则可使用巴氏消毒法。此外,人们也常使用化学药物进行消毒，如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等，除了以上方法，还常用紫外线进行消毒，运用此方法时，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。 （2）灭菌方法：常用的灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等。其中，湿热灭菌是一种利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法，其中高压蒸汽灭菌的效果最好；对于耐高温的和需要保持干燥的物品，可以采用干热灭菌；对于微生物的接种工具或其他金属用具应采用灼烧灭菌，此外，在接种过 程中，试管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通过火焰灼烧来灭菌。 三、微生物的纯培养 1．概念：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。 2．步骤：微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 四、酵母菌的纯培养（以酵母菌的纯培养为例） 1.原理：采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 2.步骤 (1)制备培养基：制备马铃薯琼脂培养基的正确顺序为：配制培养基→灭菌→倒平板（用文字、“→”表示）。 (2)接种和分离酵母菌：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。经过数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 (3)培养酵母菌：完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱中培养24～48 h。 二 微生物的选择培养和计数 一、选择培养基 1.原理：人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。 2.实例：水生栖热菌能在70～80℃的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。据此，科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌,进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶目前已被广泛用于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应(PCR)。 3.定义：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。 二、微生物的选择培养（以培养土壤中分解尿素的细菌为例） 1.方法：对样品进行充分稀释，然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上，也就是要釆用稀释涂布平板法，待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置、培养。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。 2.操作过程 （1）系列稀释操作：如下图所示，在编号为1×102～1×107试管中分别盛有9mL无菌水；将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀；取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 （2）涂布平板操作：第1步：取菌液——取0.1mL菌液，滴加到培养基表面；第2步：涂布器消毒——将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中；第3步：涂布器灭菌——将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布；第4步：涂布平板：用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。 （3）培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入恒温培养箱中培养1～2 d。 三、微生物的数量测定 1.稀释涂布平板法 （1）原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。 （2）计数原则：一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。 （3）注意事项：用稀释涂布平板法统计活菌数目时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 2.显微镜直接计数法：该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。 四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.基础知识：绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 2.实验设计 (1)土壤取样：取酸碱度接近中性且潮湿环境中的距地表约3～8cm的土壤层。 (2)样品的稀释：测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放宽（宽、窄）一点，以保证能从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数。 (3)微生物的培养与观察 ①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养温度和培养时间。细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2d。 ②观察记录：记录菌落数目时，每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果；一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，最好以表格的形式将不同菌落的特征记录下来，这些特征包括菌落的形状、大小和颜色等。 3．操作提示 (1)安全操作：将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。 (2)无菌操作：取土样的用具在使用前都需要灭菌；实验操作均应在火焰旁进行；操作完成后，一定要洗手。 (3)做好标记：本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。 (4)制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 4.结果分析与评价 1.培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出菌落：对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落。 2.样品的稀释操作是否成功：如果得到了2个或2个以上菌落数目在30～300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。 3.重复组的结果是否一致：如果学生选取的是同一种土样，统计的结果应该接近。如果结果相差太远，则需分析产生差异的原因。 第3节 发酵工程及其应用 一、发酵工程的基本环节 1.发酵工程的基本环节：下图为发酵工程的基本环节图，图中①～⑤处所填写的内容依次是：①选育菌种；②灭菌；③接种；④发酵；⑤分离、提纯产物。 2.发酵工程基本环节解读 （1）选育菌种：选育菌种对应上图中序号①，性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 （2）扩大培养：由于工业发酵罐的体积较大，接入的菌种总体积也较大。所以，在发酵之前需要对菌种进行扩大培养。 （3）配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 （4）灭菌：灭菌对应图中序号②，此操作是指对培养基和发酵设备进行严格的灭菌。该操作后即可进行接种，即图中序号③对应的操作。 （5）发酵：发酵是发酵工程的中心环节，对应图中序号④。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 （6）分离、提纯产物：该操作对应上图中序号⑤。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质釆取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。 3．发酵罐：下图为发酵罐示意图，图中①～⑤处所填写内容依次为：①排气管；②排出口；③温度；④进入口；⑤空气。 二、发酵工程的应用 1.在食品工业上的应用 (1)利用发酵工程生产传统的发酵产品。例如，以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌生产酱油。以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。发酵工程使这些产品的产量和质量明显提高。 (2)利用发酵工程生产各种各样的食品添加剂。食品添加剂可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。许多食品添加剂都能通过发酵工程生产。例如，柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得。由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 （3）利用发酵工程生产酶制剂：有α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等方面。这些酶制剂除少数由动植物生产外，绝大多数也是通过发酵工程生产的。 2.在医药工业上的应用 （1）应用：发酵工程可以生产抗生素、氨基酸、激素和免疫调节剂等。基因工程、蛋白质（2）实例：生长激素释放抑制激素最初从羊脑中提取，远远不能满足需要，利用经过基因改造的微生物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。未来甚至还可能利用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。 3.在农牧业上的应用 （1）生产微生物肥料：利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。常见的有根瘤菌肥和固氮菌肥等。有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。 （2）生产微生物农药：微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害。微生物农药作为生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。例如，苏云金杆菌可用来防治80多种农林虫害，利用白僵菌可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病。 （3）生产微生物饲料：利用微生物含有丰富的蛋白质，生长繁殖速度很快等特点，通过发酵获得大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂；用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。另外，在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。 (4)在其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。一些极端微生物已应用于生产实践，如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。 03 重难专攻 重难点1传统发酵食品的制作 （1）运用归纳法分析果酒、果醋和泡菜制作的原理 不同发酵产品究其本质是其制作原理不同，解答有关试题的关键是掌握常见的果酒、果醋和泡菜制作的原理等，归纳如下： 项目 果酒的制作 果醋的制作 泡菜的制作 原理 在有氧时,酵母菌大量繁殖；在无氧时，酵母菌进行酒精发酵 当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成乙酸；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 在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸 反应 简式 C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量 C6H12O6＋2O22CH3COOH（醋酸）＋2H2O＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH（醋酸）＋H2O＋能量 C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋能量 原料 选择 新鲜葡萄（或苹果）等 萝卜、黄瓜、豇豆等新鲜蔬菜 对氧 需求 前期需氧，后期不需氧 需充足氧 不需氧 共同点 都是天然发酵 （2）发酵装置的选择 a.果酒和果醋发酵改进装置及其分析 装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。 b.制作泡菜时泡菜坛的选择 应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、坛盖和坛吻合好的泡菜坛,也可使用玻璃制作的泡菜坛。 重难点2培养基的配制、无菌技术和微生物的培养 （1）培养基的配制 a.几种微生物的营养和能量来源 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 二氧化碳 铵根离子、硝酸根等 光能 硝化细菌 二氧化碳 氨气 氨气的氧化 根瘤菌 糖类等有机物 氮气 有机物 酵母菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物 不是所有微生物的培养基中都需要加入碳源氮源。 (1)自养型微生物能利用无机碳源(如空气中的CO,),故培养基中不用添加碳源。 (2)固氮微生物可利用N,作为氮源,故培养基中不用加入氮源。 氨是硝化细菌的氮源,硝化细菌利用氧化环境中的氨所释放的化学能,将CO，最终还原为储存能量的有机物,进行的是化能合成作用。 对异养微生物来说,含C、H、0、N的有机化合物(尿素除外)既可能是碳源,又可能是氮源和能源。 b.固体培养基和液体培养基 微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。扩大培养获得大量菌种时常用液体培养基。 （2）常见物品的消毒或灭菌方法 a.消毒方法及适用对象 煮沸消毒法——日常食品、罐装食品等 巴氏消毒法——牛奶等不耐高温的液体 化学药剂消毒法——用酒精擦拭操作者双手、用氯气消毒水源等 紫外线消毒法——接种室、接种箱或超净工作台等 b.灭菌方法及适用对象 灼烧灭菌——接种工具、其他金属用具等- 千热灭菌——玻璃器皿、金属用具等 湿热灭菌——培养基及容器等 重难点3微生物的选择培养、微生物的分离与计数 （1）筛选目的菌株的四种常用方法 a.加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分) 原理——依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以“抑制”不需要的微生物的生长，“促进”所需要的微生物的生长。 举例——在培养基中加入某些抗生素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。 b.改变培养基的营养成分 培养基缺乏氮源时——可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存。 培养基缺乏有机碳源时——异养微生物无法生存，自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物而生存。 c.利用培养基“特定化学成分”分离 当石油为唯一碳源时——不能利用石油的微生物不能生存能够利用石油的微生物能生存，从而分离出能降解石油的微生物。 当尿素为唯一氮源时——不能利用尿素的微生物因缺乏氮源而不能正常生长，能够分解尿素的微生物能利用尿素作为氮源而正常生长。 当培养基中含有丰富的纤维素时——能分解纤维素的微生物具有更多的生存机会面大量繁殖。 d.通过某些“特殊环境”分离 在高盐环境中——可分离得到耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存。 在高温环境中——可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温中因酶失活而无法生存。 重难点4解答发酵工程相关问题的“二看一需” 看代谢类型——通过诱变、基因工程等得到的新菌种其代谢所需最适条件可能发生了变化因此，培养基配方需经过反复试验才能确定。 看最终产品——传统发酵不需对发酵物进行特殊处理而发酵工程必须进行分离、提纯，所采用方法一定要根据产品的理化性质来确定。 需无菌操作——除适宜的外界条件外,必须进行严格的无菌操作，通入的空气也必须进行严格灭菌。 04 教考衔接 1．下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是（　　） A．腐乳制作中参与发酵的菌种众多，其中起主要作用的是毛霉 B．制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌发酵，乳酸菌是厌氧细菌 C．果酒制作的原理是利用酵母菌进行无氧发酵，酵母菌是厌氧真菌 D．果醋发酵的适宜温度为30~35℃，需要在氧气充足的条件下进行 【答案】C 【分析】1、腐乳的制作原理：参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉，其代谢类型为异养需氧型，适宜温度为15℃～18℃；毛霉能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。 2、果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～25℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。 3、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。 4、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 【详解】A、参与制作腐乳的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉，A正确； B、制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌发酵，乳酸菌是厌氧细菌，能够进行无氧呼吸，将葡萄糖分解为乳酸，B正确； C、果酒制作的原理是利用酵母菌进行无氧发酵，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，C错误； D、制作果醋利用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，故果醋发酵的适宜温度为30～35℃，需要在氧气充足的条件下进行，D正确。 2．中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述不正确的是（    ） A．泡菜制作过程中，密封处理有利于醋酸菌的生长 B．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2 C．米酒制作过程中，将容器密封有利于酵母菌酒精发酵 D．酸奶制作过程中，密封处理有利于乳酸菌发酵 【答案】A 【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型．腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 2、参与泡菜制作的微生物是乳酸菌，泡菜制作的原理：（1）乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸。（2）利用乳酸菌制作泡菜的过程中会引起亚硝酸盐的含量的变化。 3、醋酸菌好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃。 【详解】A、泡菜制作过程中，主要是乳酸菌将葡萄糖分解形成乳酸，A错误； B、做馒头或面包时，经常要用到酵母菌，酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳和酒精，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得馒头或面包松软多孔，B正确； C、酵母菌在有氧条件下可以大量繁殖，在密封也就是无氧条件下产生酒精，C正确； D、乳酸菌为厌氧菌，密封处理有利于乳酸菌发酵，D正确。 3．下列有关微生物培养基种类及配制原则的表述，正确的是（    ） A．培养霉菌时需将培养基的 pH 调节到中性或微碱性 B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产 C．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子 D．微生物的生长除受营养因素影响外，还受到 pH、O2、渗透压等的影响 【答案】D 【分析】培养基的概念、种类及营养构成：（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。 （2）种类：固体培养基和液体培养基。（3）营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。 【详解】A、培养霉菌时需将培养基的pH调节到中性或微酸性，A错误； B、固定培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误； C、培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有些微生物的培养除了上述几种主要营养物质外，还需要添加生长因子，有的微生物培养基中可以不加碳源，如自养型的；C错误； D、培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。微生物的生长除了受到以上营养因素的影响外，还受到pH、O2、渗透压等的影响，D正确。 4．无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术，主要包括消毒和灭菌。下列相关叙述正确的是（    ） A．在100℃煮沸消毒5～6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢 B．巴氏消毒法在杀死牛奶中所有微生物的同时并不破坏牛奶的营养成分 C．进行动物细胞的传代培养前，需用紫外线对超净工作台进行灭菌处理 D．高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法中效果最好的，可用于培养皿的灭菌处理 【答案】A 【分析】微生物实验室的培养的关键是无菌操作．无菌操作主要包括：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒； ②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌；③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行；④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。 【详解】A、在100℃煮沸消毒5～6min，可以使蛋白质变性，杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，A正确； B、巴氏消毒法在70-75℃煮30分钟，可以杀死牛奶中的微生物并不破坏牛奶的营养成分，但不能杀死所有的微生物，B错误； C、紫外线对超净工作台进行照射属于消毒，C错误； D、培养皿的灭菌的方法是干热灭菌法，D错误。 5．如图为纯化培养酵母菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是（    ） A．该操作步骤是接种，方法是平板划线法 B．每一次划线菌种的来源都是上一次划线的末端 C．图中酵母菌密度最小的是5处 D．该接种方法不能用于酵母菌的计数 【答案】B 【分析】图中表示的是利用平板划线法进行酵母菌的接种，其中划线过程中需要防止杂菌污染，注意灼烧接种环和在酒精灯火焰旁进行。 【详解】A、图中的操作为平板划线，采用的接种方法是平板划线法，A正确； B、除第一次划线外，以后的每一次划线菌种的来源都是上一次划线的末端，目的是将聚集的菌种逐渐稀释，从而得到单菌落，B错误； C、图中5为最后一次划线，菌种密度最低，C正确； D、平板划线法只能用于微生物的分离、培养，不能用于计数，D正确。 6．嗜热菌又称高温细菌，是一类生活在火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区等高温环境中的微生物。研究者从温泉中筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图1所示。将得到的菌悬液转接于同时含有葡萄糖和淀粉作碳源的固体培养基上培养，得到若干菌落后用碘液作显色处理，结果如图2所示。下列说法错误的是（    ） A．热泉的高温状态淘汰了绝大多数的微生物保留了嗜热菌 B．甲、乙试管为液体培养基，液体培养基能分离获得水生噬热杆菌单菌落 C．丙中噬热菌数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和高温条件 D．图2中周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌 【答案】B 【分析】实验室中微生物的筛选应用的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。 【详解】A、热泉的高温状态淘汰了绝大多数的微生物保留了嗜热菌，A正确； B、甲、乙试管为液体培养基，液体培养基不能分离出单菌落，B错误； C、丙中噬热菌数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和高温条件，C正确； D、图2中周围不显蓝色的菌落，说明其产生的淀粉酶可以在高温下分解淀粉，所以周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌，D正确。 7．丙草胺（C15H22ClNO2）是一种广泛应用的除草剂，能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株，并对其计数（如下图所示），以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是（    ） A．提供适宜的温度，将培养基的pH调至酸性，有利于降解菌的生长繁殖 B．利用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小 C．配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养，可以提高降解菌的浓度 D．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个 【答案】A 【分析】1、微生物常见的接种的方法： （1）平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在划线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。 （2）稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。 2、在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称做选择培养基。 【详解】A、能有效降解丙草胺的菌株包括细菌、放线菌和真菌，不同微生物对培养基中的pH的要求不同，培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性，A错误； B、图示采用的计数方法是稀释涂布平板法，由于两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到一个菌落，因此用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小，B正确； C、乙草胺可提供碳源、氮源，配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养，可提高降解菌的浓度，C正确； D、由图可知共稀释了106倍，则5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为（168+175+167）÷3÷0.1×106=1.7×109个，D正确。 8．发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际，下列说法错误的是（　　） A．①为诱变育种，②分离、提纯产物 B．赖氨酸或谷氨酸的生产过程中为使产物源源不断地产生，可采用连续培养的发酵方式 C．由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，在生产过程中常需增加通氧量 D．人工控制微生物代谢的唯一措施是控制生产过程中的各种条件 【答案】D 【分析】分析题图：生产用菌种可以用基因工程、细胞工程以及诱变育种的方式获得，因此①为诱变育种；当发酵生产的产品是代谢产物时，还要采用萃取（或蒸馏或离子交换等）等分离提纯的方法进行提取，因此②为萃取（或蒸馏或离子交换等）．连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法。 【详解】A、由题意分析可知，图中①为诱变育种，②为分离、提纯产物，A正确； B、延长稳定期可以提高代谢物的产量，要达到这一目的可采用连续培养的发酵方式，B正确； C、由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，因此在生产过程中常需增加通氧量，C正确； D、人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件（即发酵条件）等，D错误。 9．发酵工程技术是生物技术的关键分支，深入研究其在食品中的应用可确保我国食品工业生产稳定进行，具有较高的经济价值、发展价值及实践价值。下列相关叙述错误的是（    ） A．利用发酵工程可生产L-苹果酸、柠檬酸和乳酸等酸度调节剂 B．利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解，经淋洗后可调制成酱油 C．由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸再经一系列处理可制成味精 D．发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径 【答案】D 【分析】发酵工程是指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，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。 发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。 【详解】A、利用发酵工程可生产L-苹果酸、柠檬酸和乳酸等酸度调节剂，属于发酵工程在食品工业上的应用，A正确； B、发酵工程可以生产各种各样的食品添加剂，例如利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解，经淋洗后可调制成酱油，B正确； C、味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的，C正确； D、发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，也会通过影响酶的活性影响微生物的代谢途径，D错误。 10．如图1是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图；图2为果酒与果醋发酵装置示意图，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，醋酸菌可将糖分解成乙酸；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)图1C装置是制作 的装置，其中在发酵坛盖沿上加水的目的是 。 (6)酿造葡萄酒时，在榨汁前，要先对葡萄进行 ，再去除枝梗，该步骤可以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被 污染的机会。 (7)用体积分数为 对上述装置进行 后，再装入葡萄汁，将发酵装置放在18~30 ℃的环境中，每天拧开气阀b多次，排出发酵过程产生的大量 。图2装置中d处设计成弯曲形状的目的是 。 (8)10 d之后，利用酸性条件下的 对图2出料口c取样的物质进行检验。若呈 色，则说明产生了酒精。 (9)产生酒精后，在发酵液中加入醋酸菌，然后将装置放在 ℃的环境中，适时打开图2中气阀 向发酵液中充气。充气的原因是 。 【答案】(1) B 醋酸菌是好氧细菌，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 (6) 冲洗 杂菌 (7) 70%的酒精 消毒 CO2 防止排气时空气中杂菌的污染 (8) 重铬酸钾 灰绿 (9) 30~35 a 醋酸菌是好氧细菌，酒精转变为乙酸需要O2 【分析】1、 果酒制作过程中的相关实验操作： （1）材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。 （2）灭菌：①榨汁机要清洗干净，并晾干；②发酵装置要清洗干净，并用70%的酒精消毒。 （3）榨汁：将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 （4）发酵：①将葡萄汁装入发酵瓶，要留要大约1/3的空间，并封闭充气口；②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左右，可通过出料口对发酵的情况进行，及时的监测。③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。 2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型，果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 【详解】（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能量以满足自身大量繁殖所需，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，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。 （6）酿造葡萄酒时，在葡萄榨汁前，葡萄要先进行进行冲洗，然后再除去枝梗，可以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。 （7）榨汁机要清洗干净，并晾干，发酵装置要清洗干净，并用70%的酒精消毒，再装入葡萄汁，将发酵装置放在18-30℃环境中，发酵过程中由于酵母菌无氧呼吸会产生二氧化碳，因此每天拧开气阀b多次，排出发酵过程产生的大量二氧化碳。装置中d处设计成弯曲形状利用了巴斯德的鹅颈瓶的原理，即为了防止排气时空气中微生物的污染（防止杂菌污染）。 （8）酵母菌发酵的产物中会产生酒精，利用用酸性条件下的重铬酸钾可以检测酒精的存在，酒精遇到橙色的重铬酸钾会变为灰绿色，说明产生了酒精。 （9）温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右最适合酵母菌繁殖，因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30℃～35℃，因此要将温度控制在30℃～35℃。酵母菌酒精发酵不需要氧气，醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧气才能进行，因此要适时向发酵装置中充气，需要打开气阀a通入空气。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$