第十单元 第56课时 传统发酵技术、发酵工程及应用（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第56课时　传统发酵技术、发酵工程及应用 课标要求 1.概述传统发酵技术生产的食品的制作。2.举例说明发酵工程的应用。 考情分析 1.传统发酵技术及实例 2023·山东·T12　2022·江苏·T16　2021·全国乙·T37　2020·全国Ⅲ·T37 2.发酵工程的原理及应用 2023·山东·T20　2022·湖北·T13　2022·山东·T20 考点一　传统发酵技术生产的食品 1．传统发酵技术 2．果酒和果醋的制作 (1)原理和条件 项目 制作果酒 制作果醋 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 发酵过程 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量 对氧的需求 前期需氧，后 期不需氧 一直需氧 产物检测 闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色) 酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝 (2)方法步骤 易错提醒　①果酒、果醋制作时防止杂菌污染的措施：a.榨汁机要洗净并晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒；b.清洗葡萄时要先冲洗后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；c.装入葡萄汁后要封闭发酵装置的充气口；d.发酵瓶的排气管用曲颈管而不用直管。若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。②葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3空间的目的：a.先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 3．酸奶的制作 (1)菌种：乳酸菌。 (2)原理：乳酸菌发酵使牛奶中的乳糖变为乳酸。 (3)步骤 4．腐乳的制作 (1)菌种：毛霉。生长最适温度为15～18 ℃。 (2)原理：发酵过程中，毛霉分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多种酶，这些酶与其他微生物协同作用，使腐乳坯中的各种营养物质生成氨基酸和多种有机酸等。 判断正误 (1)豆腐中的蛋白质被蛋白酶全部分解成了氨基酸(　×　) 提示　毛霉分泌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。 (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(　×　) 提示　参与泡菜制作的乳酸菌是厌氧菌，因此泡菜的制作全过程都要保持无氧条件。 (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)在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底(　×　) 提示　先冲洗1～2次，再去除葡萄的枝梗，以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会，反复冲洗会冲掉葡萄皮上的酵母菌，影响发酵。 (5)在利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生乙酸(　×　) 提示　在利用葡萄发酵产生果酒的后期，需要打开发酵装置的充气口并适当提高温度，才能进行果醋发酵。 1．黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于我国，且唯我国有之，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述道：“黍米必齐，曲孽必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得”。曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮，回答下列问题： (1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么？ 提示　控制发酵过程的氧气和温度等条件。 (2)黄酒发酵过程中，不需要对黍米和陶器装置进行严格灭菌，却可以防止其他杂菌对发酵产生影响，为什么？ 提示　在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制(且发酵产生的酒精对其他杂菌也有毒害作用)。 (3)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用，陈储要特别注意密封，为什么？ 提示　若是密封不好，醋酸菌容易将酒精转化为醋酸，使黄酒变酸(合理即可)。 (4)黄酒的酒精度数一般为15度左右，酒精度数无法继续提高可能的原因是什么？ 提示　酒精浓度升高导致酵母菌活性下降。 2．试从材料的选择处理及发酵条件的控制等方面分析传统发酵的相关问题： (1)腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？ 提示　腐乳中有机物的种类增加了，所含的能量却减少了。因为豆腐中的蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸。 (2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？ 提示　煮沸的原因：一是为了杀死盐水中的杂菌，二是为了排出溶解的氧气；冷却是防止温度过高杀死发酵所需要的乳酸菌。 (3)制作葡萄酒的过程中，每隔12 h左右拧松瓶盖一次，目的是什么？能否打开瓶盖？为什么？ 提示　拧松瓶盖的目的是放出CO2，防止发酵瓶内因气压过大而爆裂。不能打开瓶盖，因为要避免杂菌污染发酵液。 (4)醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。 提示　醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。 考向一　果酒果醋的制作 1．下图甲为果酒和果醋制作装置，图乙表示制作过程中的物质变化。下列有关叙述正确的是(　　) A．制作果酒时应关闭阀a，适时打开阀b B．制作果醋时需打开阀b通气，打开阀a排气 C．过程①②都只能发生在缺氧的条件下 D．过程①～④所需的最适温度基本相同 答案　A 解析　甲装置中，阀b控制排气，阀a控制进气，制作果酒时应关闭阀a以创造缺氧环境，适时打开阀b几秒钟以排出产生的CO2，A正确；醋酸菌是好氧型细菌，需要持续通氧，但b是排气口，a是进气口，故应打开阀a通气，打开阀b排气，B错误；过程①为葡萄糖酵解形成丙酮酸的阶段，发生的场所是细胞质基质，有氧和无氧条件下都会发生，C错误；过程①～③所需的最适温度基本相同，为18～25 ℃，而过程④所需的最适温度为30～35 ℃，D错误。 2．(2021·江苏，14)某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是(　　) A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器 B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多 C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时 D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深 答案　A 解析　酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器，影响酒精发酵，A正确；果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；若以酒精为底物进行醋酸发酵，酒精与氧气发生反应产生醋酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时；若以葡萄糖为底物进行醋酸发酵，发酵液产生的气泡量与果酒发酵时相当，C错误；重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定醋酸含量，D错误。 考向二　其他传统发酵产品 3．(2023·山东，12)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是(　　) A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死 B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入 D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 答案　C 解析　盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；盐水浸没全部菜料是为了制造无氧环境，有利于乳酸菌的无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水是为了隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。 归纳提升　在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时，在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见曲线图： 据图可知，发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后下降至相对稳定，10天后食用比较合适。因为此时亚硝酸盐含量低。 4．如图为某工厂利用毛霉菌种生产腐乳过程中形成的毛豆腐，下列相关叙述正确的是(　　) A．豆腐块之间相互交错的“白毛”不利于毛霉吸收外界营养物质 B．豆腐长“白毛”所需要的温度与果酒果醋生产时的温度不同 C．豆腐中的蛋白质进入毛霉细胞后水解成多肽和氨基酸 D．豆腐块表面形成的致密菌皮有利于毛霉进行有氧发酵 答案　B 解析　豆腐块表面长出相互交错的“白毛”(毛霉的匍匐菌丝)有利于毛霉吸收外界营养物质，A错误；豆腐长的“白毛”是毛霉，培养温度一般是15～18 ℃，果酒发酵温度一般是18～25 ℃，醋酸菌最适宜的生长温度为30～35 ℃，B正确；毛霉细胞分泌蛋白酶到细胞外，将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸，C错误；豆腐块表面形成的致密菌皮不利于毛霉进行有氧发酵，D错误。 考点二　发酵工程及其应用 1．发酵工程：采用现代工程技术手段，利用微生物或动植物细胞的特定功能，在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。 2．发酵工程的步骤 (1)发酵原料的预处理 对原料进行粉碎、蒸煮，水解成葡萄糖等供微生物利用。 (2)发酵培养基的配制 添加水、无机盐等营养物质，调节碳氮比和pH等。 (3)菌种选育和扩大培养 需要将选育出的优良菌种经过多次扩大培养再进行接种，可以缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。 (4)发酵生产 发酵分为厌氧发酵和需氧发酵两种，酒精、啤酒、乳酸等为厌氧发酵，味精、赤霉素等的生产属于需氧发酵。 (5)产物的分离和提纯 发酵产品包括微生物的代谢产物或菌体。通过过滤发酵液，离心去除固体杂质，采用蒸馏法等进一步纯化目标产品。 延伸应用　 (1)微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？ 提示　在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高，发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。 (2)怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 提示　要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必需的营养组分。例如：温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控；pH条件的调控可在培养基中加入缓冲液，在发酵过程中加酸或碱；溶解氧的调控需根据微生物的代谢类型，若微生物是需氧型的，可通过空气入口通入空气，并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧。若微生物是厌氧型的，需封闭空气入口，建立厌氧环境等。 (3)为什么发酵工程要对菌种进行扩大培养？ 提示　工业发酵罐的体积大，需要投入的菌种数量多，所以在发酵之前需要对菌种进行扩大培养。 (4)发酵过程中为什么要随时检测温度、pH等环境条件？ 提示　环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。 易错提醒　发酵过程的监控和发酵条件的控制会直接影响产品的质量和产量。一方面要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度以了解发酵进程；另一方面要及时添加必备的营养物质来延长菌体生长稳定期的时间，以便得到更多的发酵产品；同时要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，来保证产品的产量和质量。 3．工业发酵的方式 分为分批发酵和连续发酵等。 (1)分批发酵：即一次投料、一次接种，一次收获的间歇发酵方式。 (2)单细胞微生物细胞群体在整个培养过程中经历延滞期、对数期、稳定期和衰亡期等生长时期。 4．发酵工程的应用 (1)发酵工程的主要产品 常见的发酵工程产品：微生物菌体细胞、微生物酶类、微生物代谢产物、微生物转化产物、工程菌发酵产物、动植物细胞的产物。 (2)发酵工程的应用领域 ①在医药业中的应用主要包括生产各种抗生素、酶、氨基酸、激素和免疫制剂。 ②在食品业中的应用除体现在酿造酒、醋、酱油等传统酿造业外，还用于生产调味品及发酵食品等。 ③在农业中的应用包括生产生物农药、生物增产剂、生物除草剂以及饲料添加剂等。 ④在其他领域的应用也很广泛，如污水处理或沼气发酵等方面。 判断正误 (1)与家庭传统发酵一样，发酵工程所用的菌种绝大多数是混合菌种(　×　) 提示　发酵工程所用的菌种绝大多数是单一菌种。 (2)在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉(　√　) (3)发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关(　√　) (4)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白(　×　) 提示　单细胞蛋白是微生物菌体。 (5)发酵工程一般用半固体培养基(　×　) 提示　发酵工程应用于生产实践一般用液体培养基，可以连续培养，提高产量。 我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，思考回答下列问题： (1)制麦过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵，为什么？ 提示　酵母菌不能直接利用淀粉做碳源。 (2)大麦发芽会消耗部分储存的有机物，影响产量，提高了生产成本，如何解决以上问题？ 提示　用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶。 (3)与传统的手工发酵相比，在啤酒的工业化生产流程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？ 提示　接种单一高质量纯种、严格的消毒灭菌措施、培养基营养物质协调、严格的发酵条件控制等，都使啤酒的产量和质量明显提高。 考向三　发酵工程及其应用 5．啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是(　　) A．在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境 B．用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α­淀粉酶合成 C．在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种 D．包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌 答案　A 解析　酵母菌是兼性厌氧微生物，在整个发酵过程中，要先通气使酵母菌大量繁殖，然后保持严格的无菌、厌氧环境，使其无氧呼吸进行发酵，A项错误。 6．(多选)(2023·山东，20)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有(　　) A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B．都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖 C．发酵前都需要对原料进行灭菌 D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期 答案　AB 解析　发酵前期，二者均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，B正确；果酒的家庭制作不需要对原料进行灭菌，C错误；果酒的家庭制作结束后不需要进行消毒，D错误。 1．(选择性必修3 P28)传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。 2．写出酵母菌和醋酸菌发酵的反应式： 酵母菌有氧条件：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 无氧条件：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。 醋酸菌：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量。 3．制作葡萄酒时，要将温度控制在18～25 ℃的原因是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为20_℃左右。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃的原因是醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35_℃，因此要将温度控制在30～35_℃。 4．果酒和果醋改进装置及其分析 5．(选择性必修3 P36)发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物或动植物细胞的特定功能，在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。 6．(选择性必修3 P37)发酵工程一般包括发酵原料的预处理、发酵培养基的配制、菌种选育和扩大培养、发酵生产和产物的分离与提纯等主要步骤。 7．(2022·湖南，21节选)某黄酒酿制工艺流程如图所示，图中加入的菌种a是酵母菌，工艺b是消毒(填“消毒”或“灭菌”)，采用工艺b的目的是杀死黄酒中的大多数微生物，并延长其保存期。 8．(2023·新课标，35节选)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是促进植株生长，增加作物产量；能够减少化肥的使用，改良土壤，减少污染，保护生态环境(至少答出2点)。 课时精练 一、单项选择题 1．(2024·南通高三调研)在家庭制作泡菜过程中，充分利用各种微生物生存条件和代谢特点达到积累乳酸菌、抑制其他微生物生长的目的。下列关于发酵过程的叙述，正确的是(　　) A．为了避免杂菌污染，泡菜坛需严格灭菌处理，盐水需煮沸冷却待用 B．晾干的新鲜蔬菜可以装满泡菜坛，因为乳酸菌无氧呼吸仅产生乳酸，没有气体生成 C．乳酸菌产生的乳酸既可以抑制其他微生物生长繁殖，也会抑制自身生长繁殖 D．因亚硝酸盐会随着发酵时间的延长越积越多，为了自身健康，应尽量少食用泡菜 答案　C 解析　泡菜坛需进行消毒，盐水需煮沸冷却待用，A错误；将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，B错误；亚硝酸盐会随着发酵时间的延长先增多后减少，可选择适当腌制时间的泡菜适量食用，D错误。 2．(2024·苏州高三期中)在《诗经·邶风·谷风》中有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载，“旨蓄”就是储藏的美味食品， 也就是今天腌制的酸菜、泡菜。下列叙述正确的是(　　) A．制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖 B．条件适宜时，蔬菜中的糖分解成醋酸降低溶液pH C．发酵坛表面可能出现一层由乳酸菌繁殖形成的白膜 D．通过向泡菜坛坛盖边沿的水槽注水，可保持发酵所需的环境 答案　D 解析　制作泡菜时腌制时间过短会引起细菌大量繁殖，A错误；条件适宜时，乳酸菌可将蔬菜中的糖分解成乳酸降低溶液pH，B错误；乳酸菌是厌氧细菌，发酵坛表面含有氧气，乳酸菌不能繁殖，出现的白膜一般是酵母菌繁殖所致，C错误。 3．(2024·无锡高三期末)下列关于制作传统发酵食品的叙述，错误的是(　　) A．制作腐乳利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶 B．发酵温度过低可能会导致泡菜“咸而不酸” C．制作果酒时，需每隔一定时间打开瓶盖放气 D．制作果醋时，醋酸菌能以乙醇作为碳源和能源 答案　C 解析　泡菜“咸而不酸”可能是食盐浓度过高、发酵温度过低(抑制乳酸菌产生乳酸)所致，B正确；果酒发酵时会产生二氧化碳气体，需适时拧松(不是打开)瓶盖放气，C错误；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，该过程中醋酸菌能以乙醇作为碳源和能源，D正确。 4．红酸汤是凯里地区苗族人民的传统食品，它颜色鲜红、气味清香、味道酸爽。以番茄和辣椒为原料的红酸汤制作流程如下。下列相关叙述中正确的是(　　) →→→→ A．红酸汤制作过程中用到的微生物主要是醋酸菌 B．装坛时加入成品红酸汤是为了增加发酵菌种的数量 C．装坛时不装满的原因是促进微生物繁殖 D．红酸汤的制作中发酵时间越长，口味越纯正 答案　B 解析　红酸汤制作过程中用到的微生物主要是乳酸菌，A错误；装坛时不装满的目的是防止发酵后液体外溢，C错误；如果发酵时间过长，会影响口感，D错误。 5．(2021·辽宁，8)利用波罗蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是(　　) A．乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖 B．酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖 C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同 D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度 答案　B 解析　当缺少糖源时，醋酸杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，同时乙醇还可以抑制杂菌繁殖，A正确；酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸杆菌以二分裂的方式进行增殖，B错误；酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭发酵产生乙醇；醋酸杆菌为好氧细菌，需持续通入无菌氧气，C正确；酿酒酵母的最适生长温度为18～25 ℃，多数醋酸杆菌的最适生长温度为30～35 ℃，D正确。 6．传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头，等到第 21 天开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻，酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字，这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是(　　) A．葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌，葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋 B．酿酒时糖未耗尽，酵母菌发酵也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多 C．杜杼酿酒反成醋可能是由发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起 D．醋酸菌在O2和糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸 答案　B 解析　酿酒酵母的最适生长温度为18～25 ℃，酵母菌是兼性厌氧微生物，多数醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，醋酸菌是好氧细菌，葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入无菌空气，同时还需适当提高发酵温度才能制醋，A错误；醋酸菌是好氧细菌，杜杼酿酒反成醋是由发酵装置密封不严导致醋酸菌有氧呼吸大量增殖引起，C错误；醋酸菌在O2充足但糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，D错误。 7．(2024·盐城高三月考)图甲、图乙为生物学实验常用的装置示意图，其均可作为发酵装置。下列说法正确的是(　　) A．如果用甲装置制备果酒，可定时加入酸性重铬酸钾观察绿色是否出现 B．若用甲装置制备果酒，需放在30～35 ℃的环境中发酵 C．若用乙装置制备果酒并将d管连通装有澄清石灰水的锥形瓶，石灰水变混浊的同时会有酒精产生 D．利用乙装置制备果醋时，可从c处放少量液体进行pH检测了解发酵进程 答案　D 解析　果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，鉴定酒精时，应从甲瓶中定时取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生，A错误；酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～25 ℃，若用甲装置制备果酒，需放在18～25 ℃的环境中发酵，B错误；若用乙装置制备果酒并将d管连通装有澄清石灰水的锥形瓶，开始时酵母菌进行有氧呼吸，不能产生酒精，但会产生二氧化碳，石灰水变混浊的同时没有酒精产生，C错误。 8．(2023·南通高三检测)科研人员将桤叶唐棣和蓝莓混合制作果醋，其主要流程为：桤叶唐棣、蓝莓→清洗破碎→酶解→过滤→混合汁→成分调整→灭菌→酒精发酵→酒液→醋酸发酵→过滤→陈酿→澄清→消毒→成品。如图分别表示初始糖度对酒精发酵的影响和醋酸菌接种量对总酸的影响。下列相关叙述正确的是(　　) A．酶解过程主要加入的是胰蛋白酶，有利于细胞质膜的破裂提高出汁率 B．酒精发酵和醋酸发酵过程的温度设置不同，其他发酵条件均相同 C．初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵 D．醋酸菌接种量过大，生长繁殖消耗过多营养物质导致产酸量降低 答案　D 解析　酶解过程主要加入的是纤维素酶和果胶酶，有利于细胞壁的破裂提高出汁率，A错误；酒精发酵为无氧环境，温度控制在18～25 ℃；醋酸发酵过程中需要通入氧气，温度为30～35 ℃，B错误；结合图示可知，在一定范围内，初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵，但初始糖度高于18%，酒精度反而有所下降，C错误；结合图示可以看出，当醋酸菌接种量过大时，其生长繁殖会消耗过多的营养物质而导致产酸量降低，D正确。 9．(2022·山东，14)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(　　) A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B．可用深层通气液体发酵技术提高产量 C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 答案　D 解析　青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A正确；青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确；为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。 10．(2024·扬州高三模拟)下列关于发酵工程的叙述，错误的是(　　) A．培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌，发酵过程中适时补充灭菌的培养液和空气 B．发酵过程中的环境条件既会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢产物的形成 C．发酵产品包括微生物菌体本身或代谢物，可通过过滤、离心、蒸馏等方法纯化 D．通过酵母菌发酵，获得大量菌体，从中提取单细胞蛋白作为动物饲料或食品添加剂 答案　D 解析　单细胞蛋白就是微生物菌体，所以不需要从获得的菌体中提取，D错误。 11．(2023·南京高三联考)啤酒发酵依赖于发酵工程，产品质检可应用“电子舌”，“电子舌”可根据不同滋味信号传感器呈现的响应值对啤酒风味进行评价。如图为用“电子舌”对发酵液L1、L2、L3的检测结果，下列相关叙述正确的是(　　) A．啤酒主要经酵母菌和乳酸菌发酵制成 B．装置密闭发酵过程中，酒精浓度会先上升后下降 C．发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异 D．发酵液L1和L3口味相近，而L2涩味较重 答案　C 解析　啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌无氧呼吸将糖类分解为酒精而制成的，A错误；装置密闭发酵过程中，随着发酵的进行，酵母活细胞数量和酒精浓度逐渐增大，而在发酵后期酵母菌数量逐渐减少，使得酒精浓度趋于稳定，B错误；由题图可知，L1和L2两种发酵液在味觉雷达图中的分布情况差不多，说明这两种发酵液的口味相近，而L3涩味较重，D错误。 二、多项选择题 12．(2022·山东，20)啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是(　　) A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶 B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌 C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵 D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 答案　ACD 解析　赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大麦，可诱导α­淀粉酶相关基因的表达，促进α­淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶，A正确；焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；糖浆经蒸煮(产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。 13．(2024·无锡高三期末)下列关于发酵工程基本环节分析的叙述，正确的有(　　) A．发酵工程可以利用原材料中含有的菌种 B．发酵时要对温度、pH等发酵条件进行严格调控 C．应根据不同产品的类型采取适当的分离和纯化措施 D．发酵过程中排出的气体和废液可直接排放到环境中 答案　BC 解析　发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降，故发酵工程不可以利用原材料中含有的菌种，发酵工程中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和基因工程育种获得，A错误；在进行发酵生产时，排出的气体和废液等不能直接排放到外界环境中，直接排放会污染环境，D错误。 14．(2024·苏锡常镇四市高三模拟)用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液，通过乳酸菌发酵可生产新型酸奶。下列相关叙述不正确的是(　　) A．蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关 B．酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染 C．乳酸菌是异养好氧菌 D．只有奶粉为乳酸发酵提供氮源 答案　CD 解析　蔗糖是乳酸菌的碳源，乳酸菌分解蔗糖产生乳酸，所以蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关，A正确；酸奶是乳酸发酵的产物，不会有气体产生，如果发酵时出现明显的气泡，说明肯定有其他的微生物存在，B正确；乳酸菌是异养厌氧菌，在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸，C错误；题中所给的玉米胚芽液经过蛋白酶水解后也可以提供氮源，D错误。 三、非选择题 15．利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史，泡菜即是其中之一。如图为泡菜制作的方法： 请回答下列问题： (1)制作泡菜利用的微生物主要是______________。发酵初期，泡菜坛水槽内经常有气泡产生，其主要原因是发酵初期大肠杆菌、酵母菌等生长旺盛，产生较多的______________所致。泡菜坛长时间放置，坛内有时会长出一层白膜，与白膜形成有关的主要微生物是____________。 (2)装坛时往往加入老泡菜水，这是为了增加______________的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外，还要加入少量白酒，使泡菜更加脆爽、清香的同时还能起到______________的作用。 (3)泡菜制作过程中，泡菜表面杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐，在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。如图是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。 ①与食盐浓度为3%、7%相比较，食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据，对泡菜腌制和食用的合理建议有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)乳酸菌　CO2　酵母菌　(2)接种(乳酸菌)　抑制杂菌生长　(3)①亚硝酸盐含量变化最快，峰值最高，最低值最低　②高盐浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖，产生的硝酸还原酶少，减缓了硝酸盐还原　③使用适宜浓度(或5%浓度)的食盐腌制泡菜；泡菜腌制到一定时间后(或9～11天后)才能食用 学科网（北京）股份有限公司 $