第38讲 传统发酵技术和发酵工程及其应用（图文版知识清单）2027年高考生物一轮复习讲练测

第38讲传统发酵技术和发酵工程及其应用|卡片1发酵与传统发酵技术|知识清单 卡片1发酵与传统发酵技术|知识清单 基础梳理·自主夯基 1.发酵概念：利用微生物，在适宜条件下，将原料转化为人类所需 产物的过程。 2.发酵原理：不同微生物具不同代谢能力，产生多种产物。 3.传统发酵技术概念：直接利用天然微生物或前一次发酵物（如面 团、卤汁)进行发酵、制作食品。 4.特点：以混合菌种、固体/半固体发酵为主，通常家庭式/作坊式。 5.腐乳制作：参与微生物有酵母、曲霉、毛霉等，毛霉起主要作用。 心蛋白酶 6.豆腐发酵原理：毛霉产生蛋白酶、肽酶将蛋白质 ↓ 9→肽酶 分解为小分子肽和氨基酸。 毛霉 ↓ 。°氨基酸 考点深研·考点一 发酵与传统发酵技术 1.发酵 (精简版) (1)概念：微生物在适宜条件下代谢原料得到产物 (2)应用：生产多种产物。 2.传统发酵技术（精简版) (1)概念：天然微生物/前一次发酵物 (2)类型：混合菌固体/半固体，家庭/作坊式©警 (3)实例：腐乳原理-蛋白质分解成肽和氨基酸，脂肪分解成甘油和 脂肪酸。参与微生物有毛霉（主要）。 发酵原理注意 !1,发酵不等于无氧呼吸，包括无氧发酵和有氧发酵。 2.代谢途径差异因：不同微生物遗传信息-> 不同催化酶；同一微生物不同环境条件。 第38讲传统发酵技术和发酵工程及其应用|知识清单 卡片2传统发酵食品制作·泡菜 基础梳理·乳酸菌&发酵原理 1.乳酸菌：厌氧细菌。无氧条件下分解葡萄糖生成乳酸。 C6H1206 2C3H603+能量 2.分布：广泛，如空气、土壤、植物体表、肠道等。 3.常见种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌PC 二、考点深研·泡菜制作 坛盖边沿水槽 1.制作过程要点： 注满水 无氧环境 -菌种：乳酸菌（自然接种) 泡菜坛密封性好 煮沸冷却的盐 -发酵原理：在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸。 水没过菜料 2.注意事项&营造无氧环境的三项措施：（用彩色连接符或数字标出） ①盐的浓度：过高抑制发酵，风味差；过低杂菌易繁殖，变质。 ②温度：过高有害菌活动强；过低不利用发酵，发酵时间延长。 了【特别提醒】陈泡菜水的作用：接种纯度较高的乳酸菌。 三、易错辨析&动态变化 【特别提醒】营造无氧环境措施： 1.密封性好的坛； 1.易错点分析： 2.盐水淹没菜料； Q:装坛八成满的原因？ 3.坛盖水槽注满水。 A:发酵初期大肠杆菌、酵母菌等活跃，产生较多CO2,过满易溢出。且 不利于盐水淹没菜料导致变质。留空间也方便拿取。 Q:咸而不酸的原因？ A:最可能：食盐浓度过高。也可能发酵温度过低，导致正常发酵受阻。 2.泡菜发酵过程中各物质变化（表格形式)： 时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵初期 少（有氧气，受抑制） 少 习增加 发酵中期 最多（抑制其他菌） 积累增多，pH下降 y下降 发酵后期 为减少 继续增多，pH下降 (乳酸积累，pH下降抑制活动 至稳定 下降至相对稳定 【重要提醒】关于亚硝酸盐：膳食中一般不会危害健康。过量摄入会导致中毒乃至死亡。 ‘第38讲传统发酵技术和发酵工程及其应用知识清单：卡片3 Q 藤6凸 卡片3传统发酵食品制作·果酒果醋 【基础梳理·发酵菌种与原理】 1.酵母菌（酿酒酵母） 2.醋酸菌 真核生物 原核生物 兼性厌氧 →好氧细菌 cN 最适：~28℃ 最适：3035℃ 简体的反应： C6H1206→2C2H50H(酒精)+2C02+能量 C2H50H+02→CHC00H(乙酸)+H20+能量 (无氧条件下) (缺少糖源时，乙醇→乙醛→乙酸) 酿酒，制作馒头，面包 →制作各种风味的醋 【果酒变果醋的关键转变】 1.通氧 2.升高温度 醋酸菌是好氧细菌 果酒(18-30℃)→果醋(30-35℃) 【考点深研·果酒果醋制作过程】 1.器具消毒 2.冲洗葡萄 3.榨汁 4.酒精发酵 5.乙酸发酵 18-30℃ 30 350 操作： 先冲洗，后去梗 留有1/3空间 每隔12h拧松瓶盖打开瓶盖，盖上纱布 目的：防止污染 防止杂菌污染； 防止溢出； 创造无氧环境； 创造有氧环境 发酵液 保留野生酵母菌 促进酵母菌有防止杂菌 氧呼吸繁殖 特 【结果鉴定】 1.冲洗次数不能过多，避免 别提 鉴定项目 酒精发酵 乙酸发酵 冲走野生酵母。 2.发酵液呈酸性/缺氧抑制绝 初步（感官） 酒味，气泡/泡沫， 酸味，无气泡，浑浊 大多其他微生物生长，家庭制 浑浊 形成白色菌膜 作不需严消毒。 进一步 检测/比较pH 3.乙酸发酵需通气，氧气中断 会引起醋酸菌死亡。 第38讲传统发酵技术和发酵工程及其应用 卡片4发酵工程基本不节与啤酒生产 【基础梳理·自主夯基】发酵工程基本环节 获得优良性状 (筛选、诱变、基因工程) 13.选育菌种14.扩大培养 获得更多菌种 (大体积，液体培养基) 【特别提醒】 单一菌种发酵。0 杂菌污染 ①生长快，成本低 15.灭菌 (培养基&设备严灭菌) →产量降低 ②代谢物产量高 ③发酵条件易控 ④不易变异 分离、提纯产物 16.接种 17.发酵罐发酵严格控制条件 获得产品 (中心环节) (温度、pH、DO、适气、转 【考点深研】发酵工程及其应用 1.发酵工程概念 利用微生物特定功能，通过现代工程技术，规模化生产 对人类有用产品。 2.啤酒工业化生产 流程示意图 使用基因工程酵母可加速 大麦 焙烤 碾磨 糖化 蒸煮) 冷却发酵 消毒/ 过滤分装 发芽 终止 发酵阶段 主发酵： ②后发酵： 【易错辨析】 ① 大部分糖分解和 酵母繁殖 低温，密闭 代谢物在主发酵 糖分解 形成澄清成熟啤酒 阶段完成！ 代谢物生成 精酿Vs工业 啤酒花作用 对比项 精酿啤酒 普通啤酒 ①天然防腐，延长保质期 食品添加剂 不添加 添加 ②形成细腻泡沫 发酵规模 小规模 大规模 ③平衡麦芽汁甜度 发酵时间 长 短 产量 低 高 【教材深挖】 价格 高 低 发酵生产 废气废液排放*了 不能直接排放*！需二次清洁/灭菌处理，实现清洁生产。 第38讲 传统发酵技术和发酵工程及其应用|卡片5 发酵工程的特点与应用 基础梳理·自主夯基（分离提纯&优点） 18.分离、提纯产物（下游工程） ①产品为微生物细胞（菌体）厂采用过滤、 沉淀等方法 儿将菌体分离和干燥 ②产品为代谢物→根据产物性质采取适当的提取、 提取、分离和纯化措施 19.发酵工程的优点√√ → ①生产条件温和(eg,正常温和/压)之 ②原料来源丰富且价格低廉（利用资源waste) 浮浮$ ③产物专(single type))we。 ④废弃物对环境的污染小和容易处理 二、考点深研·考点三发酵工程及其应用（特点&应用） 1.发酵工程的特点（总结坎为为了记忆) 条件：温和 产物：专一 原料：来源丰富、 低廉 废弃物：污染小、易处理 2.发酵工程的应用 。了特别提醒：原料丰富多为农业废弃物 (1)食品工业 ①传统发酵产品：如酱油（谷物），各种酒类（葡萄）. ②食品添加剂：！ 如黑曲霉发酵制柠檬酸；柠檬酸， 谷氨酸棒状杆菌发酵产谷氨酸制味精(MSG), ③酶制剂：一切植物，作株的霉酸杵=一又。，MSG (2)医药工业 ①获得具有某种药物生产能力的微生物. ②改造菌种，大量生产产品. 基因工程疫苗 ③基因工程：将病原体抗原基因转入微生物，生产表达产物作为 (3)农牧业 疫质作为疫苗. ①微生物肥料：增进肥力，改良土壤（如固氨菌）.深 ②微生物农药： 生物防治（真菌杀虫剂，细菌杀虫剂）. ③微生物饲料：发酵饲料，单细胞蛋白 (SCP), 青贮饲料. (4)其他方面 ①能源物质：利用纤维废料生产酒精、乙 .→⑧ ②极端微生物的应用： 易错辨析：单细胞蛋 嗜热菌、嗜盐菌→生产洗涤剂 白是指微生物菌体 嗜低温菌 提高热敏性产品产量 本身，非代谢产物 第38讲传统发酵技术和发酵工程及其应用卡片6 专项方法突破 【专项突破01】果酒、果醋装置图分析 1通用发酵装置各部分作用： 果酒制作前期：通入无菌空气→供酵母菌有氧呼吸大量篆殖 ①充气口 ①排气口」 酒精发薛时：关闭！ 果醋制作时：持续通入无菌空气→满足酷酸菌有氧呼吸需求 ②排气口：排出发酵C0 无菌空气 [注解]*长而弯曲胶管：防止杂菌、灰尘进入，避免污染， ③出料口：取样检测（发液成分、菌种数、产物含量）或放出部分发酵液 2.装置使用注意： 果酒： 前期通气（繁殖），酒精发酵关闭充气口， 定期排气（防压力过大）[易错辨析]*若用筒易瓶 果醋： 打开充气口，持续通入无菌空气，温度调整到 3035℃ 【专项突破02】生活中的传统发酵食品及其发酵原理 酱油： 醪糟（酒酿）： 酱 酸奶： 面包： 老面馒头： 原科：大豆 原科：蒸素糯米 原料：大豆+少量面粉原料：牛奶 原料：面粉 菌种：老面（含酵 菌种：米曲器等霉菌 菌种：接种根霉 菌种：自然发酵 菌种：乳酸菌 菌种：活性干酵母 母菌+乳酸菌) 核心反应：有氧发酵 核心反应：有氧发酵核心反应：霉菌把 核心反应：无氧发酵核心反应： 过程：酵母发醇， ,蛋白薛水解蛋白质 根霉淀粉酶 蛋白质、脂肪、 ,乳糖分解→乳酸，·活化混合发酵 ,乳酸菌产酸 →小蛋白质 水解淀粉 淀粉分解 其他酸、芳香物 •淀粉结构改变 ·蒸前用碱中和， 小分子肽和氨基酸 →葡萄糖 →氨基酸、多肽、 质、维生素 烤制后松软 松软有待殊香味 ,脂舫繭分解脂肪 部分葡萄糖发酵 甘油、脂肪酸 ,蛋白质部分水解 易消化 →甘油和脂肪截 →酒精（低浓度），·形减独特 [注解] 易消化，适合乳 *干酵母发酵不 淋洗调制 糖分 酱香味 糖不耐受人群。 产酸无需加碱。 【专项突破03】温度、pH、溶解氧的量对发酵的影响 温度：影响微生物代谢途径和 pH:改变代谢产物种类 溶解氧：通气状况影响发酵 方向，影响发酵产物 [实例] 产物种类 发酵前期： 稍高温度，促进菌体 中性弱键性→谷氪酸 快速繁殖 谷氨酸发酵：酸性→谷氨爽 谷复酸发酵：[实例] N-乙酰谷氮酰胺 适量通气→生成谷氦酸 发酵中期： 适当降低温度，延长 酿酒酵母： 中性酸性→乙醇↑ 通气不足→生成乳酸/琥珀酸 发酵时间，提高产量 碱性→甘油 发酵后期： 提高温度，刺激产物 ①援冲剂（蘭酸盐） 调控方法：调整 调控方法： ②加腹或碱 释放 ③补料 通量和搅拌速度