新人教生物一轮复习学案：第35讲 传统发酵技术的应用和发酵工程及其应用教师版

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第35讲传统发酵技术的应用和发酵工程及其应用

【素养目标】1.通过泡菜、果酒和果醋的制作，认识不同微生物的应用，理解相关微生物的代谢类型。(生命观念科学思维)2.按照实验操作步骤，使用简单的实验器具进行泡菜、果酒和果醋的制作实验，如实记录实验数据，并分析得出结论，写出实验报告并与他人进行必要的交流。(科学思维科学探究)

考点一发酵与传统发酵技术的概念及泡菜的制作

1．发酵与传统发酵技术

(1)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)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实例——腐乳的制作

a．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。

b．参与的微生物有酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。

③特点：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。

2．泡菜的制作

(1)菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌。

(2)原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。

(3)制作流程

(1)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵()

(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)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵()

(4)泡菜制作过程可以随时取出食用不同酸味的泡菜()

(5)制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少()

答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×

1．泡菜制作中的注意事项

2．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐含量的变化

项目乳酸菌乳酸亚硝酸盐

发酵初期少(有O2、乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)

发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)

发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降，直至稳定下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)

含量变化曲线

注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的

[典例剖析]

(2023·山东卷，12)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”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是()

A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快

B．“鱼眼汤”现象是微生物细胞呼吸产生的CO2释放形成的

C．“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施

D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡

C[“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B正确；在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C错误；“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物(酵母菌死亡)，D正确。]

【名师点拨】掌握信息转化能力

信息提取信息1：浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷；冒出鱼眼大小的气泡，来自酵母菌细胞呼吸

信息2：舒令极冷

信息转化1.酒曲浸泡活化，酵母菌代谢加快，

2.将蒸熟的米摊开冷透，防止蒸熟的米温度过高使酒曲中的微生物死亡

素养考查科学思维：逻辑思维能力社会责任：发扬优秀传统文化

【角度转换】提升语言表达能力

造即墨老酒的“诀窍”主要是守六法“黍米必齐、曲孽必时、水泉必香、陶器必良、湛炽必洁、火剂必得”，把五关“烟糜、糖化、发酵、压榨、陈储”。其中“陶器必良、湛炽必洁中的“必良”是指酿造、陈储老酒的器具必须密封，不渗漏，“必洁”是指所用器具必须杀菌消毒，__防止杂菌污染。

考向一发酵及传统发酵技术的概念

1．(2023·重庆高三检测)《书经》中的“若作酒醴，尔惟曲蘖”提到酿酒必须要用酒曲。酒曲是以谷物为原料，破碎加水压制而成的。酒曲富含酵母菌和霉菌等多种微生物，经水浸泡活化后投入蒸熟的米即可用于酿酒。下列相关说法错误的是()

A．谷物为酒曲中的微生物提供了多种营养物质

B．酿酒过程中，米蒸熟后要冷却后才能加入酒曲

C．酿酒过程中，发酵液中的pH保持稳定不变

D．酒曲中的酵母菌通过无氧呼吸将原料中的糖转化为酒精

C[谷物为酒曲中的微生物提供了糖类等多种营养物质，A正确；酿酒过程中，米蒸熟后要冷却后才能加入酒曲，避免因温度过高使酵母菌死亡，B正确；由于呼吸作用产生的二氧化碳溶于发酵液，酿酒过程中，发酵液中的pH逐渐减小，C错误；酒曲中的酵母菌通过无氧呼吸将原料中的糖转化为丙酮酸，再将丙酮酸转化为酒精和二氧化碳，D正确。]

2．(2022·烟台高三模拟)腐乳制作的过程可分为两个阶段，第一阶段中微生物在豆腐上生长繁殖，第二阶段中微生物产生的酶将豆腐中的大分子分解为小分子。下列说法正确的是()

A．腐乳发酵过程中起作用的微生物有毛霉、曲霉、酵母等

B．家庭制作腐乳时，应在绝对无菌的条件下进行

C．第一阶段应与制作泡菜和果醋相同，全程通入无菌空气

D．第二阶段中主要发生了淀粉酶分解淀粉的反应

A[腐乳发酵过程中起作用的微生物有毛霉、曲霉、酵母等多种微生物，其中最主要的是毛霉，A正确；家庭制作做不到无菌，提供目标菌株占优势的条件即可，B错误；乳酸菌属于厌氧菌，制泡菜不能通空气，C错误；第二阶段中主要是蛋白酶和脂肪酶的作用，D错误。]

考向二泡菜的制作

3．(2023·唐山高三期中)泡菜腌制过程需对亚硝酸盐含量进行定期测量。研究发现，亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，如C转变为U，A转变为I(次黄嘌呤)。下列相关叙述错误的是()

A．亚硝酸盐通过使DNA分子发生碱基对替换而促使基因突变

B．制作泡菜时，将所用盐水煮沸的主要目的是消灭盐水中的杂菌

C．发酵初期，从坛沿水槽内放出的CO2是乳酸菌细胞呼吸产生的

D．随着发酵的进行，泡菜中的亚硝酸盐含量先增加后降低

C[由题意可知，亚硝酸盐使DNA分子发生碱基C转变为U，A转变为I，说明该过程发生碱基对替换而促使基因突变，A正确；制作泡菜时，将所用盐水煮沸的主要目的是消灭盐水中的杂菌和除去氧气，B正确；乳酸菌呼吸作用的产物为乳酸，无二氧化碳的产生，C错误；随着发酵的进行，泡菜中的亚硝酸盐含量先增加后降低，D正确。]

4．(2023·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转化成醋酸降低溶液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．通过向泡菜坛沿边水槽注水可保持发酵所需的环境

D[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，A错误；条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸，B错误；乳酸菌是厌氧型生物，发酵坛表面含有氧气，乳酸菌不能繁殖，出现的白膜一般是产膜酵母菌繁殖所致，C错误；乳酸菌需要在无氧环境下将葡萄糖分解为乳酸，故腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境，D正确。]

考点二果酒和果醋的制作

1．制作原理与发酵条件

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O2、糖源充足时：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源时：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量

发酵温度18～30℃30～35℃

发酵时间10～12天7～8天

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.发酵过程及注意事项

(1)实验用具消毒

↓

(2)挑选冲洗葡萄

↓

(3)榨汁

↓

(4)果酒发酵

↓

(5)取样检测

↓

(6)果醋发酵

【拾遗补缺】源于选择性必修3P8“练习与应用·拓展应用3”：

图中①为充气口，用来充入氧气(无菌空气)。②为排气口，在酒精发酵时排出的是酒精发酵产生的CO2，在醋酸发酵时排出的是剩余的空气和醋酸菌代谢产生的CO2；长而弯曲的胶管的作用是防止空气中微生物的进入。③为出料口，便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。

(1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸()

(2)酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度()

(3)在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长()

(4)在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气()

(5)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()

答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×

[典例剖析]

(2023·山东卷，12)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是()

A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖

B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌

C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的

D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加

D[酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖，在无氧条件下发酵产生酒精，无氧条件下酵母菌能进行无氧呼吸存活，但不能大量繁殖，A正确；自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌，B正确；葡萄皮中的色素进入发酵液使葡萄酒呈现颜色，C正确；制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量减少，D错误。]

【名师点拨】掌握信息转化能力

信息提取信息1：自然发酵

信息2：葡萄酒的颜色

信息转化1.自然发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌

2.葡萄酒的颜色为红色是因为红葡萄皮的色素进入发酵液

素养考查科学思维：分析与综合能力科学探究：设计并实施方案的能力

【角度转换】提升语言表达能力

在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？

提示：制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。

考向一果酒和果醋制作的过程

5．(2023·秦皇岛高三检测)“踏浆发酵酿酒法”是唐朝的一种主流红酒酿造工艺。踏浆发酵即是碾碎葡萄，用葡萄汁单纯发酵。“十年味不败”说明唐朝红酒技术的优良之处。下列相关说法错误的是()

A．在葡萄酒酿制的整个过程中需要先通气后密封

B．酒精生成过程合成ATP所需能量来自于葡萄糖中的化学能

C．“踏浆”有利于葡萄皮表面的酵母菌与葡萄汁液充分混合

D．“十年味不败”主要与酵母菌发酵生成的酒精的消毒作用有关

D[在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气，在有氧环境下使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵，A正确；酒精生成过程只在第一阶段能合成ATP，故合成ATP所需能量来自葡萄糖中的化学能，B正确；踏浆发酵即碾碎葡萄，有利于酵母菌与葡萄汁液充分混合，充分发酵，C正确；发酵过程中产生的酒精对其他微生物的生长有一定抑制作用，但主要在于葡萄酒制成后，在缺氧、呈酸性的发酵液中，绝大多数微生物无法适应这一环境而受到抑制，故“十年味不败”，D错误。]

6．(2022·济宁高三检测)刺梨是云贵川特有的水果，富含超氧化物歧化酶和大量的维生素C、花青素，是制作果酒和果醋的优质原料。刺梨酒和刺梨醋的主要生产流程如图所示。下列叙述错误的是()

→→→→→→→

A．发酵过程Ⅱ需要氧并产生大量CO2

B．图示发酵过程中发酵液pH均降低

C．发酵过程Ⅰ的温度比发酵过程Ⅱ低

D．发酵Ⅰ、Ⅱ是此生产过程的中心环节

A[发酵过程Ⅱ是醋酸菌利用酒精生产醋酸的过程，醋酸菌为需氧菌，可将酒精分解为乙醛，乙醛再变为醋酸，该过程需要氧但不产生CO2，A错误；酒精生产过程中酵母菌无氧呼吸会产生CO2，使发酵液pH降低，醋酸发酵过程中产生的醋酸会使发酵液的pH降低，B正确；酒精发酵的适宜温度为28℃左右，醋酸发酵的适宜温度为30～35℃，因此发酵过程Ⅰ(酒精发酵)的温度比发酵过程Ⅱ(醋酸发酵)低，C正确；酒精发酵是酵母菌在无氧条件下产生酒精，上述醋酸发酵是醋酸菌利用酒精生产醋酸，因此发酵Ⅰ、Ⅱ是此生产过程的中心环节，D正确。]

考向二发酵过程的注意事项

7．(2022·威海高三检测)《本草纲目》中对酸奶的制作有详细记载：“用乳半杓，锅内炒过，入馀乳熬数十沸，常以杓纵横搅之，乃倾出，罐盛待冷，掠取浮皮，以为酥，入旧酪少许，纸封放之，即成矣”。下列说法错误的是()

A．“锅内炒过，入馀乳熬数十沸”的目的是高温杀菌和反复脱水

B．“常以杓纵横搅之”的目的是提供足够的氧气以促进菌种的增殖

C．“入旧酪少许”相当于接种

D．“纸封放之”的目的是提供无氧环境将葡萄糖分解成乳酸

B[“锅内炒过，入馀乳熬数十沸”经过高温，其目的是高温杀菌和反复脱水，A正确；酸奶制作的菌种是乳酸菌，为厌氧性细菌，足够的氧气会抑制其正常生命活动，“常以杓纵横搅之”搅拌的目的应该使菌种和营养液充分接触，B错误；“入旧酪少许”将陈发酵液倒入新发酵液中，相当于接种，C正确；“纸封放之”避免发酵液与外界接触，其目的是提供无氧环境将葡萄糖分解成乳酸，D正确。]

8．(2022·泰安高三模拟)葡萄酒的酿造技术历史悠久，唐代苏敬的《新修本草》云∶“凡作酒醴须曲，而蒲桃(即葡萄)、蜜等酒独不用曲”。啤酒发酵也依赖于发酵工程，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，结果如图。下列叙述错误的是()

A．“蒲桃、蜜等酒独不用曲”说明葡萄酒的酿制不需要微生物

B．装置密闭发酵过程中，酒精度的变化是先增加后趋于稳定

C．发酵的温度和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L2口味相似，而L3涩味较强

A[葡萄酒的制作需要用到酵母菌，“蒲桃、蜜等酒独不用曲”说明葡萄酒的酿制不需要额外加入菌种，但需要葡萄皮上的酵母菌，A错误；装置密闭发酵过程中，随着发酵的进行酒精度逐渐增大，但由于营养物质不断减少，发酵液的pH逐渐变小，酒精的浓度逐渐增加，这些都不利于酵母菌继续发酵，因此在发酵后期酒精度趋于稳定，B正确；酵母菌的发酵产物会对啤酒的品种和口感产生不同的影响，不同的酿酒酵母对发酵温度、时间有不同的要求，故发酵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，C正确；由题图可知，发酵液L1和L2口味相似，而L3涩味较强，D正确。]

【归纳总结】传统发酵技术中三种常用菌种的比较

项目酵母菌醋酸菌乳酸菌

生物学分类真核生物原核生物原核生物

代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养厌氧型

发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧无氧

发酵适宜温度18～30℃30～35℃室温

生产应用酿酒、发面酿醋制作酸奶、泡菜

考点三发酵工程及其应用

1．发酵工程的基本环节

【拾遗补缺】源于选择性必修3P23“思考·讨论”：选择发酵工程用的菌种时，需要考虑的因素有：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；产量高；发酵条件易控制；菌种不易变异退化等。

2．发酵工程的应用

(1)在食品工业上的应用：①生产传统的发酵产品；②生产各种各样的食品添加剂；③生产酶制剂。

(2)在医药工业上的应用：①生产抗生素、多种氨基酸；②生产激素和免疫抑制剂等。

(3)在农牧业上的应用：①生产微生物肥料；②生产微生物农药；③生产微生物饲料。

(4)其他方面的应用：如利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂等。

【拾遗补缺】源于选择性必修3P27“异想天开”：单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。其不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。

(1)在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种()

(2)分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法()

(3)在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌()

(4)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()

(5)单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的()

答案(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×

[典例剖析]

(多选)发酵工程在现代生物工程中地位越来越重要。下列有关发酵工程叙述正确的是()

A．发酵设备和培养基不需要严格灭菌

B．要随时取样，检测培养液的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程

C．发酵工程产品主要是指微生物的代谢物、酶和菌体本身

D．要严格控制温度、pH、溶解氧等环境因素

BCD[首先要对发酵设备和培养基严格灭菌，A错误；要随时取样，检测培养液的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程，B正确；发酵工程产品主要是指微生物的代谢物、酶和菌体本身，C正确；要严格控制温度、pH、溶解氧等环境因素，D正确。]

【名师点拨】掌握信息转化能力

信息提取信息1：发酵工程

信息2：发酵进程

信息3：要严格控制温度、pH、溶解氧等环境因素

信息转化1.发酵工程的原料、设备都要严格灭菌，传统发酵技术则不需要。发酵工程的菌种一般为纯种，传统发酵技术所用的菌种来自自然界，一般不是纯种

2.在发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，需要随时掌控发酵情况

3.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，同时及时添加必要的营养组分

素养考查科学思维：批判性思维能力科学探究：实施方案能力

【角度转换】提升语言表达能力

发酵工程中灭菌不彻底危害是若有杂菌污染，可能导致产量大大下降，产品质量降低。

考向一发酵工程的基本环节

9．(2022·湖北卷，14)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是()

A．该生产过程中，一定有气体生成

B．微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料

C．该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质

D．沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理

A[该生产过程中涉及酿酒酵母，酿酒酵母为兼性厌氧微生物，其有氧呼吸生成CO2和H2O，无氧呼吸生成酒精和CO2，因此该生产过程一定有气体生成，A正确；通过题图可知，微生物生长所需碳源主要来源于果糖生产废水和沼气池废料中的含碳有机物，B错误；使用连续搅拌反应器的目的是提高溶解氧含量，因此该生产工艺利用的是微生物需氧发酵技术生产蛋白质，C错误；沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前不需要灭菌处理，D错误。]

10．(2023·重庆高三检测)发酵工程在医药上的应用非常广泛，其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌，是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图所示。回答相关问题：

(1)对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了________法，其可以用来计数的原理为____________________________________________。在制备该培养基时，除了添加必要的营养成分外，还需要将pH调至________性。

(2)接种之前的过程①、②都属于________。整个发酵过程的中心环节是________。

(3)过程③需要严格的灭菌，否则由于___________________________，可能会导致青霉素产量下降。过程④可采用____________的方法将菌体分离干燥。

答案(1)稀释涂布平板当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌酸(2)扩大培养发酵(3)某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉过滤、沉淀

解析(1)对产黄青霉菌进行分离纯化采用了稀释涂布平板法，该方法还可以用来计数，因为该接种方法中当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，因此可根据菌落数确定菌体的数目。在制备该培养基时，除了添加必要的营养成分外，还需要将pH调至酸性，因为霉菌适宜在酸性条件下生存。

(2)接种之前的过程①、②都属于扩大培养，以提高微生物产品的产量。其中在发酵罐中发酵是整个发酵过程的中心环节。

(3)过程③需要严格的灭菌，因为杂菌污染后，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉，可能会导致青霉素产量下降。待完全发酵结束后，可采用过滤、沉淀等方法获得微生物菌体。

考向二发酵工程的应用

11．(2023·湛江高三检测)发酵工程在我国食品工业、医药工业及农牧业等许多领域都得到了广泛的应用。下列相关叙述正确的是()

A．主要利用毛霉水解大豆原料中的蛋白质，经淋洗后可酿制成酱油产品

B．利用酵母菌等发酵生产的单细胞蛋白属于分泌蛋白，可制成微生物饲料

C．将病原体的抗原基因转入适当的微生物细胞，可获得用作疫苗的表达产物

D．利用发酵工程生产的微生物农药防治病虫害属于化学防治

C[以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制可以制成酱油产品，A错误；用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂，单细胞蛋白指的是酵母菌菌体，B错误；可以将乙肝病毒的抗原基因转入酵母菌通过发酵工程制备乙肝疫苗，C正确；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，微生物农药是生物防治的重要手段，D错误。]

12．(2023·青岛高三检测)发酵工程广泛应用于农业、食品工业、医药工业等工业生产。下列关于发酵工程的叙述错误的是()

A．发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计

B．筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可直接接种到发酵罐中进行发酵生产

C．若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能造成青霉素发酵的产量降低

D．发酵工程生产的单细胞蛋白含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料

B[科学技术的应用离不开理论的支持和设备等工具的进步，因此发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计，A正确；筛选出能高产柠檬酸的黑曲霉菌种后还需要进一步扩大化培养才能接种到发酵罐中进行发酵生产，B错误；若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能被杂菌污染，造成青霉素被分解，产量降低，C正确；发酵工程生产的单细胞蛋白是微生物的细胞，含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料，D正确。]

(三十五)酿酒和制醋需要淀粉糖化的过程及其原因

1．糖化和糖化酶

糖化：淀粉转化为可发酵性糖类的过程，称之为淀粉的糖化，其实质是大分子淀粉在酶或酸的作用下水解为小分子的糖类。

糖化酶：又称葡萄糖淀粉酶，是由曲霉优良菌种经深层发酵提炼而成。

2．制酒和制醋需要糖化的原因

(1)酵母菌制酒糖化

①食醋原料经过蒸煮，其细胞组织中的淀粉发生糊化和溶化，处于溶胶状态。但是这种糊化或溶化的淀粉，并不能直接被酵母菌利用。因此必须首先把淀粉转化为酵性糖类，然后才能由酵母菌将糖发酵成为乙醇。

②在真菌中，酵母菌没有产生分解淀粉的酶的基因，不能产生淀粉酶，所以不能直接利用淀粉为碳源。因此，在用粮食或其他淀粉类原料酿酒或生产酒精时，需要先用淀粉酶把淀粉分解为酵母菌可利用的糖类，酵母菌才能生长繁殖，并把糖类物质转化为酒精。

③霉菌、大部分细菌等都有产生淀粉酶的基因，都能产生淀粉酶，所以能够直接利用淀粉为碳源。

(2)醋化醋杆菌制醋糖化

①对醋化醋杆菌最适宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖，其次是蔗糖和麦芽糖等。醋化醋杆菌不能直接利用淀粉等多糖类，所以，淀粉需要糖化过程才能用来制醋，即让淀粉水解为甜味的糖。

②酒精也是很适宜的碳源，有些醋酸菌还能以甘油、甘露醇等多元醇为碳源。

[对点训练]

1．(2023·驻马店高三检测)蓝莓果实中含有丰富的营养成分，尤其富含花青素，具有较高的保健价值，是世界粮食及农业组织推荐的五大健康水果之一。下图是以新鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列叙述错误的是()

A．去除蓝莓枝梗应在冲洗之后，目的是防止杂菌污染

B．在过程③时，榨出的蓝莓汁无需灭菌可直接密闭发酵

C．过程④在氧气、糖源充足条件下发生C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量

D．过程⑤中酒精可作为醋酸菌的碳源和能源

C[榨汁前需将新鲜的蓝莓进行冲洗，然后除去枝梗，以避免除去枝梗时引起蓝莓破损，防止增加被杂菌污染的机会，A正确；过程③果酒制作的菌种来源于蓝莓皮上野生的酵母菌，所以蓝莓汁不需经过灭菌，B正确；过程④是果醋发酵，所用的微生物是醋酸菌，醋酸菌在氧气、糖源充足条件下可直接将糖分解成醋酸，C错误；在没有糖源的情况

下，醋酸菌可以把酒精转化为醋酸，即酒精可作为醋酸菌的碳源和能源，D正确。]

2．(2023·临沂高三检测)《诗经》中“八月剥枣，十月获稻。为此春酒，以介眉寿。”记录了古人用新鲜稻米酿酒，以求延年益寿的习俗。米酒酿造主要包括蒸米，拌酒曲、发酵三步，酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌，霉菌主要把米中的淀粉转化成葡萄糖(称糖化作用)。下列说法错误的是()

A．米酒发酵过程中，酵母菌细胞呼吸的方式有有氧呼吸和无氧呼吸

B．蒸米既可以将米粒上的微生物杀死，又有利于淀粉的快速糖化

C．蒸米后需要进行冷却，目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物

D．发酵时应将拌有酒曲的凉饭装满密闭的容器，发酵过程中适时排气

D[参与果酒制作的微生物主要是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型，米酒发酵过程中，酵母菌首先进行有氧呼吸满足大量繁殖所需要的能量，随后密封让其进行无氧呼吸产生酒精，因此，在该过程中酵母菌进行细胞呼吸的类型是有氧呼吸和无氧呼吸，A正确；蒸米过程中高温条件下可以将米粒上的微生物杀死，同时淀粉吸收水分更容易分解，淀粉经过高温处理后易被糖化，B正确；蒸米后，温度较高，通常需要进行冷却，再加入酒曲，其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物，C正确；发酵时应将拌有酒曲的凉饭装入密闭的容器中，但不能装满，应留有1/3的空间，这样操作能够为发酵初期的酵母菌提供氧气的同时防止发酵液溢出，发酵的过程中酵母菌会产生二氧化碳，故需要适时排气，D错误。]

1．(2022·湖北卷，11)关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是()

A．在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气

B．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程

C．葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体

D．生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌

C[白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵的主要菌种都是酵母菌，在发酵初期，为了增加酵母菌的数量，需要提供一定量的氧气，A、D正确；在酒的酿制过程中，酵母菌可利用葡萄糖作为碳源以及能源物质进行自身的生长和繁殖，B正确；葡萄糖转化为乙醇是无氧呼吸的过程，发生在细胞质基质中，线粒体是进行有氧呼吸第二、三阶段的场所，C错误。]

2．(多选)(2022·山东卷，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

ACD[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，但并不使淀粉酶失活，没有