第1章发酵工程期末复习知识点总结【新教材】人教版高中生物选择性必修三

第1章发酵工程传统发酵技术的应用一、发酵与传统发酵技术1.发酵: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。2.传统发酵食品——腐乳:(1)原料:豆腐。(2)参与发酵的微生物:酵母、曲霉和毛霉等,起主要作用的是毛霉。(3)物质变化:蛋白质小分子的肽和氨基酸。毛霉是怎样将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的?提示:毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解。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)特点: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。4.下列食品是传统发酵食品的是②③④⑥⑦⑧⑨。①豆腐②腐乳③酱油④香醋⑤豆油⑥泡菜⑦豆豉⑧馒头⑨米酒⑩豆浆酸奶米饭二、尝试制作传统发酵食品(一)制作泡菜1.菌种来源:植物体表面天然的乳酸菌。2.原理:无氧的情况下,乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸。反应简式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。3.方法步骤:4.结果分析与评价:判一判:结合泡菜的制作原理和过程,判断下列实验分析的正误:(1)用水密封泡菜坛可以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。(√)(2)随着发酵时间的延长,泡菜中乳酸含量逐渐增加,所以泡菜腌制时间越长越好。(×)提示:当乳酸含量为0.4%～0.8%时,泡菜的口味、品质最佳,如果发酵时间过长,乳酸含量过高,口味不佳,还需考虑亚硝酸盐含量的问题。(3)制作泡菜时配制的盐水可以直接使用。(×)提示:盐水应该煮沸冷却后再使用。(4)蔬菜和香辛料不能装满泡菜坛,只能装八成满。(√)蔬菜中含有较多的硝酸盐,试从泡菜的制作过程分析亚硝酸盐产生的原因。提示:泡菜是新鲜蔬菜经过乳酸菌等微生物的发酵制作而成的,蔬菜中的硝酸盐在某些微生物的作用下被还原成亚硝酸盐。(二)制作果酒和果醋1.菌种:(1)制作果酒菌种:新鲜水果果皮表面附着的野生酵母菌。(2)制作果醋菌种:醋酸菌。2.原理和反应简式:结果分析与评价:判一判:结合果酒和果醋的制作原理和过程,判断下列实验分析的正误:(1)在制作果酒过程中,发酵液中有气泡产生,因此发酵瓶需要排气。(√)(2)在制作果醋时,发酵液变浑浊,液面会形成白色菌膜。(√)(3)在制作果酒过程中,只有酵母菌进行发酵,没有其他微生物生长。(×)提示:葡萄皮上除酵母菌外,还有其他杂菌,所以发酵过程中,有多种微生物参与。(4)在制作果醋的过程中,酵母菌的酒精发酵被抑制。(√)(5)在制作果醋的过程中,需将瓶盖打开为醋酸菌提供氧气,盖上纱布以减少空气中尘土等杂质的污染。(√)三、传统发酵食品的品质1.由于菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等,会造成发酵食品的品质不一。2.工业上大规模生产时,通常会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。知识点一泡菜的制作1.菌种——乳酸菌:(1)代谢类型:异养厌氧型,有氧存在时,无氧呼吸会受到抑制。(2)结构特点:无核膜包被的细胞核,是原核生物。(3)生殖方式:二分裂。(4)种类:种类很多,常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。2.制作泡菜的材料选择:(1)泡菜坛要选择透气性差的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。(2)选择新鲜蔬菜:蔬菜中含有大量的硝酸盐,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐,增加泡菜中的亚硝酸盐含量。3.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析:4.泡菜制作过程中四个注意问题:(1)盐水的比例和使用方法:①盐水比例适中:食盐用量过高,乳酸菌发酵受抑制,泡菜风味差;食盐用量过低,会导致杂菌大量繁殖,泡菜腐败。②盐水要煮沸后冷却使用:盐水煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的细菌。冷却后使用是防止入坛蔬菜表面带入的微生物被高温杀死。(2)蔬菜装至八成满,不能装满泡菜坛:蔬菜刚入坛时,其表面带入的微生物,进行发酵产生较多的CO2,蔬菜装至八成满,可以防止发酵液溢出。(3)坛盖边沿的水槽中要注满水,并经常补充,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境。(4)发酵温度和时间的控制:若温度过高,则易滋生杂菌;若温度过低,则发酵时间延长。时间过短,会造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加;泡菜的发酵时间长,亚硝酸盐含量低,但是发酵时间过长,乳酸含量过高,口味不佳。5.进一步探究:亚硝酸盐含量的测定(1)原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。(2)方法:比色法。将显色后的样品与标准显色液进行对比,估算亚硝酸盐含量。(3)过程:配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。知识点二果酒和果醋的制作1.制作果酒和果醋的菌种和发酵条件的比较:【特别提醒】发酵过程中关注“两个变化”(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,大量酵母菌死亡,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果醋发酵时产生的醋酸溶于发酵液,使发酵液pH下降,最后趋于稳定。2.制作果酒和果醋的发酵装置:(1)各部位的作用:①充气口:连接充气泵充入氧气(无菌空气)。充气管下端要插入发酵液面以下近瓶底处。②排气口:酒精发酵时排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2,平衡容器内外压力;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。排气管下端离发酵液有一段距离,外部要弯曲,并尽量保证管口向下,可以防止空气中微生物的污染。③出料口:便于取样检测,及时监测发酵进行的情况或排出废料。(2)该装置的使用方法:使用该装置制果酒时,应该关闭充气口;制果醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气(无菌空气)。【特别提醒】果酒和果醋制作成功的四个关键点(1)选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗,再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。(2)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间:目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖,耗尽瓶内O2后再进行酒精发酵,还可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。(3)果酒发酵时要适时排气:防止发酵装置爆裂。果醋发酵时要及时通气:防止醋酸菌死亡。(4)严格控制温度:18～30℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵;30～35℃利于醋酸菌的繁殖和