高三生物一轮复习课件【知识精研精讲】第49讲 传统发酵技术及发酵工程

考点1

传统发酵技术的应用考点2

发酵工程及其应用第49讲传统发酵技术及发酵工程

高三生物学一轮复习第十单元生物技术与工程第49讲

传统发酵技术及发酵工程课程目标素养目标

1．举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。

2．阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。

3．举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。

1．尝试运用传统发酵技术制作发酵食品。（技术思维和工程思维）

2．认同我国有历史悠久的传统发酵技术，它促进了丰富多彩的饮食文化的形成。（社会责任）

3．认同发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的，它实现了发酵食品、药物等的工业化生产，极大地改善了人们的生活。（批判性思维）理清

知识结构

知识全通关

知识梳理

构建体系

1．发酵与传统发酵技术

（1）发酵：指人们利用________，在适宜的条件下，将原料通过微生物的______转化为人类所需要的产物的过程。

（2）传统发酵技术：以______菌种的______发酵及________发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。

①菌种来源：原材料中天然存在的或前一次发酵保存的面团、卤汁等发酵物中的微生物。

②类型：固体发酵和半固体发酵

③实质：______________条件下的物质氧化分解

④结果：生产人们需要的各种发酵产品

⑤应用：果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作

考点1

传统发酵技术的应用微生物代谢混合固体半固体有氧或无氧

小分子的肽和氨基酸毛霉乳酸菌无氧乳酸

考点1

传统发酵技术的应用

（3）泡菜制作的流程

考点1

传统发酵技术的应用①配制盐水②蔬菜装坛③加盐水④封坛发酵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。将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装坛，装至半坛时放入调味品，继续装至八成满。将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料。盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中注满水，发酵过程中注意经常向水槽内补充水，根据室内温度控制发酵时间。

（4）泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐含量的变化

考点1

传统发酵技术的应用项

目乳酸菌乳

酸亚硝酸盐发酵初期少（有

，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）增多，

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，

继续下降，抑制其活动）继续增多，

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

4．果酒和果醋的制作

（1）制作原理与发酵条件

考点1

传统发酵技术的应用项

目果酒制作果醋制作菌

种酵母菌醋酸菌菌种来源附着在新鲜水果的果皮上的野生酵母菌酒变酸后表面的菌膜发酵过程①有氧条件下，酵母菌通过___________大量繁殖：②无氧条件下，酵母菌通过___________产生酒精：①氧气、糖源______时：②糖源______、氧气充足时：条件温度酿酒酵母的最适生长温度约为____

多数醋酸菌的最适生长温度为________

气体前期需要氧气，后期不需要氧气需要____________时间

天

天有氧呼吸无氧呼吸充足缺少28

充足的氧气

（2）方法步骤（以葡萄酒和葡萄醋的制作为例）

考点1

传统发酵技术的应用①器具消毒②冲洗③榨汁④酒精发酵⑤醋酸发酵将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。将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。用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中，留大约1/3的空间，盖好瓶盖。温度控制在18～30℃进行发酵，每隔12h左右将瓶盖拧松，但不要打开瓶盖，之后再拧紧瓶盖，发酵时间为10～12d。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。

（3）制作果酒和果醋的发酵装置分析

考点1

传统发酵技术的应用装置图结

构作

用充气口醋酸发酵时连接充气泵，输入＿＿＿＿＿＿，制果酒时＿＿＿充气口排气口用来排出________长而弯曲的胶管________________________出料口便于取料，及时监测发酵进行的情况（无菌）空气关闭CO2防止空气中微生物的污染

考点1

传统发酵技术的应用基础诊断

概念辨析

1．多种微生物参与了腐乳的制作。(

)

2．制作泡菜的过程中只有乳酸菌起作用。(

)

[解析]

不只有乳酸菌起作用，酵母菌等也起作用。

3．醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌和酵母菌是厌氧细菌。(

)

[解析]

酵母菌是兼性厌氧真菌。✘✔✘

考点1

传统发酵技术的应用

✘✔✘

考向1

泡菜的制作

例1

(2023·山东卷)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

突破

考点题型

命题全研透C

[解析]

沸盐水冷却后再倒入坛中主要是为了防止菜料表面的乳酸菌被杀死，A错误；

盐水需要浸没全部菜料的主要目的是为乳酸菌的发酵提供无氧条件，B错误；

盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，可以防止气体进入而影响无氧发酵，同时保证发酵产生的气体可以排出，C正确；

在完整发酵过程中，亚硝酸盐含量先增加后逐渐降低，D错误。

突破

考点题型

命题全研透

例2

制作泡菜时，通常将新鲜的蔬菜整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，泡菜坛一般是两头小、中间大的陶器，坛口有坛沿，凡有裂缝的泡菜坛都不能用。然后加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封并置于阴凉处。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是由于用盐过多，后者是由于用盐过少。

（1）用白酒擦拭泡菜坛的目的是____________。

（2）密封泡菜坛的原因是__________________________。若泡菜坛有裂缝，可能会出现的结果是________________________________________________。

突破

考点题型

命题全研透消毒、杀菌乳酸菌是严格的厌氧微生物乳酸菌发酵被抑制，好氧微生物大量繁殖，发酵失败

例2

制作泡菜时，通常将新鲜的蔬菜整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，泡菜坛一般是两头小、中间大的陶器，坛口有坛沿，凡有裂缝的泡菜坛都不能用。然后加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封并置于阴凉处。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是由于用盐过多，后者是由于用盐过少。

（3）若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是____________________________________________________________。

（4）从开始发酵到泡菜品质最佳的这段时间内，泡菜液逐渐变酸。这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是______________________________，原因是____________________。

突破

考点题型

命题全研透

盐的浓度过高，使乳酸菌失水死亡而不能产生乳酸或产生乳酸过少

乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更耐酸

考向2

果酒、果醋的制作

例3

沙果又叫海棠果，其营养丰富，深受消费者喜爱。人们对其进行深加工，开发生产出沙果“酵素”（以沙果为原料，利用微生物进行发酵所产生的含有丰富的糖类、有机酸等营养成分以及一些重要的酶类等物质的混合发酵液）、沙果果酒、沙果果醋等，并以沙果为原料进行乳酸发酵。下列有关制作过程的分析，错误的是(

)

。

突破

考点题型

命题全研透D选项制作产品有关制作过程的分析A沙果“酵素”可以不接种菌种，直接利用沙果果皮表面附着的微生物进行发酵B沙果果酒发酵瓶大约留

的空间，避免产生的气体使发酵液溢出C沙果果醋进行有氧发酵且发酵温度控制在

更适宜D沙果乳酸先通入空气使乳酸菌大量繁殖，再进行无氧发酵产生乳酸

突破

考点题型

命题全研透理清

知识结构

知识全通关

知识梳理

构建体系

1．发酵工程的概念：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。

2．关键设备：密闭式发酵罐。

3．基本环节

发酵工程一般包括____________，扩大培养，培

养基的配制、______，接种，______产品的分离、提

纯等方面。

考点2

发酵工程及其应用菌种的选育灭菌发酵

考点2

发酵工程及其应用诱变扩大培养

考点2

发酵工程及其应用

4．特点

（1）条件：生产条件温和。

（2）原料：来源丰富且价格低廉。

（3）产物：专一。

（4）废弃物：对环境的污染小且容易处理。

考点2

发酵工程及其应用

5．应用

（1）在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品，如________________。

下图表示啤酒的工业化生产流程：酱油、各种酒类

考点2

发酵工程及其应用

下图表示啤酒的工业化生产流程：

考点2

发酵工程及其应用

（1）在食品工业上的应用②生产各种各样的食品添加剂，如通过黑曲霉的发酵制得柠檬酸，由谷氨酸棒状杆菌发酵生产味精。

（2）在医药工业上的应用

______工程、________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。基因蛋白质添加了柠檬酸的饮料

考点2

发酵工程及其应用

（3）在农牧业上的应用

①生产微生物肥料

微生物肥料利用了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___________、_________等。

②生产微生物农药

微生物农药是利用________或__________来防治病虫害的。微生物农药作为__________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。如井冈霉素可用于防治水稻纹枯病。

③生产微生物饲料

微生物含有丰富的________。以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的____________，即单细胞蛋白。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。根瘤菌肥固氮菌肥微生物其代谢物生物防治蛋白质微生物菌体

考点2

发酵工程及其应用

（4）在其他方面的应用

发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。深挖教材

考教衔接

1．微生物肥料大致分为增加土壤和作物氮素的菌肥、分解土壤有机质的菌肥、分解土壤难溶性矿物质的菌肥、刺激植物生长的菌肥、提升作物根系吸收营养物质能力的菌肥等。

2．微生物饲料中的微生物既可以降解、转化粗饲料中的营养成分，使它们变得利于被吸收，又可以通过其生长、代谢，弥补常规饲料中所缺乏的蛋白质、乳酸等物质。

3．单细胞蛋白不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。

考点1

传统发酵技术的应用基础诊断

概念辨析

1．发酵工程利用的菌种都是从自然界中筛选出来的。(

)

[解析]

发酵工程利用的菌种也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。

2．

发酵工程的中心环节是选育菌种。(

)

[解析]

发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵。

3．发酵工程中要对培养基进行灭菌，发酵设备不用灭菌。(

)

[解析]

培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。✘✘✘

考点1

传统发酵技术的应用

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．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。(

)

6．利用微生物农药防治农林虫害属于化学防治。(

)

[解析]

利用微生物农药防治农林虫害属于生物防治。

7．微生物饲料主要是利用发酵工程生产的微生物菌体。(

)

✘✔✔✔

考向1

发酵工程的环节

例1

谷氨酸钠是味精的主要成分，工业生产中常用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，其生产谷氨酸的机理如图所示。下表表示某生物兴趣小组探究发酵条件对谷氨酸棒状杆菌数量和谷氨酸产量的影响。下列有关分析错误