資源簡介

生物學(xué)高考總復(fù)習(xí)教案
第44講　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)酵工程
課標(biāo)內(nèi)容　(1)舉例說明日常生活中的某些食品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。
(2)闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。(3)舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值。
考點(diǎn)一　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用
1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)
2.泡菜制作
　　　
3.泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化
提醒　亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的。
4.制作果酒和果醋
(1)果酒制作與果醋制作的比較
(2)方法步驟
果酒和果醋發(fā)酵改進(jìn)裝置及其分析
　　　
【考點(diǎn)速覽·診斷】
(1)果醋發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量明顯少于果酒發(fā)酵時(shí)。(2021·江蘇卷，14C)(√)
(2)果醋發(fā)酵時(shí)，用重鉻酸鉀測定醋酸含量變化時(shí)，溶液灰綠色逐日加深。(2021·江蘇卷，14D)(×)
(3)酵母菌和醋酸桿菌均以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖。(2021·遼寧卷，8B)(×)
(4)酵母菌和醋酸桿菌發(fā)酵過程中控制通氣的情況不同。(2021·遼寧卷，8C)(√)
(5)葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液形成的。(2021·山東卷，12C)(√)
(6)利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養(yǎng)，后密封發(fā)酵。(2019·江蘇卷，9A)(×)
(7)果醋制作過程中發(fā)酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反。(2019·江蘇卷，9C)(×)
【情境推理·探究】
1.泡菜的制作方法不當(dāng)，很容易造成泡菜變質(zhì)，甚至發(fā)霉變味，試分析可能的原因是_________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
提示　泡菜壇密封不嚴(yán)(或鹽和水的比例不適當(dāng))引起雜菌滋生、泡菜變質(zhì)。
2.如圖為果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)裝置圖。請據(jù)圖思考回答下列問題：
(1)甲、乙、丙的作用分別是______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)圖中發(fā)酵瓶中葡萄汁的量是否恰當(dāng)______，原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵時(shí)，無論是利用糖源還是酒精，甲都需要打開，其原因是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)果酒擱置時(shí)間過久會(huì)有酸味的原因是______________________________。
提示　(1)通入空氣(氧氣)、排氣、取樣(對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測)
(2)不恰當(dāng)　葡萄汁的量不能超過發(fā)酵瓶體積的2/3，而且不能將排氣口淹沒
(3)醋酸菌是好氧細(xì)菌，在生活過程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會(huì)引起醋酸菌的死亡
(4)醋酸菌在缺乏糖源時(shí)，可以將酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸
考向1　圍繞果酒、果醋的制作過程，考查科學(xué)探究能力
1.(2021·湖南卷，3)中國的許多傳統(tǒng)美食制作過程蘊(yùn)含了生物發(fā)酵技術(shù)。下列敘述正確的是(　　)
A.泡菜制作過程中，酵母菌將葡萄糖分解成乳酸
B.饅頭制作過程中，酵母菌進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2
C.米酒制作過程中，將容器密封可以促進(jìn)酵母菌生長
D.酸奶制作過程中，后期低溫處理可產(chǎn)生大量乳酸桿菌
答案　B
解析　 在泡菜制作過程中，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸，A錯(cuò)誤；在饅頭制作過程中，酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2，從而使饅頭變得松軟，B正確；在米酒制作過程中，將容器密封的目的是讓酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，將容器密封不利于酵母菌生長，C錯(cuò)誤；在酸奶制作過程中，后期低溫處理的目的是抑制微生物的生長，延長保質(zhì)期，D錯(cuò)誤。
2.(2023·海南八校聯(lián)考)楊梅果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特、酸甜適中，具有很高的營養(yǎng)和保健價(jià)值。如圖是制作楊梅酒和楊梅醋的流程圖。請回答下列問題：
→→
→
(1)傳統(tǒng)發(fā)酵中，發(fā)酵液雖然未經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌處理，但雜菌卻不能正常生長繁殖，這是由于果酒發(fā)酵的________條件抑制了雜菌的生長。常用來檢測酒精的化學(xué)試劑是________。
(2)果酒制作過程中，酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精的場所是________，該階段應(yīng)該將溫度控制為________；溫度適宜時(shí)果酒發(fā)酵時(shí)間較短，原因是_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)楊梅醋的發(fā)酵過程中，除必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入________。
(4)如圖表示果酒發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的糖度(葡萄糖的濃度)和酒精度(酒精濃度)隨時(shí)間變化的曲線。發(fā)酵前24 h，糖度變化很小，酒精度上升很慢，其原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
96 h后酒精度和糖度的變化都趨于平緩，其原因是__________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)缺氧、呈酸性　重鉻酸鉀　(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　18～30 ℃　該溫度下與果酒發(fā)酵相關(guān)的酶活性高，發(fā)酵速度快　(3)無菌氧氣(或無菌空氣)　(4)此階段酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸，大量增殖　營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、高濃度的酒精會(huì)抑制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵
解析　(1)傳統(tǒng)發(fā)酵中，發(fā)酵液雖然未經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌處理，但雜菌卻不能正常生長繁殖，這是由于果酒發(fā)酵的缺氧、呈酸性條件抑制了雜菌的生長。酒精可用重鉻酸鉀檢測。(2)酵母菌無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，果酒發(fā)酵的適宜溫度是18～30 ℃；溫度適宜時(shí)果酒發(fā)酵時(shí)間較短，原因是該溫度下與果酒發(fā)酵相關(guān)的酶活性最高，發(fā)酵速度快。(3)參與果醋制作的醋酸菌是好氧細(xì)菌，因此楊梅醋的發(fā)酵過程中，除必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入無菌氧氣(或無菌空氣)。(4)發(fā)酵前24 h，糖度變化很小，酒精度上升很慢，其原因是此階段酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸，大量增殖。96 h后酒精度和糖度的變化都趨于平緩，其原因是營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、高濃度的酒精會(huì)抑制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵。
考向2　圍繞泡菜及其他傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的制作，考查科學(xué)探究能力
3.(2023·廣東茂名調(diào)研)我國制作泡菜歷史悠久。《中饋錄》中記載：“泡鹽菜法，定要覆水壇。此壇有一外沿如暖帽式，四周內(nèi)可盛水；壇口覆一蓋，浸于水中，……則所泡之菜不得壞矣。泡菜之水，用花椒和鹽煮沸，加燒酒少許。……。如有霉花，加燒酒少許。壇沿外水須隔日一換，勿令其干。”下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.“壇口覆一蓋，浸于水中”有利于保持壇內(nèi)的無氧環(huán)境
B.“泡菜之水，用花椒和鹽煮沸”的目的之一是消毒殺菌
C.“霉花”主要由酵母菌增殖形成，酵母菌往往來自蔬菜
D.“壇沿外水須隔日一換，勿令其干”以保證壇內(nèi)適宜濕度
答案　D
解析　“壇口覆一蓋，浸于水中”目的是阻止空氣進(jìn)入壇內(nèi)，有利于保持壇內(nèi)的無氧環(huán)境，A正確；“泡菜之水，用花椒和鹽煮沸”的目的包括提升泡菜味道、除去水中氧氣和消毒殺菌，B正確；“霉花”指泡菜的白膜，主要是由蔬菜表面帶有的酵母菌增殖形成的，C正確；“壇沿外水須隔日一換，勿令其干”的目的是阻止空氣進(jìn)入，保持壇內(nèi)的無氧環(huán)境，D錯(cuò)誤。
4.(2022·江蘇百校聯(lián)考，14)有關(guān)泡菜中亞硝酸鹽含量的研究表明，亞硝酸鹽的含量高低和亞硝酸鹽含量峰值時(shí)間的早晚與食鹽的濃度有關(guān)(見下圖)，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A.食鹽的濃度越高，亞硝酸鹽生成快。亞硝酸鹽含量峰值出現(xiàn)的早
B.取食泡菜時(shí)，時(shí)間別太長，防止空氣進(jìn)入
C.臭味的產(chǎn)生可能與取食過程中帶入壇內(nèi)油脂類物質(zhì)有關(guān)
D.所用的食鹽水經(jīng)煮沸后可除去水中的氧氣并殺滅雜菌
答案　A
解析　從圖中可以看出，亞硝酸鹽含量上升最快的是食鹽濃度為5%時(shí)，其峰值出現(xiàn)最早，當(dāng)食鹽濃度上升到7%，亞硝酸鹽含量上升相對(duì)較慢，A錯(cuò)誤；泡菜的制作原理是利用乳酸菌在無氧條件下進(jìn)行乳酸發(fā)酵，所以取食泡菜時(shí)，時(shí)間別太長，防止空氣進(jìn)入，對(duì)乳酸菌有抑制作用，B正確；如果在取食過程中混入油脂，可能會(huì)破壞發(fā)酵過程，使泡菜出現(xiàn)臭味，C正確；泡菜制作過程中，所用的食鹽水經(jīng)煮沸后可除去水中的氧氣并殺滅雜菌，D正確。
考點(diǎn)二　發(fā)酵工程及其應(yīng)用
1.發(fā)酵工程
利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)人類有用的產(chǎn)品。
2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)
3.啤酒發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)流程及操作目的
4.發(fā)酵工程的應(yīng)用
【情境推理·探究】
1.生產(chǎn)啤酒時(shí)，需進(jìn)行后發(fā)酵的原因是____________________________________
____________________________________________________________________。
提示　主發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間后進(jìn)行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒
2.發(fā)酵罐中設(shè)計(jì)攪拌葉輪進(jìn)行攪拌的意義是______________________________。
提示　使菌種與發(fā)酵底物更能充分接觸，提高發(fā)酵效率
3.微生物菌劑通常有液態(tài)和固態(tài)兩種。下圖是通過發(fā)酵工程制備菌劑的流程。
你認(rèn)為工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)首選制備液態(tài)還是固態(tài)的微生物菌劑？并簡述理由。_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
提示　液態(tài)的微生物菌劑。原因是制備方法簡單(無需選擇合適載體、干燥、粉碎等操作)、成本低、使用方便、啟動(dòng)時(shí)間短
考向　圍繞發(fā)酵工程及其應(yīng)用，考查社會(huì)責(zé)任
1.(2022·湖北卷，14)廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)廢水和沼氣池廢料生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)路線如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.該生產(chǎn)過程中，一定有氣體生成
B.微生物生長所需碳源主要來源于沼氣池廢料
C.該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸飬捬醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)
D.沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應(yīng)器之前需要滅菌處理
答案　A
解析　據(jù)圖可知，該生產(chǎn)過程中有釀酒酵母的參與，酵母菌呼吸作用會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，故該生產(chǎn)過程中，一定有氣體生成，A正確；糖類是主要的能源物質(zhì)，微生物生長所需的碳源主要來源于果糖生產(chǎn)廢水，B錯(cuò)誤；分析圖示可知，該技術(shù)中有連續(xù)攪拌反應(yīng)器的過程，該操作可以增加微生物與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積，此外也可增大溶解氧含量，故據(jù)此推測該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸锏挠醒醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；沼氣生產(chǎn)利用的是厭氧微生物，在連續(xù)攪拌反應(yīng)器中厭氧微生物會(huì)被抑制，因此沼氣池廢料無需滅菌，D錯(cuò)誤。
2.(2023·長春質(zhì)檢)啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的，其工業(yè)化生產(chǎn)流程如下：①大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶；②加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活；③將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉；④淀粉分解，形成糖漿；⑤糖漿加入啤酒花，蒸煮；⑥加入酵母菌，發(fā)酵；⑥過濾，77 ℃保溫30 min；⑧過濾、分裝啤酒進(jìn)行出售。回答下列問題：
(1)大麥種子細(xì)胞中合成淀粉酶的場所是______。
(2)流程⑤蒸煮的目的是終止酶的進(jìn)一步作用，并________。流程⑥在加入酵母菌前，需進(jìn)行的操作為________，該操作的目的是
___________________________________________________________________。
(3)77 ℃保溫30 min的操作類似于巴氏消毒法，該操作的目的既能殺死啤酒中的微生物，又能保證__________________________________________________。
(4)若要進(jìn)一步研究淀粉酶的特性，需從發(fā)芽大麥種子中提取和分離淀粉酶，主要步驟是原料處理→________→純化→純度鑒定。
答案　(1)核糖體　(2)對(duì)糖漿進(jìn)行滅菌　冷卻　避免殺死菌種(或保持酵母細(xì)胞的活性)　(3)啤酒中的營養(yǎng)成分不被破壞(或啤酒中的營養(yǎng)成分不流失)　(4)粗分
離
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2022·湖北卷，11)關(guān)于白酒、啤酒和果酒的生產(chǎn)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要提供一定的氧氣
B.白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程
C.葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇所需的酶既存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，也存在于線粒體
D.生產(chǎn)白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但發(fā)酵過程中起主要作用的都是酵母菌
答案　C
解析　在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要提供一定的氧氣，讓酵母菌大量繁殖，再進(jìn)行酒精發(fā)酵，A正確；白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程，如發(fā)酵初期酵母菌大量繁殖，B正確；酒精發(fā)酵利用的菌種是酵母菌，葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇所需的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，不存在于線粒體中，C錯(cuò)誤，D正確。
2.(2021·山東等級(jí)考試，12)葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B.自然發(fā)酵制作葡萄酒時(shí)起主要作用的菌是野生型酵母菌
C.葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液形成的
D.制作過程中隨著發(fā)酵的進(jìn)行發(fā)酵液中糖含量增加
答案　D
解析　酵母菌是兼性厭氧菌，既可以進(jìn)行有氧呼吸(徹底的氧化分解，釋放大量的能量，有利于酵母菌的繁殖)，又可以進(jìn)行無氧呼吸(釋放少量能量，產(chǎn)生酒精)，A正確；自然發(fā)酵制作葡萄酒的菌種主要來自于葡萄皮表面的野生型酵母菌，B正確；制作的葡萄酒的顏色來自葡萄皮中的色素，C正確；隨著發(fā)酵的進(jìn)行，酵母菌進(jìn)行呼吸作用，消耗糖，所以糖含量減少，D錯(cuò)誤。
3.(2021·海南卷，17)關(guān)于果酒、果醋和泡菜這三種傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)物的制作，下列敘述正確的是(　　)
A.發(fā)酵所利用的微生物都屬于原核生物
B.發(fā)酵過程都在無氧條件下進(jìn)行
C.發(fā)酵過程都在同一溫度下進(jìn)行
D.發(fā)酵后形成的溶液都呈酸性
答案　D
解析　參與果酒制作的微生物是酵母菌，屬于真核生物，A錯(cuò)誤；參與果醋制作的醋酸菌是好氧菌，因此果醋發(fā)酵需要有氧條件，B錯(cuò)誤；不同的發(fā)酵過程需要的溫度不同，C錯(cuò)誤；果酒、果醋和泡菜發(fā)酵后形成的溶液都呈酸性，D正確。
4.(2021·全國乙卷)工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。
回答下列問題：
(1)米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供________。
(2)米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和________。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。
(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質(zhì)是______________________________________________
(答出1點(diǎn)即可)。
答案　(1)蛋白質(zhì)　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　異養(yǎng)好氧　
(3)原核生物　酒精和CO2　食鹽
解析　(1)大豆的主要營養(yǎng)成分有蛋白質(zhì)，可為米曲霉的生長提供氮源。淀粉屬于多糖，組成元素有C、H、O，可為米曲霉的生長提供碳源。(2)蛋白質(zhì)和脂肪的分解分別需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以將蛋白質(zhì)水解為小分子的肽和氨基酸。依題意可知，米曲霉發(fā)酵過程中需要提供營養(yǎng)物質(zhì)，且需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養(yǎng)好氧型。(3)乳酸菌為原核生物；酵母菌為兼性厭氧微生物，在無氧條件下可以通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。由題圖可知，發(fā)酵池中有米曲霉發(fā)酵階段的產(chǎn)物，還有發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的食鹽，食鹽可以通過提高發(fā)酵液的滲透壓來抑制雜菌生長。
限時(shí)強(qiáng)化練
(時(shí)間：30分鐘)
【對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化】
考點(diǎn)一　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用
1.(2023·山東德州期末)下列有關(guān)果酒、果醋和泡菜制作的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.制作果醋時(shí)，要適時(shí)通過充氣口充氣
B.制作泡菜時(shí)，密封有利于主要菌種快速生長
C.果酒制作過程中要加入抑菌物質(zhì)來防止雜菌的滋生
D.果酒、果醋、泡菜制作過程中發(fā)酵液pH均下降后保持穩(wěn)定
答案　C
解析　制作果醋時(shí)，要適時(shí)通過充氣口充氣，這是因?yàn)榇姿峋且环N好氧細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)，A正確；乳酸菌是厭氧細(xì)菌，在無氧的情況下，將葡萄糖分解為乳酸，故制作泡菜時(shí)，密封有利于主要菌種快速生長，B正確；果酒制作過程中的缺氧、酸性環(huán)境不利于雜菌生長，且加入抑菌物質(zhì)會(huì)影響酵母菌的生長，從而使果酒的品質(zhì)降低，C錯(cuò)誤；果酒發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的二氧化碳，導(dǎo)致發(fā)酵液pH先降低后保持穩(wěn)定，果醋發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的乙酸，導(dǎo)致發(fā)酵液pH先降低后保持穩(wěn)定，腌制泡菜的過程中，隨著乳酸的累積和亞硝酸鹽的分解，發(fā)酵液pH先下降后保持穩(wěn)定，D正確。
2.(2023·湖北荊州期中)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室果酒、果醋制作過程的敘述，正確的是(　　)
A.制作果酒時(shí)，先用清水沖洗掉葡萄皮表面的白膜
B.酒精發(fā)酵后，只需要提高一定的溫度就能繼續(xù)進(jìn)行乙酸發(fā)酵
C.導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)物不同的重要因素有溫度、發(fā)酵時(shí)間、菌種等
D.榨汁前，榨汁機(jī)的發(fā)酵瓶都只需要用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒即可
答案　C
解析　制作果酒時(shí)，不能用清水沖洗掉葡萄皮表面的白膜(其中含野生酵母菌)，A錯(cuò)誤；酒精發(fā)酵后，若要繼續(xù)進(jìn)行乙酸發(fā)酵，不僅需提高溫度，還要通入適量氣體，B錯(cuò)誤；導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)物不同的重要因素有溫度、發(fā)酵時(shí)間、菌種等，C正確；榨汁前要將榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，D錯(cuò)誤。
3.(2023·山東濰坊期中)制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌，在發(fā)酵初期，水槽內(nèi)常有氣泡產(chǎn)生；在泡菜壇內(nèi)的液體表面有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一層白膜。對(duì)上述現(xiàn)象分析最合理的是(　　)
A.發(fā)酵初期乳酸菌進(jìn)行有氧呼吸釋放CO2，導(dǎo)致了氣泡的產(chǎn)生
B.發(fā)酵初期活動(dòng)旺盛的是酵母菌，其進(jìn)行有氧呼吸釋放CO2導(dǎo)致了氣泡的產(chǎn)生
C.白膜是由乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸在表面富集形成的
D.乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了熱量，加速各種雜菌在表面生長而出現(xiàn)白膜
答案　B
解析　乳酸菌是厭氧細(xì)菌，其只能進(jìn)行無氧呼吸，且其無氧呼吸只能產(chǎn)生乳酸，不會(huì)產(chǎn)生CO2，A錯(cuò)誤；發(fā)酵初期活動(dòng)旺盛的是酵母菌，其進(jìn)行有氧呼吸釋放CO2導(dǎo)致了氣泡的產(chǎn)生，B正確；白膜是由酵母菌形成的，C、D錯(cuò)誤。
4.(2023·廣東惠州調(diào)研)在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中，果醋的制作往往在果酒制作基礎(chǔ)上進(jìn)行。下圖甲是乙酸發(fā)酵裝置，乙是培養(yǎng)液pH變化曲線圖，下列敘述正確的是 (　　)
A.發(fā)酵初期不通氣，溶液中沒有氣泡產(chǎn)生
B.中期可以聞到酒香，說明進(jìn)行了酒精發(fā)酵
C.后期接種醋酸菌，適當(dāng)通氣并保持原有溫度
D.圖乙中能正確表示pH變化的曲線是③
答案　B
解析　發(fā)酵初期不通氣，酵母菌先利用發(fā)酵裝置中的氧氣進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO2和水，然后再進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精和CO2，因此溶液中有氣泡產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；酒精是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的，若中期可以聞到酒香，說明進(jìn)行了酒精發(fā)酵，B正確；果酒制作需要無氧條件，且發(fā)酵溫度一般為18～30 ℃，而果醋制作需要氧氣，且發(fā)酵溫度一般為30～35 ℃，所以后期接種醋酸菌，應(yīng)適當(dāng)通氣并提高發(fā)酵溫度，C錯(cuò)誤；果酒制作過程中，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2，pH會(huì)稍有下降，接種醋酸菌后產(chǎn)生乙酸，pH會(huì)下降得更快，因而圖乙中能正確表示pH變化的曲線是②，D錯(cuò)誤。
5.(2023·湖北七校聯(lián)考)紅酸湯是苗族人民的傳統(tǒng)食品，它顏色鮮紅、氣味清香、味道酸爽。以番茄和辣椒為原料的紅酸湯制作流程如下。下列相關(guān)敘述中正確的是(　　)
A.紅酸湯制作過程中用到的微生物主要是醋酸菌
B.裝壇時(shí)加入成品紅酸湯是為了增加發(fā)酵菌種的數(shù)量
C.裝壇時(shí)不裝滿的原因是為了促進(jìn)微生物繁殖
D.紅酸湯的制作中發(fā)酵時(shí)間越長，口味越純正
答案　B
解析　紅酸湯制作過程中要密封發(fā)酵，利用的微生物主要是厭氧菌，而醋酸菌是好氧菌，A錯(cuò)誤；裝壇時(shí)加入成品紅酸湯是為了增加發(fā)酵菌種的數(shù)量，B正確；裝壇時(shí)壇口留有一點(diǎn)空間而不裝滿的目的是防止發(fā)酵后液體外溢，C錯(cuò)誤；如果發(fā)酵時(shí)間過長，會(huì)影響口感，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二　發(fā)酵工程及其應(yīng)用
6.(2023·江蘇徐州調(diào)研)某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒主發(fā)酵過程的研究，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理
B.乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大
C.正常發(fā)酵過程中罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓
D.可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時(shí)終止發(fā)酵
答案　B
解析　果酒發(fā)酵的適宜溫度為18～30 ℃，因此夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理，A正確；乙醇是酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物，因此發(fā)酵過程中不需要通入空氣，B錯(cuò)誤；無氧呼吸產(chǎn)生了二氧化碳，但是沒有消耗氧氣，因此發(fā)酵罐中的氣壓不會(huì)低于大氣壓，C正確；葡萄酒發(fā)酵的原料是糖類，因此可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時(shí)終止發(fā)酵，D正確。
7.(2023·遼寧大連模擬)發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物工程中的地位越來越重要。下列有關(guān)發(fā)酵過程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.密閉式發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)成功使大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)
B.要隨時(shí)取樣，檢測培養(yǎng)液的細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程
C.在發(fā)酵過程中不需要向裝置中再添加必需的營養(yǎng)組分
D.要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件
答案　C
解析　在發(fā)酵過程中需要向裝置中添加必需的營養(yǎng)組分，C錯(cuò)誤。
【綜合提升】
8.(2023·廣東東莞調(diào)研)從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程，發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展為人們提供了豐富多樣的食品和藥物等。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.醋酸菌能以酵母菌的某種代謝產(chǎn)物為原料合成醋酸
B.無氧條件下利用大腸桿菌發(fā)酵大規(guī)模生產(chǎn)青霉素
C.腐乳味道鮮美是因?yàn)槊沟犬a(chǎn)生的蛋白酶將蛋白質(zhì)分解為氨基酸和小分子的肽
D.甜面醬、醬油、豆豉等都是利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品
答案　B
解析　醋酸菌在缺乏糖源時(shí)，能以酒精為原料合成醋酸，A正確；青霉素由青霉菌合成，青霉菌為需氧型生物，需在有氧條件下發(fā)酵，另外，青霉素對(duì)許多細(xì)菌具有較強(qiáng)的殺傷性，不宜用細(xì)菌生產(chǎn)青霉素，B錯(cuò)誤；毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶可將豆腐中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸和小分子的肽，使腐乳味道鮮美、易于消化吸收，C正確；除泡菜、果酒、果醋、腐乳外，甜面醬、醬油、豆豉等也是利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品，D正確。
9.(2023·遼寧大連聯(lián)考)某小組利用塑料飲水杯、充氧泵、空氣過濾器、回旋式單向閥硅膠管等材料制作的一種新型的果酒、果醋兩用發(fā)酵裝置，如下圖。請分析回答下列問題：
(1)制作果酒和果醋利用的微生物分別是________、________。
(2)圖中________和不銹鋼氣泡石能為發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液進(jìn)行充氧操作，________能為通入的空氣進(jìn)行無菌過濾，從而對(duì)發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液實(shí)現(xiàn)無菌換氣。
(3)釀制果酒時(shí)一般將溫度控制在________℃，圖示裝置一般要先通氣后緊閉軟管夾，通氣的目的是___________________________________________________。
若要檢測果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可從出料口取2 mL發(fā)酵液加入試管，再滴加0.5 mL________溶液，觀察是否呈現(xiàn)________色。
(4)圖中排氣構(gòu)件由回旋式單向閥通過硅膠塞連接于排氣口而成，使用前先在單向閥內(nèi)裝入約1/3體積冷卻的開水。這樣處理的主要好處有
_______________________________________________________(至少答兩點(diǎn))。
答案　(1)酵母菌　醋酸菌　(2)充氧泵　空氣過濾器　(3)18～30　有利于酵母菌的繁殖　酸性重鉻酸鉀　灰綠　(4)能將發(fā)酵過程產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出發(fā)酵罐、可通過單向閥中氣泡的生成了解發(fā)酵狀況、能有效隔絕外界空氣對(duì)發(fā)酵介質(zhì)的氧化及外界雜菌的污染、排氣不需要人工控制，使用方便
10.(2023·四川綿陽診斷)陳醋是我國發(fā)明的傳統(tǒng)調(diào)味品之一，釀制及食用已有3 000多年歷史。陳醋生產(chǎn)工藝流程如圖所示。請分析回答下列問題：
(1)在糖化階段添加淀粉酶制劑需要控制反應(yīng)溫度，這是因?yàn)開___________________________________________________________________。
(2)利用醋酸菌獲得乙酸的條件有兩種情況，一是在________時(shí)，將糖分解成乙酸；二是在缺少糖源時(shí)，利用酒精生成乙酸。
(3)研究表明，在陳醋的釀造過程中，起主導(dǎo)作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代謝產(chǎn)生的乳酸是影響陳醋風(fēng)味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是發(fā)酵后期________________(至少寫出2種)等環(huán)境因素的變化，________________，淘汰了部分乳酸菌種類。
答案　(1)酶在最適溫度下催化能力最強(qiáng)　(2)氧氣和糖源都充足　(3)氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH　加劇了不同種乳酸菌之間的競爭
解析　(1)分析流程圖可知，糖化階段就是淀粉在淀粉酶作用下水解產(chǎn)生葡萄糖的過程，酶在最適溫度下活性最強(qiáng)，因此在糖化階段添加酶制劑需要控制反應(yīng)溫度。(2)利用醋酸菌獲得乙酸的條件有兩種情況，一是在氧氣和糖源都充足時(shí)，醋酸菌將糖分解成乙酸；二是在缺少糖源時(shí)，醋酸菌利用酒精生成乙酸。(3)成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是發(fā)酵后期氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH等環(huán)境因素的變化，加劇了不同種乳酸菌之間的競爭，淘汰了部分乳酸菌種類。
11.(2022·河北衡水二中調(diào)研)閱讀下列材料，回答下列問題。
甜瓣子是豆瓣醬的重要成分，其風(fēng)味受發(fā)酵過程中微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物的影響。其生產(chǎn)工藝如圖所示。
(1)從蠶豆瓣到甜瓣子，蠶豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化，其中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)開_______，該發(fā)酵過程需要控制的發(fā)酵條件有________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
(2)甜瓣子制作過程中，加鹽水的作用是___________________________________
___________________________________________________________________。
(3)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是__________________________________________________________________。
(4)如果在制作過程中，發(fā)現(xiàn)20 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升趨勢，則無法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)氨基酸和小分子肽　發(fā)酵的溫度、pH、O2濃度及發(fā)酵時(shí)間　(2)調(diào)味，同時(shí)也可殺菌防腐 (3)好氧菌　(4)延長發(fā)酵時(shí)間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間
解析　(1)從蠶豆瓣到甜瓣子，蠶豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化，其中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿与暮桶被幔摪l(fā)酵過程需要控制的發(fā)酵條件有發(fā)酵的溫度、pH、O2濃度及發(fā)酵時(shí)間等。(2)在甜瓣子制作過程中，加鹽水既可起調(diào)味作用，同時(shí)也有殺菌防腐作用。(3)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層(含氧多)大豆的發(fā)酵效果比底層(含氧少)的好，說明該發(fā)酵菌是好氧菌。(4)如果在制作過程中，發(fā)現(xiàn)20 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系，則無法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，應(yīng)繼續(xù)延長發(fā)酵時(shí)間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間。

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