2017_2018年高中生物第2章食品加工與食品安全第1節(jié)發(fā)酵與食品加工學(xué)案.doc

第一節(jié) 發(fā)酵與食品加工一、酒精釀制原理1在生產(chǎn)中，利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體及各種不同代謝產(chǎn)物的過程，稱為發(fā)酵。根據(jù)發(fā)酵過程對(duì)氧的需求情況，可分為需氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵；根據(jù)發(fā)酵生成的產(chǎn)物，可分為酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵等。2食品工業(yè)中，酒精是采用厭氧發(fā)酵法生產(chǎn)的，其原理是：先將淀粉水解成葡萄糖；再利用酵母菌分解葡萄糖生成丙酮酸，然后在厭氧和微酸性條件下，轉(zhuǎn)變成酒精。二、酵母菌生物學(xué)特征酵母菌屬真核生物，代謝類型為兼性厭氧型。三、醋酸菌生物學(xué)特征醋酸菌屬于原核生物，繁殖方式是分裂生殖，新陳代謝類型是需氧型。四、果醋的制作原理在果醋制作過程中，若氧氣和糖類都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。當(dāng)糖類不足時(shí)，將酒精轉(zhuǎn)變成乙醛，再轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿?。五、發(fā)酵工程1含義：把微生物發(fā)酵與現(xiàn)代工程技術(shù)手段相結(jié)合，利用微生物的某些特定功能，生產(chǎn)有用的產(chǎn)品或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中。2優(yōu)點(diǎn)：提高了原料的利用率，縮短了生產(chǎn)周期，便于機(jī)械化生產(chǎn)。預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你認(rèn)為難以解決的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3問題4一、果酒制作的原理1酵母菌(1)酵母菌是單細(xì)胞真菌，其細(xì)胞大小為15 m530 m，最長(zhǎng)可達(dá)100 m。呈圓形、橢圓形、卵圓形、檸檬形、香腸形等，某些菌種可形成假菌絲。(2)酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式進(jìn)行無性生殖。溫度低時(shí)形成孢子，進(jìn)入休眠狀態(tài)；溫度適宜時(shí)，進(jìn)行出芽生殖，繁殖速度快。(3)酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落，其表面濕潤(rùn)、黏稠，呈白色或粉紅色；在液體培養(yǎng)基中，有些在液體表面形成菌膜，或在容器壁上出現(xiàn)酵母環(huán)，或產(chǎn)生沉淀。(4)自然界中，酵母菌分布廣泛，但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中，如水果、花、樹皮上，有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母(醬油釀造)、球擬酵母屬、粉狀畢赤氏酵母等。一年四季，土壤始終是酵母菌的大本營(yíng)。一種釀酒酵母菌2果酒制作的原理(1)酵母菌的呼吸果酒的制作離不開酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖，反應(yīng)式如下：C6H12O66O26CO26H2O在無氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵，反應(yīng)式如下：C6H12O62C2H5OH2CO2酒廠用含豐富淀粉的農(nóng)產(chǎn)品做原料發(fā)酵釀酒時(shí)，向原料中充入足夠空氣，目的是讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量酵母菌種，當(dāng)耗盡氧氣時(shí)，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。(2)影響酵母菌繁殖的因素酵母菌分布廣泛，“喜歡”葡萄汁等含糖量高的果汁。培養(yǎng)酵母菌一般用麥芽汁培養(yǎng)基，麥芽汁組成復(fù)雜，能為酵母菌提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20 左右最適合酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在1825 。酵母菌生活在偏酸環(huán)境中，最適pH為4.05.8。在最低pH2.5，最高pH8.0的兩種環(huán)境中，酵母菌尚能生存和生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)非常緩慢而且易死亡。(3)酵母菌發(fā)酵過程在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。發(fā)酵過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌能大量生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。二、果醋制作的原理1醋酸菌醋酸菌的形狀從橢圓到桿狀，有單個(gè)的，成對(duì)的，也有成鏈狀的。不形成芽孢，幼齡細(xì)胞呈革蘭氏陰性，老齡菌不穩(wěn)定。2果醋制作的原理醋酸菌是一種好氧性細(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)。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實(shí)驗(yàn)表明，醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會(huì)引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的果糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿?反應(yīng)簡(jiǎn)式如下)。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30 35 。C2H5OHO2CH3COOHH2O三、發(fā)酵1概念：利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體及各種不同代謝產(chǎn)物的過程。2分類據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分據(jù)生成產(chǎn)物分發(fā)酵條件的控制生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用十分廣泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常見的例子。如圖是果酒制果醋的發(fā)酵裝置，分析回答：(1)在果醋發(fā)酵過程中，要向發(fā)酵瓶中通入空氣，原因是_；制醋過程中，將溫度嚴(yán)格控制在30 35 ，原因是_。(2)在果醋發(fā)酵過程中，用_證明是否有醋酸生成。(3)在果醋的制作中，提供碳源的物質(zhì)主要是_。【審題導(dǎo)析】(1)熟練掌握果醋發(fā)酵的過程；(2)發(fā)酵條件的不同對(duì)應(yīng)的不同產(chǎn)物；(3)發(fā)酵產(chǎn)物的檢驗(yàn)方法應(yīng)掌握?！揪v精析】本題主要考查果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)流程及所涉及的物質(zhì)變化和條件控制，對(duì)應(yīng)分析如下：【答案】(1)醋酸菌是好氧性細(xì)菌醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度是30 35 (2)pH試紙檢測(cè)流出液的pH(3)葡萄糖或乙醇微生物發(fā)酵過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制條件，因?yàn)榘l(fā)酵條件的不同會(huì)直接影響產(chǎn)物。如釀酒時(shí)沒有密封好，產(chǎn)物將是醋。1用下列原料及條件釀酒能得到酒精的是()選項(xiàng)原料菌種條件A葡萄糖酵母菌有氧B淀粉醋酸菌無氧C玉米粉酵母菌無氧D大豆粉醋酸菌有氧【解析】釀酒需要酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖或淀粉。因此能產(chǎn)生酒精的是C項(xiàng)?！敬鸢浮緾對(duì)發(fā)酵影響因素的分析蘋果醋是以蘋果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的?；卮鹣铝袉栴}：(1)酵母菌的呼吸代謝途徑如圖所示。圖中過程和是蘋果醋生產(chǎn)的第一階段，在酵母菌細(xì)胞的_中進(jìn)行，其產(chǎn)物乙醇與_試劑反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色，這一反應(yīng)可用于乙醇的檢驗(yàn)；過程在酵母菌細(xì)胞的_中進(jìn)行。與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程，根據(jù)醋酸桿菌的呼吸作用類型，該過程需要在_條件下才能完成。(3)在生產(chǎn)過程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度_(填“低于”或“高于”)第二階段的。(4)醋酸桿菌屬于_核生物，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)中_(填“含有”或“不含有”)線粒體?！緦忣}導(dǎo)析】【精講精析】(1)圖中過程和是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生乙醇的過程，無氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。乙醇可用酸性重鉻酸鉀試劑檢測(cè)，顏色由橙色變?yōu)榛揖G色。過程為有氧呼吸的第二和第三階段，場(chǎng)所為線粒體。在有氧條件下酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧條件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸桿菌是好氧型細(xì)菌，因此，在醋酸桿菌作用下，將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程需要在有氧條件下才能完成。(3)在生產(chǎn)過程中，第一階段酵母菌產(chǎn)生乙醇的適宜溫度為1825 ，第二階段醋酸桿菌產(chǎn)生醋酸的適宜溫度為3035 ，第一階段的溫度低于第二階段的。(4)醋酸桿菌屬于原核生物，原核細(xì)胞中的細(xì)胞器只有核糖體一種，不含線粒體。【答案】(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)重鉻酸鉀線粒體快(2)有氧(3)低于(4)原不含有酵母菌與醋酸菌的比較酵母菌醋酸菌生物學(xué)分類真核生物原核生物生活方式異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型最適生長(zhǎng)繁殖溫度20 30 35 主要生殖方式出芽生殖二分裂生殖日常生活應(yīng)用釀酒、發(fā)面釀醋2上題中若乙同學(xué)忘記用夾子夾住進(jìn)氣口和排氣口對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是()A無影響B(tài)產(chǎn)生的酒精增多C產(chǎn)生的酒精減少 D不產(chǎn)生酒精【解析】在有氧條件下酵母菌不能進(jìn)行無氧呼吸，且醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖快，會(huì)產(chǎn)生醋酸?！敬鸢浮緿1下列關(guān)于酵母菌的敘述，說法錯(cuò)誤的是()A酵母菌是營(yíng)異養(yǎng)生活的真菌B酵母菌無氧呼吸時(shí)能產(chǎn)生乳酸C酵母菌在有氧氣存在時(shí)，能將C6H12O6分解成CO2和H2OD酵母菌的無氧呼吸叫發(fā)酵【解析】酵母菌是真菌，不具有葉綠體，不能合成有機(jī)物，屬異養(yǎng)生物；酵母菌屬兼性厭氧微生物，在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，也稱酒精發(fā)酵，其產(chǎn)物是酒精和CO2?！敬鸢浮緽2下列關(guān)于果醋的制作，錯(cuò)誤的是()A果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一種好氧性細(xì)菌，所以在制作過程中需通氧氣B利用醋酸菌制作果醋要先通風(fēng)后密閉C醋酸菌能將果酒變成果醋D當(dāng)氧氣、糖類充足時(shí)，醋酸菌可將葡萄中的糖分解成醋酸【解析】醋酸菌是好氧性細(xì)菌，所以在發(fā)酵過程中需要適時(shí)地通入氧氣；在糖類、氧氣充足時(shí)，醋酸菌能將葡萄中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖類時(shí)，可將酒精轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰賹⒁胰┺D(zhuǎn)變?yōu)榇姿??！敬鸢浮緽3下列關(guān)于中學(xué)“腐乳的制作”實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是()A加鹽主要是為了調(diào)節(jié)水分，利于毛霉生長(zhǎng)B加料酒主要是為了滅菌，避免腐敗變質(zhì)C發(fā)酵過程中起