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 1.1 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: C 6 H 12 O 6 2C 3 H 6 O 3 (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: 3. 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 CO 2 , 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 CO 2 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 CO 2 , 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 CO 2 。 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