资源简介 第37讲 传统发酵技术的应用与发酵工程[课标内容] 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食品、医药、农牧业及其他方面上有重要的应用价值。微考点大突破考点一 传统发酵技术的应用 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__________转化为人类所需要的产物的过程。(2)传统发酵技术。2.制作腐乳(1)原理:蛋白质__________。(2)腐乳制作过程中参与的微生物:多种微生物参与了豆腐的发酵,如__________、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是__________。3.制作泡菜(1)菌种:制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。常见的乳酸菌有________________________________________。其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。(2)制作原理。①发酵实质:在__________情况下,__________将葡萄糖分解成乳酸。②反应式:______________________。(3)制作流程。(4)注意事项。要点 内容材料 ①蔬菜应新鲜,若不新鲜,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐;②用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水,并煮沸冷却待用。盐水煮沸有两大作用,一是除去__________,二是__________防止杂 菌污染 每次取样用具要洗净,取样后要迅速封口氧气 需求 泡菜坛要选择透气性差的容器,坛盖边沿水槽注满水,发酵过程中要经常补充水槽中的水,以创造无氧环境温度 室温即可。温度过高则易滋生细菌,过低则__________4.制作果酒和果醋(1)果酒、果醋制作的比较。项目 果酒制作 果醋制作种类 酵母菌 醋酸菌结构 特点 有以核膜为界限的细胞核,有多种细胞器 无以核膜为界限的细胞核,只有核糖体一种细胞器代谢 类型 异养__________型 异养__________型发酵 原理 氧气充足时,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精 氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成乙酸;氧气充足,缺少糖源时,__________直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸反应 简式 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量; ________________________________________ C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量; ________________________________________温度 18~30 ℃ 30~35 ℃时间 10~12天 7~8天氧气 _________________ 一直需要充足氧气pH 酸性 酸性结果 检测 酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色 反应液pH下降制作 流程联系 醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行,酒精发酵为醋酸发酵提供原料(2)果酒、果醋制作成功的关键分析。①材料的选择与处理。选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗,后去枝梗,以防杂菌污染。②防止发酵液被污染。将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用;装入葡萄汁后要盖好瓶盖。③将葡萄汁装入发酵瓶时,要留约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O2后再进行酒精发酵;防止发酵过程中产生的大量CO2造成发酵液溢出。(1)传统发酵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。(源自选择性必修3 P5)()(2)乳酸菌是在有氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。(源自选择性必修3 P5)()(3)酵母菌是厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵。(源自选择性必修3 P6)()(4)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。(选择性必修3 P6“探究·实践”)()(5)工业上大规模生产时,通常会先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。(源自选择性必修3 P8)()(6)泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格保持无氧条件,发酵微生物乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。(选择性必修3 P8“练习与应用”)()黄酒是世界上最古老的酒类之一,与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述道:“黍米必齐,曲蘖必时,水泉必香,陶器必良,湛炽必洁,火剂必得”。“曲蘖”主要指酒曲,“湛炽”是指浸泡和蒸煮,回答下列问题:(1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么 答:______________________。(2)黄酒发酵过程中,不需要对黍米和陶器装置进行严格灭菌,却可以防止其他杂菌对发酵产生影响,为什么 答:__________________________________________________________________。(3)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用,“陈储”要特别注意密封,为什么 答:____________________________________________。(4)黄酒的酒精度数一般为15度左右,酒精度数无法继续提高可能的原因是什么 答:____________________________________________。能力一 果酒和果醋制作的原理和过程分析(考查科学思维、科学探究)1.(2021·山东卷,T12)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是( )A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生酵母菌C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加2.(2024·湖北卷,T1)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物,常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )A.食用醋的酸味主要来源于乙酸B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内(1)果酒发酵初期先通入适量空气的目的是______________________,果酒发酵之后进行果醋发酵,需要改变的条件包括________________________________________。(2)在醋酸发酵阶段,醋酸菌在__________和糖源都充足时,在其细胞的__________中将糖分解成醋酸。(3)发酵过程用到的两种菌在结构上的本质区别:酵母菌有_______________________________。能力二 泡菜的制作过程分析(考查科学思维)3.(2023·山东卷,T12)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在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时,在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果见曲线图:据图可知,发酵过程中,亚硝酸盐的含量先增加后下降至相对稳定,10天后食用比较合适,因为此时亚硝酸盐含量低。4.某团队为探究制作泡菜所用盐水的最佳质量分数,进行了探究实验。为方便测定泡菜中的亚硝酸盐浓度,先用配置好的已知浓度的亚硝酸盐溶液做了吸光度测试,结果如图甲。再分别以不同质量分数的盐溶液制作泡菜,从第三天开始,每两天测一次亚硝酸盐含量,结果如图乙,下列说法错误的是( )甲乙A.使用5%质量分数的盐水制作泡菜的第7天,取泡菜液测出的吸光度约为0.46AB.如用7%质量分数的盐水制作泡菜可能会导致“咸而不酸”C.5天时,亚硝酸盐的含量最高,此时乳酸菌成为优势菌种D.适量加入“陈泡菜水”可缩短泡菜酿造周期考点二 发酵工程及其应用 1.发酵工程的概念利用微生物的__________,__________生产人类所需产品的综合性生物工程。2.发酵工程的基本环节提醒 传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯,而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。3.啤酒的工业化生产流程及操作目的4.发酵工程的特点5.发酵工程的应用(1)性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。(选择性必修3 P22“图1-9”)()(2)发酵工程中一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降。因此培养基和发酵设备都必须经过严格的消毒。(选择性必修3 P23“图1-9”)()(3)分离、提纯产物是发酵工程的中心环节。(选择性必修3 P23“图1-9”)()(4)啤酒的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成。(选择性必修3 P24“思考·讨论”)()(5)柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,它可以通过黑曲霉的发酵制得;由谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。(源自选择性必修3 P25)()为什么不能用含有抗生素的牛奶发酵制作酸奶 答:____________________________________________。能力 发酵工程及其应用(考查科学思维)1.(2022·湖北卷,T14)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )A.该生产过程中,一定有气体生成B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理2.(2021·广东卷,T21)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题:(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为__________,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用__________的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有______________________(答出两种方法即可)等。(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60 g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是__________________________________________________________________(答出两点即可)。(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中__________可能是高密度培养的限制因素。(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌______________________________________。微真题重体悟 1.(2024·山东卷,T14)在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )A.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长D.发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品2.(2021·辽宁卷,T8)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入活化的醋酸杆菌,发酵5天。下列有关叙述错误的是( )A.乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同D.接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度3.(2024·河北卷,T18改编)中国传统白酒多以泥窖为发酵基础,素有“千年老窖万年糟”“以窖养糟,以糟养泥”之说。多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述错误的是( )A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系,使酿造过程不易污染杂菌C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时,需在CO2或N2环境中进行D.从谷物原料发酵形成的酒糟中,可分离出产淀粉酶的微生物4.(2021·湖北卷,T3)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )A.泡菜制作过程中,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生CO2C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸菌5.(2021·全国乙卷,T37)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图。回答下列问题:(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的__________可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供__________。(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的__________、__________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和__________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于__________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于__________(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是______________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是__________(答出1点即可)。第37讲 传统发酵技术的应用与发酵工程微考点·大突破考点一教材解读1.(1)微生物 微生物的代谢 (2)固体 半固体 有氧或无氧2.(1)小分子的肽和氨基酸 (2)酵母 毛霉3.(1)乳酸链球菌和乳酸杆菌 (2)①无氧 乳酸菌 ②C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量 (3)5%~20% 洗净 半坛 八成 没过全部 补充水 (4)水中氧气 杀灭细菌 使发酵时间延长4.(1)兼性厌氧 需氧 醋酸菌 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量 前期需氧,后期不需氧教材基础辨析 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×教材素材拓展 提示 (1)控制发酵过程的氧气和温度等条件(2)在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制(且发酵产生的酒精对其他杂菌也有毒害作用)(3)若密封不好,醋酸菌容易将酒精转化为乙酸,使黄酒变质(合理即可)(4)酒精浓度升高导致酵母菌活性下降能力提升1.D 解析 无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳及少量能量,繁殖能力弱,能存活但不能大量繁殖,A项正确;自然发酵制作葡萄酒时,起主要作用的是葡萄表面存留的野生酵母菌,B项正确;葡萄皮中含有丰富的色素,发酵过程中,这些色素释放出来使葡萄酒显示相应的颜色,C项正确;酿酒过程中,酵母菌进行呼吸作用的底物是葡萄糖,发酵液中的糖由于不断消耗而不断减少,D项错误。2.D 解析 当O2、糖源都充足时,醋酸菌能将葡萄糖分解成乙酸;当缺少糖源时,则醋酸菌在相关酶的作用下,直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,食用醋的酸味主要来源于乙酸,A、C两项正确。醋酸菌属于好氧型原核生物,不适宜在无氧条件下生存,B项正确。醋酸菌是原核生物,不含线粒体,D项错误。回源教材 提示 (1)让酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖 菌种改为醋酸菌,发酵温度调整为30~35 ℃,通入空气等 (2)氧气 细胞质基质 (3)由核膜包被的细胞核3.C 解析 ①煮沸盐水是为了杀灭盐水中的微生物,去除水中的溶解氧,冷却主要是为了防止杀死菜料表面的乳酸菌,A项错误;②的主要目的是创造无氧环境,B项错误;③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入,给泡菜坛内创造无氧环境,C项正确;④检测到的亚硝酸盐含量变化是先增后减,D项错误。4.C 解析 使用5%质量分数的盐水制作泡菜的第7天,亚硝酸盐的浓度为0.4 mg/L,此时取泡菜液测出的吸光度约为0.98×0.4+0.07≈0.46(A),A项正确;如用7%质量分数的盐水制作泡菜可能会导致“咸而不酸”,因为盐浓度过高,抑制了乳酸菌的发酵,B项正确;5天时,亚硝酸盐的含量最高,此时乳酸菌和乳酸的量都比较少,乳酸菌还不是优势菌种,C项错误;适量加入“陈泡菜水”可增加乳酸菌的数量,可缩短泡菜酿造周期,D项正确。考点二教材解读1.特定功能 规模化2.营养协调 pH适宜 碳源 氮源 防止杂菌污染 环境条件稳定、温和 基因工程育种3.淀粉酶 淀粉分解,形成糖浆 酒精和CO24.温和 丰富 低廉 专一 污染小 容易处理5.食品添加剂 酶制剂教材基础辨析 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√教材素材拓展提示 抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长,因此不能用含有抗生素的牛奶发酵制作酸奶能力提升1.A 解析 连续搅拌反应器是为了使菌体进行有氧呼吸,快速生长繁殖,即该生产过程一定有气体生成,A项正确;微生物生长所需碳源主要来源于果糖生产废水中的含碳有机物,B项错误;由题图中“连续搅拌反应器”可知,该生产工艺利用微生物有氧发酵技术生产蛋白质,C项错误;杂菌对利用酿酒酵母生产蛋白质的生产工艺过程无较大影响,故不需要对加入反应器的原料进行灭菌处理,D项错误。2.答案 (1)唯一碳源 稀释涂布平板 诱变育种、基因工程育种 (2)盐浓度为60 g/L的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制 (3)氧气(O2或溶解氧) (4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等解析 (1)根据题意分析,该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,结合微生物的代谢需求,其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源,并不断提高其浓度,经多次传代培养以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用稀释涂布平板的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等。(2)已知,菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,因此当培养基盐浓度为60 g/L,pH为10时,菌株H可正常持续发酵60 d以上,而盐浓度为60 g/L的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制,故该系统不需要灭菌。(3)分析题意,扩大培养时,营养物浓度、温度、pH等条件均适宜,而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中氧气不足,使菌种进行无氧呼吸产生乙醇,即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。(4)根据酶的专一性可知,菌株H之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产PHA,说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。微真题·重体悟1.D 解析 黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧,相同菌体密度下,菌球体越大越不利于菌体与氧气接触,柠檬酸产生速率越慢,A项正确;菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制,发酵中期添加一定量的硫酸铵,提高铵离子浓度,菌体内可提高柠檬酸产量,B项正确;发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活,可抑制大部分细菌的生长,C项正确;发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品,D项错误。2.B 解析 当缺少糖源时,醋酸杆菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,同时乙醇还可以抑制杂菌繁殖,A项正确;酵母菌既可以进行无性繁殖又可以进行有性繁殖,醋酸杆菌以二分裂的方式进行增殖,B项错误;酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖,再密闭发酵产乙醇,醋酸杆菌为好氧细菌,需持续通入无菌氧气,C项正确;酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃,多数醋酸杆菌的最适生长温度为30~35 ℃,D项正确。3.C 解析 白酒的酿造主要菌种是酿酒酵母,由于窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物,因此传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的,A项正确;窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系,且酿造过程产生的酒精也会抑制杂菌的生长与繁殖,使酿造过程不易污染杂菌,B项正确;对分离的酿酒酵母扩大培养时需要在有氧的条件下进行,C项错误;谷物原料如高粱等富含淀粉,因此从谷物原料发酵形成的酒糟中可分离出产淀粉酶的微生物,D项正确。4.B 解析 在泡菜制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸,A项错误;在馒头制作过程中,酵母菌进行细胞呼吸产生CO2,从而使馒头变得松软,B项正确;在米酒制作过程中,将容器密封的目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,将容器密封不利于酵母菌生长,C项错误;在酸奶制作过程中,后期低温处理的目的是抑制微生物的生长,延长保质期,D项错误。5.答案 (1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧(3)原核生物 酒精和CO2 食盐解析 (1)大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属于多糖,组成元素有C、H、O,可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白质和脂肪的分解分别需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。据题意可知,米曲霉发酵过程中需要提供营养物质,且需要通入空气并搅拌,故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。(3)乳酸菌为原核生物;酵母菌为兼性厌氧微生物,在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和CO2。由题图可知,在发酵池发酵阶段添加的酵母菌和乳酸菌通过无氧呼吸产生的酒精、乳酸可以抑制杂菌的生长,加入的食盐也可抑制杂菌生长。(共68张PPT)第37讲第九单元 生物技术与工程传统发酵技术的应用与发酵工程课标内容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食品、医药、农牧业及其他方面上有重要的应用价值。微考点 大突破内容索引微真题 重体悟考点一 传统发酵技术的应用考点二 发酵工程及其应用考点一 传统发酵技术的应用微考点/大突破第一部分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__________________转化为人类所需要的产物的过程。微生物微生物的代谢(2)传统发酵技术。固体半固体有氧或无氧小分子的肽和氨基酸酵母毛霉乳酸链球菌和乳酸杆菌(2)制作原理。①发酵实质：在________情况下，________将葡萄糖分解成乳酸。②反应式：_______________________________________________。无氧乳酸菌C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量(3)制作流程。5%~20%洗净半坛八成没过全部补充水(4)注意事项。要点 内容材料 ①蔬菜应新鲜，若不新鲜，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐；②用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并煮沸冷却待用。盐水煮沸有两大作用，一是除去__________，二是__________水中氧气杀灭细菌防止杂 菌污染 每次取样用具要洗净，取样后要迅速封口氧气 需求 泡菜坛要选择透气性差的容器，坛盖边沿水槽注满水，发酵过程中要经常补充水槽中的水，以创造无氧环境温度 室温即可。温度过高则易滋生细菌，过低则_______________使发酵时间延长4.制作果酒和果醋(1)果酒、果醋制作的比较。项目 果酒制作 果醋制作发酵菌种 种类 酵母菌 醋酸菌结构 特点 有以核膜为界限的细胞核，有多种细胞器 无以核膜为界限的细胞核，只有核糖体一种细胞器代谢 类型 异养___________型 异养______型兼性厌氧需氧发酵 原理 氧气充足时，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精 氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成乙酸；氧气充足，缺少糖源时，________直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸醋酸菌反应 简式 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+ 12H2O+能量； ________________________________________________ C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量；______________________________________________________C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量发酵条件 温度 18~30 ℃ 30~35 ℃时间 10~12天 7~8天氧气 ______________________ 一直需要充足氧气pH 酸性 酸性结果 检测 酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色 反应液pH下降前期需氧，后期不需氧制作 流程 联系 醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料(2)果酒、果醋制作成功的关键分析。①材料的选择与处理。选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗，后去枝 梗，以防杂菌污染。②防止发酵液被污染。将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干 净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用；装入葡萄汁后要盖好瓶盖。③将葡萄汁装入发酵瓶时，要留约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O2后再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的大量CO2造成发酵液溢出。教材基础辨析(1)传统发酵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。(源自选择性必修3 P5)( )(2)乳酸菌是在有氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总 称。(源自选择性必修3 P5)( )(3)酵母菌是厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵。(源自选择性必修3 P6)( )(4)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过 量，会发生中毒，甚至死亡。(选择性必修3 P6“探究·实践”)( )√××√(5)工业上大规模生产时，通常会先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。(源自选择性必修3 P8)( )(6)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件，发酵微生物乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。(选择性必修3 P8“练习与应 用”)( )√×教材素材拓展黄酒是世界上最古老的酒类之一，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述道：“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得”。“曲蘖”主要指酒曲，“湛炽”是指浸泡和蒸煮，回答下列问题：(1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么 答：____________________________________________________。控制发酵过程的氧气和温度等条件(2)黄酒发酵过程中，不需要对黍米和陶器装置进行严格灭菌，却可以防止其他杂菌对发酵产生影响，为什么 答：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制(且发酵产生的酒精对其他杂菌也有毒害作用)(3)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用，“陈储”要特别注意密封，为什么 答：_______________________________________________________________。(4)黄酒的酒精度数一般为15度左右，酒精度数无法继续提高可能的原因是什么 答：_____________________________________________________。若密封不好，醋酸菌容易将酒精转化为乙酸，使黄酒变质(合理即可)酒精浓度升高导致酵母菌活性下降能力一 果酒和果醋制作的原理和过程分析(考查科学思维、科学探究)1.(2021·山东卷，T12)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是( )A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生酵母菌C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳及少量能量，繁殖能力弱，能存活但不能大量繁殖，A项正确；自然发酵制作葡萄酒时，起主要作用的是葡萄表面存留的野生酵母菌，B项正确；葡萄皮中含有丰富的色素，发酵过程中，这些色素释放出来使葡萄酒显示相应的颜色，C项正确；酿酒过程中，酵母菌进行呼吸作用的底物是葡萄糖，发酵液中的糖由于不断消耗而不断减少，D项错误。解析2.(2024·湖北卷，T1)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是 ( )A.食用醋的酸味主要来源于乙酸B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内当O2、糖源都充足时，醋酸菌能将葡萄糖分解成乙酸；当缺少糖源时，则醋酸菌在相关酶的作用下，直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，食用醋的酸味主要来源于乙酸，A、C两项正 确。醋酸菌属于好氧型原核生物，不适宜在无氧条件下生存，B项正确。醋酸菌是原核生物，不含线粒体，D项错误。解析(1)果酒发酵初期先通入适量空气的目的是___________________________________，果酒发酵之后进行果醋发酵，需要改变的条件包括____________________________________________________。(2)在醋酸发酵阶段，醋酸菌在________和糖源都充足时，在其细胞的______________中将糖分解成醋酸。(3)发酵过程用到的两种菌在结构上的本质区别：酵母菌有_______________________。让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖菌种改为醋酸菌，发酵温度调整为30~35 ℃，通入空气等氧气细胞质基质由核膜包被的细胞核能力二 泡菜的制作过程分析(考查科学思维)3.(2023·山东卷，T12)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①煮沸盐水是为了杀灭盐水中的微生物，去除水中的溶解氧，冷却主要是为了防止杀死菜料表面的乳酸菌，A项错误；②的主要目的是创造无氧环境，B项错误；③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入，给泡菜坛内创造无氧环境，C项正确；④检测到的亚硝酸盐含量变化是先增后减，D项错误。解析在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时，在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见曲线图： 据图可知，发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后下降至相对稳 定，10天后食用比较合适，因为此时亚硝酸盐含量低。4.某团队为探究制作泡菜所用盐水的最佳质量分数，进行了探究实验。为方便测定泡菜中的亚硝酸盐浓度，先用配置好的已知浓度的亚硝酸盐溶液做了吸光度测试，结果如图甲。再分别以不同质量分数的盐溶液制作泡菜，从第三天开始，每两天测一次亚硝酸盐含量,结果如图乙，下列说法错误的是( )A.使用5%质量分数的盐水制作泡菜的第7天，取泡菜液测出的吸光度约为0.46AB.如用7%质量分数的盐水制作泡菜可能会导致“咸而不酸”C.5天时，亚硝酸盐的含量最高，此时乳酸菌成为优势菌种D.适量加入“陈泡菜水”可缩短泡菜酿造周期使用5%质量分数的盐水制作泡菜的第7天，亚硝酸盐的浓度为0.4 mg/L，此时取泡菜液测出的吸光度约为0.98×0.4+0.07≈0.46(A)，A项正确；如用7%质量分数的盐水制作泡菜可能会导致“咸而不酸”，因为盐浓度过高，抑制了乳酸菌的发酵，B项正确；5天时，亚硝酸盐的含量最高，此时乳酸菌和乳酸的量都比较少，乳酸菌还不是优势菌种，C项错误；适量加入“陈泡菜水”可增加乳酸菌的数量，可缩短泡菜酿造周期，D项正确。解析考点二 发酵工程及其应用微考点/大突破第一部分1.发酵工程的概念利用微生物的__________，________生产人类所需产品的综合性生物工程。2.发酵工程的基本环节特定功能规模化营养协调pH适宜碳源氮源防止杂菌污染环境条件稳定、温和基因工程育种提醒 传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯，而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。3.啤酒的工业化生产流程及操作目的淀粉酶淀粉分解，形成糖浆酒精和CO24.发酵工程的特点温和丰富低廉专一污染小容易处理5.发酵工程的应用食品添加剂酶制剂教材基础辨析(1)性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。(选择性必修3 P22“图1-9”)( )(2)发酵工程中一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。因此培养基和发酵设备都必须经过严格的消毒。(选择性必修3 P23“图1-9”) ( )(3)分离、提纯产物是发酵工程的中心环节。(选择性必修3 P23“图1-9”)( )×××(4)啤酒的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成。(选择性必修3 P24“思考·讨论”)( )(5)柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，它可以通过黑曲霉的发酵制得；由谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。(源自选择性必修3 P25)( )×√教材素材拓展为什么不能用含有抗生素的牛奶发酵制作酸奶 答：_________________________________________________________________________________。抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长，因此不能用含有抗生素的牛奶发酵制作酸奶能力 发酵工程及其应用(考查科学思维)1.(2022·湖北卷，T14)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )A.该生产过程中，一定有气体生成B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理连续搅拌反应器是为了使菌体进行有氧呼吸，快速生长繁殖，即该生产过程一定有气体生成，A项正确；微生物生长所需碳源主要来源于果糖生产废水中的含碳有机物，B项错误；由题图中“连续搅拌反应器”可知，该生产工艺利用微生物有氧发酵技术生产蛋白质，C项错误；杂菌对利用酿酒酵母生产蛋白质的生产工艺过程无较大影响，故不需要对加入反应器的原料进行灭菌处理，D项错误。解析2.(2021·广东卷，T21)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题：(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为____________，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用_______________的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有__________________________________(答出两种方法即可)等。唯一碳源稀释涂布平板诱变育种、基因工程育种(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是_________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。盐浓度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中______________________可能是高密度培养的限制因素。(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，说明其能分泌____________________________。氧气(O2或溶 解氧)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等(1)根据题意分析，该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用稀释涂布平板的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等。(2)已知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60 g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60 d以上，而盐浓度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失解析水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。(3)分析题意，扩大培养时，营养物浓度、温度、pH等条件均适宜，而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。(4)根据酶的专一性可知，菌株H之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产PHA，说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。解析微真题/重体悟第二部分1.(2024·山东卷，T14)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )A.相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长D.发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度 下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A项正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B项正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C项正确；发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D项错误。解析2.(2021·辽宁卷，T8)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是( )A.乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同D.接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度当缺少糖源时，醋酸杆菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，同时乙醇还可以抑制杂菌繁殖，A项正确；酵母菌既可以进行无性繁殖又可以进行有性繁殖，醋酸杆菌以二分裂的方式进行增殖，B项错误；酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭发酵产乙醇，醋酸杆菌为好氧细菌，需持续通入无菌氧气，C项正确；酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃，多数醋酸杆菌的最适生长温度为30~35 ℃，D项正确。解析3.(2024·河北卷，T18改编)中国传统白酒多以泥窖为发酵基础，素有“千年老窖万年糟”“以窖养糟，以糟养泥”之说。多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述错误的是( )A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，使酿造过程不易污染杂菌C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，需在CO2或N2环境中进行D.从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产淀粉酶的微生物白酒的酿造主要菌种是酿酒酵母，由于窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物，因此传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的，A项正确；窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，且酿造过程产生的酒精也会抑制杂菌的生长与繁殖，使酿造过程不易污染杂菌，B项正确；对分离的酿酒酵母扩大培养时需要在有氧的条件下进行，C项错误；谷物原料如高粱等富含淀粉，因此从谷物原料发酵形成的酒糟中可分离出产淀粉酶的微生物，D项正确。解析4.(2021·湖北卷，T3)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )A.泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B.馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2C.米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长D.酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸菌在泡菜制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，A项错误；在馒头制作过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生CO2，从而使馒头变得松软，B项正确；在米酒制作过程中，将容器密封的目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，将容器密封不利于酵母菌生长，C项错误；在酸奶制作过程中，后期低温处理的目的是抑制微生物的生长，延长保质期，D项错误。解析5.(2021·全国乙卷，T37)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过 程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图。回答下列问题：(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的________、________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于___________(填 “自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。蛋白质碳源蛋白酶脂肪酶氨基酸异养好氧(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于_____________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是____________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是___________(答出1点即可)。原核生物酒精和CO2食盐(1)大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属于多糖，组成元素有C、H、O，可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白质和脂肪的分解分别需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。据题意可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并搅拌，故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。(3)乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼性厌氧微生物，在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和CO2。由题图可知，在发酵池发酵阶段添加的酵母菌和乳酸菌通过无氧呼吸产生的酒精、乳酸可以抑制杂菌的生长，加入的食盐也可抑制杂菌生长。解析课时微练(三十七) 传统发酵技术的应用与发酵工程 一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.(2021·浙江1月选考,T10)用白萝卜制作泡菜的过程中,采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法中错误的是( )A.将白萝卜切成小块B.向容器中通入无菌空气C.添加已经腌制过的泡菜汁D.用沸水短时处理白萝卜块2.(2020·山东卷,T12)我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是( )A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B.“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡3.苹果醋是以苹果为原料经甲、乙两个阶段发酵而成的,下列说法错误的是( )A.甲阶段的发酵温度低于乙阶段的发酵温度B.过程①②在酵母菌细胞的细胞质基质中进行,③在线粒体中进行C.根据醋酸菌的呼吸作用类型,乙过程需要在无氧条件下完成D.甲、乙两阶段完成后溶液pH均降低4.(2025·日照统考)酸豆角酸脆、营养丰富,制作的主要流程是:豆角去筋后洗净、晾干→加盐揉搓至翠绿色→放入泡菜坛→注入凉开水→添加适量香辛料和白酒→密闭、腌制2周左右。下列叙述错误的是( )A.酸豆角的酸味主要与乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸有关B.加盐揉搓至翠绿色利用了叶绿素能溶解于高浓度NaCl溶液的特性C.发酵前期泡菜坛中会冒出气泡,这是由酵母菌等微生物细胞呼吸所致D.加入适量的食盐、香辛料、白酒等不仅能增加食品风味,也能防止杂菌污染5.(2025·邯郸模拟)《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的酿醋工艺:“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成。”下列叙述错误的是( )A.该方法依据的原理是醋酸菌在氧气充足、糖源缺乏时将酒精转化为乙酸B.加水的目的是对酒进行稀释,避免酒精浓度过高杀死醋酸菌C.“衣”位于变酸的酒表面,是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的D.“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触,还可以增加溶液中的溶解氧6.(2024·江西卷,T11)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )A.JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量C.提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,一定会提高井冈霉素的产量D.稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化7.(2025·合肥模拟)马奶酒是具有民族传统特色的高级活性保健饮料,其发酵机理是利用乳酸菌和酵母菌进行乳酸发酵及酒精发酵。马奶酒酵母菌株不同于一般微生物优先利用葡萄糖,而是在生长起始期就能优先利用半乳糖,然后同时利用这两种糖进行生长。下列有关叙述错误的是( )A.一般发酵食品中的酵母菌细胞中不能合成半乳糖酶B.纯化马奶中“特殊”酵母菌常用的方法之一是平板划线法C.马奶酒酵母菌株能优先利用半乳糖的原因是其发生了基因突变D.乳酸菌和酵母菌都可进行乳酸发酵和酒精发酵8.(2023·江苏卷,T16改编)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的是( )A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间9.(2023·河北卷,T18改编)乳酸链球菌素(Nisin)是乳酸链球菌分泌的一种抗菌肽。研究者对Nisin发酵生产过程相关指标进行了检测,结果如图。下列叙述错误的是( )A.适度提高乳酸链球菌接种量可缩短Nisin发酵生产周期B.发酵的中后期适量补加蔗糖溶液可促进菌体生长C.向发酵罐内适时适量添加碱溶液可提高Nisin产量D.发酵结束后主要通过收获并破碎菌体以分离获得Nisin产品10.(2025·昭通模拟)青霉菌产生的青霉素是人类发现的第一种抗生素。青霉素发酵过程中,总有头孢霉素产生。研究发现利用发酵技术生产青霉素时,青霉素和头孢霉素有一个共同的前体物质,该前体物质在不同酶的作用下分别合成两种物质。下列有关说法正确的是( )A.发酵结束时可采用过滤、沉淀等方法从发酵液中提取青霉素B.利用基因工程方法将控制合成头孢霉素的基因敲除,能得到单一青霉素产物C.青霉素发酵生产过程中不需要对培养基和发酵设备严格灭菌D.接种和分离、提纯产物是青霉素发酵过程的中心环节二、非选择题11.(2021·重庆卷,T25)人类很早就能制作果酒,并用果酒进一步发酵生产果醋。(1)人们利用水果及附着在果皮上的_______菌,在18~30 ℃、无氧条件下酿造果酒;利用醋酸菌在______________条件下,将酒精转化成乙酸酿得果醋。酿造果醋时,得到了乙酸产率较高的醋酸菌群,为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种,采用的接种方法是__________________________________。(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有_______(多选,填序号)。①先酿制果酒,发酵液能抑制杂菌的生长,有利于提高果醋的产率②酿制果酒时形成的醋酸菌膜,有利于提高果醋的产率③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中(3)果酒中的酒精含量对果醋的乙酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对乙酸含量的影响,结果如图。该技术组使用的发酵液中,除酒精外还包括的基本营养物质有______________(填写两种)。据图可知,醋酸发酵的最适初始酒精浓度是_____;酒精浓度为10%时乙酸含量最低,此时,若要尽快提高乙酸含量,可采取的措施有____________________________________________________________________(答两个方面即可)。12.(科学探究)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如图。淀粉类原料葡萄糖 成熟酒醅成熟醋醅(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶_____________________。(2)在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。通气能提高_______的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下。①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是____________________________,由此推测,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是_________________________________。②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中___________________________________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的____________,淘汰了部分乳酸菌种类。课时微练(三十七) 传统发酵技术的应用与发酵工程1.B 解析 用白萝卜制作泡菜的过程中,将白萝卜切成小块、用沸水短时处理白萝卜块、添加已经腌制过的泡菜汁,都有利于缩短腌制时间,A、C、D三项均正确;该过程中需要将坛口用水封好,以便形成无氧环境,因此不能向容器中通入无菌空气,B项错误。2.C 解析 由题意可知,“浸曲发”是将酒曲浸泡活化,在活化的过程中微生物代谢加快,A项正确;形成“鱼眼汤”的原因是酒曲中的微生物进行呼吸作用产生了大量的CO2,向外释放时形成了气泡,B项正确;“净淘米”主要是将米清洗干净,“蒸熟”才是酿酒时为消除杂菌而采取的主要措施,C项错误;“舒令极冷”是将蒸熟的米温度降低,这样在米与酒曲混合时可以防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡,D项正确。知识拓展 (1)酒曲中微生物(如曲霉)分泌的淀粉酶可将谷物中的淀粉分解,产生单糖等,使米酒具有甜味,单糖进一步在酵母菌的作用下产生酒精。(2)酵母菌为兼性厌氧微生物,与无氧呼吸相比,细胞有氧呼吸产生的能量更多,更能满足酵母菌大量繁殖时的需求,因此对分离的酿酒酵母扩大培养时需在有氧的条件下进行。3.C 解析 甲为果酒发酵,乙为果醋发酵,甲阶段的发酵温度(18~30 ℃)低于乙阶段的发酵温度(30~35 ℃),A项正确;过程①②是无氧呼吸,在酵母菌细胞的细胞质基质中进行,③是有氧呼吸的第二、三阶段,在线粒体中进行,B项正确;醋酸菌为好氧细菌,故根据醋酸菌的呼吸作用类型,乙过程需要在有氧条件下完成,C项错误;醋酸菌将葡萄糖或者乙醇分解成醋酸,使pH降低,酵母菌将葡萄糖氧化分解为CO2,CO2溶于发酵液会形成碳酸,使pH降低,D项正确。4.B 解析 制作酸豆角的原理是乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生乳酸,A项正确;加盐揉搓至翠绿色利用了植物细胞渗透失水的原理,使豆角细胞的水分减少,另外,叶绿素易溶于有机溶剂,不溶于NaCl溶液中,B项错误;发酵前期泡菜坛中会冒出气泡,这是酵母菌等微生物细胞呼吸释放气体所致,C项正确;加入适量的食盐、香辛料、白酒等一方面能抑制微生物生长,防止杂菌污染,一方面能增加食品风味,D项正确。5.C 解析 该方法的原理是醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸,A项正确;加水的目的是对“酒”进行稀释,避免酒精浓度过高杀死醋酸菌,B项正确;“衣”位于变酸的酒表面,是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的,C项错误;醋酸菌是一种好氧细菌,“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触,还可以增加溶液中的溶解氧,D项正确。6.D 解析 基因表达的产物是蛋白质,而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素,A项错误;JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程会影响JGs的数量,进而影响井冈霉素的产量,B项错误;在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量,但若浓度过大,反而会降低井冈霉素的产量,C项错误;JGs是一种放线菌,菌体呈丝状生长,形成的菌落难以区分,因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化,D项正确。7.D 解析 一般发酵食品中的酵母菌细胞中不能合成半乳糖酶,因此不能利用半乳糖,A项正确;平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法,B项正确;马奶酒酵母菌株能优先利用半乳糖的原因是其发生了基因突变,C项正确;乳酸菌是厌氧细菌,只能进行乳酸发酵,酵母菌是兼性厌氧微生物,只能进行酒精发酵,D项错误。8.B 解析 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程,A项正确;题图中制酒用到了酒曲,酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌,霉菌属于真菌,其为需氧型,该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解,其中的乳酸菌(细菌)进行的是无氧呼吸,酵母菌(真菌)主要进行无氧呼吸完成酿酒的过程,醋酸发酵过程中主要利用了醋酸菌(细菌)的有氧呼吸,B项错误;醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸,在发酵过程中经常翻动发酵物,有利于散热,可控制发酵温度和改善通气状况,C项正确;啤酒酿造利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精,酿造流程中,若在前期适当增加溶解氧,有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量,以满足酵母菌自身增殖的需要,因而可缩短发酵时间,D项正确。9.D 解析 适量提高乳酸链球菌的接种量,可以使菌体数量增加较快,进而使Nisin浓度更快提高,因此可以缩短发酵生产周期,在较短时间收获产品,A项正确;蔗糖是乳酸链球菌的营养物质,随着发酵的进行,发酵液中蔗糖含量逐渐降低,因此中后期补加一定量的蔗糖溶液利于菌体生长,B项正确;乳酸菌生长过程中产生的乳酸会使发酵罐内pH下降,因此在发酵过程中向发酵罐内适时适量添加碱液,可以创造适于Nisin生产的pH条件,C项正确;Nisin为乳酸链球菌的分泌产物,主要存在于发酵液中,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施从发酵液中获得产品,D项错误。10.B 解析 若发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法得到产品,而青霉素是青霉菌的代谢产物,可根据产物的性质采取适当的分离方法获得,A项错误;若利用基因工程的方法将控制合成头孢霉素的基因敲除,就不会产生头孢霉素,则青霉素发酵时能得到单一青霉素产物,B项正确;为防止杂菌污染,在青霉素生产过程中培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌,C项错误;发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,D项错误。11.答案 (1)酵母 30~35 ℃、有氧 平板划线法(或稀释涂布平板法) (2)①②③ (3)氮源、无机盐 6%(或5%~7%也可) 通入无菌空气,适当提高温度等(合理即可)解析 (1)酿酒时人们利用果皮上天然的酵母菌进行发酵,醋酸菌发酵果醋的条件为30~35 ℃、有氧。纯化菌种采用平板划线法或稀释涂布平板法。(2)酿制果酒需要缺氧、呈酸性的环境,使大部分微生物无法生长,可以提高产品的纯度和产率;果酒酿制过程中表面形成的醋酸菌膜,是醋酸菌大量繁殖形成的,醋酸菌增多,有利于提高果醋的产率;果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中。(3)发酵液相当于醋酸菌的培养基,要为醋酸菌的生长提供碳源、氮源、水和无机盐等营养物质,酒精可以作为碳源,还需要有氮源、水和无机盐等。分析题图可知,当初始酒精浓度为6%时醋酸含量最高,故最适初始酒精浓度为6%。酒精浓度为10%时,可以根据醋酸菌的好氧性通入无菌空气或根据其喜高温的特点,适当提高温度等来加大产率。12.答案 (1)在最适温度条件下催化能力最强 (2)酵母菌 (3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动或下) ③种间竞争(或竞争)解析 (1)因酶在最适温度下的催化能力最强,故发酵过程中需控制好反应温度。(2)酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下分解有机物释放的能量多,繁殖快。(3)①分析题图可知,与翻动前相比,B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸杆菌所处环境条件知,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。②乳酸菌是厌氧型微生物,处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。③随着发酵时间的推移,环境中营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣,不同种乳酸菌间的竞争加剧,部分菌种因不适应环境而被淘汰。(共35张PPT)传统发酵技术的应用与发酵工程课时微练(三十七)一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1.(2021·浙江1月选考，T10)用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法中错误的是( )A.将白萝卜切成小块B.向容器中通入无菌空气C.添加已经腌制过的泡菜汁D.用沸水短时处理白萝卜块156789101112234用白萝卜制作泡菜的过程中，将白萝卜切成小块、用沸水短时处理白萝卜块、添加已经腌制过的泡菜汁,都有利于缩短腌制时间，A、C、D三项均正确；该过程中需要将坛口用水封好，以便形成无氧环境，因此不能向容器中通入无菌空气，B项错误。解析1567891011122342.(2020·山东卷，T12)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是( )A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B.“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡156789101112234由题意可知，“浸曲发”是将酒曲浸泡活化，在活化的过程中微生物代谢加快，A项正确；形成“鱼眼汤”的原因是酒曲中的微生物进行呼吸作用产生了大量的CO2，向外释放时形成了气泡，B项正确；“净淘米”主要是将米清洗干净，“蒸熟”才是酿酒时为消除杂菌而采取的主要措施，C项错误；“舒令极冷”是将蒸熟的米温度降低，这样在米与酒曲混合时可以防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡，D项正确。解析156789101112234156789101112234知识拓展 (1)酒曲中微生物(如曲霉)分泌的淀粉酶可将谷物中的淀粉分解，产生单糖等，使米酒具有甜味，单糖进一步在酵母菌的作用下产生酒精。(2)酵母菌为兼性厌氧微生物，与无氧呼吸相比，细胞有氧呼吸产生的能量更多，更能满足酵母菌大量繁殖时的需求，因此对分离的酿酒酵母扩大培养时需在有氧的条件下进行。3.苹果醋是以苹果为原料经甲、乙两个阶段发酵而成的，下列说法错误的是( )156789101112234A.甲阶段的发酵温度低于乙阶段的发酵温度B.过程①②在酵母菌细胞的细胞质基质中进行，③在线粒体中进行C.根据醋酸菌的呼吸作用类型，乙过程需要在无氧条件下完成D.甲、乙两阶段完成后溶液pH均降低甲为果酒发酵，乙为果醋发酵，甲阶段的发酵温度(18~30 ℃)低于乙阶段的发酵温度(30~35 ℃)，A项正确；过程①②是无氧呼吸，在酵母菌细胞的细胞质基质中进行，③是有氧呼吸的第二、三阶段，在线粒体中进行，B项正确；醋酸菌为好氧细菌，故根据醋酸菌的呼吸作用类型,乙过程需要在有氧条件下完成，C项错误；醋酸菌将葡萄糖或者乙醇分解成醋酸，使pH降低，酵母菌将葡萄糖氧化分解为CO2，CO2溶于发酵液会形成碳酸，使pH降低，D项正确。解析1567891011122344.(2025·日照统考)酸豆角酸脆、营养丰富，制作的主要流程是：豆角去筋后洗净、晾干→加盐揉搓至翠绿色→放入泡菜坛→注入凉开水→添加适量香辛料和白酒→密闭、腌制2周左右。下列叙述错误的是( )A.酸豆角的酸味主要与乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸有关B.加盐揉搓至翠绿色利用了叶绿素能溶解于高浓度NaCl溶液的特性C.发酵前期泡菜坛中会冒出气泡，这是由酵母菌等微生物细胞呼吸所致D.加入适量的食盐、香辛料、白酒等不仅能增加食品风味，也能防止杂菌污染156789101112234制作酸豆角的原理是乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生乳酸，A项正确；加盐揉搓至翠绿色利用了植物细胞渗透失水的原理，使豆角细胞的水分减少,另外,叶绿素易溶于有机溶剂，不溶于NaCl溶液中，B项错误；发酵前期泡菜坛中会冒出气泡，这是酵母菌等微生物细胞呼吸释放气体所致，C项正确；加入适量的食盐、香辛料、白酒等一方面能抑制微生物生长，防止杂菌污染，一方面能增加食品风味，D项正确。解析1567891011122345.(2025·邯郸模拟)《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成。”下列叙述错误的是( )A.该方法依据的原理是醋酸菌在氧气充足、糖源缺乏时将酒精转化为乙酸B.加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌C.“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的D.“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧156789101112234该方法的原理是醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，A项正确；加水的目的是对“酒”进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌，B项正确；“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的，C项错误；醋酸菌是一种好氧细菌，“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧，D项正确。解析1567891011122346.(2024·江西卷，T11)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种(JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长)发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是( )A.JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量C.提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，一定会提高井冈霉素的产量D.稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化156789101112234基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素，A项错误；JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B项错误；在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量,但若浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C项错误；JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D项正确。解析1567891011122347.(2025·合肥模拟)马奶酒是具有民族传统特色的高级活性保健饮料,其发酵机理是利用乳酸菌和酵母菌进行乳酸发酵及酒精发酵。马奶酒酵母菌株不同于一般微生物优先利用葡萄糖，而是在生长起始期就能优先利用半乳糖，然后同时利用这两种糖进行生长。下列有关叙述错误的是( )A.一般发酵食品中的酵母菌细胞中不能合成半乳糖酶B.纯化马奶中“特殊”酵母菌常用的方法之一是平板划线法C.马奶酒酵母菌株能优先利用半乳糖的原因是其发生了基因突变D.乳酸菌和酵母菌都可进行乳酸发酵和酒精发酵156789101112234一般发酵食品中的酵母菌细胞中不能合成半乳糖酶，因此不能利用半乳糖，A项正确；平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，B项正确；马奶酒酵母菌株能优先利用半乳糖的原因是其发生了基因突变，C项正确；乳酸菌是厌氧细菌，只能进行乳酸发酵，酵母菌是兼性厌氧微生物，只能进行酒精发酵，D项错误。解析1567891011122348.(2023·江苏卷，T16改编)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的是( )156789101112234A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温度和改善通气状况D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间156789101112234糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程，A项正确；题图中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌，霉菌属于真菌，其为需氧型，该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将解析糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌(细菌)进行的是无氧呼吸，酵母菌(真菌)主要进行无氧呼吸完成酿酒的过程，醋酸发酵过程中主要利用了醋酸菌(细菌)的有氧呼吸，B项错误；醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在发酵过程中经常翻动发酵物，有利于散热，可控制发酵温度和改善通气状况，C项正确；啤酒酿造利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精，酿造流程中，若在前期适当增加溶解氧，有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量，以满足酵母菌自身增殖的需要，因而可缩短发酵时间，D项正确。解析1567891011122349.(2023·河北卷，T18改编)乳酸链球菌素(Nisin)是乳酸链球菌分泌的一种抗菌肽。研究者对Nisin发酵生产过程相关指标进行了检测，结果如图。下列叙述错误的是( )156789101112234A.适度提高乳酸链球菌接种量可缩短Nisin发酵生产周期B.发酵的中后期适量补加蔗糖溶液可促进菌体生长C.向发酵罐内适时适量添加碱溶液可提高Nisin产量D.发酵结束后主要通过收获并破碎菌体以分离获得Nisin产品156789101112234适量提高乳酸链球菌的接种量，可以使菌体数量增加较快，进而使Nisin浓度更快提高，因此可以缩短发酵生产周期，在较短时间收获产品，A项正确；蔗糖是乳酸链球菌的营养物质，随着发酵解析的进行，发酵液中蔗糖含量逐渐降低，因此中后期补加一定量的蔗糖溶液利于菌体生长，B项正确；乳酸菌生长过程中产生的乳酸会使发酵罐内pH下降，因此在发酵过程中向发酵罐内适时适量添加碱液，可以创造适于Nisin生产的pH条件，C项正确；Nisin为乳酸链球菌的分泌产物，主要存在于发酵液中，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施从发酵液中获得产品，D项错误。解析15678910111223410.(2025·昭通模拟)青霉菌产生的青霉素是人类发现的第一种抗生素。青霉素发酵过程中，总有头孢霉素产生。研究发现利用发酵技术生产青霉素时，青霉素和头孢霉素有一个共同的前体物质，该前体物质在不同酶的作用下分别合成两种物质。下列有关说法正确的是( )A.发酵结束时可采用过滤、沉淀等方法从发酵液中提取青霉素B.利用基因工程方法将控制合成头孢霉素的基因敲除，能得到单一青霉素产物C.青霉素发酵生产过程中不需要对培养基和发酵设备严格灭菌D.接种和分离、提纯产物是青霉素发酵过程的中心环节156789101112234若发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法得到产品，而青霉素是青霉菌的代谢产物，可根据产物的性质采取适当的分离方法获得，A项错误；若利用基因工程的方法将控制合成头孢霉素的基因敲除，就不会产生头孢霉素，则青霉素发酵时能得到单一青霉素产物，B项正确；为防止杂菌污染，在青霉素生产过程中培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌,C项错误;发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，D项错误。解析156789101112234二、非选择题11.(2021·重庆卷，T25)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。(1)人们利用水果及附着在果皮上的_________菌，在18~30 ℃、无氧条件下酿造果酒；利用醋酸菌在________________条件下，将酒精转化成乙酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了乙酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是_______________________________。156789101112234酵母30~35 ℃、有氧平板划线法(或稀释涂布平板法)(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有___________(多选，填序号)。①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中(3)果酒中的酒精含量对果醋的乙酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对乙酸含量的影响，结果如图。156789101112234①②③该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有_________________(填写两种)。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是____________________；酒精浓度为10%时乙酸含量最低，此时，若要尽快提高乙酸含量，可采取的措施有___________________________________________(答两个方面即可)。156789101112234氮源、无机盐6%(或5%~7%也可)通入无菌空气，适当提高温度等(合理即可)(1)酿酒时人们利用果皮上天然的酵母菌进行发酵，醋酸菌发酵果醋的条件为30~35 ℃、有氧。纯化菌种采用平板划线法或稀释涂布平板法。(2)酿制果酒需要缺氧、呈酸性的环境，使大部分微生物无法生长，可以提高产品的纯度和产率；果酒酿制过程中表面形成的醋酸菌膜，是醋酸菌大量繁殖形成的，醋酸菌增多，有利于提高果醋的产率；果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中。(3)发酵液相当于醋酸菌的培养基，要为醋酸菌的生长提解析156789101112234供碳源、氮源、水和无机盐等营养物质，酒精可以作为碳源，还需要有氮源、水和无机盐等。分析题图可知，当初始酒精浓度为6%时醋酸含量最高，故最适初始酒精浓度为6%。酒精浓度为10%时，可以根据醋酸菌的好氧性通入无菌空气或根据其喜高温的特点，适当提高温度等来加大产率。解析15678910111223412.(科学探究)天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如图。156789101112234(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶_______________________________。在最适温度条件下催化能力最强(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气,后密闭。通气能提高_____________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下。156789101112234酵母菌①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是________________________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是________________________。156789101112234先快速增长后趋于稳定氧气、营养物质、pH②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中________________________________________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的____________________，淘汰了部分乳酸菌种类。156789101112234颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动或下)种间竞争(或竞争)(1)因酶在最适温度下的催化能力最强，故发酵过程中需控制好反应温度。(2)酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下分解有机物释放的能量多，繁殖快。(3)①分析题图可知，与翻动前相比，B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定，对比翻动前后B层醋酸杆菌所处环境条件知，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。②乳酸菌是厌氧型解析156789101112234微生物，处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。③随着发酵时间的推移，环境中营养物质减少，代谢废物增多，微生物生存条件恶劣，不同种乳酸菌间的竞争加剧，部分菌种因不适应环境而被淘汰。解析156789101112234 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第37讲 传统发酵技术的应用与发酵工程.docx 第37讲 传统发酵技术的应用与发酵工程.pptx 课时微练(三十七) 传统发酵技术的应用与发酵工程.docx 课时微练(三十七) 传统发酵技术的应用与发酵工程.pptx
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