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第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
知识一 发酵与传统发酵技术
1.发酵
(1)发酵的历史：约9 000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成 含酒精的饮料 。1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
(2)发酵的概念：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的过程。
2．传统发酵技术
(1)实例——腐乳的制作
①参与发酵的微生物：多种微生物，如酵母、曲霉、毛霉 等，其中起主要作用的是 毛霉 。
②发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。
(2)传统发酵技术的概念：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发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
(3)传统发酵技术的特点及主要食品
①类型：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。
②主要食品：有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
[例1]下列有关传统发酵技术的叙述，不正确的是（ ）
A．传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主
B．在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉
C．腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸
D．传统发酵技术都是直接利用的天然原料中的微生物
【答案】D
【详解】A、传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，A正确；
B、在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，比如毛霉、酵母菌等，其中起主要作用的是毛霉，B正确；
C、腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸，脂肪被分解成了甘油和脂肪酸，C正确；
D、传统发酵技术是指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发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术，D错误。
故选D。
[例2]下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是（　　）
A．腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有机物的过程
B．腐乳发酵中，起作用的微生物多为异养型真菌
C．在腐乳制作过程中，不能有除毛霉外的杂菌参与，因此必须严格灭菌
D．家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种
【答案】C
【详解】A、腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有机物的过程，可将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，将脂肪分解为甘油和脂肪酸，A正确；
B、腐乳发酵中，起作用的微生物多为异养型真菌，如毛霉、青霉、酵母菌和曲霉，B正确；
C、腐乳的制作过程中多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，家庭自制腐乳不需要严格灭菌，C错误；
D、家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种，如毛霉来自空气中的毛霉孢子，D正确。
故选C。
知识二 尝试制作传统发酵食品
1．制作泡菜
(1)乳酸菌
①分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。
②代谢特点： 异养厌氧。
③常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
④无氧呼吸反应简式
C H O → 2C H O （乳酸） + 能量
(2)制作原理
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。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量分数为0.4%～0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
(3)制作过程
讨论1：盐水浓度为什么选择5-20%？
盐浓度过低不足以抑制杂菌生长，导致泡菜变质；浓度过高会抑制乳酸菌发酵。
讨论2：为什么要将盐水煮沸并冷却？
煮沸可以杀死微生物，还可以除去其中的氧气；冷却避免盐水温度过高杀死蔬菜上的乳酸菌。
讨论3：为什么装坛只能装至八成满？
防止发酵液溢出、方便拿取泡菜。
讨论4：盐水浸没全部菜料的主要目的？
创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵。
讨论5：用水密封泡菜坛的目的？
保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
2．制作果酒和果醋
(1)制作果酒——酵母菌
①生物类型：一类 单细胞真菌 。
②分布：常见于一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。
③代谢特点： 兼性厌氧型 微生物。
④酒精发酵反应简式 C H O → 2C H OH（乙醇） + 2CO + 能量
⑤应用：可用于 酿酒 、制作馒头和面包等。
⑥酿酒酵母的最适生长温度约为 28 ℃。
(2)制作果醋——醋酸菌
①代谢特点：好氧细菌。
②发酵原理
a．O2、糖源充足时： C H O + 2O → 2CH COOH + 2CO + 2H O
b．缺少糖源时： C H OH + O → CH COOH + H O
③应用：可用于制作各种风味的醋。
④多数醋酸菌的最适生长温度为 30~35℃ 。
(3)制作原理
许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在 有氧 的条件下，果酒经 醋酸菌 的作用还可以进一步发酵成 果醋 。
(4)制作果酒和果醋的流程(以葡萄酒和葡萄醋的制作为例)
讨论1：处理葡萄时应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗和腐烂的籽粒？是否冲洗次数越多越好？
先冲洗再除枝梗和腐烂的籽粒，避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。冲洗次数不能太多，一是容易将皮洗破，二是要防止葡萄皮上的菌种流失。
讨论2：装瓶时为什么要留有大约1/3的空间？
上部空间含有氧气，有利于前期酵母菌的有氧呼吸，从而大量繁殖子代，此外还能防止发酵旺盛时汁液溢出。
讨论3：发酵过程中为什么每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖）？
释放酵母菌无氧呼吸产生的C02，防止瓶内压力过大。
讨论4：葡萄酒发酵后如何检测是否有酒精的产生？
a简单易行的方法：可通过嗅味和品尝来初步鉴定。
b酸性重铬酸钾法：酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应成灰绿色。
讨论5：果酒发酵到果醋发酵需要改变哪些条件？
氧气：无氧到有氧。 温度：由18-30℃升高到30-35℃。
[例1]关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B．制作酸奶的牛奶可以加入一定量的抗生素，抑制其他杂菌的繁殖
C．发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D．控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
【答案】D
【详解】A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水，A错误；
B、制作酸奶时加入抗生素，也会抑制乳酸菌的繁殖从而影响乳酸发酵，B错误；
C、发酵时菜料装至八成满，然后加盐水，以利于乳酸菌的无氧呼吸，C错误；
D、制作酸奶或泡菜时，控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。
故选D。
[例2]某同学利用新鲜葡萄进行果酒、果醋的制作，在制作过程中记录了不同阶段的相关操作及现象。下表是不同操作阶段的操作内容及现象，下列有关叙述错误的是（　　）
操作阶段 操作内容 现象
果酒制作初期 将葡萄汁装入发酵瓶，留有约1/3的空间，封闭瓶口 瓶中有少量气泡产生
果酒制作中期 持续封闭瓶口 瓶中产生大量气泡
果酒制作后期 继续封闭瓶口 气泡产生速度减慢至几乎无气泡
果醋制作阶段 打开瓶口，发酵瓶通入无菌空气，升高温度 发酵液逐渐变酸，有明显醋香味
A．果酒制作初期瓶中有少量气泡产生，主要与酵母菌的有氧呼吸有关
B．果酒制作中期瓶中产生的大量气泡主要与酵母菌的无氧呼吸有关
C．果酒制作后期瓶中几乎无气泡产生，是因为代谢废物积累导致酵母菌全部死亡
D．果醋制作阶段发酵液变酸且有明显醋香味，是醋酸菌将酒精转化为乙酸的结果
【答案】C
【详解】A、果酒制作初期，发酵瓶中留有1/3空间，氧气较充足，酵母菌主要进行有氧呼吸以快速增殖，同时产生CO 形成少量气泡，A正确；
B、果酒制作中期，氧气逐渐耗尽，酵母菌转为无氧呼吸为主，无氧呼吸产生大量CO ，导致气泡大量产生，B正确；
C、果酒制作后期瓶中几乎无气泡产生，是因为发酵液中的葡萄糖等营养物质被消耗得差不多了，而不是代谢废物积累导致酵母菌全部死亡，C错误；
D、果醋制作阶段，醋酸菌在氧气充足、温度适宜时，将乙醇氧化为乙酸，导致发酵液变酸并散发醋香味，D正确；
故选C。
知识三 传统发酵食品的品质
1．传统发酵技术的不足：在传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用 天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往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。
难点知识一 果酒和果醋的制作
1．发酵菌种的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种 菌种名称 酵母菌 醋酸菌
来源 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的醋酸菌
生物类型 单细胞真核生物 单细胞原核生物
代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型
2.发酵条件的控制及结果检测
项目 果酒 果醋
发酵条件 温度 18～30 ℃ 30～35 ℃
时间 10～12 d 7～8 d
氧气 前期需氧，后期无氧 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
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
易错警示
(1)醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。
(2)发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵（如乙酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵），发酵≠无氧呼吸。
方法技巧：果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的区分
(1)在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌大量繁殖，醋酸菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。
(2)酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生CO2，醋酸菌在缺少糖源时不产生CO2。)
巩固训练1
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
【答案】D
【详解】A、食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；
B、醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；
C、在制醋时，缺失原料的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；
D、醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。
故选D。
巩固训练2
如图1为果酒、果醋制作装置，图2为果酒发酵中酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线。下列叙述正确的是（　　）

A．制作果酒的整个过程中，夹子①②均关闭，制作果醋时，夹子①②均打开
B．醋酸菌在糖源和氧气都充足时可以直接将糖分解为乙酸从而制得果醋
C．图2曲线a~b段，瓶内有大量二氧化碳和水产生，导致瓶内气压增大
D．随着发酵时间的推进，葡萄糖含量降低，乙醇的产生速率先上升后趋于稳定
【答案】B
【详解】A、制作果酒的过程中，夹子①先打开后关闭（先营造有氧条件使酵母菌大量增殖），夹子②在发酵过程中间歇打开放出气体二氧化碳；果醋发酵时需要氧气，因此用图1装置进行果醋发酵时，需打开夹子①②，A错误；
B、醋酸菌是好氧菌，在糖源和氧气都充足时可以直接将糖分解为乙酸从而制得果醋，B正确；
C、图2曲线a~b段，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，酵母菌有氧呼吸过程中氧气消耗量等于二氧化碳产生量，因此瓶内的气压基本不变，C错误；
D、曲线的斜率表示的就是速率，从图上看，乙醇含量曲线的斜率是逐渐减小的，直到斜率为0；所以，乙醇的产生速率是逐渐下降，直至为0，D错误。
故选B。
难点知识二、泡菜的制作
1．泡菜制作的成功关键点
2．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少(有O2，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) 积累、增多、pH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，pH继续下降，抑制其活动) 继续增多，pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
含量变化 曲线
巩固训练3
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
【答案】C
【详解】A、盐水煮沸是为了杀灭杂菌，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；
B、②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；
C、③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，为了制造无氧环境，同时可排出初期酵母菌等发酵产生的气体，C正确；
D、④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。
故选C。
巩固训练4
泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。下列说法错误的是（ ）
A．初期由于含有氧气且pH较高，坛内存在其他微生物的生长
B．中期由于无氧状态形成，乳酸不断积累，乳酸菌成为优势微生物
C．后期由于乳酸含量继续增加，发酵速度会逐渐变缓甚至停止
D．整个发酵过程中亚硝酸盐含量不断增加，故泡菜要尽早食用
【答案】D
【详解】A、初期由于含有氧气且pH较高，坛内主要以不抗酸的大肠杆菌、酵母菌、霉菌等较为活跃，A正确；
B、中期由于乳酸不断积累，大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的生长受到抑制，乳酸菌成为优势种，B正确；
C、发酵后期，乳酸含量继续增加，当达到1.2%以上时，过酸的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖进而使发酵速度逐渐变缓甚至停止，C正确；
D、泡菜制作发酵过程中，随着泡菜发酵中产生的乳酸的量不断增加，亚硝化细菌的代谢逐渐被抑制，亚硝酸盐的产量减少，同时亚硝酸盐的分解增加，亚硝酸盐的含量会逐渐下降，D错误。
故选D。
一、选择题
1．某同学利用传统发酵技术制作杨梅果酒和果醋。下列叙述正确的是（　　）
A．要对杨梅汁进行灭菌后再接种酵母菌
B．在杨梅果酒和果醋制作过程中发酵液pH都会下降
C．果酒发酵过程须每隔12h打开瓶盖，防止瓶中压力过大
D．破碎杨梅后，可用胰蛋白酶和果胶酶处理，提高出汁率
【答案】B
【详解】A、灭菌会杀灭杨梅汁中所有微生物（包括酵母菌），而传统发酵依赖天然酵母菌和缺氧、酸性环境抑制杂菌，无需灭菌，A错误；
B、果酒阶段酵母菌无氧呼吸产生CO2和酒精，CO2溶于水形成碳酸，pH下降；果醋阶段醋酸菌将乙醇转化为醋酸，pH进一步下降，B正确；
C、果酒发酵过程须每隔12h拧松瓶盖，不是打开，打开瓶盖容易造成杂菌污染，C错误；
D、植物细胞壁主要成分为果胶和纤维素，需用果胶酶和纤维素酶提高出汁率，胰蛋白酶用于分解动物细胞间质的蛋白质，D错误。
故选B。
2．下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是
A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵
B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反
D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
【答案】B
【详解】乳酸菌是一种严格的厌氧菌，有氧气存在时，其发酵会受到抑制，因此利用乳酸菌制作酸奶的过程中，应一致处于密闭状态，否则会导致发酵失败，A错误；家庭制作果酒、果醋与腐乳过程中所用的菌种均来源于自然环境，有多种微生物参与发酵过程，因此均不是纯种发酵，B正确；果醋制作过程中，醋酸菌有氧呼吸产生二氧化碳和水，二氧化碳溶于水形成碳酸，随着二氧化碳浓度的增加，溶液的pH逐渐降低；果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳与酒精，二氧化碳溶于水形成碳酸，随着二氧化碳浓度的增加，溶液的pH逐渐降低，因此果酒、果醋制作过程中溶液的pH都是逐渐降低，C错误；毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶参与腐乳发酵，D错误。
3．唐诗云“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”，可见果酒的制作在我国源远流长。下列关于家庭制作果酒、果醋的叙述，正确的是（　　）
A．果酒制作过程中为防止杂菌污染，不能拧松发酵瓶盖
B．若最终获得的果酒偏酸，可能的原因是醋酸菌无氧发酵产生了醋酸
C．果酒制成后只需要将装置移至温度略高的环境中就能酿成果醋
D．果酒不易变质的原因是在酸性、缺氧及含酒精的发酵液中，微生物的繁殖受到抑制
【答案】D
【详解】A、果酒制作过程中需定时拧松发酵瓶盖，以释放发酵产生的CO2，A错误；
B、果酒偏酸，可能原因是醋酸菌有氧发酵产生了醋酸，B错误；
C、参与果醋制作的醋酸菌是嗜氧菌和嗜温菌，果酒制成后需要将装置移至温度略高的环境中，同时制造有氧环境，才能酿成果醋，C错误；
D、随着酒精发酵的进行，发酵液呈酸性、缺氧及含酒精，各种微生物的繁殖受到抑制，D正确。
故选D。
4．某同学利用红叶李果实制作果醋，图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是（　　）
A．果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B．过程①中添加适量果胶酶，有利于提高出汁率
C．过程③发酵时会产生大量气泡，需拧松瓶盖放气
D．过程②中，为使菌种充分吸收营养物质，需每日多次开盖搅拌
【答案】B
【详解】A、果酒发酵所需的菌种是酵母菌，是真核生物，果醋发酵所需的菌种是醋酸菌，是原核生物，两者的细胞结构不同，A错误；
B、过程①为榨汁，果胶酶能分解细胞壁中的果胶，添加适量果胶酶，有利于提高出汁率，B正确；
C、过程③是利用乙醇的果醋发酵，醋酸菌利用乙醇产醋过程中不产生气体，不会产生大量气泡，也无需放气，C错误；
D、过程②为果酒发酵，需要在无氧条件下进行，每日多次开盖会引入氧气抑制无氧呼吸，抑制酒精发酵，并增加杂菌污染风险，D错误。
故选B。
5．螺蛳粉是广西的特色美食，其酸笋的制作需要将竹笋浸入含有多种微生物（如醋酸菌、乳酸菌等）的发酵液中发酵。下图为传统发酵酸笋的工艺流程，下列相关表述正确的是（　　）
A．在微生物发酵过程中，所用原料中有机物的总量和种类都会减少
B．酸笋发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
C．发酵液中的醋酸菌和乳酸菌不存在竞争关系，发酵产生了不同的代谢物使得酸笋具有特殊的气味和口感
D．乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2，发酵过程中的酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖
【答案】B
【分析】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。发酵期间，乳酸会不断积累。泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生，亚硝酸盐含量呈现先上升后下降的趋势。
【详解】A、发酵过程中，微生物分解有机物使其总量减少，但分解产生了多种小分子有机物（如有机酸、酯类等），种类增加，A错误；
B、酸笋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，B正确；
C、醋酸菌和乳酸菌都生活在同一发酵液中争夺营养（如糖）和生存空间，存在竞争关系。醋酸菌、乳酸菌等微生物在发酵中产生有机酸、醇类、酯类等代谢物，共同形成酸笋的特殊气味和口感，C错误；
D、乳酸菌无氧呼吸仅产生乳酸，不产生，D错误。
故选B。
6．玫瑰醋的生产流程主要包括浸米、蒸饭、发花（糖化）、酒精发酵和醋酸发酵（过程中定期翻缸）、加盐后熟等步骤，发花过程存在红曲霉、米曲霉等优势糖化菌的生长。下列说法错误的是（ ）
A．发花过程中霉菌产生的蛋白酶、淀粉酶有利于有机物的分解
B．酒精发酵前可对原料进行灭菌处理，以利于酒精发酵
C．翻缸有利于控制发酵液的温度和增加含氧量，有利于醋酸发酵
D．玫瑰醋中除醋酸外，还含有氨基酸等物质使其口感柔和鲜甜
【答案】B
【分析】醋酸菌是一种好氧细菌，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸发酵温度为30~35℃。
【详解】A、发花过程存在红曲霉、米曲霉等优势糖化菌的生长，红曲霉和米曲霉能分泌淀粉酶（分解淀粉为糖）和蛋白酶（分解蛋白质为氨基酸），促进有机物分解，A正确；
B、酒精发酵依赖酵母菌，若灭菌会杀死酵母菌，反而阻碍发酵，传统酿造通常不灭菌，而是通过蒸煮、控制条件抑制杂菌，B错误；
C、醋酸菌为需氧型微生物，翻缸有利于控制发酵液的温度和增加含氧量，有利于醋酸发酵，C正确；
D、糖化阶段产生的氨基酸、有机酸等副产物能改善风味，使口感更丰富，即玫瑰醋中除醋酸外，还含有氨基酸等物质使其口感柔和鲜甜，D正确。
故选B。
7．腌制、风干、酱泡、冷冻等是中国历史悠久的食物保存方式。蕴涵了中国人的智慧，呈现着中国人的生活。下列有关叙述错误的是（　　）
A．用于制作苹果醋的微生物主要是醋酸菌，其代谢类型为异养需氧型
B．风干晾晒能降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，从而延长食品保存时间
C．低温或冷冻保存能降低酶的活性，抑制微生物的生命活动，防止食物腐败
D．为防止乳酸菌呼吸作用产生的CO2使发酵液溢出，泡菜坛只能装八成满
【答案】D
【详解】A、醋酸菌是好氧细菌，代谢类型为异养需氧型，在氧气充足时将乙醇转化为醋酸，A正确；
B、风干晾晒通过减少食品水分含量，降低微生物的代谢活动，抑制其生长繁殖，B正确；
C、低温保存通过降低酶活性和微生物代谢速率（未破坏酶结构），延缓食物腐败，C正确；
D、泡菜制作中乳酸菌进行无氧呼吸，产物为乳酸而非CO 。装八成满的主要原因是初期酵母菌等微生物可能产CO ，或防止液体膨胀溢出，D错误。
故选D。
8．某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。下列选项不正确的是（　　）
A．菌T可能产生分解纤维素的酶，能够高效催化纤维素分解
B．淋洗液中还需要加入含氮等营养成分，主要作用供菌T代谢利用合成一些氨基酸、核苷酸等含氮物质
C．灭菌的目的是去除淋洗液中的菌T及其他杂菌，可以提高营养物质的利用效率。
D．将酵母菌接种到灭菌后的淋洗液中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。发酵过程中，要始终保持密封状态
【答案】D
【详解】A、菌T能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖，因此在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，A正确；
B、培养基的主要成分：水、碳源、氮源、无机盐，其中氮源主要为合成微生物的细胞结构提供原料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂），B正确；
C、淋洗液中含有菌T等其他杂菌，去除掉可以减少营养物质的消耗，提高营养物质的利用效率，C正确；
D、果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中进行酒精发酵，酒精发酵需要在无氧的条件下进行，此时拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在发酵过程中密闭，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，D错误。
故选D。
9．绍兴是黄酒之乡，“麦曲酶长，酵米复芳；白梅酒酿，伴淋寒香；压滤琼浆，煎煮陈藏”是对绍兴黄酒精致复杂酿造工艺的描述。在黄酒的主发酵过程中，“开耙”（搅拌）是极为关键的一步。下列相关叙述错误的是（ ）
A．接种麦曲有利于淀粉的糖化，有利于“酒酿”菌种发酵
B．煎煮的目的是除去发酵产品中的杂菌，利于酵母菌繁殖
C．陈藏有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应，使酒更加芳香
D．发酵过程中“开耙”可适当提供O2，调节pH，活化酵母
【答案】B
【详解】A、淀粉属于生物大分子物质，淀粉糖化为小分子糖有利于发酵过程中酵母菌对糖类的利用，A正确；
B、煎煮是进行消毒，除去发酵产品中的酵母菌等微生物，利于储藏，B错误；
C、陈储”是将榨出的酒放入罐内存放，此过程有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应，使酒更加芳香，C正确；
D、“开耙”（搅拌）是为了让酵母菌进行有氧呼吸，增加酵母菌的数量，有利于活化酵母，D正确。
故选B。
10．某制药公司“红曲”成分的保健品致人死亡事件给中国消费者也敲响了警钟。红曲是由红曲菌发酵制得。《本草纲目》有记载：“红曲主治消食活血，健脾燥胃。”红曲霉在传统发酵酿造工艺中主要作为辅助菌种使用，可使产品有一定的色泽和风味。某品牌企业以红曲霉为发酵菌种生产陈醋的流程如下图所示，相关说法错误的是（ ）
(红曲酶为真核生物,最适温度32℃~35℃)
A．发酵产酒精时发酵罐需要先通气，使菌种数量增多
B．由酒精发酵转变为甜醋发酵，需要改变的环境条件是增大氧气含量
C．膨化可使粮食与红曲霉充分接触，加普洱熟茶可以增加陈醋的风味
D．“红曲”成分的保健品致人死亡可能是发酵过程中产生了有害的代谢物
【答案】B
【详解】A、有氧条件下，酵母菌进行繁殖，所以发酵产酒精时发酵罐需要先通气，使菌种数量增多，A正确；
B、由酒精发酵转变为甜醋发酵，需要改变的环境条件是增大氧气含量和提高温度，B错误；
C、膨化处理是指将粮食加入密闭容器中，加热加压后突然减压，粮食中的水分汽化膨胀，使其出现许多小孔，变得松脆，这有利于加大与红曲霉的接触面积，使发酵更充分，C正确；
D、“红曲”成分的保健品致人死亡可能是发酵过程中产生了有害的代谢物，D正确。
故选B。
二、非选择题
11．刺梨是一种落叶灌木，其果实富含维生素C（VC）、维生素P和超氧化物歧化酶（SOD），VC含量是苹果的800倍，被称为“维生素C大王”。为提高刺梨的经济价值，研究人员以刺梨果实为原料制备刺梨果醋，工艺流程如下：
将新鲜成熟的刺梨果清洗干净→切块、榨汁、过滤、酶解→加入白砂糖、并加入活化酵母菌→Ⅰ阶段发酵→直接加入一定量活性醋酸菌→Ⅱ阶段醋酸发酵→处理→装罐→刺梨果醋。
回答下列问题：
(1)酶解时，加入的酶是 ；Ⅰ阶段发酵过程中，需定期排气的原因是 。判断Ⅰ阶段发酵结束的主要指标是 。
(2)Ⅱ阶段醋酸发酵中，每日2次彻底搅拌发酵液，搅拌的目的是 。Ⅱ阶段醋酸发酵结束后需经“处理”才能装罐，“处理”主要指 。
(3)实验中，在酒精发酵第7d及醋酸发酵第3~7d取发酵样液，分别命名为原汁、果酒、Ⅱ-3d、Ⅱ-4d、Ⅱ-5d、Ⅱ-6d、Ⅱ-7d。如图为不同发酵阶段刺梨发酵液的总酸含量和pH变化。果酒发酵过程中的pH变化较小，这是因为 ，在醋酸发酵0~3d中，总酸含量增加幅度小，可能原因是 。

【答案】(1) 纤维素酶、果胶酶 酒精发酵过程中会产生CO2（因此需要定期排气） 糖度不再变化（酒精不再增加）
(2) 增加发酵液的溶解氧，保证醋酸菌的活性 ；（让发酵液与醋酸菌充分接触，）使发酵更充分 消毒（除菌过滤）
(3) 酵母菌主导的发酵主要代谢产物是乙醇，产酸性物质很少 醋酸菌适应发酵基质较为缓慢，此时产乙酸能力低
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将果汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】（1）酶解时，加入的酶是纤维素酶和果胶酶，以去除植物细胞的细胞壁；Ⅰ阶段发酵，主要是进行酒精发酵，在该过程中会产生CO2，气体增多，会导致发酵罐压力增大，为防止发酵罐内压力过高，所以要定期排气。判断Ⅰ阶段发酵结束的主要指标可以以反应物，也可以以产物，当糖度不再变化，或酒精不再增加时，就说明了Ⅰ阶段发酵结束。
（2）Ⅱ阶段醋酸发酵中，由于醋酸菌是需氧型生物，所以为了保证醋酸菌的活性，要通过搅拌增加发酵液中的溶解氧，同时，搅拌也可以使发酵液与醋酸菌充分接触，保证了发酵的充分、彻底。Ⅱ阶段醋酸发酵结束后需要经消毒处理才能装罐，以保证食品的安全。
（3）在果酒的发酵过程中，发酵产物是酒精和CO2，CO2还可以通过换气排出，所以果酒发酵的主要产物是酒精，产酸物质很少，故pH变化较小。在醋酸发酵0~3d中，总酸含量增加幅度之所以较小，可能是由于醋酸菌适应发酵液（发酵基质）比较慢，导致产酸能力弱。
12．传统泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化如图所示，其中亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的硝酸盐还原菌适宜的酸碱度为中性。若摄入过多亚硝酸盐，则对人体有害。回答下列问题：
(1)乳酸菌在自然界中分布广泛，在对氧气的需求方面，与醋酸菌相比，乳酸菌的特点是 。乳酸菌细胞呼吸产生乳酸的过程发生在 （场所）；乳酸菌和酵母菌在细胞结构方面的主要区别是 。
(2)泡菜制作过程中，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，煮沸的目的是 。
(3)发酵初期，硝酸盐还原菌的作用 （填“较强”或“较弱”），亚硝酸盐含量增加。由图可知，在发酵中、后期的泡菜品质良好，判断依据是 。
(4)发酵中期，乳酸菌数量增多，但亚硝酸盐含量下降的原因是 ，并且部分亚硝酸盐被分解，含量开始下降。
【答案】(1) 不需要氧气 细胞质基质 乳酸菌无以核膜为界限的细胞核
(2)杀灭杂菌，同时可去除部分溶解氧
(3) 较强 乳酸含量较高，而亚硝酸盐含量低
(4)缺氧和酸性的环境抑制了杂菌生长，使亚硝酸盐的产生量降低
【分析】乳酸菌是细菌，是单细胞生物，没有成形的细胞核，它的生殖方式是分裂生殖，代谢方式为异养厌氧型 。
【详解】（1）常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌等，在对氧气的需求方面，与醋酸菌相比，乳酸菌的特点是厌氧菌，不需要氧气。乳酸菌细胞呼吸产生乳酸的过程发生在细胞质基质，乳酸菌是原核生物，酵母菌是真核生物，两者在结构方面的主要区别是乳酸菌无以核膜为界限的细胞核。
（2）泡菜制作过程中，将盐水煮沸的目的是杀灭杂菌，同时可去除部分溶解氧。
（3）发酵初期，硝酸盐还原菌将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐，此时硝酸盐还原菌的作用较强；据图可知，在发酵的中后期乳酸含量较高，而亚硝酸盐含量低，故泡菜品质良好。
（4）泡菜制作中期亚硝酸盐含量下降，原因是：一方面由于缺氧和酸性的环境抑制了杂菌生长，使亚硝酸盐的产生量降低；另一方面由于乳酸菌产生的亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解，使亚硝酸盐的含量降低。
13．啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
(2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。
(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。
(4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。
【答案】(1) 酒精/C2H5OH ATP
(2)无氧取样，无氧培养
(3)不能，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据
(4)过氧化氢酶/H2O2 酶
【详解】（1）酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精（C2H5OH）和CO2。有氧培养时，酵母菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少量能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养。
（2）由图甲结果可知，无氧/无氧条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无氧/无氧。
（3）依据图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深），但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据。
（4）过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵抗H2O2的伤害。
2第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
知识一 发酵与传统发酵技术
1.发酵
(1)发酵的历史：约9 000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成 的饮料 。1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的 引起的。
(2)发酵的概念：人们利用微生物，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
(1)实例——腐乳的制作
①参与发酵的微生物：多种微生物，如 等，其中起主要作用的是 。
②发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。
(2)传统发酵技术的概念：直接利用原材料中 ，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
(3)传统发酵技术的特点及主要食品
①类型：以混合菌种的 发酵及 发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
②主要食品：有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
[例1]下列有关传统发酵技术的叙述，不正确的是（ ）
A．传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主
B．在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉
C．腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸
D．传统发酵技术都是直接利用的天然原料中的微生物
[例2]下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是（　　）
A．腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有机物的过程
B．腐乳发酵中，起作用的微生物多为异养型真菌
C．在腐乳制作过程中，不能有除毛霉外的杂菌参与，因此必须严格灭菌
D．家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种
知识二 尝试制作传统发酵食品
1．制作泡菜
(1)乳酸菌
①分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布。
②代谢特点： 。
③常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
④无氧呼吸反应简式
(2)制作原理
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。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量分数为0.4%～0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。
(3)制作过程
讨论1：盐水浓度为什么选择5-20%？
讨论2：为什么要将盐水煮沸并冷却？
讨论3：为什么装坛只能装至八成满？
讨论4：盐水浸没全部菜料的主要目的？
讨论5：用水密封泡菜坛的目的？
2．制作果酒和果醋
(1)制作果酒——酵母菌
①生物类型：一类 。
②分布：常见于一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。
③代谢特点： 微生物。
④酒精发酵反应简式
⑤应用：可用于 、制作馒头和面包等。
⑥酿酒酵母的最适生长温度约为 。
(2)制作果醋——醋酸菌
①代谢特点：好氧细菌。
②发酵原理
a．O2、糖源充足时：
b．缺少糖源时：
③应用：可用于制作各种风味的醋。
④多数醋酸菌的最适生长温度为 。
(3)制作原理
许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在 的条件下，果酒经 的作用还可以进一步发酵成 。
(4)制作果酒和果醋的流程(以葡萄酒和葡萄醋的制作为例)
讨论1：处理葡萄时应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗和腐烂的籽粒？是否冲洗次数越多越好？
讨论2：装瓶时为什么要留有大约1/3的空间？
讨论3：发酵过程中为什么每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖）？
讨论4：葡萄酒发酵后如何检测是否有酒精的产生？
讨论5：果酒发酵到果醋发酵需要改变哪些条件？
[例1]关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B．制作酸奶的牛奶可以加入一定量的抗生素，抑制其他杂菌的繁殖
C．发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D．控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
[例2]某同学利用新鲜葡萄进行果酒、果醋的制作，在制作过程中记录了不同阶段的相关操作及现象。下表是不同操作阶段的操作内容及现象，下列有关叙述错误的是（　　）
操作阶段 操作内容 现象
果酒制作初期 将葡萄汁装入发酵瓶，留有约1/3的空间，封闭瓶口 瓶中有少量气泡产生
果酒制作中期 持续封闭瓶口 瓶中产生大量气泡
果酒制作后期 继续封闭瓶口 气泡产生速度减慢至几乎无气泡
果醋制作阶段 打开瓶口，发酵瓶通入无菌空气，升高温度 发酵液逐渐变酸，有明显醋香味
A．果酒制作初期瓶中有少量气泡产生，主要与酵母菌的有氧呼吸有关
B．果酒制作中期瓶中产生的大量气泡主要与酵母菌的无氧呼吸有关
C．果酒制作后期瓶中几乎无气泡产生，是因为代谢废物积累导致酵母菌全部死亡
D．果醋制作阶段发酵液变酸且有明显醋香味，是醋酸菌将酒精转化为乙酸的结果
知识三 传统发酵食品的品质
1．传统发酵技术的不足：在传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用 的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往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 ，再将它们 到物料中进行发酵。
难点知识一 果酒和果醋的制作
1．发酵菌种的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种 菌种名称 酵母菌 醋酸菌
来源 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的醋酸菌
生物类型 单细胞真核生物 单细胞原核生物
代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型
2.发酵条件的控制及结果检测
项目 果酒 果醋
发酵条件 温度 18～30 ℃ 30～35 ℃
时间 10～12 d 7～8 d
氧气 前期需氧，后期无氧 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
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
易错警示
(1)醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。
(2)发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵（如乙酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵），发酵≠无氧呼吸。
方法技巧：果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的区分
(1)在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌大量繁殖，醋酸菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。
(2)酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生CO2，醋酸菌在缺少糖源时不产生CO2。)
巩固训练1
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
巩固训练2
如图1为果酒、果醋制作装置，图2为果酒发酵中酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线。下列叙述正确的是（　　）

A．制作果酒的整个过程中，夹子①②均关闭，制作果醋时，夹子①②均打开
B．醋酸菌在糖源和氧气都充足时可以直接将糖分解为乙酸从而制得果醋
C．图2曲线a~b段，瓶内有大量二氧化碳和水产生，导致瓶内气压增大
D．随着发酵时间的推进，葡萄糖含量降低，乙醇的产生速率先上升后趋于稳定
难点知识二、泡菜的制作
1．泡菜制作的成功关键点
2．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少(有O2，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) 积累、增多、pH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，pH继续下降，抑制其活动) 继续增多，pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
含量变化 曲线
巩固训练3
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
巩固训练4
泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。下列说法错误的是（ ）
A．初期由于含有氧气且pH较高，坛内存在其他微生物的生长
B．中期由于无氧状态形成，乳酸不断积累，乳酸菌成为优势微生物
C．后期由于乳酸含量继续增加，发酵速度会逐渐变缓甚至停止
D．整个发酵过程中亚硝酸盐含量不断增加，故泡菜要尽早食用
一、选择题
1．某同学利用传统发酵技术制作杨梅果酒和果醋。下列叙述正确的是（　　）
A．要对杨梅汁进行灭菌后再接种酵母菌
B．在杨梅果酒和果醋制作过程中发酵液pH都会下降
C．果酒发酵过程须每隔12h打开瓶盖，防止瓶中压力过大
D．破碎杨梅后，可用胰蛋白酶和果胶酶处理，提高出汁率
2．下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是
A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵
B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反
D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
3．唐诗云“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”，可见果酒的制作在我国源远流长。下列关于家庭制作果酒、果醋的叙述，正确的是（　　）
A．果酒制作过程中为防止杂菌污染，不能拧松发酵瓶盖
B．若最终获得的果酒偏酸，可能的原因是醋酸菌无氧发酵产生了醋酸
C．果酒制成后只需要将装置移至温度略高的环境中就能酿成果醋
D．果酒不易变质的原因是在酸性、缺氧及含酒精的发酵液中，微生物的繁殖受到抑制
4．某同学利用红叶李果实制作果醋，图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是（　　）
A．果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B．过程①中添加适量果胶酶，有利于提高出汁率
C．过程③发酵时会产生大量气泡，需拧松瓶盖放气
D．过程②中，为使菌种充分吸收营养物质，需每日多次开盖搅拌
5．螺蛳粉是广西的特色美食，其酸笋的制作需要将竹笋浸入含有多种微生物（如醋酸菌、乳酸菌等）的发酵液中发酵。下图为传统发酵酸笋的工艺流程，下列相关表述正确的是（　　）
A．在微生物发酵过程中，所用原料中有机物的总量和种类都会减少
B．酸笋发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
C．发酵液中的醋酸菌和乳酸菌不存在竞争关系，发酵产生了不同的代谢物使得酸笋具有特殊的气味和口感
D．乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2，发酵过程中的酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖
6．玫瑰醋的生产流程主要包括浸米、蒸饭、发花（糖化）、酒精发酵和醋酸发酵（过程中定期翻缸）、加盐后熟等步骤，发花过程存在红曲霉、米曲霉等优势糖化菌的生长。下列说法错误的是（ ）
A．发花过程中霉菌产生的蛋白酶、淀粉酶有利于有机物的分解
B．酒精发酵前可对原料进行灭菌处理，以利于酒精发酵
C．翻缸有利于控制发酵液的温度和增加含氧量，有利于醋酸发酵
D．玫瑰醋中除醋酸外，还含有氨基酸等物质使其口感柔和鲜甜
7．腌制、风干、酱泡、冷冻等是中国历史悠久的食物保存方式。蕴涵了中国人的智慧，呈现着中国人的生活。下列有关叙述错误的是（　　）
A．用于制作苹果醋的微生物主要是醋酸菌，其代谢类型为异养需氧型
B．风干晾晒能降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，从而延长食品保存时间
C．低温或冷冻保存能降低酶的活性，抑制微生物的生命活动，防止食物腐败
D．为防止乳酸菌呼吸作用产生的CO2使发酵液溢出，泡菜坛只能装八成满
8．某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。下列选项不正确的是（　　）
A．菌T可能产生分解纤维素的酶，能够高效催化纤维素分解
B．淋洗液中还需要加入含氮等营养成分，主要作用供菌T代谢利用合成一些氨基酸、核苷酸等含氮物质
C．灭菌的目的是去除淋洗液中的菌T及其他杂菌，可以提高营养物质的利用效率。
D．将酵母菌接种到灭菌后的淋洗液中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。发酵过程中，要始终保持密封状态
9．绍兴是黄酒之乡，“麦曲酶长，酵米复芳；白梅酒酿，伴淋寒香；压滤琼浆，煎煮陈藏”是对绍兴黄酒精致复杂酿造工艺的描述。在黄酒的主发酵过程中，“开耙”（搅拌）是极为关键的一步。下列相关叙述错误的是（ ）
A．接种麦曲有利于淀粉的糖化，有利于“酒酿”菌种发酵
B．煎煮的目的是除去发酵产品中的杂菌，利于酵母菌繁殖
C．陈藏有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应，使酒更加芳香
D．发酵过程中“开耙”可适当提供O2，调节pH，活化酵母
10．某制药公司“红曲”成分的保健品致人死亡事件给中国消费者也敲响了警钟。红曲是由红曲菌发酵制得。《本草纲目》有记载：“红曲主治消食活血，健脾燥胃。”红曲霉在传统发酵酿造工艺中主要作为辅助菌种使用，可使产品有一定的色泽和风味。某品牌企业以红曲霉为发酵菌种生产陈醋的流程如下图所示，相关说法错误的是（ ）
(红曲酶为真核生物,最适温度32℃~35℃)
A．发酵产酒精时发酵罐需要先通气，使菌种数量增多
B．由酒精发酵转变为甜醋发酵，需要改变的环境条件是增大氧气含量
C．膨化可使粮食与红曲霉充分接触，加普洱熟茶可以增加陈醋的风味
D．“红曲”成分的保健品致人死亡可能是发酵过程中产生了有害的代谢物
二、非选择题
11．刺梨是一种落叶灌木，其果实富含维生素C（VC）、维生素P和超氧化物歧化酶（SOD），VC含量是苹果的800倍，被称为“维生素C大王”。为提高刺梨的经济价值，研究人员以刺梨果实为原料制备刺梨果醋，工艺流程如下：
将新鲜成熟的刺梨果清洗干净→切块、榨汁、过滤、酶解→加入白砂糖、并加入活化酵母菌→Ⅰ阶段发酵→直接加入一定量活性醋酸菌→Ⅱ阶段醋酸发酵→处理→装罐→刺梨果醋。
回答下列问题：
(1)酶解时，加入的酶是 ；Ⅰ阶段发酵过程中，需定期排气的原因是 。判断Ⅰ阶段发酵结束的主要指标是 。
(2)Ⅱ阶段醋酸发酵中，每日2次彻底搅拌发酵液，搅拌的目的是 。Ⅱ阶段醋酸发酵结束后需经“处理”才能装罐，“处理”主要指 。
(3)实验中，在酒精发酵第7d及醋酸发酵第3~7d取发酵样液，分别命名为原汁、果酒、Ⅱ-3d、Ⅱ-4d、Ⅱ-5d、Ⅱ-6d、Ⅱ-7d。如图为不同发酵阶段刺梨发酵液的总酸含量和pH变化。果酒发酵过程中的pH变化较小，这是因为 ，在醋酸发酵0~3d中，总酸含量增加幅度小，可能原因是 。

12．传统泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化如图所示，其中亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的硝酸盐还原菌适宜的酸碱度为中性。若摄入过多亚硝酸盐，则对人体有害。回答下列问题：
(1)乳酸菌在自然界中分布广泛，在对氧气的需求方面，与醋酸菌相比，乳酸菌的特点是 。乳酸菌细胞呼吸产生乳酸的过程发生在 （场所）；乳酸菌和酵母菌在细胞结构方面的主要区别是 。
(2)泡菜制作过程中，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，煮沸的目的是 。
(3)发酵初期，硝酸盐还原菌的作用 （填“较强”或“较弱”），亚硝酸盐含量增加。由图可知，在发酵中、后期的泡菜品质良好，判断依据是 。
(4)发酵中期，乳酸菌数量增多，但亚硝酸盐含量下降的原因是 ，并且部分亚硝酸盐被分解，含量开始下降。
13．啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
(2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。
(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。
(4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。
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