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章末整合提升
章末质量验收(一)　发酵工程　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。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.传统的发酵技术在我国历史源远流长。下列叙述正确的是(　　)
A.家庭制作的泡菜“咸而不酸”,主要是因食盐加入过多抑制了菌种的生长
B.腐乳制作中起主要作用的是曲霉,后期加入香辛料有调味和防腐的作用
C.在果酒、果醋的制作过程中,发酵液的pH逐渐升高,菌种数量先增后减
D.当缺乏糖源和O2时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,进而转化成乙酸
【答案】 A
【解析】 若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是食盐加入过多,大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程;腐乳制作中起主要作用的是毛霉;在果酒、果醋的制作过程中,发酵液的pH逐渐降低,菌种数量先增后减;醋酸菌是一种好氧细菌,O2缺乏时,会引起醋酸菌死亡,当氧气和糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成乙酸,当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变成
乙酸。
2.传承数千年的传统发酵食品是中华饮食文化的重要载体,而在发酵食品制作过程中,控制发酵条件至关重要。下列叙述正确的是(　　)
A.做泡菜时将盐水浸没全部菜料的目的是杀死菜料表面的杂菌
B.利用乳酸菌制作酸奶的过程中,先通气培养,后密封发酵
C.利用米曲霉发酵生产酱油过程中,不断搅拌有利于其通过无氧呼吸快速繁殖
D.在制作米酒过程中,加酒曲之前需将蒸熟的糯米冷却以避免高温杀死菌种
【答案】 D
【解析】 做泡菜时将盐水浸没全部菜料的目的主要是营造无氧条件;乳酸菌为厌氧细菌,利用乳酸菌制作酸奶的过程中,不能通气培养;利用米曲霉发酵生产酱油过程中,不断搅拌会使发酵液中溶解氧增多,有利于其通过有氧呼吸快速繁殖;酿制米酒时,将糯米蒸熟后立即加入酒曲,容易杀死酵母菌菌种,因此加酒曲之前需将蒸熟的糯米冷却以避免高温杀死菌种。
3.镇江香醋具有“色、香、酸、醇、浓”之特色,其主要工艺流程如下图。下列相关叙述正确的是(　　)
A.“淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,有助于霉菌的糖化等过程
B.作为工业生产,镇江香醋的酿制过程需要做到严格无菌
C.接种醋酸菌后的固态发酵需要“翻缸”,主要目的是抑制杂菌
D.后发酵时间越长,醋体中风味物质的不断堆积导致醋品更佳
【答案】 A
【解析】 “淋饭”有助于提高发酵原料的透气性,为霉菌的糖化等过程提供氧气;镇江香醋的酿制过程中利用了多种微生物的呼吸代谢作用,该过程若严格无菌,则会导致酿制失败;醋酸发酵过程中利用的微生物是醋酸菌,发酵需要充足的氧气,所以“翻缸”目的是提供O2;后发酵时间不能太长,发酵时间过长,可能会产生其他有害的物质或者滋生其他杂菌。
4.传统发酵技术通常是家庭式或作坊式的,豆豉一般以黄豆为原料,通过微生物群落共同发酵而成。利用传统发酵技术制作风味豆豉的主要工艺流程如下图。下列叙述正确的是(　　)
A.传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
B.参与前发酵、后发酵过程中的菌种代谢类型一致
C.调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料只是调节口味
D.黄豆煮熟的目的主要是破坏黄豆内部结构,使蛋白质变性,同时起到消毒的作用
【答案】 D
【解析】 传统发酵是以混合菌种的固体或半固体发酵为主;结合图示可知,参与前发酵的菌种需要氧气,后发酵过程密封发酵,发酵菌种是厌氧型,故两过程中的菌种代谢类型不一致;调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长;黄豆煮熟的目的主要是破坏黄豆内部结构,使蛋白质变性,易于被酶水解,同时起到消毒的作用。
5.下列关于微生物纯化培养的叙述,错误的是(　　)
A.倒平板操作应等培养基冷却至50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近进行
B.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤
C.用平板划线法和稀释涂布平板法都能在固体培养基上得到单菌落
D.在平板划线过程中,灼烧接种环之后,应马上划线,防止接种环被杂菌污染
【答案】 D
【解析】 在平板划线过程中,灼烧接种环之后,应待接种环冷却后划线。
6.下列有关微生物的实验室培养的相关叙述正确的是(　　)
A.灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子
B.培养基可以用来培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物
C.培养霉菌时,一般要将培养基调至中性或弱碱性
D.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长,向液体培养基中通入O2能促进破伤风芽孢杆菌的生长
【答案】 B
【解析】 灭菌(如高压蒸汽灭菌)能杀死所有微生物,包括芽孢和孢子,而消毒(如煮沸或紫外线处理)仅能杀死部分微生物,无法彻底消灭芽孢和孢子; 培养基的核心功能是培养微生物,通过调整成分,可实现分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物;霉菌适宜在酸性环境中生长,而中性或弱碱性培养基常用于培养细菌;若培养基中添加青霉素,会抑制细菌生长,破伤风芽孢杆菌为严格厌氧细菌,通入O2会抑制其生长。
7.某研究小组用马铃薯琼脂培养基对新酿米酒中的酵母菌进行初步分离,结果如下图,下列叙述正确的是(　　)
A.图a中下一次划线总是从上一次划线的首端开始
B.配制好的马铃薯琼脂培养基灭菌后需要进行pH调节
C.浸泡在酒精中消毒的涂布器使用前需要在火焰上灼烧
D.图a、图b所示方法都可以实现对酵母菌的分离和计数
【答案】 C
【解析】 图a的接种方法为平板划线法,下一次划线总是从上一次划线的末端开始;培养基应先调节pH,再灭菌;涂布器需要酒精浸泡再放在酒精灯火焰上灼烧灭菌,以防止杂菌污染;图a、图b所示方法分别为平板划线法和稀释涂布平板法,二者都可以实现对酵母菌的分离,但图a所示方法(平板划线法)不能用于酵母菌计数。
8.自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。已知步骤⑤获得的三个平板的菌落数分别为90、95、100,对照组平板为0。下列相关叙述正确的是(　　)
A.1 g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个
B.步骤⑤使用接种环划线接种,使用前需要灼烧灭菌
C.步骤②振荡20 min的目的是扩大菌种数量,属于选择培养
D.稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际活菌数多
【答案】 A
【解析】 1 g土壤中平均自生固氮菌数约为(90+95+100)÷3÷0.1×104=9.5×106(个);由图观察可知,步骤⑤获得菌落分散在平板上,利用的是稀释涂布平板法,使用的接种工具是涂布器,使用前需要灼烧灭菌;步骤②振荡20 min 的目的是让样品中的微生物充分释放到无菌水中;当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际活菌数少。
9.纸片扩散法是药敏试验中常用的方法。取少量大肠杆菌培养液,均匀涂在培养基上,再放上
4片含有不同批次链霉素(抗生素)的圆形滤纸,然后在无菌、适宜条件培养12～16 h,滤纸片周围出现抑菌圈。下列叙述正确的是(　　)
A.接种后的平板在培养时的放置应如图1中的②所示
B.Ⅳ号纸片上抗生素抑菌效果最好,抑菌圈中多个菌落均具有链霉素抗性
C.若将链霉素换成青霉素进行以上实验,则Ⅳ号纸片周围仍会出现相应菌落
D.在图示实验中的固体培养基上可用平板划线法或稀释涂布平板法接种微生物
【答案】 B
【解析】 利用固体培养基培养微生物时,应将平板进行倒置,如图1中的①;据图可知,图2中Ⅳ号纸片周围抑菌圈最大,说明该纸片上抗生素的抑菌效果最好,抑菌圈中出现菌落,说明这些菌落具有链霉素抗性;图2中Ⅳ号纸片周围抑菌圈中的菌落具有链霉素抗性,但不一定具有青霉素抗性,若将链霉素换成青霉素进行题述实验,则Ⅳ号纸片周围可能不会出现相应的菌落;该实验要求将大肠杆菌均匀涂在培养基上,因此实验中的固体培养基上需用稀释涂布平板法接种微生物。
10.安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染。该抗生素是一种产自深海的赖氨酸缺陷型放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种,科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育,实验的部分流程如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落。
A.经过A处理,试管中大多数放线菌都可产生安莎霉素
B.在①中进行扩大培养时,接种后需对培养基进行灭菌处理
C.赖氨酸缺陷型放线菌形成的原因可能是突变基因不能编码产生赖氨酸
D.D菌落能产生安莎霉素,而E菌落不能产生安莎霉素
【答案】 D
【解析】 基因突变是不定向的,且突变频率很低,紫外线处理后只有极少数放线菌可能成为赖氨酸缺陷型放线菌,能产生安莎霉素;在①中进行菌种的扩大培养时,接种前需对培养基进行灭菌处理,接种后不能灭菌,否则会杀死目标微生物;一般情况下,基因表达的产物是蛋白质,氨基酸不是蛋白质,因此赖氨酸缺陷型放线菌形成的原因可能是突变基因不能编码产生赖氨酸的酶;D菌落在③中不能生存,在④中可以生存,说明D菌落只能生活在完全培养基中,不能生活在缺赖氨酸的培养基中,即D菌落是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,可以产生安莎霉素,而E菌落在③④中均能生存,即这种微生物有无赖氨酸均可生存,所以E菌落不是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,不能产生安莎霉素。
11.发酵工程在食品、医药、农牧业等方面有着广泛的应用,下列有关说法正确的是(　　)
A.发酵工程的中心环节是发酵产物的分离和提纯
B.pH能影响发酵产物,谷氨酸的发酵生产过程中,碱性条件下易形成谷氨酰胺
C.啤酒生产中的焙烤、蒸煮环节既可以杀菌,又可以使所有酶失活
D.微生物饲料中的单细胞蛋白除蛋白质外还含有糖类、脂质、维生素等
【答案】 D
【解析】 发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵;pH能影响发酵产物,例如进行谷氨酸发酵生产应在中性或弱碱性条件下进行,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺;焙烤是为了去除大麦种子中的水分,可以杀死大麦种子胚,但不能使淀粉酶失活;通过发酵能获得大量的单细胞蛋白,单细胞蛋白不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等,可以用作微生物饲料。
12.单细胞蛋白即微生物菌体,是一种新型的蛋白质来源,利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是(　　)
A.可通过诱变育种等手段获得优良菌种
B.培养基和发酵设备均需高温消毒
C.发酵过程需控制合适的温度和pH
D.采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体
【答案】 B
【解析】 培养基和发酵设备应该进行灭菌处理,而不是高温消毒,消毒一般只能杀死部分微生物,不能彻底杀灭物体内外所有的微生物,灭菌能更彻底地消灭微生物,保证发酵过程不受杂菌污染。
13.液体深层发酵是指以获得大量发酵产品为目的的发酵罐大容量液体培养,可通过调节培养液的pH和温度、营养条件以及气体环境促使微生物迅速生长繁殖或产生大量代谢物。该工艺的关键设备是自吸式下伸轴醋酸发酵罐。下列说法正确的是(　　)
A.自吸式发酵罐用于制醋需保证罐内处于无氧环境
B.自吸式发酵罐内果醋发酵的温度应低于果酒发酵的温度
C.可采用萃取、蒸馏、层析、离子交换等方法进行微生物细胞的提取
D.发酵终点的确认需检测菌体的数量以及产物浓度等
【答案】 D
【解析】 果醋发酵使用的醋酸菌为好氧细菌,发酵罐内应保证O2充足;果醋发酵最适温度为30～35 ℃,果酒发酵最适温度为18～30 ℃;萃取、蒸馏、层析、离子交换等方法一般用于细胞代谢物的提取和纯化,微生物细胞的提取应使用过滤和沉淀等方法;发酵终点需根据菌体的数量和生理状态、产物浓度等因素进行判断。
14.下图为啤酒生产过程的简要流程。下列叙述错误的是(　　)
A.过程①需要适宜的温度、水等条件以便于产生淀粉酶
B.过程②焙烤是利用高温杀死种子胚但不使淀粉酶失活
C.过程③糖化是将淀粉分解形成糖浆以利于酵母菌利用
D.过程④的发酵阶段要始终保持无氧环境以保障发酵效果
【答案】 D
【解析】 为了提高菌种数量、缩短发酵时间,过程④的主发酵初期应提供氧气,酵母菌在有氧条件下能快速繁殖。
15.河北保定面酱传统制作历史悠久,如今已在传统酿造工艺的基础上,采用现代生物技术人工培养米曲霉制曲,利用太阳能低温低盐发酵酿造。下图为蒸面机生产面酱工艺流程。下列叙述错误的是(　　)
A.面酱制作利用的米曲霉是自养生物
B.面粉蒸熟利于淀粉酶将淀粉分解进行糖化
C.熟料温度降至40 ℃才能制曲以防高温杀死菌种
D.面酱产品经高压蒸汽灭菌后可延长产品的保存期
【答案】 A
【解析】 面酱制作利用的米曲霉是异养生物;面粉蒸熟过程中会发生糊化现象,变得更容易被淀粉酶分解;熟料温度降至40 ℃才能制曲,是为了防止高温杀死菌种;高压蒸汽灭菌可以杀死微生物,起到延长产品的保存期的作用。
16.下图是发酵工程的基本流程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.过程①是发酵工程的前提条件,选育过程中要尽量减少菌种的传代次数
B.过程②需要进行多次,这样可以缩短菌种在发酵罐内的发酵时间
C.过程③所配制的培养基与实验室培养目的菌种所用的培养基一致
D.过程⑤是发酵工程的中心环节,控制该过程是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施
【答案】 C
【解析】 选育高产、优质的菌种是发酵工程的前提条件,减少菌种的传代次数能减小菌种发生突变的概率;在大规模的发酵生产中,需要将选育出的优良菌种经过多次扩大培养,让它们达到一定数量再进行接种,这样可以缩短菌种在发酵罐中发酵的时间;过程③所配制的培养基与实验室培养目的菌种所用的培养基不一致,发酵工程所配制的培养基来源充足且廉价,被转化的效率高;发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,控制该过程是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17.(12分)发酵是指人们利用微生物,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品的过程。发酵工程则是通过现代工程技术,利用微生物的特定功能,规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。请据此回答与发酵及发酵工程相关的问题。
(1)在传统发酵生产葡萄酒和腐乳的过程中,所利用的主要的微生物分别是葡萄皮上的　　　　和空气中的　　　　。酿酒时,操作不当会使酒变酸,此时在酒的表面会观察到一层膜,这层膜是　　　　　　　　　　形成的。
(2)发酵工程中所利用的微生物需要使用选择培养基进行严格筛选,在微生物学中,将　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　称为选择培养基。在筛选微生物时,可使用接种环在选择培养基上进行接种,这种接种方法称为　　　　　法。
(3)利用发酵工程可以大量生产产品,发酵工程的中心环节是　　　　　　　　　　。在发酵过程中,需要随时检测培养液中微生物的数量以及　　　　等,以了解发酵进程。
(4)青霉菌在一定条件下可产生青霉素,青霉素具有抑菌作用,有同学认为利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中不必担心杂菌的污染,你是否认同这样的观点 为什么 　　　 　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)为了研究某土壤的微生物组成,某同学测得每克土壤样品中有纤维素分解菌1.6×106个,在4个培养基上分别接种土壤样液0.1 mL,培养后菌落数分别为170、155、176、139个,则土壤样品的稀释倍数为　　　　,测定的活菌数往往比实际活菌数　　　　(填“多”“少”或“基本一致”)。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)野生酵母菌　毛霉　醋酸菌在液面大量繁殖
(2)允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基(2分)　平板划线
(3)发酵罐内发酵　产物浓度
(4)不认同,因为青霉素只能杀灭部分杂菌,在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌可能会产生青霉素酶将青霉素分解掉(2分)
(5)103　少
【解析】 (4)题干中的观点是错误的,青霉菌产生的青霉素只能抑制部分细菌的生长和繁殖,杂菌污染可能会导致青霉素被分解,影响青霉素的产量,因此用青霉菌发酵生产青霉素的过程中依然需要防止杂菌的污染。(5)已知在4个培养基上分别接种土壤样液0.1 mL,培养后菌落数分别为170、155、176、139个,设稀释倍数是x,可列出方程式为(170+155+176+139)÷4÷
0.1×x=1.6×106,解得x=103,即土壤样品的稀释倍数为103,该方法测定的活菌数比实际活菌数少,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。
18.(8分)青梅可用于制作果酒、果醋,图1为制作青梅果酒的简易装置图。青梅果肉含糖量低,制作果酒时需在青梅果浆中添加白砂糖,图2为添加的白砂糖浓度对酒精度和果酒感官评分的影响。请据图回答下列问题。
(1)利用青梅进行酒精发酵时,起作用的菌种为　　　　,家庭酿制青梅果酒时不需另外添加菌种,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在青梅果酒发酵过程中,图1装置中的气阀a应处于　　　　 (填“打开”或“关闭”)状态,气阀b要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,目的是　 　。
(3)从图2可看出,青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度约为　　　　时效果最佳。果酒发酵后期可接种醋酸菌继续发酵成果醋,请写出此过程果醋发酵的反应式　 　　　　　　　　　。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)酵母菌　青梅表皮上附有酵母菌
(2)关闭　避免空气中其他微生物进入发酵装置(2分)
(3)20%　C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量(2分)
【解析】 (1)利用青梅进行酒精发酵时起作用的菌种为酵母菌。 家庭酿制青梅果酒时不需另外添加菌种,因为在青梅表面本身就存在酵母菌。
(2)在青梅果酒发酵过程中,气阀a应处于关闭状态,以创造无氧环境,利于酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。气阀b要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,目的是防止空气中的杂菌进入。
(3)从图2曲线可看出,当初始糖浓度为20%时,酒精度及果酒感官评分均最高,因此青梅果酒酿制时,果浆中初始糖浓度约为 20%时效果最佳。在果酒的基础上,果醋发酵的反应式为C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量。
19.(9分)某种物质X(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解X。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和X,乙的组分为无机盐、水、X和Y。请据图回答下列问题。
(1)实验时,一般对配制的培养基采用　　　 　　法进行灭菌,乙培养基中的Y物质是　　　　,按用途分,甲、乙培养基均属于　　　　培养基。
(2)制备实验所需的培养基时,需要调节培养基的pH,应该在灭菌　　　　(填“前”或“后”)进行操作。倒平板时为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在　　　　　　　附近进行,接种后的培养皿需　　　　放于恒温培养箱中培养。
(3)实验中初步估测M中细菌数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布0.1 mL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将M中的菌液稀释　　　　倍。
(4)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的X超过某一浓度时,某菌株对X的降解量反而下降,其原因可能是　 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)湿热灭菌　琼脂　选择
(2)前　酒精灯火焰　倒置
(3)104
(4)X浓度过高会抑制菌株生长(或X浓度过高,菌株失水,代谢能力下降)(2分)
【解析】 (1)灭菌的方法包括灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌等,而培养基一般使用湿热灭菌法。微生物的分离和筛选一般使用固体培养基,需要加入琼脂,故物质Y是琼脂。由于甲、乙培养基都是以X为唯一碳源和氮源的培养基,故按用途划分,二者都属于选择培养基。
(2)制备实验所需的培养基时,需要在灭菌前调节培养基的pH,以免调节pH过程中又带来杂菌的污染。倒平板时为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。为防止培养皿皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染,需要将培养皿倒置培养。
(3)利用稀释涂布平板法对细菌进行计数,要保证每个平板上长出的菌落数不超过200,假设稀释倍数为a,在每个平板上涂布0.1 mL稀释后的菌液,则有200÷0.1×a=2×107,则稀释倍数a=104。
(4)在步骤⑤的筛选过程中,当培养基中的X超过某一浓度时,可能会抑制菌株生长(或因渗透作用导致菌株失水,代谢能力下降),进而导致菌株对X的降解量下降。
20.(10分)窑湾绿豆烧酒,香醇甜美,久享盛誉。它是以优质白酒为基酒,佐以红参、当归、砂仁、杜仲等50余味中药材和冰糖、蜂蜜勾兑而成,其色宛如绿豆汤。制作的工艺流程如图1所示。请据图回答下列问题。
图1
(1)蒸稻壳的目的除了去除稻壳中残留的农药、霉烂味,还有　　　　作用。蒸馏后要先冷却再接种,目的是防止　　　　　　　　　　　　　　。
(2)菌种选育过程中,为了纯化酵母菌,操作如图2所示。该过程的接种方法是　　　　　　,接种工具进行了　　　 　次灭菌。
图2
(3)窑湾绿豆烧酒的生产流程中,没有严格的灭菌操作,但发酵过程几乎不会受杂菌污染影响,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,需要在　　　　　　　环境中储存一段时间进行后发酵,这样才能形成醇香柔和的窑湾绿豆烧酒。
(4)为了筛选优势酿酒酵母菌,将从发酵罐中分离得到的酵母菌编号为T24和F12,进行酒精、SO2耐受性实验。实验结果如图3所示。
图3
综合耐受性实验的研究结果,确定编号为　　 　　的酵母菌为优势酿酒酵母菌,理由有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)消毒(去除杂菌)　温度过高杀死发酵微生物
(2)平板划线法　6
(3)缺氧和酒精环境条件下酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物因无法适应环境而导致生长受到抑制(2分)　低温、密闭
(4)F12　在酒精浓度或SO2含量相同的条件下,编号为F12的酵母菌发酵速率均高于T24,说明编号为F12的酵母菌的酒精及SO2耐受性高于编号为T24的酵母菌(2分)
【解析】 (1)蒸稻壳的目的除了去除稻壳中残留的农药、霉烂味,还有消毒(去除杂菌)的作用。蒸馏后,温度较高,通常需要进行冷却,再接种,其目的是防止温度过高杀死发酵微生物。
(2) 纯化菌种时,图2的接种方法是平板划线法,在第一次接种前和每次接种后都需要灼烧接种环,图2中一共划线5次,故接种环需要灼烧6次。
(3)窑湾绿豆烧酒的生产流程中,没有进行严格的灭菌处理,但发酵过程几乎不会受杂菌污染影响,这是因为缺氧和酒精环境条件下酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物因无法适应环境而导致生长受到抑制。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,需要在低温、密闭环境中储存一段时间进行后发酵,这样才能形成醇香柔和的窑湾绿豆烧酒。
(4)据图3分析可知,在酒精浓度或SO2含量相同的条件下,编号为F12的酵母菌发酵速率均高于T24,说明编号为F12的酵母菌的酒精及SO2耐受性高于编号为T24的酵母菌,所以编号为F12的酵母菌为优势酿酒酵母菌。
21.(13分)ε聚赖氨酸(εPL)能抑制多种微生物的活性,且人体可将其分解为赖氨酸,是一种优良的天然食品防腐剂。科研人员欲从土壤中分离能分泌εPL的微生物,实验过程如下图所示,其中①～⑤表示过程,Ⅰ～Ⅲ表示菌落。已知εPL可使亚甲蓝褪色,形成透明圈。请据图回答下列问题。
(1)为防止杂菌污染,实验前实验者双手需经　　　　消毒处理,实验室也需采用　　　　进行消毒。
(2)实验开始时,实验人员称取2.5 g土样,加入盛有25 mL SG培养基的锥形瓶中,置于30 ℃、220 r/min恒温箱中振荡培养2 d,该步骤的目的是　　　　 　　　;振荡培养的好处是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)SG培养基的组成成分如下表所示。该培养基中可为微生物生长提供氮源的物质为　　　　　　　　　;结合上述信息,据表分析可知,适宜在SG培养基中生长的微生物,其代谢类型为　　　　　　　。
SG培养基组成成分
组分 含量
甘油 10 g
酵母膏 0.10 g
NaH2PO4 0.68 g
MgSO4·7H2O 0.25 g
(NH4)2SO4 0.66 g
H2O 定容至1 000 mL
(4)过程①中使用的接种工具为　　 　;与SG培养基相比,甲培养基需要添加的物质有　　　　　　　　　。从用途角度分析,甲培养基属于　　　　培养基。
(5)过程③接种,应挑选　　　　 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)号菌落,原因是　 　。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)(体积分数为70%的)酒精　紫外线照射
(2)扩大培养微生物　增加培养液中溶解氧的含量,使菌体与营养物质充分接触,促进其生长和繁殖(2分)
(3)酵母膏和(NH4)2SO4　异养需氧型
(4)涂布器　琼脂和亚甲蓝　鉴别
(5)Ⅱ　Ⅱ号菌落周围透明圈直径与菌落直径的比值最大,说明其分泌εPL的能力最强(2分)
【解析】 (1)为防止杂菌污染,实验前实验者双手需经体积分数为70%的酒精消毒处理,实验室也需采用紫外线照射的方法进行消毒。
(2)将土样放入SG液体培养基,目的是扩大培养微生物。该过程中振荡培养的目的是增加培养液中溶解氧的含量,使菌体与营养物质充分接触,促进其生长和繁殖。
(3)据表可知,酵母膏和(NH4)2SO4中都含氮元素,因此该培养基中可为微生物生长提供氮源的物质为酵母膏和(NH4)2SO4。根据SG培养基的成分可知,该培养基含有有机碳源(酵母膏),且在非密封条件下振荡培养,因此适宜在SG培养基中生长的微生物,其代谢类型为异养需氧型。
(4)根据平板中的菌落均匀分布可知,采用的接种方法为稀释涂布平板法,因此过程①中使用的接种工具为涂布器。与SG培养基相比,甲培养基为固体,需要添加琼脂,已知εPL可使亚甲蓝褪色,形成透明圈,故甲培养基还需要添加亚甲蓝。从用途角度分析,甲培养基属于鉴别培养基。
(5)应选择透明圈直径与菌落直径比值最大的菌落Ⅱ进行接种、培养,因为透明圈直径与菌落直径的比值越大,说明该菌落分泌εPL的能力越强。(共2张PPT)
章末整合提升
培养基
培养基的种类
的配制
培养基的营养构成
发酵与传统发酵技术的概念
传统发
微生物的
消毒
基本培养
制作泡菜
酵技术
无菌技术
尝试制作传
的应用
技术
灭菌
制作果酒
统发酵食品
微生物的
概念
和果醋
发展
基础
纯培养
酵母菌的纯培养
选育菌种和扩
大培养
发酵工程
选择
概念
培养基的配制、
培养基
配方设计
灭菌与接种
发酵工程的
基本环节
基础
方法
稀释涂布平板法
发酵罐内发酵
微生物的
系列梯度稀
分离、提纯产物
微生物的
选择培养
释操作
发酵工
选择培养
过程
获得产品
发酵工程
涂布操作与
的特点
程及其
和计数
应用
培养
在食品工业上的应用
显微镜直接计数
在医药工业上的应用
发酵工程
方法
在农牧业上的应用
的应用
微生物的
稀释涂布平板法
数量测定
土壤中分解尿素
在其他方面的应用
探究
实践
的细菌的分离与
计数

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