2013版高中生物全程复习方略配套课件（浙科版）：选修1.3生物技术在食品加工中的应用.ppt

1、第三部分生物技术在食品加工中的应用一、果酒和果醋的制作1.与果酒有关的微生物酵母菌是真核生物，新陈代谢类型是异养兼性厌氧型，多以出芽生殖方式繁殖。2.与果醋有关的微生物醋杆菌是原核生物，新陈代谢类型是异养需氧型，以分裂方式进行繁殖。3.写出酵母菌和醋杆菌代谢产生乙醇和醋酸的反应式C6H12O6 2CO2+2C2H5OHC2H5OH+O2 CH3COOH+H2O4.果酒和果醋的制作(1)果酒制作的一般过程：葡萄榨汁活化酵母菌发酵过滤沉淀得上清液(果酒)(2)果醋制作的一般过程：连接发酵装置加入醋化醋杆菌发酵并检测pH调节活塞，控制流量测定pH，监控发酵情况5.果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较果

2、酒制作果醋制作原理对氧的需求利用酵母菌在无氧条件下进行乙醇发酵醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸前期:需氧,后期:不需氧需氧6.发酵装置及使用注意事项(1)发酵装置(如图)。(2)使用注意事项：充气口应插入发酵液液面以下，排气口外接一长而弯曲的胶管。出料口用以排出发酵液。果酒制作时应关闭充气口，果醋制作时应充入无菌空气。二、泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定1.泡菜制作时起主要作用的微生物假丝酵母和乳酸菌。2.泡菜制作原理在无氧的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质。3.亚硝酸盐测定原理亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联，形

3、成紫红色产物，可用光电比色法定量。4.泡菜制作流程原料加工修整、晾晒切分成条状加盐盐水冷却泡菜盐水加入调料装坛发酵成品5.影响泡菜品质的因素泡菜坛的选择、腌制条件如腌制时间、温度、食盐用量等。6.操作关键(1)选择的泡菜坛要无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的。(2)严格控制腌制条件，防止杂菌污染。7.亚硝酸盐的定量测定流程(1)样品处理：泡菜25 g制匀浆过滤后调pH至8.0加硫酸锌溶液25 mL加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀水浴加热至60 过滤取滤液定容至500 mL。(2)测定：10 mL样品溶液+4.5 mL氯化铵缓冲液+2.5 mL 60%乙酸溶液+5 mL显色液定容至25 mL暗处静

4、置25 min550 nm处测定光密度值(10 mL水作空白对照)(3)标准曲线的绘制：以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值为纵坐标，绘制标准曲线。(4)计算：公式：X1=(m2V1)/(m1V2)X1：样品中亚硝酸盐含量，单位mg/kg；m1：样品质量，单位g；m2：通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位g；V1：样品处理液总体积；V2：测定用样品液体积。果酒、果醋制作【典例1】在啤酒生产过程中，发酵是重要环节，生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定浓度后，结束发酵。最后分别输出有

5、形物质和啤酒。根据上述过程，回答下列问题。(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是_ _。(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是_。(3)酒精主要是啤酒酵母菌进行_作用产生的代谢产物。(4)经测定酵母菌消耗的糖中，98.5形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5用于_。(5)请写出由麦芽糖葡萄糖酒精的反应式。【解题指南】1.考查实质：以啤酒生产工艺的过程为情境，考查酵母菌的代谢方式、代谢产物和生殖方式。2.解题关键：明确酒精发酵初期酵母菌进行需氧呼吸大量繁殖，酒精发酵后期酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精。【解析】酵母菌在有氧条件下进行需氧呼吸，在无氧条件下进行厌氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式

6、大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。答案：(1)既能进行需氧呼吸又能进行厌氧呼吸(2)出芽生殖(3)厌氧呼吸(4)自身的生长繁殖(5)C12H22O11+H2O 2C6H12O6C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量酶酶泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定【典例2】泡菜是我国人民广泛喜爱的一种菜肴。但在腌制过程中，由于一些硝酸盐还原菌的作用，会产生一定量的亚硝酸盐，后者具有致癌作用。某校自然科学课外研究小组为探究泡菜在腌制过程中亚硝酸盐含量变化及出现高峰期的时期。进行了如下实验：选3只容积相同的泡菜坛，分别标号为1、2

7、、3，并分别加入等量的新鲜蔬菜；再在坛中加满经煮沸、冷却的质量分数为10%的食盐溶液；封坛前分别测量各坛中溶液的亚硝酸盐含量；封坛，并置于15 20 环境中；以后每隔4天测量一次，直至泡菜腌好能够食用为止，周期约为16天。所得数据如表所列：亚硝酸盐含量(mg/kg)封坛前第4天第8天第12天第16天1号坛0.15 0.6 0.2 0.1 0.1 2号坛0.15 0.2 0.1 0.05 0.05 3号坛0.15 0.7 0.6 0.2 0.2 请根据上述情况，回答下列问题：(1)在该项研究中，要同时取经同样处理的3只坛的目的是_。(2)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是_

8、(举出一种即可)。(3)仔细分析上述主要研究步骤，发现该项研究中缺乏对照组，对照组主要设计思路是_ _。(4)试以坐标曲线表示上述实验结果，并根据曲线得出合理结论：_。【解题指南】1.考查实质：本题主要考查了泡菜的腌制以及亚硝酸盐含量的测定。2.解题关键：明确实验过程应遵循单一变量原则，降低无关变量对实验结果的干扰；依据单一变量来设置对照组。【解析】题中设置3只泡菜坛的目的是减小误差，准确判断亚硝酸盐含量在泡菜腌制过程中的变化。实验结果发现3只坛中亚硝酸盐含量存在一定程度的差异，主要是因为3只泡菜坛中所含的乳酸菌等微生物的种类不同。但是3只泡菜坛中亚硝酸盐含量的大体的变化趋势相似，均在封坛后第

9、4天最高，以后逐渐减少，至12天达到稳定。该实验的不足之处在于未设置一组不加食盐的对照组。答案：(1)减小实验误差，使结论更可靠(2)各坛中微生物种类和数量可能存在差异(3)取同样3只容积相同的泡菜坛，并分别加入同种等量新鲜蔬菜，但不加食盐溶液代之以等量的冷开水，其他实验条件相同(4)曲线如图泡菜腌制过程中封坛后至第4天亚硝酸盐含量最高，以后逐渐减少1.下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成_(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用_(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，

10、遇上述中间产物呈红色。第二步：用_菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是_。第三步：用_菌将乙醇转化成乙酸，这一过程_氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是_，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用_法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N-1-萘基乙二胺偶联成_色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是_。【解析】淀粉在-淀粉酶的作用下可先水解成糊精，然后在-淀粉酶、糖化淀粉酶的作用下最后水解成葡萄糖；酵母菌可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸产生乙醇；在泡菜发酵过程中，可能产生乳酸、亚硝酸等；醋化醋杆菌在有氧条件

11、下可以将乙醇转化成醋酸。答案：(1)第一步：糊精碘碘化钾溶液(KI-I2溶液)第二步：酵母发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂第三步：醋化醋杆需要消耗(2)乳酸(或有机酸)光电比色紫红作为对照2.下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：(1)完成图1中的实验流程，则矩形框内应为_。(2)果酒和果醋的制作分别利用了_和_(填生物名称)两种微生物的发酵原理。由果酒转变成果醋的制作时，需要改变的环境条件是_，主要原因是_。(3)图2装置中的充气口在_过程中要关闭，而排气口在该过程中应开放，目的是用来排出_产生的_。排气口要通过一个长

12、而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是_。(4)葡萄是否需要灭菌？为什么？_。【解析】本题考查果酒和果醋制作的实验装置、流程、条件控制。酒精发酵产生的酒精经醋酸发酵后形成果醋。用酵母菌制作果酒的后期(酒精生成阶段)，充气孔应关闭，创造一个无氧环境；果醋制作过程中要不断补充氧气，要把充气口打开。果酒、果醋制作使用装置中的排气口与一弯曲的胶管连接，可以防止空气中的微生物进入装置造成污染。酵母菌在无氧环境中通过厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳，所以排气口排出的气体中只有二氧化碳；醋杆菌是在有氧环境条件下产生醋酸的，所以果醋发酵时排出的气体中除了含二氧化碳，还有氧气。答案：(1)醋酸发酵(2)酵母菌醋杆菌氧气醋杆

13、菌是好氧细菌，只有当氧气充足，才能进行旺盛的生命活动(3)酒精发酵酵母菌厌氧呼吸二氧化碳避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)(4)不需要，在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行3.兰溪小萝卜是深受市场欢迎的腌制食品，下图是生产流程，据图回答下列有关问题：(1)腌制过程加入的盐水量不能太多，否则会出现溢坛现象，其原因是_。(2)发酵过程主要利用了_菌和_菌对萝卜中有机物的分解作用，产生有机酸和醇类物质，使萝卜更可口美味。同时在生产过程通过_、_和密封等措施控制其他杂菌的繁殖，以保证产品的质量。若密

14、封不当，将会促使_菌繁殖而导致产品的酸度过大。(3)与所有腌制食品一样，在生产过程中，微生物会将原料中的_等分解转化为亚硝酸，在特定的条件下，进一步转变成致癌物质亚硝胺。因此在上述生产流程中的_和成品阶段需要通过_方法定量测定亚硝酸盐的含量，以保证产品的质量符合安全标准。【解析】(1)腌制过程中萝卜会发生渗透失水，导致泡菜坛中水量增多，可能出现溢坛现象。(2)腌制的原理是乳酸菌和假丝酵母菌能将有机物分解产生有机酸和醇类物质，腌制过程中为保证菌种的生长、繁殖，需对泡菜进行加盐、加酒、密封等措施控制坛中的杂菌繁殖，若密封不当，易引起好氧菌醋杆菌繁殖而使产品酸度过大。(3)腌制过程中微生物会将原料中

15、的含氮有机物转化为亚硝酸，并进一步转变成亚硝胺，因此在发酵和成品阶段需要检测亚硝酸盐的含量，以保证产品的质量，常用的检测方法是光电比色法。答案：(1)萝卜会在盐水中发生渗透失水(2)假丝酵母乳酸加盐加白酒(其他答案合理也可)醋杆(3)含氮有机物发酵光电比色4.某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6kg，再分别倒入等量煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果如下图。(1)测定亚硝酸盐含量的方法是_，其原理是：在盐酸酸化

16、的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺偶联形成_产物，将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(2)实验中，盐水加热煮沸是为了_；冷却之后再使用是为了保证_等微生物的生命活动不受影响。(3)在腌制过程中，坛中溶液量会增加，原因是_。(4)图中数据表明，泡菜在腌制的第_天亚硝酸盐含量达到最大值，腌制到第_天以后再食用可以较好地避免亚硝酸盐对人体健康的危害。(5)为了让实验数据更好地表明泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化，对该实验所获得的3组数据应进行怎样的处理才更合理？【解析】(1)测定亚硝酸盐的含量是利用了光电比色法，即

17、将样品液中的颜色与标准液中的颜色对比，得知样品液中亚硝酸盐的含量。(2)对盐水加热的目的是灭菌，但需要冷却后再使用，防止高温杀死或抑制乳酸菌。(3)由于加入的盐水的浓度远大于细胞液浓度，根据细胞吸水、失水的原理可知，蔬菜细胞要失水，导致坛中溶液量增加。(4)从图中可以看出，大约到第3天亚硝酸盐的含量最多。选择食用时间应是第10天，因为此时亚硝酸盐含量最低。(5)导致不同装置中的亚硝酸盐含量不同的原因较多，只要分析符合逻辑关系即可。(6)对这三组数据应采取取平均值的方法进行处理。答案：(1)光电比色法紫红色(2)杀灭杂菌乳酸菌(3)外界溶液浓度过高使细胞渗透失水(4)3 10(5)先求平均值，再绘制一条曲线(将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以日期为横坐标，亚硝酸盐的平均含量为纵坐标画出一条曲线)。