生物技术在食品加工及其他方面的应用
1．(2018·湖北宜昌市一中月考)利用葡萄汁生产的葡萄酒、葡萄醋深受市场欢迎。某校一生物实验小组尝试使用罐头瓶在常温(21±3 ℃)下制作葡萄酒。请回答：
(1)开始时，向消毒的罐头瓶中加入新鲜的葡萄汁作为酵母菌的液体培养基，培养基一般含有______________和无机盐。葡萄汁装入瓶中要留出大约1/3的空间。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气的目的是______________。在以后的过程中，每隔12小时左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的目的是____________________。
(2)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌，常使用的接种方法是________和________两种。若计数酵母菌活菌的个数，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在________之间、适于计数的平板。也可在显微镜下用____________直接计数。
(3)分离纯化出的酵母菌在－20 ℃长期保存，菌液中需要加入一定量的________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。
答案 (1)水、碳源、氮源 提高酵母菌的数量 排出CO2，防止杂菌污染 (2)平板划线法 稀释涂布平板法 30～300 血细胞计数板 (3)甘油
解析 (1)微生物分离与培养的培养基成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐；葡萄汁装入瓶中要留出大约1/3的空间。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸，从而大量繁殖，提高酵母菌的数量。在酒精发酵过程中，酵母菌无氧呼吸会产生酒精和二氧化碳，为了排出CO2，防止杂菌污染，需要每隔12小时左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧。
(2)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌，常使用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法两种；若计数酵母菌活菌的个数，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板；也可在显微镜下用血细胞计数板直接计数。
(3)分离纯化出的酵母菌在－20 ℃长期保存，菌液中需要加入一定量的甘油。 2．(2018·河北石家庄一中模拟)腐乳是我国古代劳动人民创造的一种经过微生物发酵制成的大豆食品。腐乳味道鲜美，易于消化吸收，所以一直受到人们的喜爱。请结合腐乳制作的原理及流程示意图，回答下列问题：
(1)图中a、b分别表示的是______________，它们的来源是______________，作用是______________________________________________。
(2)过程一中，为保证产品的质量，应采取的措施是__________________________________。
(3)
过
程
二
具
体
的
操
作
应
该
是
________________________________________________________________________。这样既
能使豆腐不过早酥烂，又能避免豆腐块腐败变质。
(4)(5)
过过
程程
三四
应中如卤何
汤操
配作
制才
所能
需取
要得
最的佳
材效
料果
有？
____________________________________________。 ______________________________________________。
答案 (1)蛋白酶、脂肪酶 毛霉等微生物 将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸，将脂肪水解为甘油和脂肪酸
(2)在严格无菌的条件下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上
(3)将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些
(4)12%左右的酒和各种香辛料(如胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等) (5)密封时，将瓶口通过酒精灯的火焰，再用胶条密封瓶口
解析 (1)腐乳制作过程主要利用的微生物是毛霉，在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下，蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪被分解成甘油和脂肪酸。
(2)在接种过程中为保证产品的质量，应在严格无菌的条件下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上。
(3)在加盐腌制的过程中要将豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些，以防杂菌从瓶口进入。
(4)卤汤主要由酒和各种香辛料配制而成。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐和杀菌的作用。
(5)密封时，为防止杂菌污染，应将瓶口通过酒精灯的火焰，再用胶条密封瓶口。 3．腐乳是我国独特的传统发酵食品，是用豆腐发酵制成，民间老法生产腐乳均为自然发酵，现代腐乳生产多采用优良的毛霉菌种进行发酵。
现代化生产流程如下：
(1)毛霉的生长需要豆腐提供水、无机盐、__________和________四大类基本营养物质。此外，还需要一定的温度、湿度等环境条件。
(2)民间制作腐乳时________(填“需要”或“不需要”)灭菌，发酵好的豆腐上布满了菌落，这些菌落________(填“属于”或“不属于”)同一物种。
(3)流程中扩大培养时使用的培养基与毛霉菌种分离时使用的培养基最大的区别是后者培养基中加入了________。
(4)当豆腐上长出毛霉后，对豆腐要进行________。腐乳制作的后期要加入酒精和多种香辛料配制的卤汤，酒精的浓度要控制在______________________________________。
答案 (1)碳源 氮源 (2)不需要 不属于
12%，原因是
(3)琼脂(或凝固剂)
(4)加盐腌制 酒精浓度过高，则腐乳的成熟时间将会延长；酒精浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败
解析 (1)毛霉在豆腐块上生长，豆腐块相当于毛霉的培养基，可以为毛霉的生长提供水、无机盐、碳源和氮源。
(2)民间制作腐乳利用了空气中的毛霉孢子，不需要灭菌。发酵菌种除毛霉外，还包括多种微生物，如青霉、酵母和曲霉等，因此豆腐块上的菌落不属于同一物种。
(3)扩大培养时使用的培养基为液体培养基，分离毛霉需要用固体平板培养基，因此需要在液体培养基中加入琼脂(或凝固剂)。
(4)豆腐上长出毛霉后，要对豆腐进行加盐腌制。腐乳制作的后期要加卤汤装瓶，卤汤中酒既能抑制杂菌生长，又能影响酶的作用，因此酒精浓度要控制在12%左右。若酒精浓度过高，则酶的活性受抑制，腐乳的成熟时间将会延长；酒精浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
4．与黄啤相比，黑啤的营养成分更加丰富，享有“黑牛奶”的美誉。下图是黑啤的酿造工艺流程简图，请回答下列相关问题：
除菌灌装啤酒过滤发酵麦汁冷却
(1)麦汁煮沸的主要目的是__________________________________(至少答出两点)，为保证发酵时有足量的发酵菌，冷却后的麦汁中应该通入________。
(2)制作黑啤的原料是优质麦芽、黑麦芽以及其他辅料，糖化过程是将粉碎后的原料内含物在一定温度、pH等条件下，在____________的作用下继续溶解和分解的过程。为保证黑啤的营养物质不被破坏，啤酒罐装前除菌常用的方法是__________。
(3)发酵过程中接种的微生物是________，请用反应式表示发酵过程的原理__________________。
(4)为监测发酵状况，可用________法对发酵菌种进行计数，一段时间内统计结果分析可发现，培养液中的菌种种群数量的生长曲线变化规律是________________________________。
答案 (1)杀灭杂菌、浓缩麦汁浓度、破坏酶的活性、蒸发不需要的挥发性物质等作用 无菌空气
(2)淀粉酶等多种酶 巴氏消毒法 酶
(3)酵母菌 C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2
(4)抽样检测 呈“S”型增长(或先增加后稳定)
解析 图示为黑啤的酿造工艺流程简图，利用的菌种是酵母菌，利用有氧呼吸大量繁殖，产生更多的菌种；利用无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
(1)麦汁煮沸可以杀灭其中的杂菌、浓缩麦汁的浓度、排除麦汁中特异杂臭气体，还可以利用高温破坏麦汁中酶的活性。酵母菌利用有氧呼吸大量繁殖，所以为了保证发酵时有足量的发酵菌，冷却后的麦汁中应该通入无菌空气。
(2)制作黑啤的原料是优质麦芽、黑麦芽及其他辅料，其主要成分是淀粉，糖化过程是将粉碎后的原料中的淀粉在一定温度、pH等条件下，在淀粉酶等多种酶的作用下继续溶解和分解的过程；为保证黑啤的营养物质不被破坏，啤酒罐装前常用巴氏消毒法除菌。
(3)根据以上分析可知，该实验需要的菌种是酵母菌，原理是利用酵母菌的无氧呼吸产酶生酒精，反应式为：C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2。
(4)对酵母菌进行计数的方法是抽样检测法；由于在发酵过程中营养物质和空间都是有限的，所以酵母菌的数量先增加后稳定，即呈“S”型增长。
5．(2015·广东高考)泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图。
(1)制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是______________。乳酸菌发酵第一阶段的
产
物
有
____________________________________________
___________________________。
(2)据图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者______________________；pH呈下降趋势，原因是________________________________。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%～10%)，探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。
答案 (1)创造无氧环境 丙酮酸、[H]、ATP (2)亚硝酸盐含量已接近最低水平 乳酸积累
推测实验结论：
①用“优选”乳酸菌制作泡菜，亚硝酸盐含量更低 ②最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间
解析 (1)由于乳酸菌是厌氧细菌，制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是隔绝空气，创造无氧环境。乳酸菌发酵第一阶段的产物是丙酮酸、[H]和ATP。
(2)分析图可知，8天后的泡菜中亚硝酸盐含量低，更适于食用。制作泡菜过程中，由于乳酸的积累，pH呈下降趋势。
(3)该实验的目的是比较“优选”乳酸菌和普通乳酸菌在制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定最适条件，故表格的设计要体现不同时间不同食盐浓度下两种乳酸菌的亚硝酸盐含量的差异。实验结论应是“优选”乳酸菌制作的泡菜中亚硝酸盐含量更低，并确定亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间。
6．(2018·广东佛山市质检)菊科植物青蒿中含有青蒿油和青蒿素，其主要成分都为萜类化合物。青蒿素遇热易分解，而青蒿油的热稳定性高。
Ⅰ.提取青蒿素时，应选用________(填“乙醇”或“乙醚”)作为萃取剂，原因是__________________。与青蒿素相比，青蒿油更适合用________法提取。
Ⅱ.青蒿素能抑制微生物的生长。为研究不同浓度青蒿素对大肠杆菌生长的影响，小明同学进行了如下实验：①用青蒿素提取液配制多个不同稀释度的青蒿素溶液，分别加入到固体培养基中，制成药物平板(每个稀释度做3个平板)；②__________________；③在适宜条件下培养24 h；④__________。
(1)请完善上述实验步骤：②______________________；④________________。 (2)步骤①中青蒿素溶液应在培养基________(填“灭菌前”或“灭菌后”)加入，理由是________________________。
(3)为使小明的实验结果更有说服力，该如何改进步骤①？______________________。
2020版高考生物复习生物技术实践第37讲生物技术在食品加工及其他方面的应用课后作业
