第1章 发酵工程第1节 传统发酵技术的应用[学习目标] 1.掌握几种常用微生物的特点及发酵原理。2.制作泡菜及果酒、果醋。知识自主梳理微生物
活的酵母菌酿酒法国微生物适宜微生物的代谢不同代谢物酵母、曲霉和毛霉 毛霉 小分子的肽和氨基酸 混合固体半固体酱、酱油、醋异养厌氧
型菌乳酸链球菌土壤体表肠道内无氧呼吸乳酸0.4%～0.8% (3)制作过程半坛蒜瓣、生姜及其他香辛料没过全部菜料水槽水温度温度高低
过量腌制方法时间长短单细胞真菌 高 异养兼性厌氧型 28 ℃ 酒精酿酒糖 乙酸 乙醇 野生酵母菌 醋酸菌 (2)果酒和果醋的制作过
程(以葡萄酒和葡萄醋的制作为例)70%1~21/3果酒果醋酸性重铬酸钾 菌膜pH醋酸菌菌种差异杂菌情况不明 发酵过程的控制缺乏标准
缩短 稳定 制作泡菜时，盐水为什么配制成质量分数为5%～20%?提示：食盐用量过高，口味不佳，乳酸发酵受抑制，泡菜风
味差；食盐用量过低，则会导致杂菌大量繁殖，泡菜腐败。 制作泡菜时，盐水为什么煮沸后冷却？提示：煮沸有两大作用，一是除去水中氧气
，二是杀灭盐水中的微生物。冷却是为了防止杀死坛内的微生物。 先冲洗葡萄后去枝梗的原因？为什么冲洗葡萄的次数不能过多？提示：先冲
洗再除去枝梗可以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。冲洗葡萄的次数不能过多，以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。
葡萄汁装入发酵瓶时，为什么要留有大约1/3的发酵空间？提示：因为初期有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气，保留1/3的体积(空气)
可以为酵母菌提供氧气，使酵母菌可以大量增殖，还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。 你认为应该从哪些方面防止发酵液被
污染？提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。①葡萄先冲洗再去枝梗；②榨汁机、发酵装置要清洗干净，并晾干；③用带盖瓶子制葡萄酒时
，每次排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖等；④发酵装置的排气管用长并弯曲的胶管；⑤用带盖瓶子进行酒精发酵之后，盖子打开盖上一层纱布，
再进行乙酸发酵。 为什么果酒搁置时间过久会有酸味？提示：醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，所
以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢产生乙酸而有酸味。课堂小结笔记空间 _____________________________
_______________________ _________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________学习目标检测1．(目标1)下列关于酵母菌的叙述中，错误的是( )A．酵母菌是营异
养生活的真菌B．酵母菌无氧呼吸时能产生乳酸C．酵母菌在有氧存在时，能将葡萄糖分解成CO2和H2OD．酵母菌的无氧呼吸是酒精发酵解析
酵母菌无氧呼吸只能产生二氧化碳和酒精，B错误。2．(目标1)下列哪种条件下，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成乙酸( )A．氧气、糖源
充足 B．氧气充足、缺少糖源C．缺少氧气、糖源充足 D．氧气、糖源都缺少解析 醋酸菌是需氧型微生物，可以利用糖类或酒精作为营
养物质并将其转化成乙酸。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌通过复杂的化学反应将葡萄汁中的糖分解成乙酸，当糖源不足时，醋酸菌可以直接将酒精
先变为乙醛，再将乙醛变为乙酸。3．(目标2)制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自于( )A．所选蔬菜自身原有的 B．人工加入到泡菜
水中的C．腌制过程中自生的 D．水中的乳酸菌解析 乳酸菌分布在空气、土壤、植物体表等，在制作泡菜时并没有人工加入菌种，腌制过
程中也不能无中生有，水中有乳酸菌也会在制泡菜盐水时被煮沸杀死，所以乳酸菌来自蔬菜，A正确。4．(多选)(目标2)在果酒、果醋、泡菜
的制作过程中，下列操作不会引起发酵物受污染的是( )A．盐水煮沸，冷却待用B．发酵瓶用洗洁精清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干C．
葡萄先去除枝梗，再冲洗多次D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将瓶盖完全打开解析 葡萄先去除枝梗再冲洗，会使葡萄破损而增加被杂菌污染
的机会，C错误。5．(目标1、2)酒、醋、泡菜、腐乳等都是利用传统发酵技术制作的食品，它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。(1)
在葡萄酒的自然发酵过程中，菌种的来源主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。从呼吸角度看，酵母菌属于____________菌，写出酵
母菌无氧呼吸的反应式____________________________________，是否有酒精产生可在酸性条件下用___
_______溶液来检验。(2)某同学在用带盖的瓶子进行葡萄酿酒时，在发酵过程中，每隔一段时间应__________，以防瓶子爆裂
。(3)制作果醋时，需通气，可以说明醋酸菌为_______菌。兼性厌氧 重铬酸钾 拧松瓶盖 好氧 (4)泡菜制作过程中，乳酸发酵过
程即为乳酸菌进行__________的过程。该过程发生在乳酸菌的____________中。(5)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的
因素有________、__________和__________等。(6)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该
发酵过程，其中起主要作用的微生物是______，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为____________________。无
氧呼吸 细胞质基质 温度 腌制时间 食盐用量 毛霉 小分子的肽和氨基酸 重点题型突破题型一 传统发酵技术历史及内容[例1] 下列关
于传统发酵技术的相关叙述错误的是( )A．传统发酵技术以固体发酵和半固体发酵为主B．我国具有悠久的酿酒文化，是因为我们的祖先发现
酵母菌可以应用于酿酒，并一直延续至今C．9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物制成含酒精的饮料D．早在公元5世纪的北魏古籍中
，就有关于腐乳生产工艺的记载，腐乳也是经微生物发酵而成的食品解题分析 1857年巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的，我
国具有悠久的酿酒文化，但古代人民并没有发现酵母菌可以用于酿酒。题型二 泡菜制作过程及条件控制的考查[例2] (多选)在制作泡菜的过
程中，不正确的是( )A．按照清水与盐的质量比为1∶4的比例配制盐水B．配制好的盐水不需煮沸冷却C．腌制过程中，要注意控制腌制的
时间、温度和食盐用量D．在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境解题分析 在制作泡菜的过程中，加入质量分数为5%～20%的
盐水，A错误；盐水入坛前要煮沸冷却，煮沸是为了去除氧气并杀灭微生物，冷却是为了避免杀死坛内微生物，保证乳酸菌正常的生命活动，B错误
；腌制过程中，要注意控制时间、温度和食盐的用量，来防止杂菌的大量繁殖和亚硝酸盐含量过高等，C正确；乳酸菌是异养厌氧型生物，在坛盖边
沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境，D正确。制作泡菜的注意事项(1)用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸
盐含量相对较高。(2)控制严格的厌氧条件①选择合理的发酵容器，如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧容器。②盐水煮沸后冷却待用。③装
坛时压实，盐水没过全部菜料。④泡菜坛用水封口不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，故发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常补水。
(3)控制适宜的发酵温度温度过高易滋生杂菌，过低不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长。(4)控制发酵时间发酵时间过短，会造成亚硝酸盐含
量偏高。解题分析 制作果酒时，用清水冲洗的目的是洗掉葡萄皮表面的浮尘，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的，冲洗不能单独除去葡萄皮表面
的杂菌，A错误；榨汁前，榨汁机、发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用，B错误；A过程是酒精发酵，A过程完后，
需要打开充气口、适当提高温度、接入醋酸菌才能进行果醋发酵，C错误。题型四 常见发酵菌种的比较[例4] 下列叙述错误的是( )A．
醋酸杆菌在无氧条件下利用乙醇产生乙酸B．酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精C．泡菜腌制主要利用了乳酸菌的乳酸发酵D．酵母菌、醋酸
菌都可以在有氧条件下生活，乳酸菌需要在无氧环境下生活解题分析 醋酸杆菌是好氧型细菌，能在氧气充足、缺少糖源的情况下直接将乙醇转化乙
醛，再将乙醛变为乙酸，A错误；酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖可产生酒精，B正确；泡菜主要利用的是乳酸菌的乳酸发酵，C正确。课后课时作
业 [单项选择题] 知识点一 发酵与传统发酵技术1 ．下列不属于我国古代劳动人民利用发酵技术制造的传统发酵产品的是(
)A．酱 B．酒 C．抗生素 D．醋2．下列关于腐乳的制作的叙述，错误的是( )A．腐乳制作，其实质就是利用发酵
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细菌C．腐乳是一种有悠久历史的微生物发酵制作的大
豆食品D．腐乳味道鲜美，易于消化吸收，且便于保存解析 腐乳的制作过程，就是在适宜条件下，微生物合成的各酶系将不易吸收的大分子蛋白质
、脂肪等降解为易吸收的小分子有机物，A正确；在腐乳制作中毛霉、曲霉、酵母菌等参与反应，这些微生物为异养真菌，B错误。3．下列关于发
酵的相关叙述错误的是( )A．人们了解发酵的本质是从1857年巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起而开始的B．不同的微生物可以发
酵产生不同的产物C．古代人们利用粮食酿造含酒精的饮料属于液体发酵D．利用传统发酵技术进行发酵、制作食品时可以利用天然存在的微生物解
析 用粮食酿酒属于固体发酵。 知识点二 尝试制作传统发酵食品4．下列关于乳酸菌的说法错误的是( )A．乳酸菌广泛分布于
人或动物肠道内B．乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO2C．常见的乳酸菌有乳酸杆菌和乳酸链球菌D．在泡菜制作过程中，起主要作用的是乳酸菌解
析 乳酸菌广泛分布于人或动物肠道内，A正确；乳酸菌是厌氧型细菌，无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，B错误；泡菜制作利用了乳酸菌的无氧
发酵过程，D正确。5．为了在市场上有竞争力，泡菜厂家需要不断地开发新产品。下面哪项不是开发新产品所考虑的内容( )A．对泡菜菜料
进行创新拓展B．对水与盐的比例进行调整C．对香辛料的种类和比例进行调整D．对通气发酵和密封发酵的时间比例进行调整解析 可以改善泡菜
品质的措施有：制作材料的选择、水与盐的比例、香辛料的种类和比例等；泡菜制作时不进行通气发酵，D符合题意。6．关于泡菜制作的相关叙述
，不正确的是( )A．配制的盐水质量分数为5%～20%B．发酵时间长短受室内温度影响C．泡菜坛应选择火候好、无砂眼、盖子吻合好的
D．发酵过程无需向水槽中补充水解析 应选择火候好、无砂眼、盖子吻合好的泡菜坛，不合格的泡菜坛容易引起蔬菜腐烂，C正确；在发酵过程中
要注意经常补充水槽中的水，以营造坛内无氧环境，D错误。7．下列有关泡菜的制作，叙述不正确的是( )A．当泡菜中乳酸的质量分数为0
.4%～0.8%时，泡菜口味、品质最佳B．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C．泡菜坛
装八成满，防止发酵液溢出D．泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量，但温度和食盐的用量不影响其含量解析 泡菜的腌制过程中，要注意控制腌
制的时间、温度和食盐用量，若温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成亚硝酸盐含量偏高，D错误。8．下列关于果酒、果醋酿造实验
的说法错误的是( )A．乙醇可以作为果醋发酵的底物B．醋酸菌不能直接利用葡萄糖进行发酵C．酵母菌和醋酸菌同化作用类型相同D．果酒
发酵产物中的乙醇可以抑制杂菌生长解析 在缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，即乙醇可以作为果醋发酵的底物，A正
确；在糖源、氧气都充足的情况下，醋酸菌能通过复杂的化学反应将葡萄糖变成乙酸，B错误；酵母菌和醋酸菌同化作用类型相同，都是异养型，C
正确；果酒发酵产物中的乙醇可以抑制杂菌生长，D正确。9．果酒果醋以其独特的风味、制作方便和绿色环保等特点深受人们的喜爱。下列有关果
酒果醋制作的叙述，不正确的是( )A．果酒、果醋发酵结束后，均可通过嗅味和品尝进行初步鉴定B．深层发酵时，短时间中断氧气会引起醋
酸菌死亡C．为防止葡萄腐烂，可将发酵装置存放在4 ℃的环境中D．果醋发酵适宜温度为30～35 ℃解析 醋酸菌对氧气含量特别敏感，即
使短时间中断氧气也会引起醋酸菌死亡，B正确；果酒发酵应将温度控制在18～30 ℃，果醋发酵适宜温度为30～35 ℃，C错误，D正确
。10．下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的相关叙述，错误的是( )A．葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3的空间B．用清水冲洗葡萄
除去污物时，应反复多次冲洗C．制葡萄酒的过程中，需将发酵时间控制在10～12 d左右D．制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但发
酵时间一般控制在7～8 d左右解析 葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，既有利于酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖，又可防止果酒发
酵时产生大量二氧化碳造成果汁溢出，A正确；制作葡萄酒所用的菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，所以，对选择的葡萄应冲洗1～2次
，清除污物即可，不可反复多次冲洗，B错误；果酒的发酵温度为18～30 ℃，发酵时间为10～12 d左右即可完成，果醋的发酵温度为3
0～35 ℃，发酵时间一般控制在7～8 d左右，C、D正确。11．在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如图甲所示，则在
乙图所示有关坐标图中，正确的是( )A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④解析 开始时锥形瓶中氧气充足，酵
母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，但不产生酒精；当氧气被消耗尽，酵母菌开始进行无氧呼吸，基本不繁殖，同时酒精浓度增加；但由于葡萄糖是有限
的，会随着酵母菌的消耗而不断减少，最后被消耗尽，此后酒精浓度就不会继续增加；整个发酵过程中酵母菌呼吸作用产生的CO2会导致溶液的p
H下降。12．家庭中制作泡菜的方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及
一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，不正确的是( )A．用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒B．加入“陈
泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种C．制作泡菜的过程中，有机物的干重和种类将减少D．若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是大量的食盐
抑制了乳酸菌的发酵过程解析 “陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌种，制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以实现接种乳酸菌菌种的目的，B正确；制
作泡菜的过程中，由于呼吸作用的消耗，有机物的干重将减少，但坛内有机物的种类将增加，C错误。[多项选择题]13．下图为苹果酒的发酵装
置示意图，下列叙述错误的是( )A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2C．发酵过程中
酵母菌种群数量呈“S”形曲线增长D．若发酵液表面出现菌膜，最可能的原因是发酵瓶漏气解析 发酵瓶中的酵母菌首先进行有氧呼吸，而后进行
无氧呼吸，发酵过程中由于营养物质的减少、有害代谢产物的积累、pH的改变等，酒精的产生速率逐渐减慢，A错误；发酵瓶中的酵母菌首先进行
有氧呼吸，而后进行无氧呼吸，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，所以集气管中的气体是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2，B错
误；发酵瓶中的空间和营养等资源都是有限的，所以发酵过程中酵母菌种群数量呈“S”形曲线增长，C正确；醋酸菌是好氧菌，在缺少糖源时能够
直接将酒精变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，在O2、糖源都充足时能将糖通过复杂的化学反应，分解成乙酸，因此如果发酵瓶漏气，发酵液表面可能
会出现醋酸菌的菌膜，D正确。14．某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是( )A．酵母菌是
嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品
品质较差D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖解析 果醋发酵所需的最适温度较高，果酒发酵所需的温度是18～30 ℃，
而醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，A错误；进行果酒、果醋发酵实验，要先隔绝空气进行果酒发酵，然后接入醋酸菌，通入空气，进行果
醋发酵，因为醋酸菌可以将酒精转变为乙酸，B错误；与人工接种的发酵相比，自然发酵过程中菌种量比较少，且菌种本身品质不好，杂菌较多，因
此，自然发酵获得的产品品质较差，而人工接种菌种品质更好，且不容易存在杂菌污染，C正确；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以
抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。[非选择题]15．下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答下面的问题：(
1)选用新鲜蔬菜做泡菜，原因是________________________。(2)为了保证既无杂菌，又能使发酵菌发挥正常作用，
泡菜所用盐水应_____________________________________再使用。亚硝酸盐的含量低 先煮沸杀灭微生物
，后冷却至室温时 (3)在泡菜腌制过程中定期测定亚硝酸盐含量的目的是______________ _________。(4)同样的
材料和腌制条件，不同坛中各时期测得亚硝酸盐含量不同，最可能的原因是_____________________________不同。
(5)在制作腐乳、果醋、泡菜的过程中，需要氧气的是______________ ______。解析 (2)发酵用的盐水煮沸能起到排
出空气以及杀灭微生物的作用，但需冷却至室温后再使用，以免高温杀死坛子中的乳酸菌。(4)同样的材料和腌制条件下，不同坛中各时期所含有
的微生物种类和数量可能不同，故各时期测得亚硝酸盐含量不同。把握取食的最佳时间 各坛中微生物的种类和数量 制作腐乳和果醋(5)腐乳的
制作主要利用的微生物是毛霉、果醋的制作利用的微生物是醋酸菌，利用的都是需氧微生物，而泡菜制作利用的微生物乳酸菌为厌氧微生物。16．
中国杏树的栽培已有两千年以上的历史，但对杏果的利用一直停留在鲜食果肉或杏仁上。研究人员不断创新开发，成功酿制出杏果酒，其色泽淡黄、
果香浓郁、营养丰富；检测发现果酒中总黄酮达20%，是目前天然可食植物制品黄酮含量最高的饮品，具有抗癌防衰老的功能，是突出的功能型饮
品。回答下列问题：(1)在酿制杏果酒的开始时一般要先通气，其目的是________________ _______________
____。制酒过程中可用___________________检测酒精的存在。随着酒精度数的提高，果肉中的________也进入发
酵液，使杏果酒呈现淡黄色。让酵母菌在有氧条件下大量繁殖 酸性重铬酸钾溶液 色素 (2)酿制杏果酒时，不需要对杏果进行严格的消毒处理
，这是因为在___________________________________________________________
______________________________________。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而
出现乙酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，分析其原因是_________________________ _____________
_________________________________________________。17．某校同学在实验室开展生物
技术实践活动。请回答下列有关问题：(1)A组同学制作泡菜。在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、________和食盐的用量；
最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是__________________________________________________。(2)B组同学制作腐乳。参与豆腐发酵的微生物有________、_______、________等。腐乳味道鲜美的原因是_________________________________ _______________________________。(3)C组同学制作蓝莓果酒与果醋。某同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气，该同学是在制作蓝莓果________。另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，该同学是在制作蓝莓果________。温度 以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境(类似答案也可) 毛霉 曲霉 酵母 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 醋 酒 (4)在蓝莓果酒的制作过程中，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由____________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时直接将乙醇变为__________，然后变为乙酸。解析 (1)在泡菜腌制的过程中，注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量等。最后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。(3)根据题意，第一位同学通过充气口充气是制造有氧环境，是在制作蓝莓果醋，另一位同学加入活性酵母，由此可以推断该同学是在制作蓝莓果酒。醋酸菌 乙醛 本课结束 |
|
