傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用、發(fā)酵工程及其應用 【知識精講+高效備課】 高考生物一輪復習 （新教材新高考）

核心知識全面復習高考一輪復習——選擇性必修三《生物技術與工程》——第52講傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用、發(fā)酵工程及其應用1.舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術生產的。2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術及微生物的特定功能，工業(yè)化生產人類所需

產品。3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農業(yè)生產上有重要的應用價值。復習目標要求

考點一發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術的概念及泡菜的制作考點二果酒和果醋的制作主要考點

必備知識考點三發(fā)酵工程及其應用發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術的概念及泡菜的制作考點一一.知識梳理

必備知識1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(1)發(fā)酵：發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。原理：不同的微生物具有產生不同代謝產物的能力，因此利用它們就可以生產出人們所需要的多種產物。類型:根據(jù)氧氣需求情況需氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵根據(jù)生成產物種類醋酸發(fā)酵酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵*必修一中提到的發(fā)酵特指“微生物的無氧呼吸”，是狹義的發(fā)酵概念微生物:個體難以用肉眼觀察的一切微小生物之統(tǒng)稱。微生物包括：細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等在內的一大類生物群體。一.知識梳理

必備知識1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術一.知識梳理

必備知識(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術。傳統(tǒng)發(fā)酵特點：傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式。傳統(tǒng)發(fā)酵技術常見產品：腐乳、醬、醬油、醋、泡菜、豆豉。1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術一.知識梳理

必備知識思考辨析：使用酵母制作饅頭屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術嗎？不屬于；使用前一次發(fā)酵保存下來的面團進行的才算；例如直接利用空氣中毛霉孢子制作腐乳屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術，若直接接種毛霉，則不屬于；一.知識梳理

必備知識2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作所利用的微生物制作果酒制作果醋酵母菌-真菌醋酸菌-細菌制作泡菜乳酸菌-細菌一.知識梳理

必備知識（1）乳酸菌①代謝特點：厭氧細菌，代謝類型為異養(yǎng)厭氧型；在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸。②發(fā)酵原理（反應簡式）

③生產應用：可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等。④分布：廣泛分布于空氣、土壤、植物體表、人或動物的腸道內。⑤常見類型：乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作所利用的微生物一.知識梳理

必備知識（2）酵母菌①代謝特點：單細胞真菌，代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型；在無氧的情況下能進行酒精發(fā)酵。②發(fā)酵原理（反應簡式）

③生產應用：可用于釀酒、制作饅頭和面包等。④影響因素：溫度是影響酵母菌生長的重要因素，釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃。⑤分布：在一些含糖量較高的水果、蔬菜表面。C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作所利用的微生物一.知識梳理

必備知識（3）醋酸菌①代謝特點：好氧細菌，代謝類型為異養(yǎng)需氧型；當O2、糖源都充足時，能將糖分解成醋酸；當缺少糖源時則將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。多?shù)醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃。②發(fā)酵原理（反應簡式）

③生產應用：可用于制作各種風味的醋。C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作所利用的微生物一.知識梳理

必備知識3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品(1)制作腐乳①參與發(fā)酵的微生物：多種微生物，如_____、_____和___________等；②發(fā)酵原理毛霉等微生物能產生______和_____等；經(jīng)過微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質被分解為___________________。（*此外，微生物還可以產生脂肪酶，將脂肪分解為脂肪酸和甘油）酵母曲霉毛霉（主要）蛋白酶肽酶小分子的肽和氨基酸一.知識梳理

必備知識

腐乳制作流程讓豆腐長出毛霉直接利用空氣中的毛霉孢子或者直接接種毛霉目的：讓毛霉等產生蛋白酶和脂肪酶加鹽腌制目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長加鹵湯裝瓶鹵湯包括酒和香辛料酒：抑制微生物生長，并使腐乳具有獨特香味；香辛料：調味，防腐殺菌密封腌制*鹵湯中酒的含量應控制在12%左右，過高會延長腐乳成熟的時間，過低不足以抑制微生物生長，可能導致豆腐腐敗3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品酵母菌一.知識梳理

必備知識(2)制作泡菜3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品②發(fā)酵原理a.利用植物體表面天然的乳酸菌來進行發(fā)酵的；b.發(fā)酵期間，乳酸會不斷積累，當它的質量百分比為0.4%～0.8%時，泡菜的口味、品質最佳。c.相關反應式：C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量③發(fā)酵條件：適宜的溫度；嚴格控制厭氧條件。根據(jù)室內溫度控制發(fā)酵時間①參與發(fā)酵的主要微生物及來源：植物體表面天然的乳酸菌泡菜的制作過程：一.知識梳理

必備知識配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；（1）鹽的作用？（2）鹽水濃度要適宜的目的？（3）鹽水煮沸的目的？（4）鹽水冷卻后使用的目的？調味，抑制其他微生物生長。過高，乳酸發(fā)酵將受抑制；過低，雜菌易繁殖，導致泡菜變質。殺菌，去除水中的溶解氧。不影響乳酸菌的生命活動。3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；原料處理、蔬菜裝壇將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；蔬菜應新鮮的原因？若不新鮮，蔬菜中的亞硝酸鹽含量會升高。泡菜的制作過程：3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；原料處理、蔬菜裝壇將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；泡菜壇子使用之前要檢查密封性的目的？給泡菜壇內創(chuàng)造無氧環(huán)境，嚴格控制厭氧條件。泡菜的制作過程：3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；原料處理、蔬菜裝壇將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；泡菜壇應裝至八成滿,為什么？泡菜的制作過程：3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識

在泡菜發(fā)酵初期，由蔬菜表面帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，它們可進行發(fā)酵，發(fā)酵產物中有較多的CO2，如果泡菜壇裝得太滿，發(fā)酵液可能會溢出壇外。另外，泡菜壇裝得太滿，會使鹽水不太容易完全淹沒菜料，從而導致壇內菜料變質腐爛。泡菜壇留有一定的空間，也更方便拿取泡菜。泡菜壇應裝至八成滿,為什么？泡菜的制作過程：3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；原料處理、蔬菜裝壇將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；加鹽水將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋泡菜的制作過程：3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；原料處理、蔬菜裝壇將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；加鹽水將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水；根據(jù)室內溫度控制發(fā)酵時間；封泡菜的制作過程：3.嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品酵母菌一.知識梳理

必備知識在泡菜制作過程中營造“無氧環(huán)境”的3項措施是什么？a.選擇的泡菜壇要密封性好。b.加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料。c.蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。注意：腌制過程中，要注意控制制的時間、溫度和食鹽的用量。溫度過高、食鹽用量不足10％腌制時間過短，容易造成細菌大量殖，亞硝酸鹽含量增加。一般在腌制10天后，亞硝酸鹽的含量開始下降。酵母菌一.知識梳理

必備知識泡菜制作過程中，各階段菌種變化：（1）發(fā)酵初期：主要是大腸桿菌、酵母菌活躍，消耗大量氧氣，使壇內形成無氧環(huán)境，會使好氧菌生命活動逐漸被抑制。（2）發(fā)酵中期（風味最佳）：乳酸菌活躍使乳酸不斷積累，pH下降，嫌氣狀態(tài)形成，乳酸桿菌進行活躍的同型乳酸發(fā)酵（發(fā)酵產物只有乳酸或達到80%以上），大腸桿菌、酵母菌等微生物的活動受到抑制。。（3）發(fā)酵后期：乳酸繼續(xù)增加，到一定程度后會使乳酸菌的生長繁殖被抑制。酵母菌一.知識梳理

必備知識進一步探究

泡菜在腌制過程中會有亞硝酸鹽產生。膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，但如果人體攝入過量，會發(fā)生中毒，甚至死亡。亞硝酸鹽為強氧化劑，能夠把血液中的低鐵血紅蛋白轉變?yōu)楦哞F血紅蛋白，從而導致缺氧性中毒癥狀；膳食中的絕大部分亞硝酸鹽隨尿排出，但在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下會轉變成致癌物質亞硝胺（霉變的食品亞硝胺可增至數(shù)十倍至數(shù)百倍）。酵母菌一.知識梳理

必備知識原理：比色法酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，再與N-1－萘基乙二胺鹽酸鹽結合生成玫瑰紅溶液。將經(jīng)過反應顯色后的待測樣品與標準液比色，即可計算出樣品中的亞硝酸鹽含量。酵母菌一.知識梳理

必備知識拓展應用

某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，在用5﹪的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結果見右欄曲線圖，請你幫他分析問題。1.據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？2.他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結果最可能的原因是什么？3.加入“陳泡菜水”的目的是什么？13天后食用比較好，亞硝酸鹽含量低鹽濃度高，殺死了乳酸菌等微生物“陳泡菜水”含乳酸菌，可快速發(fā)酵產生乳酸酵母菌一.知識梳理

必備知識發(fā)酵時期乳酸菌的變化乳酸的變化亞硝酸鹽的變化發(fā)酵前期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸積累，抑制其他菌活動）增多達到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）二.精題精練考向發(fā)酵及傳統(tǒng)發(fā)酵技術的概念1.關于發(fā)酵的敘述，不正確的是（）A.發(fā)酵就是無氧呼吸B.發(fā)酵是將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程C.酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的D.利用微生物能夠生產出人們所需多種產物的原因是不同的微生物具有

產生不同代謝物的能力A二.精題精練解析：發(fā)酵包括有氧發(fā)酵和無氧發(fā)酵，A錯誤；發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程，B正確；酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，C正確；不同的微生物具有產生不同代謝物的能力，因此利用微生物能夠生產出人們所需的多種產物，D正確。二.精題精練[變式訓練]1．下列有關傳統(tǒng)發(fā)酵技術的敘述，不正確的是(

)A．傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主B．在制作腐乳的過程中，多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，其中起主要作用的是毛霉C．腐乳味道鮮美的原因在于大分子蛋白質被分解成了小分子的肽和氨基酸D．傳統(tǒng)發(fā)酵技術都是直接利用的天然原料中的微生物解析：傳統(tǒng)發(fā)酵技術是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術，D錯誤。二.精題精練考向泡菜的制作2.從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內，泡菜逐漸變酸，乳酸菌與雜菌數(shù)目也發(fā)生變化，下列有關分析錯誤的是()A．泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B．密閉的發(fā)酵環(huán)境使乳酸菌在種間競爭中占據(jù)一定優(yōu)勢C．在發(fā)酵過程中，乳酸含量逐漸增多，可以抑制其他微生物的生長D．發(fā)酵過程中，雜菌數(shù)目的減少使乳酸菌與雜菌的種間競爭減弱，因此乳酸菌數(shù)目會一直增多D解析：泡菜制作初期泡菜液中多種微生物并存，也存在乳酸菌，A正確；乳酸菌是厭氧型微生物，密閉的發(fā)酵環(huán)境使其在種間競爭中占據(jù)一定優(yōu)勢，B正確；發(fā)酵過程中，乳酸含量不斷增多，不僅可以抑制其他微生物的生長，也會影響乳酸菌的活性，因此乳酸菌數(shù)目不會一直增多，C正確、D錯誤。二.精題精練[變式訓練]2．泡菜的制作容易受環(huán)境條件的影響，溫度過高、食鹽用量過低、腌制時間過短等，均會造成細菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。某研究小組以“測定泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量的變化”為課題開展了如下研究。請分析回答：①取3個泡菜壇，分別編號為A、B、C。②向3個泡菜壇內分別加入調味料和0.6kg洗凈的新鮮大白菜。③向3個泡菜壇內分別加入2L濃度依次為3%、5%、7%的食鹽水。④密封后置于相同的環(huán)境中發(fā)酵。⑤測定亞硝酸鹽的含量。在封壇前進行第一次測定，以后定期測定，并將測定的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖如下圖所示。二.精題精練⑤測定亞硝酸鹽的含量。在封壇前進行第一次測定，以后定期測定，并將測定的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖如下圖所示。(1)制作泡菜的主要菌種是________，其代謝類型是______________。乳酸菌異養(yǎng)厭氧型二.精題精練(2)該實驗的自變量是____________。實驗中食鹽水需煮沸并冷卻后才可使用，原因是_____________________________________________________________________。(3)圖中濃度為3%的食鹽水的測定結果，說明_______________________________________。(4)為了使實驗結果更準確，測定亞硝酸鹽含量時應________________________。食鹽水的濃度

煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了避免高溫殺死乳酸菌等發(fā)酵菌種食鹽水濃度過低會導致亞硝酸鹽含量過高多次測定后取平均值二.精題精練解析：(1)制作泡菜時使用的主要菌種是乳酸菌，其代謝類型是異養(yǎng)厭氧型；在無氧條件下，乳酸菌能夠將蔬菜中的葡萄糖分解為乳酸。(2)根據(jù)實驗過程可知，該實驗的自變量是食鹽水的濃度。實驗過程中，煮沸食鹽水是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了避免高溫殺死乳酸菌等發(fā)酵菌種。(3)圖中濃度為3%的食鹽水的測定結果說明食鹽水濃度過低會導致亞硝酸鹽含量過高。(4)為了使實驗結果更準確，測定亞硝酸鹽含量時應多次測定后取平均值。課堂練習：一、易錯辨析1.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵(

)2.泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應嚴格保持無氧條件(

)3.泡菜壇的選擇、發(fā)酵過程中壇沿要注滿水都有利于泡菜的無氧發(fā)酵(

)4.泡菜制作過程可以隨時取出食用不同酸味的泡菜(

)5.制作泡菜過程中，有機物的干重和種類將減少(

)√×√××課堂練習：二、填空默寫1.日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是_____________________________________________________________________________________________________。2.制作的泡菜“咸而不酸”的原因：______________________________

。在腌制過程中，蔬菜中的硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽攝入過量或在特定條件下，會危害人體健康可能是食鹽濃度過高、發(fā)酵溫度過低導致泡菜未能正常發(fā)酵課堂練習：二、填空默寫3.(選擇性必修3P5)發(fā)酵是指__________________________________________________________________________________。4.(選擇性必修3P6)泡菜制作過程中制造無氧環(huán)境的措施有：(1)選擇__

的泡菜壇。(2)鹽水

待用。(3)裝壇時壓實，___________

。(4)蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中

；發(fā)酵期間不宜開蓋，并注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常

。人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程氣密性好煮沸后冷卻鹽水沒過全部菜料注滿水向水槽中補水果酒和果醋的制作考點二酵母菌一.知識梳理

必備知識1.制作果酒(2)發(fā)酵原理：

①許多新鮮水果的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌；

②在這些酵母菌的作用下，水果可以發(fā)酵成果酒（通過有氧呼吸大量繁殖，通過無氧呼吸產酒精）；

③相關反應式(1)參與發(fā)酵的主要微生物及來源：新鮮水果的果皮表面附著的野生酵母菌C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H20+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量一.知識梳理

必備知識(3)發(fā)酵條件：①溫度——重要影響因素：溫度是影響酵母菌生長的重要因素；將溫度控制在18-30℃進行發(fā)酵；釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃；②氧氣含量a.氧氣充足的情況下，大量繁殖；

b.無氧條件下，進行酒精發(fā)酵；1.制作果酒一.知識梳理

必備知識(4)方法步驟1）滅菌消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機用洗潔精洗凈，并用70﹪酒精消毒，晾干備用。體積分數(shù)為70%的酒精的作用?消毒1.制作果酒一.知識梳理

必備知識1）滅菌消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機用洗潔精洗凈，并用70﹪酒精消毒，晾干備用。2）材料處理取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。沖洗的目的?沖洗1-2次即可，能否連續(xù)沖洗，為什么?為什么去梗前沖洗?去除表面灰塵、污物不能，防止果皮表面的野生菌種數(shù)量減少避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機會(4)方法步驟一.知識梳理

必備知識1）滅菌消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機用洗潔精洗凈，并用70﹪酒精消毒，晾干備用。2）材料處理取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。3）榨葡萄汁用榨汁機榨取葡萄汁將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶中，（要留大約1／3的空間）蓋好瓶蓋。葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，為何要留有1/3的空間？a.先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發(fā)酵；b.防止發(fā)酵過程中產生的CO2造成發(fā)酵液溢出(4)方法步驟一.知識梳理

必備知識1）滅菌消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機用洗潔精洗凈，并用70﹪酒精消毒，晾干備用。2）材料處理取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。3）榨葡萄汁4）發(fā)酵溫度在18－300C發(fā)酵,每隔12h擰松瓶蓋一次（注意：不是打開瓶蓋，防止雜菌污染），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10-12d.果酒發(fā)酵用榨汁機榨取葡萄汁將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶中，（要留大約1／3的空間）蓋好瓶蓋。每隔12h左右將瓶蓋擰松一點的目的？排出氣體(4)方法步驟一.知識梳理

必備知識1）滅菌消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機用洗潔精洗凈，并用70﹪酒精消毒，晾干備用。2）材料處理取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。3）榨葡萄汁4）發(fā)酵溫度在18－300C發(fā)酵,每隔12h擰松瓶蓋一次（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10-12d.果酒發(fā)酵用榨汁機榨取葡萄汁將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶中，（要留大約1／3的空間）蓋好瓶蓋。果酒檢測可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測(4)方法步驟一.知識梳理

必備知識如何檢測果酒的發(fā)酵情況（檢測是否產生酒精）？a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測（橙色→灰綠色）探究·實踐·制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品一.知識梳理

必備知識【原理】橙紅色灰綠色重鉻酸鉀重鉻酸鉀與酒精反應

檢測時，先在試管中加入發(fā)酵液2mL，再滴入物質的量的濃度為3mol/L的H2SO43滴，振蕩混勻，最后滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴。振蕩試管，觀察顏色.在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現(xiàn)灰綠色。發(fā)酵后取樣，通過嗅味和品嘗進行初步鑒定。用顯微鏡觀察酵母菌，并用重鉻酸鉀檢測酒精的存在與否。檢測酒精的方法一.知識梳理

必備知識實驗分析與思考體積分數(shù)為70%的酒精的作用：沖洗的目的：沖洗1-2次即可，能否連續(xù)沖洗，為什么？為什么去梗前沖洗：葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，為何要留有1/3的空間？消毒去除表面灰塵、污物。不能，防止果皮表面的野生菌種數(shù)量減少。避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機會。先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發(fā)酵；防止發(fā)酵過程中產生的CO2造成發(fā)酵液溢出。一.知識梳理

必備知識每隔12h左右將瓶蓋擰松一點的目的：擰松但不打開的目的：在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發(fā)酵產生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？排出氣體防止雜菌污染還有一些乳酸菌和醋酸菌；乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，從而使果酒變質，而在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇轉化為乙醛進而轉化為醋酸?？梢酝ㄟ^調節(jié)發(fā)酵的溫度、pH等來控制乳酸菌含量；可以通過減少O2含量、調節(jié)發(fā)酵溫度、pH來控制醋酸菌含量。實驗分析與思考一.知識梳理

必備知識制作果酒制作流程器具消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用。沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。榨汁裝瓶用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋。酒精發(fā)酵將溫度控制在18-30℃進行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10-12d。果酒檢測可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測。一.知識梳理

必備知識小科普葡萄酒的常見分類按酒的顏色1．白葡萄酒：用白葡萄或皮紅肉白的葡萄分離發(fā)酵制成。酒的顏色微黃帶綠，近似無色或淺黃、禾稈黃、金黃。2．紅葡萄酒：采用皮紅肉白或皮肉皆紅的葡萄經(jīng)葡萄皮和汁混合發(fā)酵而成。酒色呈自然深寶石紅、寶石紅、紫紅或石榴紅。3．桃紅葡萄酒：用帶色的紅葡萄帶皮發(fā)酵或分離發(fā)酵制成。酒色為淡紅、桃紅、橘紅或玫瑰色。另紅、白葡萄酒按一定比例勾兌也可算是桃紅葡萄酒。按含糖量1．干葡萄酒：含糖量低于4g/L，品嘗不出甜味，具有潔凈、幽雅、香氣和諧的果香和酒香。2．半干葡萄酒：含糖量在4～12g/L，微具甜感，酒的口味潔凈、幽雅、味覺圓潤，具有和諧愉悅的果香和酒香。3．半甜葡萄酒：含糖量在12～45g/L，具有甘甜、爽順、舒愉的果香和酒香。4．甜葡萄酒：含糖量大于45g/L，具有甘甜、醇厚、舒適、爽順的口味，具有和諧的果香和酒香。54一.知識梳理

必備知識排氣口充氣口出料口充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出CO2的；排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染，其作用類似巴斯德的鵝頸瓶。出料口是用來取樣的。果酒和果醋的發(fā)酵裝置示意圖連續(xù)培養(yǎng)可加個進料口

葡萄、發(fā)酵裝置、榨汁機、紗布、醋酸菌（或醋曲）、氣泵、體積分數(shù)為70%的酒精等。實驗材料、用具:酵母菌一.知識梳理

必備知識2.制作果醋(1)參與發(fā)酵的主要微生物及來源：空氣中的醋酸菌或人工接種的醋酸菌C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量(2)發(fā)酵原理①在有氧的條件下，果酒經(jīng)醋酸菌的作用可以進一步發(fā)酵成果醋；②當糖源充足時，醋酸菌還可以直接將糖分解為醋酸；③相關反應式(3)發(fā)酵條件：①溫度——多數(shù)醋酸菌的最適生長溫度約為30～35℃，發(fā)酵溫度為30-35℃；②氧氣含量:氧氣供應充足一.知識梳理

必備知識(4)制作果醋制作流程（以乙醇為底物的類型為例）果酒制作打開瓶蓋，蓋上紗布當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。果醋檢測a.聞；b.品嘗；c.使用pH試紙檢測檢測和比較發(fā)酵前后的pH值；d.觀察醋酸菌膜是否形成；2.制作果醋一.知識梳理

必備知識實驗分析與思考在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？隨著醋酸發(fā)酵的進行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低，不會繼續(xù)發(fā)酵。打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應環(huán)境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌；或者買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜（即醋酸菌膜），用這層薄膜進行接種亦可。一.知識梳理

必備知識在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？a.在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液會產生氣泡，這是因為酵母菌發(fā)酵產生了CO2；b.開始發(fā)酵后，CO2產生越來越多，會使發(fā)酵液出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，在發(fā)酵的10天后，這種現(xiàn)象最明顯；c.發(fā)酵過程產熱，會使發(fā)酵液溫度上升，應注意控溫；d.發(fā)酵過程中，由果皮進入發(fā)酵液的花青素會越來越多，因而發(fā)酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色；e.果醋發(fā)酵完成后，發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，即醋酸菌膜。比較果酒制作果醋制作泡菜制作菌種酵母菌醋酸菌乳酸菌原理無氧呼吸產生酒精（1）O2、糖源充足：糖→醋酸（2）有O2、無糖：乙醇→乙醛→醋酸在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。發(fā)酵過程有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖；C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O；無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產生酒精。C6H12O6→2C2H5OH+6CO2氧氣、糖源充足時，產生醋酸和二氧化碳；C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O；缺少糖源、氧氣充足時，酒精轉化為醋酸2C2H5OH+O2→2CH3COOH+H2O。無氧條件下，將葡萄糖分解成乳酸。C6H12O6→2C3H6O3。條件溫度酒精發(fā)酵18～25℃；繁殖20℃左右30～35℃26～36℃空氣前期：需氧后期：不需氧需充足的氧氣無氧條件時間10～12d7～8d2d以內；或者10d以上一.知識梳理

必備知識一.知識梳理

必備知識關閉

源于選擇性必修3P8“練習與應用·拓展應用3”：果酒和果醋改進裝置及其分析裝置的使用：使用該裝置制作果酒時，應該關閉充氣口；制作果醋時，應將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。CO2

防止空氣中微生物的污染二.精題精練考向果酒和果醋制作的過程1.下圖表示利用葡萄汁進行發(fā)酵時可能發(fā)生的物質變化。下列有關敘述錯誤的是()A．過程③④⑤都需要O2參與B．當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌可以直接發(fā)生過程⑤C．過程②④所需要的最適溫度相同D．酵母菌發(fā)生過程①②的場所相同C二.精題精練解析:過程③表示有氧呼吸的第二、三兩個階段，有氧呼吸的第三階段需要O2參與；醋酸菌是好氧細菌，只能進行有氧呼吸，當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌可以直接發(fā)生過程⑤，當缺少糖源時，醋酸菌可以發(fā)生過程④，A、B正確；過程②所需要的最適溫度為18～25℃，過程④所需要的最適溫度為30～35℃，C錯誤；酵母菌發(fā)生過程①②的場所均為細胞質基質，D正確。二.精題精練[對點訓練]1．天津獨流老醋歷史悠久、獨具風味，其生產工藝流程如下圖。據(jù)圖說法錯誤的是(

)A．糖化階段可添加淀粉酶等酶制劑處理原料B．在酒精發(fā)酵階段，發(fā)酵罐需先通氣后密閉C．醋酸發(fā)酵階段所需溫度低于酒精發(fā)酵階段D．氧氣、營養(yǎng)物質等因素會影響醋酸菌數(shù)量C二.精題精練解析:

糖化階段可以添加淀粉酶，促進淀粉的水解，A正確；

在酒精發(fā)酵階段，發(fā)酵罐需要先通氣增加酵母菌的數(shù)量，再密閉進行酒精發(fā)酵，B正確；

醋酸發(fā)酵階段所需溫度高于酒精發(fā)酵階段，C錯誤；

醋酸菌為需氧菌，氧氣、營養(yǎng)物質等因素均會影響醋酸菌的數(shù)量，D正確。二.精題精練考向發(fā)酵過程的注意事項2.泡菜發(fā)酵的微生物主要是乳酸菌，而在發(fā)酵初期，水槽內經(jīng)常有氣泡產生，這些氣泡產生的原因及成分分別是()A．乳酸菌是兼性厭氧型微生物，初期進行有氧呼吸產生CO2；氣體為CO2B．因腌制過程中的鹽進入蔬菜使蔬菜體積縮小，氣體被排出；氣體為空氣C．發(fā)酵初期活動強烈的是酵母菌，其利用氧氣進行呼吸作用；氣體為CO2D．乳酸菌在發(fā)酵過程中產生了熱量，使壇內溫度升高，空氣受熱膨脹排出；氣體為空氣C二.精題精練解析:乳酸菌是厭氧型微生物，進行無氧呼吸產生乳酸，A錯誤；泡菜發(fā)酵初期有氣泡產生，主要是需氧菌如酵母菌進行有氧呼吸產生了CO2，C正確；B、D錯誤。二.精題精練[對點訓練]2．下列操作，不會引起泡菜腐敗的是(

)A．壇蓋邊沿的水槽注滿水，并且時常補充水槽中的水B．腌制時溫度過高，食鹽量不足5%C．腌制的時間過短D．鹽水入壇前不煮沸，直接入壇A解析:泡菜制作的微生物是乳酸菌，其新陳代謝類型為異養(yǎng)厭氧型，因此壇蓋邊沿的水槽注滿水有利于乳酸菌的發(fā)酵，不會引起泡菜腐敗，A正確；腌制時食鹽量過低可能會導致雜菌污染，會引起泡菜腐敗，B錯誤；腌制的時間過短可能會引起泡菜中雜菌污染，會引起泡菜腐敗，C錯誤；鹽水入壇前不煮沸，直接入壇，可能會導致雜菌污染，D錯誤。課堂練習：一、易錯辨析(1)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產生醋酸(

)(2)酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度(

)(3)在果酒發(fā)酵后期擰開瓶蓋的間隔時間可延長(

)(4)在家庭中用新鮮葡萄制作果酒時，需給發(fā)酵裝置適時排氣(

)(5)在制作葡萄酒的過程中，應先去除葡萄的枝梗，再進行反復沖洗，這樣才可以洗得徹底(

)×××√×課堂練習：二、填空默寫1.葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因是___________________________________

。2.果酒發(fā)酵時先通氣后密封的目的是______________________________________________________________________________________。在酒精發(fā)酵過程中，葡萄中的色素進入發(fā)酵液酵母菌是兼性厭氧菌，因此果酒發(fā)酵時先通氣使酵母菌大量繁殖；后密封使酵母菌進行酒精發(fā)酵3.(選擇性必修3P7)醋酸菌是

，當O2、糖源都

時能將糖分解成乙酸；當

時則將

。好氧細菌充足缺少糖源乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜嵴n堂練習：二、填空默寫4.(選擇性必修3P7)制作葡萄酒時，要將溫度控制在18～30℃的原因是_____________________________________________________________。制作葡萄醋時，要將溫度控制在30～35℃的原因是____________________________________________________________________。5.(選擇性必修3P7)在制作果酒的過程中，避免發(fā)酵液污染需要從發(fā)酵制作的過程全面考慮。例如，

要清洗干凈，裝入葡萄汁后，

；每次排氣時只需

，不要完全揭開瓶蓋等。溫度是影響酵母菌生長的重要因素。釀酒酵母的最適生長溫度為28℃醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35℃榨汁機、發(fā)酵瓶蓋好瓶蓋擰松瓶蓋發(fā)酵工程及其應用考點三一.知識梳理

必備知識一.知識梳理

必備知識1.發(fā)酵工程的概念及形成微生物純培養(yǎng)技術的建立密閉式發(fā)酵罐的設計成功發(fā)酵工程形成人們對發(fā)酵原理的認識(2)發(fā)酵工程形成(1)發(fā)酵工程的概念:是指利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術，規(guī)?；a對人類有用的產品，它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產物的分離和提純等方面。一.知識梳理

必備知識選育菌種擴大培養(yǎng)接種滅菌配制培養(yǎng)基發(fā)酵罐內發(fā)酵分離提純產物獲得產品發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)和發(fā)酵罐示意圖2.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)一.知識梳理

必備知識(1)選育菌種①目的:獲得性狀優(yōu)良的菌種。②菌種來源：自然界中篩選、誘變育種或基因工程育種。③菌種選育的重要性（意義）：優(yōu)良的菌種不僅具有健壯，不易退化，其發(fā)酵產品的產量高、質量穩(wěn)定等優(yōu)點，它往往還會賦予發(fā)酵產品獨特的風味，因此菌種選育環(huán)節(jié)在很大程度上決定了生物發(fā)酵產物的成敗。④實例：篩選產酸量高的黑曲霉用來生產檸檬酸；

使用基因工程改造的啤酒酵母，加速發(fā)酵、縮短生產周期。自然篩選優(yōu)點：經(jīng)濟實惠。

缺點：自發(fā)突變頻率低，出現(xiàn)優(yōu)良性狀可能性小，需要時間長。誘變育種或基因工程育種優(yōu)點：育種時間短、提高發(fā)酵產物純度、減少副產物。缺點：技術要求高一.知識梳理

必備知識(2)擴大培養(yǎng)①目的:獲得更多的菌種②原因：工業(yè)發(fā)酵罐的體積一般較大，因此，需要接入的菌種總體積大（數(shù)目多）。③擴大培養(yǎng)的培養(yǎng)基：一般為液體培養(yǎng)基。擴大培養(yǎng)工業(yè)發(fā)酵罐體積幾十~幾百m3幾~幾十m3接入的菌種總體積思考怎樣對菌種進行擴大培養(yǎng)？將培養(yǎng)到增長速率最快時期的菌體分開，再進行培養(yǎng)。一.知識梳理

必備知識(3)培養(yǎng)基的配制、滅菌①配制要求a.在菌種確定之后，（結合菌種代謝特點）選擇原料制備培養(yǎng)基；b.在生產實踐中，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過反復試驗才能確定（即不斷優(yōu)化培養(yǎng)基）；②滅菌原因

發(fā)酵工程種所用的菌種大多是單一菌種，一旦有雜菌污染，可能導致產量大大降低。③滅菌目的：避免因雜菌污染而影響產品的品質和產量*培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須經(jīng)過嚴格的滅菌；一.知識梳理

必備知識(4)接種：將擴大培養(yǎng)后的菌種投放到發(fā)酵罐中。電動機D1排氣管C3pH計B3冷卻水排出口C2冷卻夾層發(fā)酵液攪拌葉輪D2生物傳感器裝置B4空氣入口A4放料管A2A3閥門A1培養(yǎng)物或營養(yǎng)物質的加入口B1觀察孔B2取樣管B5溫度傳感器和控制裝置C1冷卻水進入口裝置編號主要用途A1-A3A4B1-B5C1、C2C3D1、D2控制培養(yǎng)物以一定速度進入、流出發(fā)酵罐，實現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)控制溶解氧通過肉眼觀察、儀器檢測等監(jiān)控發(fā)酵條件以及發(fā)酵過程，B2處抽取樣品進一步檢測通過控制冷水流速調節(jié)罐溫調節(jié)罐壓電機帶動葉輪轉動進行攪拌，使微生物與發(fā)酵液混合均勻，加快氧氣溶解以及散熱一.知識梳理

必備知識(4)接種：將擴大培養(yǎng)后的菌種投放到發(fā)酵罐中。電動機D1排氣管C3pH計B3冷卻水排出口C2冷卻夾層發(fā)酵液攪拌葉輪D2生物傳感器裝置B4空氣入口A4放料管A2A3閥門A1培養(yǎng)物或營養(yǎng)物質的加入口B1觀察孔B2取樣管B5溫度傳感器和控制裝置C1冷卻水進入口現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的發(fā)酵罐的優(yōu)點：均有計算機控制系統(tǒng)，能對發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶氧量、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營養(yǎng)等進行監(jiān)測和控制，還可以進行反饋控制，使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)。一.知識梳理

必備知識(5)發(fā)酵罐內發(fā)酵①地位：發(fā)酵罐內發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。②要求：a.發(fā)酵過程中，要隨時檢測培養(yǎng)液中微生物數(shù)量、產物濃度等，以了解發(fā)酵進程；b.要及時添加必需的營養(yǎng)物質，要嚴格控制溫度、pH和溶氧量等發(fā)酵條件。③嚴格控制發(fā)酵條件的原因：

a.環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且影響微生物代謝物的形成；b.嚴格控制發(fā)酵條件，有利于使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)。一.知識梳理

必備知識(5)發(fā)酵罐內發(fā)酵④不同發(fā)酵條件的影響。實例——谷氨酸發(fā)酵

a.在中性和弱堿性條件下會積累谷氨酸；

b.在條件下則容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺；補充內容：a.谷氨酸發(fā)酵常用菌種為谷氨酸棒狀桿菌；

b.谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型，其與有氧呼吸有關的酶主要存在于細胞膜上；

c.C:N的數(shù)值也會影響谷氨酸發(fā)酵過程：C:N=4:1時，菌體大量繁殖，谷氨酸產生量較少；C:N=3:1時，菌體繁殖受抑制，谷氨酸產生量較多。一.知識梳理

必備知識(6)產品的分離、提純①目的：獲得產品。②產品的兩種形式a.微生物細胞本身；b.代謝物。③采取手段a.發(fā)酵產品是微生物細胞本身時，可在發(fā)酵結束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥。b.發(fā)酵產品是代謝物時，可根據(jù)產物的性質采取適當?shù)奶崛?、分離和純化措施來獲得產品。(7)獲得產品一.知識梳理

必備知識發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)分析(了解）1.微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時，需要考慮哪些因素？①在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長繁殖；②生產所需代謝物的產量高；③發(fā)酵條件易控制；④菌種不易變異，退化等。①反復試驗確定培養(yǎng)基的配方；②對培養(yǎng)基和發(fā)酵設備進行嚴格的滅菌；③隨時檢測培養(yǎng)液中微生物的數(shù)量、產物濃度等；④及時添加必需的營養(yǎng)組分；⑤嚴格控制溫度、pH和溶氧量等發(fā)酵條件，使用計算機控制系統(tǒng)對各種條件進行監(jiān)測和控制，以及反饋控制2.怎樣對發(fā)酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要？一.知識梳理

必備知識3.在產物分離和提純方面，發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術相比有哪些改進之處？4.在進行發(fā)酵生產時，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等能直接排放到外界環(huán)境中嗎？為什么？傳統(tǒng)發(fā)酵技術獲得的產物一般不是單一的組分，而是成分復雜的混合物，很多時候不會再對產物進行分離和提純處理，或者僅采用簡單的沉淀、過濾等方法來分離和提純產物。在發(fā)酵工程中使用的分離和提純產物的方法較多。在產物的初分離階段，常采用沉淀、萃取、膜分離、吸附和離子交換等方法；在進一步純化階段，會采用液相層析法、結晶法等方法。發(fā)酵工程產物無論是代謝物還是菌體本身，都需要進行質量檢查，合格后才能成為正式產品。不能。因為在進行發(fā)酵生產時，微生物及其代謝物中都可能含有危害環(huán)境的物質。為了減少或避免污染物的產生和排放，實現(xiàn)清潔生產，應該對排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液進行二次清潔或滅菌處理。一.知識梳理

必備知識3.發(fā)酵工程的應用(1)發(fā)酵工程的特點

①生產條件溫和；②原料來源豐富且價格低廉；③產物專一；④廢棄物對環(huán)境的污染小和容易處理。

因此，發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農牧業(yè)等許多領域得到了廣泛的應用，形成了規(guī)模龐大的發(fā)酵工業(yè)。一.知識梳理

必備知識3.發(fā)酵工程的應用(2)在食品工業(yè)上的應用醬油大豆(主要原料)黑曲霉(蛋白酶)小分子肽和氨基酸淋洗、調制醬油的生產谷物或水果釀酒酵母各種酒類各種酒類的生產①生產傳統(tǒng)的發(fā)酵產品：如醬油、各種酒類等。發(fā)酵工程使這些產品的產量和質量明顯提高。一.知識梳理

必備知識3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用發(fā)芽12焙烤3碾磨4糖化大麥水糖化罐大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶。加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活。將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉。淀粉水解形成糖漿。啤酒的工業(yè)化生產流程主要分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段。具體為發(fā)芽，焙烤，碾磨，糖化，蒸煮，發(fā)酵，消毒，終止環(huán)節(jié)。一.知識梳理

必備知識蒸煮56發(fā)酵7消毒8終止產生風味組分，終止酶的進一步作用，并對糖漿滅菌。酵母菌將糖轉化為酒精和CO2殺死啤酒中的大多數(shù)微生物，延長它的保存期。過濾、調節(jié)、分裝啤酒進行出售。糖漿啤酒花過濾冷卻裝瓶裝罐儲存罐具體為發(fā)芽，焙烤，碾磨，糖化，蒸煮，發(fā)酵，消毒，終止環(huán)節(jié)。3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵主發(fā)酵消毒終止后發(fā)酵:完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代謝物的生成。一般5~10d主發(fā)酵結束后，發(fā)酵液還不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間進行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒。一般1~2個月。討論1.酵母菌酒精發(fā)酵過程中為什么要“先通氣后密封”？“通氣”的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖；“密封”的目的是使酵母菌進行酒精發(fā)酵產生酒精。3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵主發(fā)酵消毒終止后發(fā)酵:完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代謝物的生成。一般5~10d主發(fā)酵結束后，發(fā)酵液還不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間進行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒。一般1~2個月。酒精在醋酸菌的作用下被氧化產生乙醛，最后變?yōu)榇姿?。討?.啤酒生產中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)，發(fā)酵后期，如果密封不嚴，會使啤酒變酸，你知道這是發(fā)生了什么變化嗎？3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵主發(fā)酵消毒終止后發(fā)酵:完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代謝物的生成。一般5~10d主發(fā)酵結束后，發(fā)酵液還不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間進行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒。一般1~2個月。討論3.與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在上面啤酒的發(fā)酵生產過程中，哪些工程手段使啤酒的產量和質量明顯提高?菌種的選育；對原材料的處理；發(fā)酵過程的控制；產品的消毒等。3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別長短低高一.知識梳理

必備知識a.食品添加劑優(yōu)點增加食物的營養(yǎng)，改善食品的口味、色澤和品質，延長食品的保存期。實例1——檸檬酸檸檬酸是一種食品酸度調節(jié)劑；可以通過黑曲霉的發(fā)酵制得；實例2——味精

谷氨酸經(jīng)過一系列處理就能制成味精；由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸；檸檬酸淀粉淀粉酶葡萄糖黑曲霉檸檬酸合成酶谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵谷氨酸味精處理氧氣②生產食品添加劑。3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識添加劑類型舉例酸度調節(jié)劑L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸增味劑5-肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉著色劑β-胡蘿卜素、紅曲黃色素增稠劑黃原膠、β-環(huán)狀糊精、結冷膠防腐劑乳酸鏈球菌素、溶菌酶b.常見的食品添加劑②生產食品添加劑。3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識a.常見酶制劑α-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、氨基肽酶、脂肪酶b.酶制劑應用食品的直接生產、改進生產工藝、簡化生產過程、改善產品的品質和口味、延長食品儲存期和提高產品產量等。c.酶制劑來源少數(shù)由動植物生產；

絕大多數(shù)通過發(fā)酵工程生產。③生產酶制劑3.發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識①發(fā)酵工程生產的藥物各種抗生素

多種氨基酸

多種激素

多種免疫調節(jié)劑動植物的基因微生物直接改造微生物轉入微生物病原體的抗原基因轉入發(fā)酵工程藥物藥物疫苗3.發(fā)酵工程的應用(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識微生物肥料利用了微生物在代謝過程中產生的有機酸、生物活性物質等來增進土壤肥力，改良土壤結構，促進植株生長。a.生產微生物肥料b.生產微生物農藥與傳統(tǒng)的化學農藥不同，微生物農藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害的.c.生產微生物飼料微生物含有豐富的蛋白質，如細菌的蛋白質含量占細胞干重的60%-80%，而且細菌生長繁殖速度很快。因此，許多國家以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體，即單細胞蛋白。單細胞蛋白微生物肥料3.發(fā)酵工程的應用(3)在農牧業(yè)上的應用一.知識梳理

必備知識①解決資源短缺與環(huán)境污染問題隨著對纖維素水解研究的不斷深入，利用纖維廢料發(fā)酵生產酒精、乙烯等能源物質已取得成功。②將極端微生物應用于生產實踐自然界中還存在著一定數(shù)量的極端微生物，它們能在極端惡劣的環(huán)境（如高溫、高壓、高鹽和低溫等環(huán)境）中正常生活。例如嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產洗滌劑，嗜低溫菌有助于提高熱敏性產品的產量。3.發(fā)酵工程的應用(4)其他應用二.精題精練考向發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1.某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進行葡萄酒主發(fā)酵過程的研究，下列敘述錯誤的是()A.夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理B.乙醇為揮發(fā)性物質，故發(fā)酵過程中空氣的進氣

量不宜太大C.正常發(fā)酵過程中罐內的壓力不會低于大氣壓D.可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定

何時終止發(fā)酵B二.精題精練解析:葡萄酒發(fā)酵的原理是酵母菌無氧呼吸可產生酒精，即葡萄糖在無氧條件下被酵母菌分解產生二氧化碳和酒精，并釋放少量的能量，發(fā)酵的溫度一般控制在18～30℃，因此夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理，A正確；乙醇是酵母菌無氧呼吸的產物之一，因此發(fā)酵過程中不需要通入空氣，B錯誤；酵母菌進行無氧呼吸產生二氧化碳，但是沒有消耗氧氣，因此發(fā)酵罐中的氣壓不會低于大氣壓，C正確；葡萄酒發(fā)酵的原料是糖類，因此可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發(fā)酵，D正確。二.精題精練[對點訓練]1．下列關于發(fā)酵工程的說法中，不正確的是(

)A．在菌種選育過程中，可以利用人工誘變、基因工程等手段B．雖然青霉素是抗生素，但在青霉素生產過程中仍然需要嚴格滅菌C．在谷氨酸發(fā)酵過程中，pH呈酸性時產生乳酸或琥珀酸，pH呈堿性時產生谷氨酸D．發(fā)酵工程的產品可以采用過濾、沉淀、蒸餾、萃取、離子交換等方法提取C二.精題精練解析:在菌種選育過程中，可以利用人工誘變、基因工程等手段進行培育，A正確；青霉素是抗生素，但其并不能殺滅所有微生物，所以其生產過程也要滅菌，B正確；在谷氨酸發(fā)酵過程中，pH呈酸性時產生谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，C錯誤；若發(fā)酵工程的產品是菌體本身，可以采用過濾、沉淀等方法提取，若發(fā)酵工程的產品是代謝物，可以根據(jù)產物性質采用蒸餾、萃取、離子交換等方法提取，D正確。二.精題精練考向發(fā)酵工程及其應用2.關于單細胞蛋白敘述正確的是()A．是從微生物細胞中提取的蛋白質B．通過發(fā)酵生產的微生物菌體C．是微生物細胞分泌的抗生素D．單細胞蛋白不能作為食品B解析:單細胞蛋白是通過發(fā)酵獲得的微生物菌體。二.精題精練[對點訓練]2．關于發(fā)酵工程的敘述，錯誤的是(

)A．發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術最大的區(qū)別是前者利用單一菌種，后者利用天然的混合菌種B．發(fā)酵工程的產品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身C．通過發(fā)酵工程可以從微生物細胞中提取單細胞蛋白D．發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化不僅會影響微生物的生長繁殖，也會影響微生物的代謝途徑C二.精題精練解析:發(fā)酵工程應用無菌技術獲得純凈的微生物，利用單一菌種；傳統(tǒng)發(fā)酵技術利用天然的混合菌種，A正確；發(fā)酵工程的產品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身，B正確；單細胞蛋白本身就是一種微生物，并不是一種微生物細胞的提取物，C錯誤；發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化不僅會影響微生物的生長繁殖，也會影響微生物的代謝途徑，D正確。故選C。課堂練習：一、易錯辨析1.在發(fā)酵工程中，可通過誘變育種、基因工程育種獲得菌種(

)2.分離、提純酵母菌發(fā)酵生產的單細胞蛋白，可采用過濾、沉淀等方法(

)3.在連續(xù)培養(yǎng)過程中補充的同種培養(yǎng)液和空氣須先滅菌(

)4.乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生產(

)5.發(fā)酵罐中微生物的生長繁殖、代謝物的形成速度都與攪拌速度有關(

)6.單細胞蛋白是從微生物細胞中提取出來的(

)√√√×√×課堂練習：二、填空默寫1.(選擇性必修3P27)單細胞蛋白是__________