專題八第1講微生物的利用和生物技術(shù)在食品加工中的應用

第1講微生物的利用和生物技術(shù)在食品加工中的應用考綱要求三年考情命題趨勢1.微生物的利用(1)微生物的分離和培養(yǎng)(2)培養(yǎng)基對微生物的選擇作用(3)利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物2013江蘇、安徽、山東、全國Ⅱ、四川2012北京、山東2011全國新課標、山東1.趨勢分析：(1)通過果酒、果醋、泡菜制作等生產(chǎn)實例或大腸桿菌的分離純化操作考查最基本知識。(2)植物有效成分的提取與生產(chǎn)生活實際相聯(lián)系，或與實驗結(jié)合進行考查，難度不大。2．備考指南：(1)將果酒、果醋與泡菜的制作、特定微生物的分離純化等實踐操作構(gòu)建過程模型，可以加深對知識的記憶與理解。(2)從類型、特點和應用等方面列表歸納比較不同微生物培養(yǎng)基。(3)利用圖解分析法理解特定成分的提取。2.運用發(fā)酵加工食品的基本方法2013江蘇、全國Ⅰ

2012山東、江蘇、海南2011江蘇3.生物材料中提取某些特定的成分2013海南、山東2011海南水、碳源、氮源、無機鹽配制培養(yǎng)基→滅菌→接種→培養(yǎng)尿素稀釋涂布平板法纖維素剛果紅無氧讓豆腐生毛霉加鹵湯裝瓶水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法紙層析法30~35℃1．通常采用哪種方法來推測樣品中的活菌數(shù)目？稀釋涂布平板法。2．果酒和果醋制作中所用的發(fā)酵菌種在結(jié)構(gòu)上的本質(zhì)區(qū)別是什么？前者是真核生物，后者是原核生物，其本質(zhì)區(qū)別是酵母菌有核膜包被的細胞核?？键c一微生物的培養(yǎng)與應用

(2013·高考新課標全國Ⅱ卷)臨床使用抗生素前，有時需要做細菌耐藥實驗。實驗時，首先要從病人身上獲取少量樣本，然后按照一定的實驗步驟操作，以確定某致病菌對不同抗生素的敏感性?；卮鹣铝袉栴}：(1)為了從樣本中獲取致病菌單菌落，可用________法或____________________法將樣本接種于固體培養(yǎng)基表面，經(jīng)過選擇培養(yǎng)、鑒別等步驟獲得。(2)取該單菌落適當稀釋，用________法接種于固體培養(yǎng)基表面，在37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，使其均勻生長，布滿平板。劃線稀釋涂布(或涂布)涂布(3)為了檢測該致病菌對于抗生素的敏感性,將分別含有A、B、C、D四種抗生素的濾紙片均勻置于該平板上的不同位置，培養(yǎng)一段時間后，含A的濾紙片周圍出現(xiàn)透明圈，說明該致病菌對抗生素A________；含B的濾紙片周圍沒有出現(xiàn)透明圈，說明該致病菌對抗生素B_______________________________；含C的濾紙片周圍的透明圈比含A的小，說明____________；含D的濾紙片周圍的透明圈也比含A的小，且透明圈中出現(xiàn)了一個菌落，在排除雜菌污染的情況下，此菌落很可能是抗生素D的________。(4)根據(jù)上述實驗結(jié)果，為達到抗菌目的，最好應選用抗生素________。敏感不敏感該致病菌對C的敏感性比對A的弱耐藥菌A【解析】(1)實驗室中對微生物純化培養(yǎng)時，常用的接種方法有劃線法和稀釋涂布法。(2)若讓已經(jīng)獲得的單個菌落在固體培養(yǎng)基上大量且均勻繁殖，常用涂布器把稀釋的菌液均勻涂滿整個平板。(3)對某種抗生素越敏感的致病菌，在該抗生素存在的范圍內(nèi)，越不易生存，形成的透明圈就越大。但是，如果在透明圈中還有菌落生存，則說明這個菌落的細菌耐藥性很強。(4)通過(3)可知,在應用時,要想殺死某致病菌,就得選擇能使該致病菌大量死亡,即產(chǎn)生的透明圈大的那種抗生素。【鏈接提升】1．微生物的培養(yǎng)2．微生物的分離——選擇培養(yǎng)基(1)培養(yǎng)基中加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。(2)培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。(3)培養(yǎng)基中缺乏氮源時，可以分離固氮微生物，因為非固氮微生物不能在此培養(yǎng)基上生存。(4)當培養(yǎng)基的某種營養(yǎng)成分為特定化學成分時，也具有分離效果。如石油是唯一碳源時，可以抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，達到分離能消除石油污染的微生物的目的。(5)改變微生物的培養(yǎng)條件，也可以達到分離微生物的目的，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。3．微生物的計數(shù)(1)土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)：①篩選菌株:利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基篩選菌株。②計數(shù)方法：活菌計數(shù)法和顯微鏡直接計數(shù)法。③過程：土壤取樣→樣品的稀釋→微生物的培養(yǎng)與觀察。(2)分解纖維素的微生物的分離：①實驗原理：即：可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。②流程：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→涂布平板→挑選菌落。4．微生物的鑒定鑒定分解尿素的細菌鑒定纖維素分解菌含酚紅指示劑的尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基→細菌→指示劑變紅，則該菌能分解尿素跟蹤訓練請回答下列與大腸桿菌有關(guān)的問題。(1)從生態(tài)系統(tǒng)的成分上看，大腸桿菌屬于____________，它的同化作用類型是____________。(2)如表是某公司研發(fā)的一種培養(yǎng)大腸桿菌菌群的培養(yǎng)基配方。根據(jù)用途劃分，該培養(yǎng)基屬于________(填“選擇”或“鑒別”)培養(yǎng)基。該培養(yǎng)基中的碳源是_______________________。分解者異養(yǎng)型鑒別乳糖、蔗糖、蛋白胨成分含量蛋白胨10.0g乳糖5.0g蔗糖5.0gK2HPO42.0g顯色劑0.2g瓊脂12.0g將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1000mL(3)在微生物培養(yǎng)操作過程中，為防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行_____(填“消毒”或“滅菌”)，操作者的雙手需要進行清洗和_______。空氣中的細菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質(zhì)變性，還能_______________________。培養(yǎng)大腸桿菌時，常用的接種方法是平板劃線法和________________。通常，對獲得的純菌種還可以依據(jù)菌落的形狀、大小等菌落特征對細菌進行初步的__________。培養(yǎng)大腸桿菌時，在接種前需要檢測培養(yǎng)基是否被污染，對于固體培養(yǎng)基應采用的檢測方法是___________________________________________________________________________。若用大腸桿菌進行實驗，使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過________處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴散。滅菌消毒破壞DNA的結(jié)構(gòu)稀釋涂布平板法鑒定(分類)將未接種的培養(yǎng)基在適宜溫度下放置適當時間后，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生滅菌(4)以下微生物發(fā)酵生產(chǎn)特定產(chǎn)物時，所利用的主要微生物的細胞結(jié)構(gòu)與大腸桿菌相同的是________(多選)。A．制作果酒B．由果酒制作果醋C．制作泡菜

D．制作腐乳(5)利用培養(yǎng)基不僅可以分離、培養(yǎng)微生物，也可以進行植物組織培養(yǎng)。在植物組織培養(yǎng)的過程中，也要對外植體等進行一系列的消毒、滅菌處理，并且要求無菌操作，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩條即可)。外植體體積小，抗性差；微生物會和外植體爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)；微生物有可能產(chǎn)生對組織培養(yǎng)有害的物質(zhì)(任意答出兩條即可)BC考點二傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用

(2013·高考新課標全國Ⅰ卷)回答下列有關(guān)泡菜制作的問題：(1)制作泡菜時，所用鹽水需煮沸，其目的是___________。為了縮短制作時間，有人還會在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的作用是_______________________。(2)泡菜制作過程中，乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行__________的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的_______中。殺滅雜菌增加乳酸菌數(shù)量無氧呼吸細胞質(zhì)(3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有_________、______________和______________等。(4)從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸。這段時間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是________________________________，原因是______________________________________。溫度腌制時間食鹽用量乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更為耐酸【解析】結(jié)合泡菜制作過程的相關(guān)知識回答問題。(1)制作泡菜時需要先形成無菌環(huán)境，所用鹽水需煮沸，以殺滅鹽水中的雜菌。想要縮短制作時間，應該縮短菌株的生長時間，陳泡菜液中含有一定量的乳酸菌，這樣菌體數(shù)量擴增速度會加快。(2)乳酸菌為厭氧菌，進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，該過程只能在細胞質(zhì)中進行。(3)溫度過高、腌制時間過短、食鹽用量不足等，容易造成雜菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。(4)從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時間內(nèi)，氧氣濃度逐漸降低，泡菜液逐漸變酸，不適宜雜菌生長，而適宜乳酸菌生長,因此乳酸菌數(shù)量增加，其他雜菌數(shù)量減少。【鏈接提升】1．果酒和果醋制作的注意事項(1)材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前先沖洗后去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。(2)防止發(fā)酵液被污染①榨汁機要清洗干凈并晾干。②發(fā)酵瓶要洗凈并用70%酒精消毒。③裝入葡萄汁后要封閉充氣口。(3)發(fā)酵條件的控制①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留約1/3的空間，目的是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。②嚴格控制溫度：18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精發(fā)酵；30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸發(fā)酵。③充氣：酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，需封閉充氣口；醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵，需適時通過充氣口充氣。2．腐乳制作的注意事項(1)控制好材料的用量:對鹵湯、鹽和酒的用量需要嚴格控制。(2)防止雜菌的污染①用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈后要用沸水消毒。②裝瓶時，操作要迅速小心。加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。(3)溫度：溫度影響菌絲的生長和代謝，如溫度過低，則菌絲生長緩慢，不能進入豆腐塊的深層；溫度高，菌絲易老化和死亡，影響腐乳的品質(zhì)。(4)發(fā)酵時間：發(fā)酵時間影響生化反應速度及生化產(chǎn)物的量。3．泡菜制作的注意事項(1)材料的選擇及用量①蔬菜應新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。②清水和鹽的質(zhì)量比為4∶1，鹽水要煮沸后冷卻。煮沸有兩大作用，一是除去水中氧氣，二是殺滅鹽水中其他細菌。(2)防止雜菌污染：每次取樣用具要洗凈，要迅速封口。(3)氧氣需求①泡菜壇要選擇透氣性差的容器，以創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。②泡菜壇內(nèi)要注滿水，以保證乳酸菌發(fā)酵所需要的無氧環(huán)境,并注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常補水。(4)溫度：發(fā)酵溫度控制在室溫即可，最好在26～36℃。溫度過高，則易滋生雜菌，溫度過低則發(fā)酵時間延長。跟蹤訓練人們的日常生活與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)密切相關(guān)。請回答下列相關(guān)問題：(1)制作腐乳過程中所用到的微生物主要是________。(2)在制作果醋、腐乳、泡菜的過程中需要提供氧氣的是________________。在發(fā)酵產(chǎn)物制作過程中都需要培養(yǎng)微生物，為防止雜菌污染，需要對培養(yǎng)液(基)和培養(yǎng)器皿進行________(填“消毒”或“滅菌”)。(3)利用酵母菌釀酒時，一開始持續(xù)通入空氣，導致酵母菌數(shù)量________(填“增多”、“不變”或“減少”),然后再密封,使酒精________(填“增產(chǎn)”“減產(chǎn)”或“不產(chǎn)生”)。毛霉制作果醋和腐乳滅菌增多增產(chǎn)(4)制作腐乳過程中在腐乳表面往往有一層致密的皮，這層皮實際上是微生物的________，對人體無害。在制作腐乳過程中加鹽的作用是__________________________________和_________________________________________。(5)在制作泡菜的過程中，要檢測亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽與某些化學物質(zhì)發(fā)生反應后形成________色染料。先將泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝酸鹽溶液分別與化學物質(zhì)發(fā)生顯色反應，再通過不同顏色的________，可以估測出泡菜樣品中亞硝酸鹽的含量。菌絲析出豆腐中的水分使其變硬抑制微生物生長，避免豆腐塊變質(zhì)玫瑰紅對比考點三植物有效成分的提取

(2013·高考山東卷)胡蘿卜素是一種常用的食用色素，可分別從胡蘿卜或產(chǎn)胡蘿卜素的微生物菌體中提取獲得，流程如下：(1)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時，可選用____________________________________或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時需先灼燒接種環(huán)，其目的是______________________。(2)培養(yǎng)酵母菌R時，培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長提供________和________。(3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時，干燥過程應控制好溫度和________以防止胡蘿卜素分解；萃取過程中宜采用________方式加熱以防止溫度過高；萃取液濃縮前需進行過濾，其目的是__________________。(4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過程中需用胡蘿卜素標準品作為_____________。稀釋涂布平板法(或稀釋混合平板法)滅菌(或防止雜菌污染)碳源氮源時間水浴濾去不溶物(實驗)對照【解析】(1)接種微生物的方法主要是稀釋涂布平板法和平板劃線法。接種過程中為了避免雜菌的污染，要進行無菌操作,必須對接種環(huán)進行灼燒處理。(2)在微生物培養(yǎng)過程中，蔗糖主要提供碳源，也可以作為能源物質(zhì)；硝酸鹽中含有氮元素，可提供氮源。(3)提取胡蘿卜素時，溫度過高、時間過長會導致胡蘿卜素分解；由于萃取劑通常具有揮發(fā)性，直接加熱時揮發(fā)出來的有機溶劑遇明火易爆炸，故常采用水浴加熱；萃取和濃縮前進行過濾是為了將原料中的不溶物濾去。(4)提取出來的胡蘿卜素往往不純，鑒定時常用標準品作為對照?！炬溄犹嵘?．水蒸氣蒸餾三種常用方法的原理相同，但原料位置不同(1)水中蒸餾：原料放于蒸餾容器的水中，水完全浸沒原料。(2)水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料置于篩板上，水量以沸騰時不浸濕原料為宜。(3)水氣蒸餾：蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，篩板上面放原料。三種方法中，水中蒸餾設(shè)備簡單，成本低，易操作，而水上蒸餾和水氣蒸餾時間短，出油率高。2．三種提取方法的比較提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法有機溶劑萃取法實驗原理方