高中生物選擇性必修三P4傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用答案

高中生物選擇性必修三P4傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用答案從社會中來“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回”（唐?王翰）詩中提及的葡萄酒是人類利用微生物發(fā)酵制作而來的。通過微生物的發(fā)酵作用還可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄為原料發(fā)酵而來的飲品，為什么一個是醇厚濃郁、耐人尋味的酒，一個卻是酸味柔和、口感綿長的醋呢？它們的制作方法有什么不同？你想不想自己動手制作葡萄酒和葡萄醋呢？提示：葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄發(fā)酵而來，但是一個經酵母菌無氧呼吸產生了酒精，另一個經醋酸菌有氧呼吸產生了醋酸，因此口感不同。探究?實踐1：制作泡菜1.用水密封泡菜壇的目的是什么？這說明泡菜制作需要什么條件？答案：用水密封泡菜壇的目的是給泡菜壇內創(chuàng)造無氧環(huán)境，這說明泡菜制作需要在無氧條件下進行。2.為什么泡菜壇只能裝八成滿？提示：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。3.你腌制的泡菜成功嗎？色澤如何？口味如何？提示：根據(jù)實際情況回答。探究?實踐2：制作果酒果醋1.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？提示：在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液中會產生氣泡，這是因為酵母菌發(fā)酵產生CO2；如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時間的延長，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。果醋發(fā)酵過程中一般不會出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。2.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？提示：果酒中除了酵母菌,還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。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?？梢酝ㄟ^調節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情況下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。由于醋酸菌在有氧的條件下才能進行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過調節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。3.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？提示：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。在我們的實驗條件下，當打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應環(huán)境條件而不能繁殖。在工業(yè)上,后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時，可以先買一瓶醋，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(實際上是醋酸菌)，用這層薄膜進行接種可以明顯縮短制作果醋的時間。4.你制作的果酒和果醋的口味如何？如果你對結果不滿意，應該如何改進？提示：根據(jù)實際情況回答。到社會中去查閱關于果酒和果醋工業(yè)化生產的工藝流程，比較自己制作果酒和果醋的方法與這些流程有哪些異同。在此基礎上，請思考：當把少量制作轉化為大規(guī)模生產時，需要解決哪些實際問題？你能從中體會到技術與工程的區(qū)別和聯(lián)系嗎？提示：從少量制作轉向大規(guī)模生產時,會遇到許多新問題。例如,少量制作果醋時,不需要專門的攪拌裝置，而大規(guī)模生產果醋時，由于發(fā)酵罐容積很大，就需要安裝攪拌器，以保障醋酸菌對O2的需求。可見在大規(guī)模生產發(fā)酵產品時，需要進行更為全面周詳?shù)目紤]，如考慮原料的來源與選擇、菌種的選育與培養(yǎng)、發(fā)酵設備的選擇、發(fā)酵條件的自動化控制、發(fā)酵產品的質量控制、成本價格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意義上的產品。在實際生產中還需要經過沉淀、過濾、滅菌、裝瓶等過程才能獲得成品酒或醋。果酒還需要在一定條件下進行后續(xù)發(fā)酵,以獲得特定的風味和色澤。通過深入思考,可以感悟到,工程、技術與科學的不同科學以“發(fā)現(xiàn)”為核心，技術以“發(fā)明”為核心，工程以“建造”和“產品”為核心。技術要通過工程設計等環(huán)節(jié)，將一系列相關技術體系化地組合起來，才能轉化應用在工程中，大規(guī)模生產人們需要的產品。練習與應用一、概念檢測1.油炸臭豆腐是我國一些地方的風味小吃。制作時需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽抱桿菌等微生物的鹵汁中發(fā)酵。判斷下列相關表述是否正確。（1）鹵汁中的乳酸菌和芽抱桿菌不存在競爭關系。（×）（2）乳酸菌發(fā)酵產生了乳酸和CO2。（×）（3）微生物發(fā)酵產生了不同的代謝物使得該臭豆腐具有特殊的味道。（√）2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關敘述錯誤的是（D）A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵B.制作腐乳利用了毛霉等產生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在無氧條件下產生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無氧條件下產生醋酸二、拓展應用1.請舉例說說你身邊的傳統(tǒng)發(fā)酵食品有哪些，它們的制作原理是什么。有機會的話，你也可以嘗試做一做。提示：腐乳、泡菜、醬、豆豉等都是生活中常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。2.某同學在制作泡菜前，査閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質量百分比為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。請你幫他分析相關問題。(1)據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽的含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？答案：應該在發(fā)酵10天后食用比較合適，因為這時亞硝酸鹽含量已經降到較低的水平。(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？答案：可能是食鹽濃度過高、發(fā)酵溫度過低等原因導致泡菜未能正常發(fā)酵。(3)加入“陳泡菜水”的目的是什么？答案：“陳泡菜水”中含有純度較高的乳酸菌，加入“陳泡菜水”相當于接種乳酸菌。3.有3位同學分別采用了3種不同的發(fā)酵裝置來制作果醋。A同學用的是帶蓋的塑料瓶；B同學用了沒有蓋的塑料瓶，在發(fā)酵過程中無蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；C同學則設計了如右圖所示的發(fā)酵裝置。結合果醋的制作原理，你認為哪一種發(fā)酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進這種裝置嗎？提示：C同學的裝置更適合制作果醋。出料口可以用來取樣；充氣口可以在發(fā)