2015届高考生物一轮总复习精品讲义 第41讲 传统发酵技术及酶的应用 新人教版

第41讲 传统发酵技术及酶的应用[考纲要求] 1.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。

2.酶活力测定的一般原理和方法。

3.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。

考点一 果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作[重要程度：★★☆☆☆]↓密封腌制1．制作果酒使用的葡萄先冲洗，然后再除去枝梗的原因 避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。

2．制作果酒使用的葡萄不能反复冲洗的原因避免使酵母菌数量减少，发酵周期延长，产生的果酒中酒精含量下降。

3．制作腐乳时，所需豆腐的含水量以70%为宜的原因毛霉是异养需氧型生物，若含水量过高，影响毛霉的有氧呼吸；含水量过少，不利于毛霉的生长。

4．配制制作腐乳所需的卤汤要加适量的酒(含量为12%左右)的原因目的是抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。

酒精过少达不到目的，若过多·则会抑制酶的活性，影响腐乳的成熟，同时影响腐乳的风味。

5．影响腐乳品质的因素有：盐和酒的含量、香辛料、温度等。

6．泡菜制作时选用新鲜的蔬菜的原因是：若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。

7．在实际生产中，控制泡菜腌制的无氧条件应向泡菜坛的凹槽中注满水。

易错警示(1)发酵微生物≠细菌。

发酵微生物有的是原核生物，也有的是真核生物，如酵母菌、毛霉等都是发酵常用菌种，为真核生物。

(2)酒精发酵为无氧发酵，并不是严格密封。

前期通气，利于酵母菌的繁殖；在酵母菌发酵的过程中需封闭充气口，定期打开排气口，排出发酵时产生的CO2。

1．下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是( ) A．腐乳制作所需要的适宜温度最高B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA答案 D解析果酒制作的菌种是酵母菌，酵母菌发酵时，最适温度在18～25 ℃；制作果醋时用到的醋酸菌是一种好氧菌，最适生长温度为30～35 ℃；制作腐乳时主要用的菌种是毛霉，其最适温度在15～18 ℃；酵母菌、醋酸菌和毛霉都具有细胞壁、核糖体、DNA 和RNA，故D正确。

2．(2012·山东基本能力，53)关于酸奶制作，下列说法正确的是( )A．含抗生素的牛奶更容易发酵B．温度越高，制作酸奶需要的时间越长C．牛奶变酸的同时，其中的糖类发生了变化D．所有物质都装瓶后再加热灭菌，酸奶凝固的会更好答案 C解析制作酸奶时常用乳酸菌，抗生素可以抑制乳酸菌的代谢活动，A错误；参与乳酸菌发酵过程的酶的活性受温度影响，在最适温度时，制作酸奶需要的时间最短，B错误；酸奶制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，故牛奶变酸，C正确；消毒灭菌工作应在装瓶前进行，确保乳酸菌的活性不受影响，D错误。

3．图1是果酒和果醋制作的实验流程，图2是某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。

根据图示回答下列问题：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→↓↓果酒果醋图1(1)完成图1中的实验流程。

(2)冲洗的主要目的是____________，冲洗应特别注意不能______________，以防止菌种的流失。

(3)图2装置中的充气口在____________时关闭，在____________时连接充气泵，并连续不断地向内____________。

(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由____________产生的____________，在果醋发酵时排出的是_______________________________________________________________。

(5)写出与(4)题有关的反应方程式：_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

(6)若果汁中含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？并说明原因。

____________________________________________________________________________________________________________________________________。

(7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在______________。

醋酸发酵时温度一般应控制在________________。

(8)果酒制作完成后，可以用____________来检测酒精的生成，在酸性条件下，酒精与之反应呈现________色。

答案(1)醋酸发酵(2)洗去浮尘反复冲洗(3)果酒发酵果醋发酵泵入空气(氧气) (4)酵母菌CO2(含氧量少的)空气和CO2(5)C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2、C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O (6)不能。

因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌的生长，且醋酸菌的发酵条件是氧气充足(7)18～25 ℃30～35 ℃(8)重铬酸钾灰绿解析(1)酒精发酵后可进行醋酸发酵。

(2)冲洗的主要目的是洗去浮尘，不能反复冲洗，以防止菌种流失。

(3)酵母菌是兼性厌氧型微生物，有氧时：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O；缺氧时：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2，因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。

醋酸菌是好氧细菌，能够利用糖在有氧时生成醋酸，即C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O；在糖源不足时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。

(4)在果酒制作过程中排气口排出的是CO2，而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌，需要连续泵入空气，因此排气口排出的既有CO2，又有含氧量较低的空气。

(6)醋酸菌发酵的条件是氧气充足，在果酒发酵旺盛时的缺氧环境下能抑制醋酸菌生长，所以醋酸菌不能将果汁中的糖类发酵为醋酸。

(7)醋酸菌和酵母菌正常生长都需要一定的温度，在适宜温度时可得到较多代谢产物。

(8)在酸性条件下，酒精与重铬酸钾发生颜色反应呈现灰绿色。

发酵技术中常用菌种的比较酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧无氧生长适宜温度18～25 ℃30～35 ℃15～18 ℃室温生产应用酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜考点二酶活力的测定的一般原理和方法[重要程度：★★☆☆☆]1．果胶酶(1)组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，是分解果胶的一类酶的总称。

(2)作用①分解果胶为可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁和胞间层。

②使浑浊的果汁变得澄清，增加出汁量。

2．酶的活性与影响酶活性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用反应速度来表示。

(2)影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。

1．探究温度和pH对酶活性的影响(1)实验原理①果胶酶的活性受温度和pH的影响，处于最适温度和最适pH时，活性最高。

②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈正相关。

(2)实验结果：温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生影响，过高或过低都会影响酶的活性。

2．探究果胶酶用量的实验设计(1)实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶的浓度达到一定值后，再增加酶的用量，果汁的体积不变，此值就是果胶酶的最适用量。

(2)变量分析：本实验的自变量是酶的用量，因变量可以用果肉的出汁率或是果汁的澄清度来体现。

(3)实验结果：榨出的果汁量与果胶酶用量的关系(或反应速率与酶用量的关系)如图所示。

易错警示(1)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。

(2)同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶的活性。

1．下列说法不正确的是( ) A．在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的B．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶C．通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低D．人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题答案 C解析在探究果胶酶的用量实验中，参照研究温度和pH对酶活性的影响实验，采用梯度测定法，只是将原实验中的pH梯度和温度梯度改成酶的用量梯度而已，基本实验思路不变，即A正确；植物、霉菌、酵母菌和细菌在其生活过程中，都会发生分解果胶的过程，因此，它们都可产生果胶酶，故B正确；在制作果汁过程中，由于果胶、纤维素的存在，影响榨出的果汁量及果汁的透明度，加入纤维素酶和果胶酶后，果汁榨出量及透明度均有提高，即D正确；在使用梯度测定酶的用量及活性时，可以通过榨出的苹果汁的体积大小来判断，因此C错误。

2．食品种类多，酸碱度范围广。

生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。

据上图可知，________更适宜作为食品添加剂，理由是_____________________________________________________________________ ________________________。

蛋白酶的活力可用________________________________的量来表示。

(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH 进行了探究实验。

结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06 mol/L 范围内，酶活力较高；提取液pH 在6.0～8.0范围内，酶活力较高。

他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH 进行优化，并确定以此为探究课题。

请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。

答案 (1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活力不随pH 的变化而变化 单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加) (2)课题：探究酶保护剂的浓度和提取液的pH 的最佳组合解析 (1)题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱度适应范围，由图可知，木瓜蛋白酶的活力不随pH 的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。

酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的减少量(或产物的增加量)来表示。

(2)由题中信息已知酶保护剂的适宜浓度范围和提取液pH 的适宜范围，故实验的自变量是酶保护剂的浓度和提取液的pH ，需在适宜范围内确定较小的梯度进行实验。