傳統(tǒng)發(fā)酵技術、發(fā)酵工程及其應用第49講課標要求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(chǎn)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(chǎn)人類所需產(chǎn)品。3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)上有重要的應用價值。考情分析1.傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用2024·河北卷，18；2024·貴州卷，14；2024·湖北卷，1；2023·山東卷，12；2023·浙江1月選考，19；2023·湖南卷，5；2023·浙江6月選考，12；2022·江蘇卷，162.發(fā)酵工程的原理及應用2024·北京卷，17；2024·江西卷，11；2024·安徽卷，15；2024·全國甲卷，37；2024·山東卷，14；2023·江蘇卷，16；2023·遼寧卷，18；2023·山東卷，20；2022·湖北卷，13；2022·山東卷，201目

錄傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用24發(fā)酵工程及其應用

真題再現(xiàn)3情境·探究·長句考點一傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(1)發(fā)酵微生物不同代謝物(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術固體半固體有氧或無氧2.腐乳制作小分子的肽和氨基酸異養(yǎng)需氧3.泡菜的制作

乳酸鏈球菌和乳酸桿菌無氧乳酸菌洗凈沒過實驗成功關鍵點水中氧氣使發(fā)酵時間延長4.制作果酒和果醋 (1)果酒制作與果醋制作的比較酵母菌醋酸菌兼性厭氧需氧需氧不需氧(2)果酒和果醋的制作步驟及目的洗潔精酒精枝梗1/318～3010～12擰松 30～357～8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。

(1)醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶。(2024·湖北卷，1C)()(2)酒精發(fā)酵是吸能反應。(2024·浙江6月選考，10A)()提示酒精發(fā)酵是放能反應。(3)“杏花村酒”的釀制，酵母菌只進行無氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)()提示釀酒初期酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖，然后酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精。√××小試牛刀(4)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無菌空氣制作葡萄醋。(2022·江蘇卷，16C)()提示制作好葡萄酒后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，空氣中的醋酸菌會進入發(fā)酵液中大量繁殖，進行葡萄醋的發(fā)酵。(5)果醋發(fā)酵時，乙醇既是乙酸發(fā)酵的底物，又可以抑制雜菌繁殖。(2021·遼寧卷，8A)()(6)果醋發(fā)酵時，用重鉻酸鉀測定乙酸含量變化時，溶液灰綠色逐日加深。(2021·江蘇卷，14D)()提示酸性重鉻酸鉀能檢驗酒精，不能檢驗乙酸含量變化。×√×考向結合泡菜、果酒和果醋制作1.(2023·山東卷，12)以下是以泡菜壇為容器制作泡菜時的4個處理：①沸鹽水冷卻后再倒入壇中；②鹽水需要浸沒全部菜料；③蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水；④檢測泡菜中亞硝酸鹽的含量。下列說法正確的是(

)A.①主要是為了防止菜料表面的醋酸菌被殺死B.②的主要目的是用鹽水殺死菜料表面的雜菌C.③是為了使氣體只能從泡菜壇排出而不能進入D.④可檢測到完整發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量逐漸降低C解析鹽水煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響，A錯誤；②鹽水需要浸沒全部菜料，造成無氧環(huán)境，有利于乳酸菌無氧呼吸，B錯誤；③蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，能達到排氣減壓、隔絕空氣、防止雜菌污染等目的，C正確；腌制泡菜過程中亞硝酸鹽的含量先增多后減少，D錯誤。2.(2024·湖北卷，1)制醋、制飴、制酒是我國傳統(tǒng)發(fā)酵技術。醋酸菌屬于好氧型原核生物，常用于食用醋的發(fā)酵。下列敘述錯誤的是(

)A.食用醋的酸味主要來源于乙酸B.醋酸菌不適宜在無氧條件下生存C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解發(fā)生在線粒體內(nèi)D解析食用醋的酸味主要來源于乙酸，A正確；醋酸菌是好氧型細菌，不適宜在無氧的條件下生存，B正確；在制醋時，缺少葡萄糖的情況下，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)橐宜幔虼舜姿峋w內(nèi)含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正確；醋酸菌是細菌，屬于原核生物，沒有核膜包被的細胞核和眾多細胞器，因此沒有線粒體，D錯誤。3.(2025·廣東華南師大附中模擬)《齊民要術》記載了一種稱為“動酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的釀醋工藝：“大率酒一斗，用水三斗，合甕盛，置日中曝之。七日后當臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移動，撓攪之。數(shù)十日，醋成。”下列敘述錯誤的是(

) A.該方法依據(jù)的原理是醋酸菌在氧氣、糖源充足時將酒精轉化為乙酸 B.加水的目的是對酒進行稀釋，避免滲透壓過高殺死醋酸菌 C.“衣”位于變酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的 D.“撓攪”有利于酒精與醋酸菌充分接觸，還可以增加溶液中的溶解氧A解析該方法的原理是醋酸菌在氧氣充足、缺少糖源時可將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜幔珹錯誤。考點二發(fā)酵工程及其應用1.發(fā)酵工程的概念

利用微生物的__________，規(guī)模化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的綜合性生物工程。特定功能2.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)誘變育種菌種培養(yǎng)基營養(yǎng)組分過濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)3.啤酒發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)流程及操作目的淀粉酶糖漿酒精和二氧化碳4.發(fā)酵工程的特點溫和豐富低廉專一污染小容易處理考向

圍繞發(fā)酵工程的應用1.(2024·福建卷，5)蝦醬是以蝦為原料的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。在乳酸菌、芽孢桿菌等多種微生物共同作用下，原料中的蛋白質(zhì)和脂肪發(fā)生水解，形成蝦醬的特有風味。下列敘述錯誤的是(

)A.蝦醬特有風味的形成受發(fā)酵時間的影響B(tài).傳統(tǒng)蝦醬的制作過程需要嚴格執(zhí)行無菌操作C.原料中的蛋白質(zhì)會被水解成小分子的肽和氨基酸D.對蝦醬發(fā)酵過程微生物種類和數(shù)量的分析有助于改良風味B解析不同微生物發(fā)酵所需時間不同，A正確；傳統(tǒng)發(fā)酵技術不需要嚴格執(zhí)行無菌操作，傳統(tǒng)發(fā)酵過程直接利用原材料中天然存在的微生物或者發(fā)酵物中的微生物，B錯誤；不同微生物可以產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物，代謝產(chǎn)物的種類及含量影響發(fā)酵食品的風味，D正確。2.(2024·江西卷，11)井岡霉素是我國科學家發(fā)現(xiàn)的一種氨基寡糖類抗生素，它由吸水鏈霉菌井岡變種(JGs，一種放線菌，菌體呈絲狀生長)發(fā)酵而來，在水稻病害防治等領域中得到廣泛應用。下列關于JGs發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素的敘述，正確的是(

)A.JGs可發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素，因為它含有能夠編碼井岡霉素的基因B.JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng)，該過程不影響井岡霉素的產(chǎn)量C.提高JGs發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，會提高井岡霉素的產(chǎn)量D.稀釋涂布平板法不宜用于監(jiān)控JGs發(fā)酵過程中活細胞數(shù)量的變化D解析據(jù)題可知，井岡霉素是氨基寡糖類物質(zhì)，并非蛋白質(zhì)，因而其不是基因表達的直接產(chǎn)物，JGs體內(nèi)沒有編碼井岡霉素的基因，基因通過控制相關酶的合成來控制代謝過程，進而控制JGs發(fā)酵生產(chǎn)井岡霉素，A錯誤；JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng)，該過程會影響JGs的數(shù)量，進而影響井岡霉素的產(chǎn)量，B錯誤；在一定范圍內(nèi)提高JGs發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，會提高井岡霉素的產(chǎn)量，但若濃度過高，反而會降低井岡霉素的產(chǎn)量，C錯誤；JGs是一種放線菌，菌體呈絲狀生長，形成的菌落難以區(qū)分，因此稀釋涂布平板法不宜用于監(jiān)控JGs發(fā)酵過程中活細胞數(shù)量的變化，D正確。

真題再現(xiàn)1.(2023·湖南卷，5)食品保存有干制、腌制、低溫保存和高溫處理等多種方法。下列敘述錯誤的是(

)A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生長和繁殖，食品保存時間延長B.腌制通過添加食鹽、糖等制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長和繁殖C.低溫保存可抑制微生物的生命活動，溫度越低對食品保存越有利D.高溫處理可殺死食品中絕大部分微生物，并可破壞食品中的酶類C解析干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生長和繁殖，進而延長食品保存時間，A正確；腌制通過添加食鹽、糖等制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長和繁殖，B正確；低溫保存可以抑制微生物的生命活動，但不是溫度越低越好，一般食品保存溫度為零上低溫，C錯誤；高溫處理可殺死食品中絕大部分微生物，并通過破壞食品中的酶類，降低酶類對食品有機物的分解，有利于食品保存，D正確。2.(2024·山東卷，14)在發(fā)酵過程中，多個黑曲霉菌體常聚集成團形成菌球體，菌球體大小僅由菌體數(shù)量決定。黑曲霉利用糖類發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸時需要充足的氧。菌體內(nèi)銨離子濃度升高時，可解除檸檬酸對其合成途徑的反饋抑制。下列說法錯誤的是(

)A.相同菌體密度下，菌球體越大，檸檬酸產(chǎn)生速率越慢B.發(fā)酵中期添加一定量的硫酸銨可提高檸檬酸產(chǎn)量C.發(fā)酵過程中pH下降可抑制大部分細菌的生長D.發(fā)酵結束后，將過濾所得的固體物質(zhì)進行干燥即可獲得檸檬酸產(chǎn)品D解析黑曲霉利用糖類發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸時需要充足的氧，相同菌體密度下，菌球體越大越不利于菌體與氧氣接觸，檸檬酸產(chǎn)生速率越慢，A正確；菌體內(nèi)銨離子濃度升高時，可解除檸檬酸對其合成途徑的反饋抑制，發(fā)酵中期添加一定量的硫酸銨，提高銨離子濃度，可提高檸檬酸產(chǎn)量，B正確；發(fā)酵過程中pH下降可導致細菌生命活動所必需的酶活性降低甚至失活，可抑制大部分細菌的生長，C正確；發(fā)酵結束后，將過濾所得的固體物質(zhì)進行提取、分離、純化、濃縮、干燥等一系列操作后才能獲得檸檬酸產(chǎn)品，D錯誤。3.(2024·江蘇卷，14)關于“利用乳酸菌發(fā)酵制作酸奶或泡菜”的實驗，下列敘述正確的是(

)A.制作泡菜的菜料不宜完全淹沒在煮沸后冷卻的鹽水中B.制作酸奶的牛奶須經(jīng)過高壓蒸汽滅菌后再接種乳酸菌C.發(fā)酵裝置需加滿菜料或牛奶并封裝，以抑制乳酸菌的無氧呼吸D.控制好發(fā)酵時間，以避免過量乳酸影響酸奶或泡菜的口味和品質(zhì)D解析制作泡菜是利用乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，所以為制造無氧環(huán)境，制作泡菜的菜料要完全淹沒在煮沸后冷卻的鹽水中，A錯誤；制作酸奶時，將牛奶加熱至90℃，保溫5min或將牛奶置于80℃恒溫水浴箱中15min。如果采用市售未開封的鮮奶，可直接使用，不需要滅菌，B錯誤；制作泡菜時菜料裝至容器的八成滿，制作酸奶時倒入的奶液量不要超過奶瓶容積的2/3，C錯誤；制作酸奶或泡菜時，控制好發(fā)酵時間，以避免過量乳酸影響酸奶或泡菜的口味和品質(zhì)，D正確。4.(2023·全國乙卷，37)某研究小組設計了一個利用作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇的小型實驗。其主要步驟是：先將粉碎的作物秸稈堆放在底部有小孔的托盤中，噴水浸潤、接種菌T，培養(yǎng)一段時間后，再用清水淋洗秸稈堆(清水淋洗時菌T不會流失)，在裝有淋洗液的瓶中接種酵母菌，進行乙醇發(fā)酵(酒精發(fā)酵)。實驗流程如圖所示。回答下列問題。(1)在粉碎的秸稈中接種菌T，培養(yǎng)一段時間后發(fā)現(xiàn)菌T能夠將秸稈中的纖維素大量分解，其原因是____________________________________________________。菌T能夠產(chǎn)生纖維素酶，纖維素酶可將纖維素分解(2)采用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，可以用淋洗液為原料制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中還需要加入氮源等營養(yǎng)成分，氮源的主要作用是____________________________(答出1點即可)。通常，可采用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進行滅菌。在使用該方法時，為了達到良好的滅菌效果，需要注意的事項有____________________________________________________________________________(答出2點即可)。為酵母菌蛋白質(zhì)合成提供原料

把滅菌鍋內(nèi)原有的冷空氣排除；滅菌時要在一定的溫度和壓力下維持一定的時間(3)將酵母菌接種到滅菌后的培養(yǎng)基中，擰緊瓶蓋，置于適宜溫度下培養(yǎng)、發(fā)酵。擰緊瓶蓋的主要目的是_______________________________________________。但是在酵母菌發(fā)酵過程中，還需適時擰松瓶蓋，原因是___________________________________________________________________。發(fā)酵液中的乙醇可用______________________溶液檢測。為酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇創(chuàng)造無氧條件乙醇發(fā)酵有CO2產(chǎn)生，擰松瓶蓋可以放出CO2，避免因瓶內(nèi)氣壓過大引起危險酸性重鉻酸鉀(4)本實驗收集的淋洗液中的________可以作為酵母菌生產(chǎn)乙醇的原料。與以糧食為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇相比，本實驗中乙醇生產(chǎn)方式的優(yōu)點是____________________________________________________________________。葡萄糖節(jié)約糧食，實現(xiàn)了廢物利用解析

(1)菌T能夠將纖維素變成酵母菌發(fā)酵所需的葡萄糖，利用的是其能夠產(chǎn)生分解纖維素的酶，能夠高效催化纖維素分解。(2)N元素是構成體內(nèi)一些物質(zhì)的必需元素，如氨基酸、核苷酸等。高壓蒸汽滅菌的注意事項包括：①待滅菌的物品放置不宜過緊；②必須將冷空氣徹底排除再開始加壓；③裝入待滅菌的物品不要過多；④錐形瓶與試管口不要與桶壁接觸……，合理即可。(3)擰緊瓶蓋的主要目的是營造無氧條件。酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生乙醇的同時還會產(chǎn)生CO2，擰松瓶蓋可以釋放CO2，防止容器壓力過大引起危險。酸性條件下重鉻酸鉀溶液可以用來檢測酒精。(4)纖維素分解產(chǎn)生的葡萄糖可以用來作為發(fā)酵原料，從社會責任感角度和實際生產(chǎn)角度出發(fā)分析即可，如節(jié)約糧食，生產(chǎn)成本低，實現(xiàn)了廢物利用，保護環(huán)境等。情境·探究·長句菠蘿果肉中含有較豐富的維生素B和維生素C。菠蘿酒味佳，且具有清熱解渴、消暑提神、化食止瀉的功效，深受人們的喜愛。工業(yè)上生產(chǎn)菠蘿酒的步驟大致如下:原料選擇→榨汁→調(diào)節(jié)糖度和酸度→發(fā)酵→調(diào)酒度→裝瓶。回答下列問題：(1)榨汁前需先將原料用90℃熱水浸泡5分鐘，這樣做的目的是____________________________________________________________________。(2)發(fā)酵釀制前加入一定量的白砂糖調(diào)節(jié)糖度，目的是__________________________________________________________________。菠蘿酒制作的原理：____________________________________(用反應式表示)。防止雜菌污染為酵母菌生長繁殖提供碳源(3)在菠蘿酒的制作過程中，研究人員進行了相關研究，其結果如圖所示(左縱軸表示酒精度、殘?zhí)橇俊⒖偹?：①請為以上研究擬一個課題