第31讲 生物技术在食品加工中的应用
知识内容展示 1.果酒与果醋的制作 2.泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 科学思维 比较分类发酵加工食品的方法 生命观念 核心素养对接 发酵菌种的结构与功能的关系 考点 生物技术在食品加工中的应用
1.(2017·浙江11月选考节选)回答与酿酒和制醋有关的问题：
(1)为了获得优良的酿酒红曲霉菌株，将原菌株的孢子诱变处理后制成较稀浓度的单孢子悬液，这样做的目的是在培养时有利于获得________。
(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用某酿酒酵母进行酒精发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度接近15%时，________(A.乙醇氧化逐渐增强直至平衡 B.葡萄糖分解逐渐增强直至平衡 C.乙醇氧化逐渐减弱直至停止 D.葡萄糖分解逐渐减弱直至停止)。
(3)已知葡萄糖与蒽酮试剂反应能产生颜色，采用光电比色法测定红曲酒中的葡萄糖含量的步骤如下：第一步，标准曲线的制作。用蒸馏水配置________，与蒽酮试剂反应后，用比色计测定，并制作________的标准曲线。第二步，样品处理。将待测酒样品通过活性炭脱色，其目的是________。第三步，样品测定与计算。
(4)影响红曲酒风味的主要因素，除了温度、pH、氧气等环境因素外，还有________(答出2点即可)。
(5)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋化醋杆菌等混合。再添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料，其目的是________，以利于醋酸发酵。
解析 单菌落的分离是消除污染杂菌的通用方法，也是筛选高表达量菌株的最简便方法之一；酒精发酵到一定程度时，酒精浓度过高会抑制红曲霉菌的生存导致发酵停止，D正确；标准曲线的制作模仿的是教材中亚硝酸盐含量的测定实验，横坐标是葡萄糖的浓度，纵坐标是光密度值，先用蒸馏水配置一系列浓度的葡萄糖溶液，再与蒽酮试剂反应后，用比色计测定，制作葡萄糖浓度与光密度值关系的标准曲线。样品中含有色素，可以通过活性炭脱色，排除酒中原有颜色的干扰；影响红曲酒风味的主要因素有温度、pH、氧气、不同的菌株、不同的原料等；用红曲酒进行醋酸发酵，醋杆菌是需氧型微生物，发酵装置需通氧气，添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料可以
增加通气性。
答案 (1)单菌落 (2)D (3)一系列浓度的葡萄糖标准溶液 葡萄糖浓度与光密度值关系 排除酒原有颜色的干扰 (4)不同的菌株、不同的原料 (5)增加通气性 2. (2017·浙江4月选考节选)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题：
(1)泡菜腌制过程中，会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐，其中醇类是由________进行厌氧呼吸产生。亚硝酸盐对人体有害，为测定泡菜中亚硝酸盐含量，从泡菜中提取亚硝酸盐，与________发生重氮化反应，再与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。然后用光程为1 cm的________，在550 nm光波下测定光密度值，与由已知浓度梯度的亚硝酸钠制作的________比对，计算样品中亚硝酸盐的含量。
(2)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。在一定的腌制时间内，随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低，是由于在厌氧和________环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。 解析 (1)泡菜腌制过程中，产生的醇类物质是由假丝酵母进行厌氧呼吸产生。为测定泡菜中亚硝酸盐含量，从泡菜中提取亚硝酸盐，与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，产物再与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。然后用光程为1 cm的比色杯，在550 nm光波下测定光密度值，与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的标准曲线比对，计算样品中亚硝酸盐的含量。(2)泡菜腌制中产生的亚硝酸盐可被亚硝酸还原酶催化降解，该酶在厌氧和酸性环境下能催化亚硝酸盐降解。 答案 (1)假丝酵母 对氨基苯磺酸 比色杯 标准曲线 (2)酸性
本题组对应选修一P45～P50，果酒及果醋的制作；选修一P53～P57，泡菜的腌制和亚
硝酸盐的测定
1.酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵，且当培养液中乙醇的浓度超过16%时，酵母菌就会死亡。所以自然酿成的葡萄酒度数一般不高。将葡萄浆装入发酵瓶中，装量不要超过2/3，目的是：缓存二氧化碳，防止发酵液外溢。装置中带有弯曲的玻璃管的作用：防止空气和杂菌进入，同时使发酵产生的二氧化碳可以出去，减小瓶中的压力。果酒发酵瓶一般放在25～30 ℃条件下2～3天。当发酵瓶中停止出现气泡时，表示发酵完毕。
2.制作果酒的干酵母需用温水调成糊状，再加入极少量蔗糖，促使酵母菌迅速发酵。若使用发酵瓶进行果酒发酵，可能出现负压，这是因为微生物发生了需氧呼吸造成的。这时可以加入更多的酵母，使发酵尽快发生。
3.醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸，它所产生的醋酸可以使培养液中醋酸的含量高达13%，教材果醋制作采用了固定化醋杆菌进行醋酸发酵。乙瓶为发酵瓶，其中的锯末的功能是作为固定醋杆菌的介质。这样做的好处是有利于醋杆菌的重复利用和产物的分离。乙瓶中的锯末装
至八分满，原因是醋杆菌发酵需要氧气，乙瓶的下口有一玻璃管，要向里通入无菌空气，具体做法是在该管中塞脱脂棉球，该管的另一端要升至锯末之上。乙瓶下口还有一处带有胶管，上有一螺丝夹，主要用于控制发酵液流出的速率。发酵开始时，需将酒水混合物的pH调到7.0左右，发酵过程中，每天检测流出液的pH，等到流出液的pH不再减少时，就可以停止实验了。 4.果醋制作用到的醋化醋杆菌的培养基成分有：蛋白胨、酵母提取物、甘露醇。
5.泡菜腌制过程中起作用的微生物主要是乳酸菌和假丝酵母，是天然微生物发酵而成。泡菜腌制过程中，在无氧条件下，微生物利用菜中的糖类和其他营养物质进行发酵，产物有有机酸(如乳酸)和醇类物质，其中也有亚硝酸盐。亚硝酸盐可以与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。
6.光电比色法测定时，样品经显色处理后，用光程为1 cm的比色杯在550__nm处测定光密度值(OD值)，并以10__mL水为空白对照。用已知浓度的亚硝酸钠标准溶液进行相同的显色处理后，用相同方法测定OD值，以亚硝酸钠质量为横坐标，以OD值为纵坐标，绘制标准曲线。
一、果酒及果醋的制作 1.制作原理
2.制作流程
3.发酵装置 (1)各部位的作用
①充气口：在果酒制作时封闭，在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 ②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，加水后防止空气中微生物的污染。 ③出料口：是用来取样的。
(2)榨汁机和发酵瓶都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒处理。 4.注意事项
(1)果酒制作过程中，葡萄在用高锰酸钾溶液浸泡后，一定要用清水将高锰酸钾溶液冲洗干净，之后再去梗。
(2)将葡萄浆放入发酵瓶时，装量不能超过2/3。 (3)果醋发酵时，通气孔需塞上脱脂棉球，以过滤空气。
(4)醋化醋杆菌培养物与酒—水混合物混匀后需将pH调至7.0(中性)。 二、泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 1.泡菜制作
(1)制作原理：在无氧条件下，微生物(乳酸菌和假丝酵母)利用蔬菜中的糖和其他营养物进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质等，其中也有亚硝酸。 (2)制作流程
2.亚硝酸盐含量的测定
(1)原理：亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸→反应物(重氮化反应)；反应物＋N－1－萘基乙二胺→紫红色产物(偶联反应)。
(2)用显色反应后的样品经光电比色法定量测定OD值。
(3)用已知浓度的亚硝酸钠标准溶液测量OD值并绘制标准曲线，通过标准曲线得到样品中的亚硝酸盐的质量。
(4)计算泡菜中亚硝酸盐的含量。公式如下：
X1＝(m2×V1)/(m1×V2)
式中：X1为样品中亚硝酸盐量(单位mg/kg) V1为样品处理液总体积 m1为样品质量(单位 g)
m2为通过标准曲线得到样品中的亚硝酸盐的质量(单位 μg) V2为测定用样品液体积
角度 果酒、果醋及泡菜的制作
1.(2024·浙江重点中学联考)葡萄是常见水果，可以用来榨果汁、制果酒和果醋，下图是制作果酒果醋的简易装置。请回答：
(1)用该装置进行葡萄酒酿制过程中，开关1和2的开闭情况为________________。
(2)研究发现很多因素会影响葡萄酒的品质和产量，为提高葡萄酒产量可以添加________________。
(3)在葡萄酒发酵过程中，大多数情况下要给葡萄汁添加________________以提高酒精度。不同品种的酵母菌发酵产生的葡萄酒酒精度不同，若要从野生酵母中筛选出酒精转化率高、对酒精耐受能力强的酿酒酵母，可用________________。
(4)用葡萄酒制作果醋过程中将醋化醋杆菌与酒－水混合物混匀加入发酵瓶中并________，发酵过程中要不断从开关1通入________，在这个过程中也可以用________替代醋化醋杆菌。
解析 (1)酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精，使瓶内气压升高，故始终关闭开关1，定时打开开关2放出CO2；(2)添加果胶酶可以提高出汁率，从而提高葡萄酒的产量；(3)用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低，可以添加蔗糖提高酒精度；在培养基中加入高浓度的酒精，筛选出酒精耐受能力强的酿酒酵母；(4)用葡萄酒制作果醋过程中将醋化醋杆菌与酒－水混合物混匀加入发酵瓶中，并调节pH至7.0后倒入发酵瓶，醋杆菌是需氧型微生物，发酵瓶中应不断通入无菌空气，若没有醋杆菌可以用醋曲代替。 答案 (1)始终关闭开关1，定时打开开关2 (2)果胶酶
(3)蔗糖 含高浓度酒精的培养基进行筛选 (4)调节pH 无菌空气 醋曲
2.(2024·杭州市质量检测)不同浓度还原型谷胱甘肽(GSH)处理对甘蓝泡菜中硝酸还原酶(NR)活性
2024版生物浙江高考选考一轮复习讲义：第31讲 生物技术在食品加工中的应用 含答案
