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生物技術在食品加工中的應用 一、選擇題 1．利用葡萄汁發(fā)酵生產(chǎn)葡萄酒，當酒精含量達到12%～16%時，發(fā)酵就停止了。下列有關解釋錯誤的是(　　) A．酒精對酵母菌有毒害作用 B．葡萄汁中的營養(yǎng)物質(zhì)不足 C．發(fā)酵液中pH逐漸降低影響酶的活性 D．氧氣過少導致酵母菌無法進行細胞呼吸 解析：選D　酒精是發(fā)酵的產(chǎn)物，但酒精對細胞有一定的毒害作用；隨著發(fā)酵進行，發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質(zhì)減少，pH逐漸降低，酵母菌會大量死亡，發(fā)酵停止；酵母菌是兼性厭氧菌，氧氣過少時可進行無氧呼吸。 2．下列關于“腐乳的制作”敘述錯誤的是(　　) A．制作腐乳時毛霉等多種微生物共同發(fā)揮作用 B．毛霉生長的最適溫度為30～35 ℃ C．后期發(fā)酵時間長短與鹽用量、鹵湯成分等有關 D．封瓶時最好將瓶口通過酒精燈的火焰 解析：選B　腐乳的制作是毛霉等多種微生物共同作用的結(jié)果；毛霉生長的最適溫度為15～18 ℃。 3．下圖中甲是果醋發(fā)酵裝置，乙是發(fā)酵過程中培養(yǎng)液pH變化曲線圖，下列敘述正確的是(　　) A．發(fā)酵初期不通氣，溶液中沒有氣泡產(chǎn)生 B．中期可以聞到酒香，說明進行了酒精發(fā)酵 C．后期接種醋酸菌，適當通氣并保持原有溫度 D．圖乙中能正確表示pH變化的曲線是③ 解析：選B　發(fā)酵初期不通氣，酵母菌可進行無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，所以溶液中有氣泡產(chǎn)生；酒精是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的，若中期可以聞到酒香，說明進行了酒精發(fā)酵；果酒制作需要缺氧環(huán)境，且溫度為18～25 ℃，而果醋制作需要氧氣，且溫度為30～35 ℃，所以接種醋酸菌，應適當通氣并提高培養(yǎng)溫度；果酒制作階段，產(chǎn)生二氧化碳溶于水形成碳酸，使pH下降，進行果醋發(fā)酵后，產(chǎn)生醋酸也使pH下降，所以圖乙中能正確表示pH變化的曲線是②。 4．如圖表示利用蘋果制備果酒、果醋的流程圖。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．過程①接種人工培育的酵母菌可以提高蘋果酒的品質(zhì) B．蘋果原醋可以為過程③提供所需菌種 C．過程①所需的最適溫度低于過程② D．整個發(fā)酵過程都必須在嚴格無菌條件下才能正常進行 解析：選D　果酒發(fā)酵的適宜溫度為18～25 ℃，果醋發(fā)酵的適宜溫度為30～35 ℃；果酒發(fā)酵可以利用附著在蘋果皮上的野生型酵母菌；發(fā)酵過程不需要嚴格無菌。 5．下列有關傳統(tǒng)發(fā)酵技術及其在食品生產(chǎn)中應用的敘述，正確的是(　　) A．釀酒過程中密封的時間越長，產(chǎn)生的酒精量就越多 B．釀制果醋所需酵母菌和醋酸菌的發(fā)酵底物、條件相同 C．制作腐乳時需利用毛霉產(chǎn)生的酶分解豆腐中的蛋白質(zhì)等物質(zhì) D．制作果酒、果醋的微生物須在無菌條件下才能發(fā)酵 解析：選C　酒精是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的，在一定的時間內(nèi)，密封的時間越長，產(chǎn)生的酒精量就越多，但酒精達到一定濃度會抑制無氧呼吸，導致酒精不再增加；釀制果醋的過程是酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生果酒，再利用醋酸菌發(fā)酵成果醋，前者的發(fā)酵底物是糖類，條件是18～25 ℃、無氧，后者的發(fā)酵底物是酒精，溫度是30～35 ℃、需氧；制作腐乳時需利用毛霉分泌的蛋白酶和脂肪酶，它們能夠分解豆腐中的蛋白質(zhì)、脂肪；自然發(fā)酵時，葡萄汁等沒有嚴格滅菌，酵母菌、醋酸菌也能發(fā)酵。 6．(2019南菁高級中學模擬)如圖為某同學設計的釀制蘋果醋的基本流程圖和發(fā)酵裝置示意圖。下列相關分析正確的是(　　) A．①過程要先切塊后清洗以減少雜菌的污染 B．③過程發(fā)酵瓶中留1/3的空間可防止發(fā)酵時培養(yǎng)液溢出 C．③過程發(fā)酵所用酵母菌無具膜結(jié)構(gòu)的細胞器 D．④過程需要將發(fā)酵裝置中的充氣口開關關閉 解析：選B　過程①如果先切塊，則內(nèi)部組織容易被雜菌污染，所以應先清洗后切塊；分析流程圖可知：③過程為利用蘋果汁釀制蘋果酒的過程，酵母菌的代謝活動會產(chǎn)生大量CO2，發(fā)酵瓶中留1/3的空間可防止發(fā)酵時培養(yǎng)液溢出；③過程發(fā)酵所用的酵母菌為真核生物，有具膜結(jié)構(gòu)的細胞器；④過程為果醋發(fā)酵，起作用的菌種為醋酸菌，醋酸菌是一種好氧菌，在氧氣充足的條件下才能進行旺盛的生命活動，因此需要將發(fā)酵裝置的充氣口開關打開。 7．下列關于果酒、果醋和腐乳制作的敘述，正確的是(　　) A．一般含糖量較高的水果可用來制作果酒 B．果醋發(fā)酵包括有氧發(fā)酵和無氧發(fā)酵 C．制作腐乳時，應防止毛霉以外的其他微生物生長 D．利用的微生物都是真核生物 解析：選A　醋酸菌屬于原核生物，且是嚴格好氧菌，所以果醋發(fā)酵只有有氧發(fā)酵；參與腐乳發(fā)酵的微生物有青霉、毛霉、曲霉、酵母等，其中主要是毛霉。 8．下列關于制作果酒和果醋的敘述，正確的是(　　) A．果酒和果醋的發(fā)酵菌種不同，細胞呼吸方式相同 B．果酒制作過程中，葡萄汁要裝滿發(fā)酵瓶，有利于發(fā)酵形成更多的果酒 C．果酒發(fā)酵過程中溫度控制在30 ℃，果醋發(fā)酵過程中溫度控制在20 ℃ D．果醋發(fā)酵過程中，通過充氣口充入氧氣，有利于果醋的形成 解析：選D　制作果酒的菌種是酵母菌，酵母菌是兼性厭氧菌，制作果醋的菌種是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌；果酒制作過程中，葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時要留有1/3的空間，既有利于酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖，又可以防止發(fā)酵旺盛時汁液溢出；果酒發(fā)酵過程中溫度控制在18～25 ℃，果醋發(fā)酵過程中溫度控制在30～35 ℃。 9．(2018江蘇高考)某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進行葡萄酒主發(fā)酵過程的研究，下列敘述錯誤的是(　　) A．夏季生產(chǎn)果酒時，常需對罐體進行降溫處理 B．乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過程中空氣的進氣量不宜太大 C．正常發(fā)酵過程中罐內(nèi)的壓力不會低于大氣壓 D．可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發(fā)酵 解析：選B　利用酵母菌進行酒精發(fā)酵時，一般將溫度控制在18～25 ℃，因此夏季生產(chǎn)果酒時，需要對發(fā)酵罐體進行降溫處理；發(fā)酵過程中，進氣口閥門應該關閉，以保證發(fā)酵罐的無氧環(huán)境，使酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精；正常發(fā)酵過程中，由于酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生CO2，所以發(fā)酵罐內(nèi)的壓力增大，高于大氣壓；葡萄酒的發(fā)酵過程消耗葡萄糖，所以可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發(fā)酵。 10．(2019鹽城模擬)下列有關傳統(tǒng)發(fā)酵技術的敘述，正確的是(　　) A．果酒、果醋和腐乳制作中，利用的都是微生物胞內(nèi)酶 B．制作果醋的醋酸菌，屬于嚴格厭氧的微生物 C．青霉、毛霉、曲霉等均參與了腐乳的發(fā)酵 D．制作果酒、果醋和腐乳所需時間基本相同 解析：選C　果酒、果醋是微生物的代謝產(chǎn)物，需要的酶為胞內(nèi)酶，腐乳制作是利用毛霉產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶分解蛋白質(zhì)、脂肪，蛋白酶、脂肪酶是胞外酶。制作果醋需要醋酸菌，它是一種好氧的微生物。青霉、毛霉、曲霉等真核生物均參與了腐乳的發(fā)酵。制作果酒的時間一般為10～12 d，制作果醋的時間一般為7～8 d，而制作腐乳的時間更短。 11.某同學設計了如圖所示的發(fā)酵裝置來制作果酒、果醋，下列有關敘述錯誤的是(　　) A．甲用來制作果酒，乙用來制作果醋 B．乙裝置需要的溫度條件高于甲 C．該裝置便于發(fā)酵中產(chǎn)生氣體的排出 D．甲、乙裝置排液管排出液體的pH都下降 解析：選C　甲裝置密閉，可用來進行酵母菌的發(fā)酵制作果酒；酒精進入乙裝置，在有氧條件下，可用來制作果醋。酵母菌酒精發(fā)酵溫度一般為18～25 ℃，而醋酸菌的最適生長溫度為30～35 ℃。甲到乙、乙到丙流入的都是發(fā)酵液，甲裝置中沒有氣體的排出口，該裝置不便于發(fā)酵中產(chǎn)生氣體的排出。甲裝置產(chǎn)生酒精和二氧化碳，pH下降，乙裝置將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿?，pH也下降。 12．下面為腐乳制作過程的流程圖，下列說法錯誤的是(　　) A．毛霉為好氧型真菌，為避免缺氧，碼放豆腐時要留出一定縫隙 B．加鹽腌制的目的是析出豆腐中的水分使之變硬，同時能抑制微生物的生長 C．加鹵湯、密封腌制中，毛霉不斷增殖，并產(chǎn)生大量的酶，分解蛋白質(zhì) D．密封瓶口時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，以防止瓶口污染 解析：選C　從流程圖可以看出，毛霉在加鹽腌制前就已長成，加鹵湯、密封腌制中，毛霉不再增殖。 13．(2019鹽城中學模擬，多選)下列關于腐乳制作的敘述，正確的是(　　) A．在腐乳制作過程中必須有能產(chǎn)生蛋白酶的微生物參與 B．含水量大于85%的豆腐利于保持濕度，適宜制作腐乳 C．加鹽和加酒都能抑制微生物的生長 D．密封瓶口前瓶口不需要通過火焰以防雜菌污染 解析：選AC　微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸；含水量為70%左右的豆腐適于制作腐乳，含水量過高的豆腐制腐乳不易成形；加鹽和加酒都能防止雜菌污染，避免豆腐塊腐敗變質(zhì)；越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此密封瓶口前最好將瓶口通過酒精燈火焰以防雜菌污染。 14．(2019金湖中學模擬，多選)如圖1是蘋果酒和蘋果醋的現(xiàn)代生產(chǎn)裝置簡圖，圖2是與生產(chǎn)過程關聯(lián)的某些物質(zhì)濃度隨時間的變化情況。據(jù)圖分析，相關敘述正確的是(　　) A．甲、乙罐中的微生物的代謝類型分別是異養(yǎng)兼性厭氧型、異養(yǎng)需氧型 B．甲罐頂上管道彎曲及加水的目的是防止空氣、雜菌進入，以及排氣減壓等 C．乙罐中刨木花既有利于發(fā)酵菌的附著，又能為其提供一定的碳源 D．a(chǎn)、b曲線可分別代表酒精和醋酸的濃度變化規(guī)律 解析：選ABD　甲罐中的微生物是酵母菌，其代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型，乙罐中的微生物是醋酸菌，其代謝類型是異養(yǎng)需氧型；甲罐頂上管道彎曲及加水的目的是防止空氣、雜菌進入，以及排氣減壓等；乙罐中刨木花有利于發(fā)酵菌的附著，但不能為其提供一定的碳源，為其提供一定碳源的是酒精；酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精先逐漸增多，后來因為酒精過多抑制了酒精發(fā)酵，故a曲線可代表酒精的濃度變化規(guī)律，乙罐中果醋發(fā)酵是以酒精為原料，故b曲線可代表醋酸的濃度變化規(guī)律。 15．(多選)下列評價果酒和果醋制作是否成功的方法中，合理的是(　　) A．對于果醋通過品嘗的方法進行鑒定 B．通過向果酒發(fā)酵液中加入重鉻酸鉀試劑進行鑒定 C．通過檢測果醋發(fā)酵前后發(fā)酵液的pH變化進行鑒定 D．通過檢測果酒發(fā)酵前后雜菌的數(shù)量變化進行鑒定 解析：選ABC　對于果醋可通過品嘗的方法或檢測果醋發(fā)酵前后發(fā)酵液的pH變化進行鑒定；對于果酒可通過向果酒發(fā)酵液中加入(酸性)重鉻酸鉀試劑進行鑒定。通過檢測果酒發(fā)酵前后雜菌的數(shù)量變化不能鑒定果酒和果醋制作是否成功。 二、非選擇題 16．天津獨流老醋歷史悠久、獨具風味，其生產(chǎn)工藝流程如下圖。 (1)在糖化階段添加酶制劑需要控制反應溫度，這是因為酶_____________________。 (2)在酒精發(fā)酵階段，需添加酵母菌。在操作過程中，發(fā)酵罐先通氣，后密閉。通氣能提高________的數(shù)量，有利于密閉時獲得更多的酒精產(chǎn)物。 (3)在醋酸發(fā)酵階段，獨流老醋采用獨特的分層固體發(fā)酵法，發(fā)酵30天。工藝如下： ①發(fā)酵過程中，定期取樣測定醋酸桿菌密度變化，趨勢如圖。據(jù)圖分析，與顛倒前相比，B層醋酸桿菌在顛倒后密度變化的特點是________________________，由此推測，影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素是________________________。 ②乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。發(fā)酵過程中，發(fā)酵缸中____________________________層的醋醅有利于乳酸菌繁殖，積累乳酸。 ③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是發(fā)酵后期營養(yǎng)物質(zhì)消耗等環(huán)境因素的改變，加劇了不同種類乳酸菌的____________，淘汰了部分乳酸菌種類。 解析：(1)酶的活性受溫度的影響，在最適溫度下酶的催化能力最強。(2)發(fā)酵過程中先通氣的目的是讓酵母菌大量繁殖，使發(fā)酵液中的酵母菌總數(shù)達到一定程度，有利于發(fā)酵的進行。(3)①醋酸桿菌是好氧菌，據(jù)圖分析，第15天將A、B層顛倒，顛倒后使原來處于下層缺氧狀態(tài)的醋酸桿菌分布在上層有氧的環(huán)境，醋酸桿菌大量繁殖，其數(shù)量上升，后來因為培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)被逐漸消耗以及呼吸產(chǎn)物對pH的影響，導致其數(shù)量不再增長而趨于穩(wěn)定。由此推測影響醋酸桿菌密度變化的主要因素是氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH。②因為乳酸菌是厭氧菌，故下層(未顛倒前B層處于下層，顛倒后A層處于下層)有利于乳酸菌繁殖。③由題目信息可知，由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗、發(fā)酵環(huán)境發(fā)生改變等，生物個體之間的斗爭、不同種類之間的競爭會加劇。 答案：(1)在最適溫度條件下催化能力最強　(2)酵母菌 (3)①先快速增長后趨于穩(wěn)定　氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、pH　②顛倒前的B層和顛倒后的A(或不翻動，或下)　③種間競爭(或競爭) 17．(2017全國卷Ⅱ)豆豉是大豆經(jīng)過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進行發(fā)酵，并在32 h內(nèi)定期取樣觀測發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉栴}： (1)該實驗的自變量是________、________。 (2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是________。 (3)如果在實驗后，發(fā)現(xiàn)32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系，則無法確定發(fā)酵的最佳時間；若要確定最佳發(fā)酵時間，還需要做的事情是______________ ________________________________________________________________________。 (4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)開_________，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)開_________。 解析：(1)實驗使用甲、乙兩種菌種，并在32 h內(nèi)定期取樣觀測發(fā)酵效果，所以該實驗的自變量是菌種和發(fā)酵時間。(2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是好氧型微生物。(3)因“32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系”，說明發(fā)酵的最佳時間可能超過32 h，故可繼續(xù)延長發(fā)酵時間，定期取樣觀測發(fā)酵效果，以確定最好的發(fā)酵效果所對應的時間，此時間即為最佳發(fā)酵時間。(4)從大豆到豆豉，在相關微生物的作用下，大豆中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡暮桶被?，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)楦视秃椭舅帷? 答案：(1)菌種　發(fā)酵時間　(2)好氧菌　(3)延長發(fā)酵時間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對應的時間即為最佳發(fā)酵時間　(4)氨基酸和肽　脂肪酸和甘油