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高中三年级生物

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    (附加题)“烟台苹果”全国闻名,烟台北方安德利果汁股份有限公司就是以苹果为原材料,主要生产浓缩果汁、果酒、果干、香精和果胶等产品。工厂利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程如下图所示,请分析回答:

    (1)用苹果加工成果汁的过程中,为了提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清,在预处理时需要加入__________;同时为了使其得到充分利用,节约成本,需要控制好__________。
    (2)苹果酒清香、明快,风味清爽,它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生,可用____________来检验。
    (3)严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物,通常所指的发酵条件不包括__________。
    A.温度控制 B.溶氧控制 C.pH控制 D.酶的控制
    (4)下列方案能对发酵过程中使用的菌种进行分离的是_________。
    A.用纤维素为唯一碳源的培养基上进行筛选
    B.用尿素作为唯一氮源的培养基上进行筛选
    C.在常规培养基中加入青霉素进行筛选
    D.在小麦试验田中喷洒赤霉素进行筛选
    (5)苹果酒在_________的作用下,经过深层发酵可形成苹果醋;在此过程中,发酵温度要严格控制在________;同时要适时向发酵液中充气,原因是__________。
    本题信息:2012年山东省模拟题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “(附加题)“烟台苹果”全国闻名,烟台北方安德利果汁股份有限公司就是以苹果为原材料,主要生产浓缩果汁、果酒、果干、香精和果胶等产品。工厂利用苹果生产果汁...” 主要考查您对

果酒和果醋的制作

土壤中微生物的分离与计数

果胶酶在果汁生产中的作用

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  • 果酒和果醋的制作
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果酒和果醋的制作:

一、实验原理
(1)酵母菌的细胞呼吸
①酵母菌是营异养生活的真菌。
②酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,表达式为:C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量(反应中均需要酶的参与)
③酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,表达式为:C6H12O6→C2H5OH+CO2+能量(反应中均需要酶的参与)
(2)酵母菌发酵的最佳环境
①酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活:在有氧时,酵母菌大量繁殖,但是不起到发酵效果;在无氧时,繁殖速度减慢,但是此时可以进行发酵。
②在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵。
③20℃左右最适合酵母菌繁殖,酒精发酵的最佳温度是在18℃~25℃。
④pH最好是弱酸性。
(3)醋酸菌好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸。
①表达式为:C2H5OH→CH3COOH+H2O;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
②醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃
二、果酒果醋的制作
项目 果酒的制作 果醋的制作
主要菌种 酵母菌 醋酸菌
原理 果酒:酵母菌的无氧呼吸
果醋:醋酸菌有氧呼吸
(1)当氧气、糖源都充足时,糖→醋酸
(2)当缺少糖源时,乙醇→乙醛→醋酸
实验流程 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒 挑选葡萄→冲洗→榨汁→醋酸发酵→果醋
温度 18~25℃ 30~35℃
氧的需求 前期需氧,后期不需氧 需充足氧
提示 在果酒制作过程的前期通入空气或在发酵瓶中留有一定的空间(大约1/3),可以给酵母菌提供氧气,使其进行
有氧呼吸,为酵母菌的生长、增殖提供能量,酵母菌迅速增殖,缩短发酵时间。在生产酒精的阶段要求严格的无氧环境,此阶段如果有氧,则会抑制酒精发酵。
果醋制作过程中要求始终通氧,因为醋酸菌是好氧细菌,缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响,另外醋酸的生成也会受到影响。




知识拓展:

1、注意问题:充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。


2、特别提醒:在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的事附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。发酵过程中,随着酒精度地提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈深红色。在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌能大量生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
3、注意事项:
(1)果醋的制作需用醋酸菌,醋酸菌是一种好氧菌,所以在制作过程中需通氧气;当氧气、糖源充足时,醋酸菌可将葡萄糖氧化成醋酸;醋酸菌的呼吸作用为严格的有氧呼吸。
(2)防止发酵液被污染的方法:
①榨汁机要清洗干净,并晾干
②发酵瓶要清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒
③装入葡萄汁后,封闭充气口
④发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接
(3)榨汁机要清洗干净并晾干;将先冲洗后除梗的葡萄放入冲洗晾干的榨汁机内进行榨汁。
(4)产醋最多的措施:往果酒中加入变酸的酒表面的菌膜,并通气。醋酸菌能将葡萄汁中的糖分解成醋酸的条件:氧气、糖源充足。
(5)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时,正确的操作是给发酵装置适时排气。
(6)发酵条件:葡萄汁装入发酵瓶时,要留有约1/3的空间;制葡萄酒的过程中,除在适宜的条件下,时间应控制在10d~12d左右;制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些,但时间一般控制在7d~8d左右。
(7)酒精与重铬酸钾在酸性条件下发生的颜色反应为灰绿色。
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数:

1.分离菌株的思路
(1)自然界中目的菌株的筛选
①依据:根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
②实例:PCR技术过程中用到的耐高温的Taq DNA聚合酶,就是从热泉中筛选出来的Taq细菌中提取出来的。
(2)实验室中目的菌株的筛选
①原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度.pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物
②方法:能合成脲酶的细菌才能分解尿素。配制以尿素为唯一氮源的培养基,能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。
2.统计菌落数目的方法
(1)稀释涂布平板法(间接)
①当样品的稀释庋足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。
②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。
(2)利用显微镜直接计数
3.分解尿素的细菌的鉴定细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌,若指示剂变红,可确定该种细菌能够分解尿素。
4.实验流程
土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定


知识拓展:

1、Taq细菌是耐高温的微生物。
2、培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求,加入某些物质或出去某些营养物质,一直其他微生物的生长,也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的抗性,在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
3、测定微生物数量的方法:
①直接计数法:常用显微镜直接技术法,一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。
②间接计数法:常用稀释平板计数法,平板培养基上长出一个菌落就代表原待测样品中一个微生物个体。4、通常用来作为菌种鉴定的重要依据的是菌落。
果胶酶在果汁生产中的作用:

1、果胶酶的作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
2、成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
3、特点:不溶于水。
4、酶的活性
(1)概念:指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法:用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
(3)酶反应速度的表示方法:用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
(4)酶活性的影响因素:温度、pH和酶的抑制剂等。
5、探究温度和pH对酶活性的影响实验和探究果胶酶的用量。
(1)实验流程
制备苹果泥→设置一系列具有梯度的温度和pH→加入果胶酶反应一段时间→过滤果汁
(2)该实验的自变量是温度或pH,因变量是酶的活性,检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。
6、探究果胶酶的最适用量
(1)实验流程
配制9个不同浓度梯度的果胶酶溶液,各取等量酶溶液分别放人试管中,并依次编号。制取苹果泥,各取等 量苹果泥分别放入9支试管中,并依次对应编号 → 37℃恒温水浴一段时间后,迅速混合对应编号的酶溶液和苹果泥→37℃恒温水浴20min过滤后测量果汁体积
(2)实验结果分析说明:如果随着酶浓度的增大,过滤得到的果汁的体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的浓度增大到某个值后,再增加酶的用量,过滤得到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,这个值就是酶的最适用量。
知识点拨:

1、制备苹果泥时,可先将苹果切成小块放入榨汁机中,加入适量的水都再搅拌;如果用橙子做实验不必去掉橙皮。
2、在探究不同pH果胶酶活性的影响时,可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行调试。
3、在果胶酶处理果泥时,为了使果胶酶充分的催化反应,应用玻璃棒不时的搅拌反应混合物。
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