選擇性必修2《生物技術與工程》複習提綱
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第1章發酵工程
1。1傳統發酵技術的應用
一、 發酵與傳統發酵技術
1。 發酵： 人們利用微生物， 在適宜的條件下， 將原料透過微生物的代謝轉化為人類所需要的產
物。
2。 傳統發酵食品——腐乳：
（1） 原料： 豆腐。
（2） 參與發酵的微生物： 酵母、 麴黴和毛黴等， 起主要作用的是毛黴。
（3） 物質變化： 蛋白質 小分子的肽和氨基酸。
毛黴是怎樣將蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸的？
提示： 毛黴產生的蛋白酶將蛋白質分解。
3。 傳統發酵技術：
（1） 概念： 直接利用原材料中天然存在的微生物， 或利用前一次發酵儲存下來的麵糰、 滷汁等發
酵物中的微生物進行發酵、 製作食品的技術。
（2） 特點： 以混合菌種的固體發酵及半固體發酵為主， 通常是家庭式或作坊式的。
4。 下列食品是傳統發酵食品的是 。
豆腐 腐乳 醬油 香醋 豆油 泡菜
豆豉 饅頭 米酒 豆漿 酸奶 米飯
二、 嘗試製作傳統發酵食品
（一） 製作泡菜
1。 菌種來源： 植物體表面天然的乳酸菌。
2。 原理： 無氧的情況下， 乳酸菌將葡萄糖分解為乳酸。反應簡式： C 6 H 12 O 6 2C 3 H 6 O 3 （乳酸） +能量。
3。 方法步驟：
4。 結果分析與評價：
判一判： 結合泡菜的製作原理和過程， 判斷下列實驗分析的正誤：
（1） 用水密封泡菜壇可以保證乳酸菌發酵所需要的無氧環境。（√ ）
（2） 隨著發酵時間的延長， 泡菜中乳酸含量逐漸增加， 所以泡菜醃製時間越長越好。（×）
提示： 當乳酸含量為 0。 4%～0。 8%時， 泡菜的口味、 品質最佳， 如果發酵時間過長， 乳酸含量過高，
口味不佳， 還需考慮亞硝酸鹽含量的問題。
（3） 製作泡菜時配製的鹽水可以直接使用。（×）
提示： 鹽水應該煮沸冷卻後再使用。
（4） 蔬菜和香辛料不能裝滿泡菜壇， 只能裝八成滿。（√ ）
蔬菜中含有較多的硝酸鹽， 試從泡菜的製作過程分析亞硝酸鹽產生的原因。
提示： 泡菜是新鮮蔬菜經過乳酸菌等微生物的發酵製作而成的， 蔬菜中的硝酸鹽在某些微生物
的作用下被還原成亞硝酸鹽。
（二） 製作果酒和果醋
1。 菌種：
（1） 製作果酒菌種： 新鮮水果果皮表面附著的野生酵母菌。
（2） 製作果醋菌種： 醋酸菌。
2。 原理和反應簡式：
3。結果分析與評價：
判一判： 結合果酒和果醋的製作原理和過程， 判斷下列實驗分析的正誤：
（1） 在製作果酒過程中， 發酵液中有氣泡產生， 因此發酵瓶需要排氣。（√ ）
（2） 在製作果醋時， 發酵液變渾濁， 液麵會形成白色菌膜。（√ ）
（3） 在製作果酒過程中， 只有酵母菌進行發酵， 沒有其他微生物生長。（×）
提示： 葡萄皮上除酵母菌外， 還有其他雜菌， 所以發酵過程中， 有多種微生物參與。
（4） 在製作果醋的過程中， 酵母菌的酒精發酵被抑制。（√ ）
（5） 在製作果醋的過程中， 需將瓶蓋開啟為醋酸菌提供氧氣， 蓋上紗布以減少空氣中塵土等雜
質的汙染。（√ ）
三、 傳統發酵食品的品質
1。 由於菌種差異、 雜菌情況不明和發酵過程的控制缺乏標準等， 會造成發酵食品的品質不一。
2。 工業上大規模生產時， 通常會透過微生物培養技術獲得單一菌種， 再將它們接種到物料中進
行發酵。
知識點一 泡菜的製作
1。 菌種——乳酸菌：
（1） 代謝型別： 異養厭氧型， 有氧存在時， 無氧呼吸會受到抑制。
（2） 結構特點： 無核膜包被的細胞核， 是原核生物。
（3） 生殖方式： 二分裂。
（4） 種類： 種類很多， 常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。
2。 製作泡菜的材料選擇：
（1） 泡菜壇要選擇透氣性差的容器， 以創造無氧環境， 有利於乳酸菌發酵， 防止蔬菜腐爛。
（2） 選擇新鮮蔬菜： 蔬菜中含有大量的硝酸鹽， 若放置時間過長， 蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞
硝酸鹽， 增加泡菜中的亞硝酸鹽含量。
3。 泡菜發酵過程中乳酸菌、 乳酸和亞硝酸鹽含量的變化分析：
4。 泡菜製作過程中四個注意問題：
（1） 鹽水的比例和使用方法：
鹽水比例適中： 食鹽用量過高， 乳酸菌發酵受抑制， 泡菜風味差； 食鹽用量過低， 會導致雜菌
大量繁殖， 泡菜腐敗。
鹽水要煮沸後冷卻使用： 鹽水煮沸有兩大作用， 一是除去水中的氧氣， 二是殺滅鹽水中的細
菌。冷卻後使用是防止入壇蔬菜表面帶入的微生物被高溫殺死。
（2） 蔬菜裝至八成滿， 不能裝滿泡菜壇：蔬菜剛入壇時， 其表面帶入的微生物， 進行發酵產生較
多的 CO 2 ， 蔬菜裝至八成滿， 可以防止發酵液溢位。
（3） 壇蓋邊沿的水槽中要注滿水， 並經常補充， 以保證乳酸菌發酵所需要的無氧環境。
（4） 發酵溫度和時間的控制： 若溫度過高， 則易滋生雜菌； 若溫度過低， 則發酵時間延長。時間過
短， 會造成細菌大量繁殖， 亞硝酸鹽含量增加； 泡菜的發酵時間長， 亞硝酸鹽含量低， 但是發酵
時間過長， 乳酸含量過高， 口味不佳。
5。 進一步探究： 亞硝酸鹽含量的測定
（1） 原理： 在鹽酸酸化條件下， 亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應後， 與 N-1-萘基乙二胺
鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料。
（2） 方法： 比色法。將顯色後的樣品與標準顯色液進行對比， 估算亞硝酸鹽含量。
（3） 過程： 配製溶液製備標準顯色液製備樣品處理液比色。
知識點二 果酒和果醋的製作
1。 製作果酒和果醋的菌種和發酵條件的比較：
【特別提醒】 發酵過程中關注“兩個變化”
（1） 果酒發酵過程中酵母菌數量和酒精含量的變化：
菌體數量的變化： 發酵初期， 酵母菌進行有氧呼吸， 大量繁殖。發酵中期形成無氧環境， 酵母
菌數量增加緩慢， 最後達到穩定。發酵後期由於酒精含量較高， 可能會導致酵母菌大量死亡。
酒精含量的變化： 發酵初期， 酵母菌進行有氧呼吸， 酒精含量很低。發酵中期， 酵母菌進行無
氧呼吸產生大量酒精， 酒精含量增加。發酵後期， 由於酒精含量升高， 大量酵母菌死亡， 酒精含
量不再增加。
（2） 果酒、 果醋製作過程中 pH 的變化：
果酒發酵時產生的部分 CO 2 會溶於發酵液， 使發酵液 pH 下降， 最後趨於穩定。
果醋發酵時產生的醋酸溶於發酵液， 使發酵液 pH 下降， 最後趨於穩定。
2。 製作果酒和果醋的發酵裝置：
（1） 各部位的作用：
充氣口： 連線充氣泵充入氧氣（無菌空氣） 。充氣管下端要插入發酵液麵以下近瓶底處。
排氣口： 酒精發酵時排出酵母菌無氧呼吸產生的 CO 2 ， 平衡容器內外壓力； 在醋酸發酵時排出
的是剩餘的空氣和醋酸菌代謝產生的 CO 2 。排氣管下端離發酵液有一段距離， 外部要彎曲， 並盡
量保證管口向下， 可以防止空氣中微生物的汙染。
出料口： 便於取樣檢測， 及時監測發酵進行的情況或排出廢料。
（2） 該裝置的使用方法：
使用該裝置制果酒時， 應該關閉充氣口； 制果醋時， 應將充氣口連線氣泵， 輸入氧氣（無菌空
氣） 。
【特別提醒】 果酒和果醋製作成功的四個關鍵點
（1） 選擇新鮮的葡萄， 榨汁前先將葡萄進行沖洗， 再除去枝梗， 以防葡萄汁流失及汙染。
（2） 葡萄汁裝入發酵瓶時， 要留有大約 1/3 的空間： 目的是先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖，
耗盡瓶內 O 2 後再進行酒精發酵， 還可防止發酵過程中產生的 CO 2 造成發酵液溢位。
（3） 果酒發酵時要適時排氣： 防止發酵裝置爆裂。果醋發酵時要及時通氣：防止醋酸菌死亡。
（4） 嚴格控制溫度： 18～30 ℃利於酵母菌的繁殖和酒精發酵； 30～35 ℃利於醋酸菌的繁殖和果
醋的發酵。
3。 實驗現象及檢測：
（1） 實驗現象：
（2） 檢測：
酒精發酵： 果酒發酵後取樣， 可透過嗅味和品嚐進行初步鑑定， 也可以利用酸性重鉻酸鉀與
酒精反應出現灰綠色來檢測酒精。
醋酸發酵： 可透過觀察菌膜的形成、 嗅味和品嚐進行初步鑑定， 也可透過檢測和比較醋酸發
酵前後的 pH（可用 pH 試紙） 做進一步的鑑定。