第1节 传统发酵技术的应用

发酵是利用微生物的代谢活动获得所需产物的过程，微生物的代谢方式并不局限于无氧呼吸，有些发酵过程中微生物进行有氧呼吸，例如醋酸发酵所利用的醋酸菌是好氧菌，进行有氧呼吸， $ \mathrm{A} $ 错误；传统发酵利用的是天然菌种，菌种差异（不同的菌种发酵特性不同，产生的代谢物种类和含量有别）、不明杂菌（杂菌会与发酵菌种竞争营养物质，还可能产生不利于发酵食品品质的物质）等因素的存在，往往会造成传统发酵食品的品质不一， $ \mathrm{B} $ 正确；不同发酵产品所用原料可能相同，例如，同样以葡萄糖为原料，在有氧条件下可进行醋酸发酵，在无氧条件下可进行酒精发酵， $ \mathrm{C} $ 错误；传统发酵技术通常是利用原料中天然存在的微生物进行发酵，一般不需要人为严格控制发酵条件，如家庭制作泡菜等， $ \mathrm{D} $ 错误。

豆腐经毛霉等发酵后，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，使有机物种类增加，蛋白质含量减少， $ \mathrm{A} $ 正确；传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的， $ \mathrm{B} $ 正确；传统发酵技术可直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵，如家庭制作馒头时采用老面（前一次发酵保存下来的面团）发酵，老面中存在酵母菌，属于传统发酵技术， $ \mathrm{C} $ 正确， $ \mathrm{D} $ 错误。

发酵前不能对白菜进行灭菌处理，否则会杀死白菜表面的乳酸菌而无法发酵， $ \mathrm{A} $ 错误；煮沸所用盐水的目的是杀灭杂菌和除去部分溶解氧， $ \mathrm{B} $ 正确；在发酵过程中影响亚硝酸盐含量的因素有温度、食盐用量和腌制时间等，食盐用量会影响发酵进程，对酸菜口感、口味造成影响，所以食盐的用量不仅影响酸菜的口感，还会影响其中亚硝酸盐的含量， $ \mathrm{C} $ 正确；酸菜发酵过程中，乳酸含量的变化趋势是先增加后维持相对稳定，而亚硝酸盐含量先增加后减少，二者的变化趋势并不完全相同， $ \mathrm{D} $ 正确。

酸笋制作过程中产酸的菌种主要是乳酸菌，利用了乳酸菌的无氧呼吸，乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型， $ \mathrm{A} $ 正确；“清水过面”能阻挡空气进入，从而创造无氧环境，抑制需氧型杂菌繁殖，减少杂菌污染， $ \mathrm{B} $ 正确；上一批次的发酵液含有乳酸菌，在制作酸笋时若加入上一批次的发酵液可加速发酵进程， $ \mathrm{C} $ 正确；酸笋腌制过程中使用的主要菌种是乳酸菌，加入抗生素会抑制乳酸菌的生长，导致发酵无法正常进行，所以不能加入抗生素， $ \mathrm{D} $ 错误。

在发酵初期，由于泡菜坛内可能残留少量氧气，这些氧气会促进一些兼性厌氧菌（如酵母菌）的繁殖，而乳酸菌是严格厌氧的，所以在有氧环境下其生长会受到抑制， $ \mathrm{A} $ 正确；随着发酵的进行，坛内的氧气逐渐被消耗，形成无氧环境，这时乳酸菌开始大量繁殖并成为优势菌种，乳酸菌通过发酵产生乳酸，使泡菜的酸味逐渐增强， $ \mathrm{B} $ 正确；泡菜在发酵过程中出现的白膜可能是氧气进入泡菜坛内，导致酵母菌在发酵液表面大量繁殖， $ \mathrm{C} $ 正确；由图可知，在发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少，但长时间发酵可能会导致泡菜中营养成分的流失和口感的下降，甚至可能产生其他有害物质，因此泡菜并非腌制越久越安全， $ \mathrm{D} $ 错误。

在榨汁前对葡萄的处理是先清洗葡萄再去除枝梗，这样能够防止去除枝梗时露出的果肉被杂菌污染， $ \mathrm{A} $ 正确；密闭装置发酵过程中，在一定时间内，随着发酵的进行，酵母菌数量和酒精含量逐渐增大，在发酵后期酒精含量趋于稳定， $ \mathrm{B} $ 正确；若葡萄酒偏酸，可能是装置密闭不严导致空气进入，醋酸菌在有氧条件下进行醋酸发酵产生了醋酸， $ \mathrm{C} $ 正确；在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌，因此“蒲桃、蜜等酒独不用曲”并不是说葡萄酒的酿制不需要微生物， $ \mathrm{D} $ 错误。

图甲装置中，阀门 $ \mathrm{a} $ 控制进气，阀门 $ \mathrm{b} $ 控制排气，用该装置制作果酒时，由于发酵前酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，所以开始时阀门 $ \mathrm{a} $ 、 $ \mathrm{b} $ 应打开；发酵中阀门 $ \mathrm{a} $ 始终关闭，而在发酵过程中会产生 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，所以要每隔一段时间打开阀门 $ \mathrm{b} $ ，以排出装置中的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ， $ \mathrm{A} $ 错误。由于果醋制作所需的微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，所以制作果醋时阀门 $ \mathrm{a} $ 要始终打开， $ \mathrm{B} $ 错误。图乙中的过程①可以表示酵母菌细胞呼吸第一阶段，过程②可以表示酵母菌无氧呼吸的第二阶段，二者都可在缺氧条件下进行， $ \mathrm{C} $ 正确。过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，反应场所是酵母菌的线粒体，该过程需要 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 的参与；过程④表示以乙醇为底物的果醋发酵，该过程发生在醋酸菌细胞内（原核生物无线粒体），需要 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 的参与， $ \mathrm{D} $ 错误。

（1）① 酒精可用酸性重铬酸钾进行鉴定，酒精可在酸性条件下使重铬酸钾由橙色变成灰绿色。

② 参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其代谢类型是异养需氧型，若利用图2所示装置制作果醋，制作过程中充气口应打开，发酵温度为 $ 30\sim 35℃ $ 。

③ 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。利用苹果酒制作苹果醋的反应简式是 $ {\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}\mathrm{O}\mathrm{H}+{\mathrm{O}}_{2}{\xrightarrow[ ~]{酶}}{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}+ $ 能量。

（2） 制作腐乳主要利用了毛霉等真菌，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶等水解酶，它们能将蛋白质和脂肪等水解，产生小分子的肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等，故腐乳含有丰富的氨基酸、小分子肽、甘油和脂肪酸等小分子物质。

（3） 市场上购买的真空包装酸菜，在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象，而乳酸菌为严格的厌氧型微生物，其无氧呼吸的产物为乳酸，没有气体产生，故“胀袋”是杂菌污染产生气体所致，即同学 $ \mathrm{A} $ 的观点合理。

参与果酒发酵的微生物主要是酵母菌，参与果醋发酵的微生物主要是醋酸菌，两者都属于单细胞生物， $ \mathrm{A} $ 正确;参与果酒发酵的微生物主要是酵母菌，参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，两者都属于真核生物， $ \mathrm{B} $ 正确;醋酸菌和毛霉的代谢类型都是异养需氧型， $ \mathrm{C} $ 正确；制作果酒和果醋的过程中，发酵液的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 均降低， $ \mathrm{D} $ 错误。

腐乳制作中添加的香辛料既能调节色泽、风味又具有防腐杀菌的作用，各地腐乳的色泽、风味各不相同与腌制过程中添加的香辛料不同有关， $ \mathrm{A} $ 正确；豆腐发酵过程中既有毛霉等霉菌参与，也有酵母菌参与， $ \mathrm{B} $ 错误；腐乳制作所用的菌种主要来源于空气中天然存在的微生物， $ \mathrm{C} $ 正确；腐乳易于消化吸收的原因之一是毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸， $ \mathrm{D} $ 正确。

米曲霉是好氧菌，第 $ 0\sim 2 $ 天溶解氧逐渐下降，说明米曲霉代谢旺盛，它可分泌蛋白酶等酶类，蛋白酶能水解大豆中的蛋白质， $ \mathrm{A} $ 正确；第2天加入酵母菌，第2天溶解氧含量为0，第 $ 2\sim 5 $ 天酵母菌占主导地位，进行无氧呼吸产生 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，导致 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 下降， $ \mathrm{B} $ 正确；第5天加入乳酸菌，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，使得 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 下降，第 $ 5\sim 8 $ 天 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 回升可能是其他微生物代谢活动增强所致， $ \mathrm{C} $ 错误；发酵过程氧气含量不断下降，依次添加好氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌，各阶段菌种添加顺序体现发酵条件对微生物种类的选择， $ \mathrm{D} $ 正确。

该实验的自变量为发酵时间和食盐溶液浓度，因变量为亚硝酸盐含量， $ \mathrm{A} $ 错误；由图可知，发酵第5天时，三组泡菜的亚硝酸盐含量均较高，不宜此时食用， $ \mathrm{B} $ 错误；用沸水短时间处理萝卜条，可消灭表面杂菌，而陈泡菜水中含有一定量的乳酸菌，再加入一些陈泡菜水可以缩短腌制时间， $ \mathrm{C} $ 正确；据图分析， $ 5\% $ 食盐溶液条件下，亚硝酸盐含量的峰值高于 $ 3\% $ 食盐溶液，并不是食盐溶液的浓度越高，亚硝酸盐含量的峰值越低， $ \mathrm{D} $ 错误。

乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖，两者均是还原糖，还原糖在水浴加热条件下可以与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀， $ \mathrm{A} $ 正确；发酵后期，糖源（葡萄糖和半乳糖）消耗完，酵母菌停止发酵，导致酒精浓度保持不变， $ \mathrm{B} $ 正确。

（1） 在果酒发酵过程中，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，安置排气口是为了排出发酵过程中产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 。排气口通过长而弯曲的胶管与瓶身连接，这样可以避免空气中其他微生物进入发酵装置（或防止被空气中的微生物污染）。酿酒酵母的最适生长温度约为 $ 28℃ $ 。

（2） 传统家庭制作青梅酒时，一般不需要添加酵母菌菌种，因为青梅果皮上附着有野生酵母菌。酵母菌利用葡萄糖产生酒精的反应简式为 $ {\mathrm{C}}_{6}{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_{6}{\xrightarrow[ ~]{酶}}2{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}\mathrm{O}\mathrm{H}+2{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}+ $ 能量。

（3） 由图2可知，果浆中初始糖浓度为 $ 20\% $ 时，感官评分最高，即此时制作的青梅酒品质最好。初始糖浓度达到一定值后，青梅酒的酒精度随初始糖浓度的增加而降低，原因可能是糖浓度过高导致青梅果浆的渗透压过高，使酵母菌因失水而数量减少、代谢活动减弱，影响了酒精的产生。

（4） 青梅酿酒是利用酵母菌的无氧呼吸将糖类转化为酒精，是一个发酵过程；而青梅泡酒是物质的溶解和浸出过程，无微生物的代谢活动参与。

（1） 唾液链球菌 $ (\mathrm{S}\mathrm{T}) $ 为细菌，动物双歧杆菌 $ (\mathrm{B}\mathrm{L}) $ 也为细菌，二者均属于原核生物，没有以核膜为界限的细胞核。

（2） 三组实验在发酵终点 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 都降低的细胞学原理是 $ \mathrm{B}\mathrm{L} $ 和 $ \mathrm{S}\mathrm{T} $ 无氧呼吸产生乳酸，导致 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 下降。由图b可知，复合发酵组内两种菌的数目均高于单菌发酵组，故复合发酵时两种菌株的生长相互促进，结合图a分析具体机制可能是 $ \mathrm{S}\mathrm{T} $ 能够快速产酸而迅速降低 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ ，为 $ \mathrm{B}\mathrm{L} $ 创造适宜的生长环境，而 $ \mathrm{B}\mathrm{L} $ 为 $ \mathrm{S}\mathrm{T} $ 提供生长因子或抑制有害菌生长。

（3） 发酵产品的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 在一段时间后仍会出现一定程度的下降，出现这种变化的原因是发酵产品中存在有活性的益生菌，可继续进行发酵，这对于发酵乳的保存和食用的启示是发酵乳应在低温下保存并在保质期内食用。

“坛口上覆一盖，浸于水中”的目的是阻止空气进入坛内，有利于保持坛内的无氧环境， $ \mathrm{A} $ 正确；“泡菜之水，用花椒和盐煮沸”的目的包括改善泡菜味道，减少水中的溶氧量，消毒杀菌以防止杂菌污染， $ \mathrm{B} $ 正确；泡菜的制作离不开乳酸菌，乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，发酵过程中，乳酸菌无氧呼吸会产生乳酸， $ \mathrm{C} $ 正确；坛盖边沿有气泡冒出是因为有其他菌种细胞代谢活动产生气体，乳酸菌进行无氧呼吸，不产生气体， $ \mathrm{D} $ 错误。