第3讲 生物技术在食品加工中的应用与浅尝现代生物技术
1．生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋制作是常见的例子。请回答下列有关果酒、果醋制作的问题。
(1)果酒、果醋制作中，都需要大量纯种发酵微生物，所以首先要对发酵微生物进行培养，在微生物培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、______、渗透压等条件；为防止杂菌污染，还需要对培养基和培养皿进行______(消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和______；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是__________。 (2)如图是果酒果醋的发酵装置。醋酸发酵在________瓶中进行，发酵所需的微生物是________。若乙瓶中 流出液明显呈酸性，则说明流出液中有________生成。向乙瓶中通入空气的主要原因是____________。 A．果酒生成醋酸时需要氧气
B．通入空气可使乙瓶中的锯末呈松散状 C．使乙瓶中流出的液体缓慢滴入丙瓶中 D．使甲瓶中流出的液体缓慢滴入乙瓶中
(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，需要修改的地方是________。
解析 (1)微生物培养需要同时考虑温度、pH、渗透压等外界条
件，培养涉及的器材和培养基等都需要进行灭菌，而对操作者的双手则用体积分数为70%的酒精进行消毒处理，紫外线通过使蛋白质变性可以实现杀灭空气中的微生物。(2)图中的乙瓶为醋酸发酵瓶，内有醋化醋杆菌在进行发酵，若该瓶流出的液体呈酸性，说明流出液中有醋酸生成。在乙瓶进行的把乙醇发酵成醋酸的过程需要氧气，醋化醋杆菌进行的是需氧呼吸。(3)酒精发酵在无氧条件下才能进行，所以不需要通入空气。 答案 (1)酸碱度 灭菌 消毒 紫外线能使蛋白质变性 (2)乙 醋化醋杆菌 醋酸 A (3)不需要通入空气
2．下图甲是以李子为原料生产果醋的生产工艺，乙曲线表示温度、酒精度对醋酸发酵的影响。请分析回答下列问题。
甲
1
乙
(1)酒精发酵时一般将温度控制在________，温度过高时，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是______。
(2)根据乙图，醋酸发酵过程中，适宜的温度为________，适宜的酒精度范围为________，较高的酒精度通常不适宜 醋酸发酵，原因是________________________________________________________________________。 (3)酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是________________________________________________________________________。 (4)李子果汁生产时，加入果胶酶可提高果汁的出汁率和澄清度。为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需探究果胶酶的最适用量。请简单描述实验思路：________。 解析 酒精发酵需要在25～30 ℃的条件下2～3天，温度过高会直接导致酵母菌体内的酶失活，最终会导致酵母菌死亡。从图中可以看出，醋酸发酵的最适温度是30 ℃，适宜的酒精度则是6.0%～6.5%之间，较高浓度的酒精会直接抑制醋酸菌体内酶的活性，导致醋酸菌的生长和代谢受到抑制。酒精发酵需要无氧条件，而醋酸发酵则需要有氧条件，所以需要通入无菌空气才能进行醋酸发酵。 答案 (1)25～30 ℃ 温度过高，影响酶的活性
(2)30 ℃ 6.0%～6.5% 较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降 (3)通入无菌空气
(4)取相同体积的李子榨汁若干份，分别加入不同量的果胶酶，在相同且适宜的条件下处理一段时间后，观察果汁的出汁率和澄清度
3．某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果见图。请回答以下问题。
(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是________。 在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于_____________。
2
(2)测定亚硝酸盐含量的方法是________，其原理是：在盐酸酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成________，将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估计出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理？________。并说明理由_______________。 (4)根据图中数据进一步分析，可推测在腌制过程中的第________ d，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值。若要食用，至少要在腌制的第________ d比较好。
(5)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是________________________________________________________________________。 解析 加热煮沸可以杀灭各种杂菌，冷却后再加菌种，可以使菌种进行正常的生命活动，腌制过程中，外界溶液的浓度大，使细胞渗透失水，增加了坛中溶液量。可以用光电比色法定量测定亚硝酸盐含量。数据应分别记录，再算出平均值。从三个曲线图中可以看出第3 d亚硝酸盐的含量最高，第10 d亚硝酸盐浓度降到比较低的水平，可以食用泡菜。微生物的种类和数量不同可能会导致产生的亚硝酸盐的量存在差异。
答案 (1)加热煮沸是为了杀灭盐水中的杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响
外界溶液浓度过高使细胞渗透失水 (2)光电比色法 紫红色产物 (3)不合理 应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线 (4)3 10 (5)各坛中微生物种类和数量可能存在差异(其他合理答案也可)
4．图甲是植物组织培养过程示意图，图乙是植物激素对愈伤组织分化影响的示意图。据图回答下列问题。
(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有____________________________。
(2)为了保证植物的正常生长，容器内装有的培养基中除小分子有机物和水外，还需要含有植物生长所需要的______________________。
3
(3)在A过程中，为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加________。嫩枝组织细胞接种后2～5 d时，若发现其边缘局部污染，原因可能是_________________________________。
(4)在过程B中，若愈伤组织没有形成根，但分化出了芽，其原因可能是______________；若要获得更多的愈伤组织，培养基中两种激素的含量应该是___________________________________。
(5)切取若干光照后一般幼苗芽尖处的组织块，消毒后，接种到诱导再分化的培养基中培养，该培养基中两种植物激素浓度相同。从理论上分析，分化的结果是________；原因是______。
解析 (1)植物细胞具有全能性，这是植物组织培养的理论基础。(2)为了保证植物的正常生长，培养基中一定要添加各种无机盐。(3)植物组织培养过程中，启动细胞分裂和愈伤组织的分化都离不开植物激素。培养的嫩枝组织细胞周围发生局部污染，可能是嫩枝组织细胞消毒不彻底。(4)(5)从图乙可知，植物激素的种类及其浓度配比都会影响愈伤组织分化的方向，具体结合图示和题干信息回答即可。 答案 (1)全能性 (2)各种无机盐
(3)植物激素 嫩枝组织细胞消毒不彻底
(4)培养基中生长素较少，细胞分裂素较多 细胞分裂素中等，生长素少
(5)生根 原培养基中细胞分裂素与生长素的浓度相等，而经光照后的幼苗芽尖处组织块含较多生长素，因此组织块处的细胞分裂素少，生长素多，故诱导生根
4
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