2023年生物技术在食品加工及其他方面的应用.doc

taoti.tl100 你的首选资源互助社区 生物技术在食品加工及其他方面的应用 一、考点解读 1、考点盘点 内容 说明 〔1〕传统的发酵技术及其应用 〔2〕植物组织培养技术 〔3〕DNA和蛋白质技术 〔4〕植物有效成分的提取　　 发酵技术DNA和蛋白质技术和必修有一定的联系 2、考点解读 本专题是新人教课标版教材选修一的第一个模块-传统发酵技术的引用，主要考点有果酒和果醋的制作、腐乳的制作、制作泡菜并测定亚硝酸盐，这几个内容都比拟贴近生活，不但可以在高考中易得分，也为培养学生的生物科学素养起到了一定的作用 本专题是新课标教材新增内容，本专题介绍了果酒、果醋、腐乳、泡菜制作的原理、实验流程，本卷须知。从高考命题角度看主要是以为几种发酵物的生产为背景材料进行各种各样的考查，考查的形式也多种多样。 植物有效成分 胡萝卜素 植物芳香油 玫瑰精油 桔皮精油 柠檬精油 薄荷精油 来源 用途 化学成分 提取方法 二、知识网络 1、根本过程 2、影响因素 3、实验操作 菊花组织培养 月季的花药离体培养 植物组织培养 1、花粉发育历经的时期 2、花粉植株产生的途径 3、影响培养的因素 4、实验操作 三、本单元分课时复习方案 根底过关 一、果酒和果醋的制作 〔一〕．实验原理 酶 1．酵母菌的细胞呼吸 酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，反响式：C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量 酶 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 2．酵母菌发酵的最正确环境 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。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。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵的最正确温度是在18℃～25℃，pH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。 酶 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。 醋酸菌生长的最正确温度是在30℃～35℃ 〔二〕实验步骤 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒〔→醋酸发酵→果醋〕 醋酸菌 30℃~35℃ 7~8d 酵母菌 18℃~25℃ 10~12d 1．对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。 2．取葡萄500 g，去除枝梗和腐烂的子粒。 3．用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复屡次冲洗。 4．用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有适宜的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。 5．将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。 6．由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子〔最好选用塑料瓶〕，每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。 7．10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。 8．当果酒制成以后，可以在发酵液中参加醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至30～35 ℃的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖翻开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。 〔三〕．本卷须知 请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？[来源:学科网] 充气口 排气口 出料口 答：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。 二、腐乳的制作 〔一〕．实验原理 1．参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉。 2．毛霉是一种丝状真菌，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上，具有兴旺的白色菌丝。 3．毛酶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；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 〔二〕实验步骤 1．将豆腐切成3cm×3cm×1cm的假设干块。所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多那么腐乳不易成形。 2．将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放，周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候枯燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。 3．将平盘放入温度保持在15～18 ℃的地方。毛霉逐渐生长，大约5 d后豆腐外表丛生着直立菌丝。 4．当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味。这一过程一般持续36 h以上。 5．当豆腐凉透后，将豆腐间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制。 6．长满毛霉的豆腐块〔以下称毛坯〕与盐的质量分数比为5∶1。将培养毛坯时靠近平盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边，将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口外表铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8 d。 〔注〕用盐腌制时，注意盐都用量。盐的浓度过低，缺乏以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。 7．将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料〔如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等〕混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12％左右为宜。 〔注〕酒精含量的上下与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。 8．将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100 ℃蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中，参加卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般六个月可以成熟。 〔三〕本卷须知 1．酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。前期发酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐〔白坯〕上的生长。发酵的温度为15～18 ℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。毛霉生长大约5 d后使白坯变成毛坯。前期发酵的作用，一是使豆腐外表有一层菌膜包住，形成腐乳的“体〞；二是毛霉分泌以蛋白酶为主的各种酶，有利于豆腐所含有的蛋白质水解为各种氨基酸。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反响的过程。通过腌制并配入各种辅料〔红曲、面曲、酒酿〕，使蛋白酶作用缓慢，促进其他生化反响，生成腐乳的香气。 2．毛霉是一种低等丝状真菌，有多个细胞核，进行无性繁殖。毛霉是食品加工业中的重要微生物，它可以产生能够分解大豆蛋白的蛋白酶，常用于制作腐乳和豆豉。 三．泡菜制作及亚硝酸盐含量的测定操作指导 〔一〕．泡菜制作及亚硝酸盐含量的测定 1．制备的氢氧化铝胶体能吸附泡菜汁液中的杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反响。在实验进行过程中， 2．泡菜腌制及质量检测指标：成功制作泡菜的关键是营造无氧环境。检测指标有乳酸的含量、泡菜的风味品质，在初期发酵的末期和中期发酵阶段，泡菜的乳酸含量为0．4%～0．8%，风味品质最好，因此，常以这个阶段作为泡菜的成熟期。也可以在显微镜下观察乳酸菌形态，比拟不同时期泡菜坛中乳酸菌的含量。并及时对泡菜中亚硝酸盐含量进行鉴定，一般前1—4天呈上升趋势，然后逐渐下降。 3．亚硝酸盐含量的测定：配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后，目测比色效果如何，是否与标准液的浓度相吻合。如果不吻合，还应在浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准使用液。 〔二〕．亚硝酸盐与癌症    亚硝胺类亚硝酸盐是最常用的一种食品添加剂，它能抑制肉毒杆菌的生长，同时保持肉色鲜嫩。它主要用于熟肉食品，如火腿、烤肉、香肠、午餐肉、腊肠、咸牛肉罐头、熏鱼、鱼罐头等，有时在腌制鱼、肉时，也使用硝酸盐作为发色剂和防腐剂。在细菌硝酸复原酶作用下，硝酸盐被复原成亚硝酸盐。亚硝酸盐本身并不致癌，但它与蛋白质代谢后产生的丰富胺类物质结合，形成亚硝胺，后者具有很强的致癌性。 硝酸盐可随饮水、进食腌制鱼肉和蔬菜进入人体。硝酸盐除作添加剂使用外，还天然存在于水和某些蔬菜，如菠菜、卷心菜。大白菜中，其含量波动很大，并受栽培方式的影响。过多地使用硝酸胺肥料，尤其在土壤缺钼的地区，都会增加作物和蔬菜中硝酸盐含量。蔬菜中的硝酸盐本身并无害，只是在口腔和胃肠道内被复原成亚硝酸盐，继而与胺类结合成亚硝胺，才产生致癌性。预防亚硝胺致癌应注意以下事项： 〔1〕少吃腌制、熏制肉食及其他亚硝胺或其前体物质丰富的食品尤其是孕妇和儿童，更不宜食用这些食品； 〔2〕腌制的鱼、肉在食用前，应在阳光下曝晒半小时，让阳光中的紫外线把亚硝胺分解掉，或再经过浸泡、冲洗；〔3〕勤刷牙，保持口腔卫生，减少口腔中因细菌活动可能产生的亚硝胺； 〔4〕维生素c具有阻止亚硝胺合成的作用，同时又是一种抗氧化剂，无毒副作用，可根据情况适量补充。 四、植物组织培养技术 〔一〕植物组织培养的原理与根本过程 1、原理：细胞全能性。 2、根本过程：外植体愈伤组织胚配装体新植物体 3、MS培养基与微生物培养基的比拟 微生物培养基以有机营养为主，而MS培养基那么需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。MS培养基中微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。 4、植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等根本相同。两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。 〔二〕．影响植物组织培养的因素 1、培养基配制：要严格的进行灭菌 2、外植体的选取：生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。 3、消毒 4、接种 5、培养 6、移栽和栽培： 三、影响花药培养的因素 选取适宜的材料和培养基组成是花粉植株诱导成功的关键。最适宜的花药发育时期会因植物种类和品种的不同而不同，但对大多数植物而言，适宜进行花药培养的时期是单核居中期或单核靠边期。 〔四〕实验操作指导 1、无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键 ①植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格