高中 | 第1节 传统发酵技术的应用 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第一章 发酵工程

第1节 传统发酵技术的应用

豆汁是北京独有的、久负盛名的传统风味名吃,以其独特的风味及丰富的营养深受当地居民的喜爱。下图是以绿豆为原料制备豆汁的传统工艺流程。在此过程中,淀粉分离和发酵产酸是豆汁加工的关键工序。

豆汁中的酸味主要来自乳酸菌在                ,条件下所产生的乳酸,绿豆液中的糖类为乳酸菌的生命活动提供了                ,乳酸发酵的反应简式是                                                                

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无氧;碳源(和能源);$\\rm C_{6}H_{12}O_{6}\\xrightarrow[]{酶}2C_{3}H_{6}O_{3}+$少量能量

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乳酸菌是厌氧型细菌,需在无氧条件下进行发酵。绿豆液中的糖类为乳酸菌的生命活动提供了碳源,乳酸发酵的反应简式是$\rm C_{6}H_{12}O_{6}\xrightarrow[]{酶}2C_{3}H_{6}O_{3}+$少量能量。

研究人员通过筛选豆汁中的关键发酵菌株,优化发酵工艺。将额外添加了碳酸钙的培养基经                法灭菌后倒平板,将经自然发酵得到的生豆汁采用                法接种于平板上,进行分离和计数。在适宜条件下培养一段时间后,选取培养基上                (选填“有”或“没有”)碳酸钙溶解圈的菌落,进一步纯化和培养。

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高压蒸汽灭菌;稀释涂布平板法;有

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对培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌。灭菌后倒平板,将经自然发酵得到的生豆汁采用稀释涂布平板法接种于平板上,进行分离和计数。产酸菌能在含$\rm CaCO_{3}$的培养基上产生溶解圈,故需选取由碳酸钙溶解圈的单菌落作为目的菌种,采用稀释涂布平板法进一步纯化,挑选出碳酸钙溶解圈大的菌落作为目标菌株扩大培养。

将得到的乳酸菌分别接种到绿豆液后,在相同条件下,检测相关指标,结果见下表。应优先选取菌株                作为优化发酵工艺的菌种,理由是                                                                

菌株类型

检测指标

菌株$\rm A$菌株$\rm B$菌株$\rm C$菌株$\rm D$
絮凝率($\rm \%$$\rm 51.61$$\rm 65.42$$\rm 53.87$$\rm 61.37$
发酵液$\rm pH$$\rm 3.59$$\rm 4.09$$\rm 4.15$$\rm 3.78$
豆汁风味腐味清香味清香味弱清香味

注:絮凝率与淀粉沉降分离速度正相关,淀粉沉降分离速度越快,豆汁品质越佳。

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$\\rm B$;菌株$\\rm B$的发酵液酸味柔和有清香味,且絮凝率高

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对比表中$\rm A$$\rm B$$\rm C$$\rm D$四种菌株,菌株$\rm B$发酵液中酸味柔和、有清香味,絮凝率最高,可作为优化发酵工艺的菌种。

若要对筛选出的菌株进行工业化生产,还需研究其进行发酵的最佳条件,为此请提出一个可以进一步研究的问题                                                                 

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单位时间、单位体积的最适接种量

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菌株发酵需要在特定条件下进行,若要对筛选出的菌株进行工业化生产,还需研究其进行发酵的最佳条件,可从单位时间、单位体积的最适接种量;最适温度;最佳的发酵时长等方面进行研究。

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