專題八第1講微生物的利用和生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用課件

1、 專題八 生物技術(shù)實踐第1講 微生物的利用和生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用營養(yǎng)物質(zhì)定 義作 用主要來源碳源凡能提供所需_的物質(zhì)構(gòu)成生物體的細(xì)胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機(jī)化合物：_、NaHCO3；有機(jī)化合物：_、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源凡能提供所需_的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、_以及含氮的代謝產(chǎn)物無機(jī)化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽；有機(jī)化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等水在生物體內(nèi)含量很高，在低等生物內(nèi)含量更高不僅是優(yōu)良的溶劑，而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定無機(jī)鹽為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素，包括大量元素和微量元素細(xì)胞內(nèi)的組成成分，生理調(diào)節(jié)物質(zhì)，某些化能自養(yǎng)菌的能源，酶的激

2、活劑碳元素CO2糖類氮元素核酸1.微生物的營養(yǎng)物質(zhì)比較微生物的化學(xué)組成與其他生物大體相同，也是主要由C、H、O、N、P、S等元素組成，這些元素最終來自外界環(huán)境中的各種無機(jī)化合物和有機(jī)化合物，歸納為碳源、氮源、無機(jī)鹽、水。四者的區(qū)別(見下表)：考點一微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用2.培養(yǎng)基種類及用途(見下表)劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特 點用 途物理性質(zhì)_培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的_、分類、鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計數(shù)、_化學(xué)成分天然培養(yǎng)基含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)_培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分明確(用化學(xué)成分已知的化學(xué)物質(zhì)配成)分類、鑒定液體運(yùn)動保藏菌種合成用途_培養(yǎng)

3、基培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進(jìn)所需要的微生物的生長培養(yǎng)、分離出特定微生物(如培養(yǎng)酵母菌和霉菌時，可在培養(yǎng)基中加入青霉素；培養(yǎng)金黃色葡萄球菌時，可在培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽)鑒別培養(yǎng)基根據(jù)微生物的代謝特點，在培養(yǎng)基中加入某種_或化學(xué)藥品鑒別不同種類的微生物，如可用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌(若有，菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤)選擇指示劑3.無菌技術(shù)(消毒和滅菌的區(qū)別)(見下表)項目消 毒滅 菌條件使用較為_的理化方法使用強(qiáng)烈的理化因素結(jié)果殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括_)殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括_適用實驗操作的空間、操

4、作者的衣服和手微生物的培養(yǎng)器皿、接種用具和_等常用方法煮沸消毒法(如在100 ，煮沸56 min)、_消毒法(如在80 ，煮15 min)；使用酒精、氯氣、石炭酸等化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒灼燒滅菌、干熱滅菌、_滅菌溫和芽孢和孢子芽孢和孢子培養(yǎng)基巴氏高壓蒸汽4.三種常用滅菌方法的比較(見下表)滅菌方法適用材料或用具滅菌條件滅菌時間_滅菌接種環(huán)、接種針或其他金屬工具酒精燈火焰的充分燃燒層直至燒紅干熱滅菌玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿) 和金屬用具等_內(nèi)，160170 12 h高壓蒸汽滅菌_等100 kPa，121 1530 min干熱滅菌箱培養(yǎng)基灼燒5.微生物的純化培養(yǎng)常用的兩種接種方法的比較(見下表)方法平板劃

5、線法稀釋涂布平板法注意事項(1)接種環(huán)的灼燒a第一次劃線前：殺死殘留微生物，避免污染菌種和培養(yǎng)基b每次劃線前： _殘留菌種，保證每次劃線菌種來自上次劃線末端c劃線結(jié)束后：殺死殘留菌種，避免污染環(huán)境和感染操作者(2)灼燒接種環(huán)之后，要 _后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種(3)劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連(4)劃線用力要大小適當(dāng)，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破(1)稀釋操作時：每支試管及其中的9 mL水、移液管等均需滅菌；操作時，試管口和移液管應(yīng)在離火焰12 cm處(2)涂布平板時：a涂布器用 _酒精消毒，取出時，讓多余酒精在燒杯中滴盡，然后將沾有少量酒精的涂布器在酒精燈火焰上引燃b不要將過熱

6、的涂布器放在盛放酒精的燒杯中，以免引燃其中的酒精c酒精燈與培養(yǎng)皿距離要合適，移液管管頭不要接觸任何物體目的獲得單細(xì)胞菌落：在培養(yǎng)基上形成的由單個菌種繁殖而來的子細(xì)胞群體培養(yǎng)平板冷凝后 _培養(yǎng)，使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，防止皿蓋上水珠落入培養(yǎng)基造成污染殺死70%冷卻倒置微生物的分離和計數(shù)(1)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(shù)篩選菌株：利用選擇培養(yǎng)基篩選菌株。測定微生物數(shù)量的常用方法：統(tǒng)計菌落數(shù)目和顯微鏡直接計數(shù)。過程：土壤取樣樣品的稀釋微生物的培養(yǎng)與觀察。(2)分解纖維素的微生物的分離實驗原理1即：可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。流程土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋涂布平板挑選菌落。統(tǒng)計菌落

7、數(shù)目的方法稀釋涂布平板法(也叫活菌計數(shù)法)(1)原理當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品大約含有多少個活菌。(2)操作設(shè)置重復(fù)組，增強(qiáng)實驗的說服力與準(zhǔn)確性。將待測樣品經(jīng)一系列10倍稀釋，然后選擇三個稀釋度的菌液，分別取0.1 mL 接種到已制備好的平板上，然后用無菌涂布棒將菌液涂布整個平板表面，放在適宜的溫度下培養(yǎng)，計算菌落數(shù)。為使結(jié)果接近真實值，可將同一稀釋度加到三個或三個以上的平板上，經(jīng)涂布、培養(yǎng)，計算出菌落平均數(shù)。2為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30300個的平板進(jìn)行計數(shù)，若設(shè)置的重復(fù)組中結(jié)果相差太遠(yuǎn)，

8、意味著操作有誤，需重新實驗。(3)計算公式 從自然菌樣篩選較理想的生產(chǎn)菌種的一般步驟是：采集菌樣富集培養(yǎng)純種分離性能測定。(1)不同微生物的生存環(huán)境不同，獲得理想微生物的第一步是從適合的環(huán)境采集菌樣，然后再按一定的方法分離、純化。培養(yǎng)嗜鹽菌的菌樣應(yīng)從_環(huán)境采集。(2)富集培養(yǎng)指創(chuàng)設(shè)僅適合待分離微生物旺盛生長的特定環(huán)境條件，使其在群落中的數(shù)量大大增加，從而分離出所需微生物的培養(yǎng)方法。對產(chǎn)耐高溫淀粉酶微生物的富集培養(yǎng)應(yīng)選擇_的培養(yǎng)基，并在_條件下培養(yǎng)。(3)下面兩圖是采用純化微生物培養(yǎng)的兩種接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖解，請分析接種的具體方法?！纠?】獲得圖A效果的接種方法是_，獲得圖B效果的接種方

9、法是_。(4)配制培養(yǎng)基時各種成分在溶化后分裝前必須進(jìn)行_，接種前要進(jìn)行_，在整個微生物的分離和培養(yǎng)中，一定要注意在_條件下進(jìn)行。審題關(guān)鍵“嗜鹽菌”、“富集培養(yǎng)”、“耐高溫淀粉酶”、“溶化后分裝前”。命題來源純化培養(yǎng)和分離技術(shù)。思路分析(1)嗜鹽菌就生活在高鹽環(huán)境中，如：海灘等環(huán)境。(2)耐高溫淀粉酶應(yīng)存在于以淀粉為唯一碳源且在高溫環(huán)境中生存的微生物體內(nèi)。(3)從不同菌落之間的關(guān)系可以看出，A純化微生物的接種方法是稀釋涂布平板法，B純化微生物的接種方法是平板劃線法。(4)培養(yǎng)基配制時應(yīng)先溶化，再調(diào)整pH，滅菌。答案(1)海灘等高鹽(2)以淀粉為唯一碳源高溫(3)稀釋涂布平板法平板劃線法(4)p

10、H調(diào)整高壓蒸汽滅菌無菌1幾種常用發(fā)酵菌種的比較(見下表)考點二傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù) 菌種 項目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物學(xué)分類_生物原核生物_生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧_異養(yǎng)需氧_厭氧繁殖方式適宜條件下出芽生殖二分裂孢子生殖二分裂生產(chǎn)應(yīng)用釀酒釀醋制作_制作泡菜發(fā)酵條件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧不需氧真核真核異養(yǎng)異養(yǎng)腐乳需氧2.果酒、果醋、腐乳、泡菜制作中所用菌種及控制條件的比較(見下表) 制作內(nèi)容比較項目 果酒果醋腐乳泡菜菌種酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌控制 條件O2的有無有氧有氧有氧無氧最適溫度1825 30_1518 常溫35 3.果酒、果醋、腐乳和泡菜制作過程的比較及亞硝酸鹽含量的檢測

11、果酒和果醋制作腐乳的制作制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量(山東考區(qū)不作要求)制作原理果酒：無氧呼吸果醋：_多種微生物發(fā)酵泡菜制作：乳酸菌無氧呼吸；亞硝酸鹽檢測：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N1萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料實驗流程圖挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果酒 果醋讓豆腐上長出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制操作提示材料的選擇與處理；防止發(fā)酵液被污染；控制好發(fā)酵條件控制好材料的用量；防止雜菌污染泡菜壇的選擇；腌制的條件；測定亞硝酸鹽含量的操作有氧呼吸4.果酒、果醋與腐乳制作過程注意點的比較(見下表) 下面是有關(guān)食醋和泡菜制作的實驗。請回答下面的問題。(1)

12、食醋可用大米為原料經(jīng)三步發(fā)酵來制作：第一步：大米經(jīng)蒸熟、冷卻后加入淀粉酶，將原料中的淀粉分解成_(填中間產(chǎn)物)，然后進(jìn)一步分解成葡萄糖，這一過程可用_(填淀粉指示劑)來檢測，因為該試劑遇淀粉呈藍(lán)色，遇上述中間產(chǎn)物呈紅色。第二步：用_菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乙醇，這一發(fā)酵過程中，玻璃發(fā)酵瓶不應(yīng)完全密閉的主要原因是_ _?！纠?】第三步：用_菌將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸，這一過程_氧氣。(2)泡菜發(fā)酵過程中，會產(chǎn)生多種酸，其中主要是_，還有少量的亞硝酸。對亞硝酸鹽的定量測定可以用_法，因為亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸的反應(yīng)產(chǎn)物能與N1萘基乙二胺偶聯(lián)成_色化合物。進(jìn)行樣品測定時，還要取等量水進(jìn)行同樣的測定，目的是_。審題關(guān)

13、鍵“大米為原料”“發(fā)酵制作”。命題來源微生物的發(fā)酵。思路分析(1)大米經(jīng)蒸熟、冷卻后加入淀粉酶(淀粉酶必須冷卻后加入，因為酶的催化活性受溫度的影響)，大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麥芽糖等)，這一過程可用碘液(或KII2溶液)來檢測反應(yīng)的情況。酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乙醇的過程中產(chǎn)生CO2，隨反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)酵瓶中CO2逐漸增多，瓶內(nèi)壓力升高，可能引起破裂，所以不要完全密閉。醋酸桿菌是好氧型細(xì)菌，在將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸的過程中消耗氧氣；(2)泡菜發(fā)酵過程離不開乳酸菌，其產(chǎn)生的酸主要是乳酸和少量的亞硝酸，亞硝酸鹽總量達(dá)到0.30.5 g時就會引起人中毒，必須對泡菜中亞硝酸鹽的含

14、量進(jìn)行測定，其測定方法可用比色法。答案(1)糊精碘液酵母發(fā)酵過程中會產(chǎn)生大量CO2，使瓶內(nèi)壓力升高而可能引起爆裂醋酸桿需要消耗(2)乳酸(或有機(jī)酸)(光電)比色紫紅作為對照植物芳香油三種提取方法的比較(見下表)考點三植物有效成分的提取提取方法實驗原理方法步驟適用范圍水蒸氣蒸餾利用水蒸氣將揮發(fā)性較_的植物芳香油攜帶出來a.水蒸氣蒸餾b分離油層 c除水_適用于提取_、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油壓榨法通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油a.石灰水浸泡、漂洗b壓榨、過濾、靜置c再次過濾適用于柑橘、_等易焦糊原料中芳香油的提取有機(jī)溶劑萃取使芳香油溶解在_中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油a.粉碎、干燥b_、過濾c

15、濃縮適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分溶解在有機(jī)溶劑中強(qiáng)過濾玫瑰油檸檬有機(jī)溶劑萃取實驗流程設(shè)計(1)玫瑰精油的提取實驗流程(2)橘皮精油的提取實驗流程石灰水浸泡橘皮漂洗壓榨過濾靜置再次過濾橘皮油。(3)提取胡蘿卜素的實驗流程胡蘿卜粉碎干燥萃取過濾濃縮胡蘿卜素。特別提醒：三種提取方法的選用是由植物原料的特點決定的，三種方法的原理和操作過程不同，但都需過濾。植物精油的提取實驗為粗提取，可進(jìn)一步提純。純植物精油的保質(zhì)期較長，通常為12年，檸檬精油揮發(fā)較快，一般三個月即可揮發(fā)完。 生物組織中有機(jī)物的提取方法有很多種。例如，凝膠色譜法、電泳法、蒸餾法、壓榨法和萃取法等，不同的有機(jī)物提取的方法各有不同。(1)玫瑰精油稱為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加劑或化學(xué)原料，其提取方法主要是_。(2)杏仁油富含礦物質(zhì)和維生素，是一種質(zhì)地輕柔、高滲透性的保濕劑，主要通過_法提取。(3)萃取胡蘿卜素前，要將胡蘿卜徹底粉碎的主要目的是_。(4)血紅蛋白的提取方法可以采用_，該方法主要是利用血紅蛋白的哪一特性將它與其他物質(zhì)分開的？_?！纠?】審題關(guān)鍵“不含有任何添加劑或化學(xué)原料”、“杏仁油”、“徹