(新教材)高中生物選修3課件1-1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用人教版

(新教材)高中生物選修3課件1-1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用人教版目錄傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)概述傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的微生物學(xué)原理傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的工藝流程傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的現(xiàn)代改進(jìn)與發(fā)展趨勢傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)概述01發(fā)酵技術(shù)分類根據(jù)發(fā)酵過程中微生物的種類和代謝產(chǎn)物的不同，發(fā)酵技術(shù)可分為酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵等。發(fā)酵技術(shù)定義利用微生物的代謝活動(dòng)，將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。發(fā)酵技術(shù)的定義與分類傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)歷史悠久，早在數(shù)千年前，人類就開始利用微生物進(jìn)行釀酒、制醋、制醬等。隨著科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)逐漸與現(xiàn)代科技相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的轉(zhuǎn)型。目前，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在全球范圍內(nèi)仍廣泛應(yīng)用，尤其在食品、飲料、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。同時(shí)，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)正不斷向著高效、環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。歷史發(fā)展現(xiàn)狀概述傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀食品領(lǐng)域在食品領(lǐng)域，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)被廣泛應(yīng)用于釀酒、制醋、制醬、制作泡菜、酸奶等。通過發(fā)酵技術(shù)，可以改善食品的口感和營養(yǎng)價(jià)值，延長食品的保質(zhì)期?；ゎI(lǐng)域在化工領(lǐng)域，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)被用于生產(chǎn)有機(jī)酸、氨基酸、生物塑料等化工產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在紡織、印染、造紙、涂料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。環(huán)保領(lǐng)域在環(huán)保領(lǐng)域，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)被用于處理有機(jī)廢水和廢氣。通過微生物的代謝活動(dòng)，可以將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，達(dá)到凈化環(huán)境的目的。醫(yī)藥領(lǐng)域在醫(yī)藥領(lǐng)域，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)被用于生產(chǎn)抗生素、維生素、酶制劑等藥品。此外，還有一些中藥制劑需要通過發(fā)酵技術(shù)來提高藥效和降低毒副作用。發(fā)酵技術(shù)在生活中的應(yīng)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的微生物學(xué)原理0201微生物代謝微生物通過分解代謝和合成代謝，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身細(xì)胞物質(zhì)和能量。02發(fā)酵定義發(fā)酵是微生物在無氧或低氧條件下，通過分解代謝產(chǎn)生能量和有機(jī)物的過程。03發(fā)酵類型根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物的不同，可分為酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等。微生物的代謝與發(fā)酵微生物酶的作用01微生物產(chǎn)生的酶能夠分解復(fù)雜有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)等，為發(fā)酵提供原料。02微生物的生長與繁殖在適宜的條件下，微生物迅速生長繁殖，產(chǎn)生大量的菌體細(xì)胞和代謝產(chǎn)物。03微生物的代謝調(diào)控微生物能夠通過代謝調(diào)控，積累特定的代謝產(chǎn)物，如酒精、乳酸等。微生物在發(fā)酵過程中的作用適宜的溫度、pH值、水分活度、營養(yǎng)物濃度等是微生物發(fā)酵的基本條件。發(fā)酵條件發(fā)酵控制發(fā)酵優(yōu)化通過控制發(fā)酵條件，可以調(diào)控微生物的生長速率、代謝產(chǎn)物的積累以及發(fā)酵周期等。通過優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，如接種量、通氣量、攪拌速度等，可以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物質(zhì)量。030201微生物發(fā)酵的條件與控制傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的工藝流程030102原料選擇選擇新鮮、無病蟲害、無雜質(zhì)的原料，如水果、蔬菜、谷物等。原料處理將原料進(jìn)行清洗、去皮、去核、切碎等處理，以便于后續(xù)的發(fā)酵過程。原料的選擇與處理傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中常用的微生物包括酵母菌、乳酸菌等，可以從自然界中分離篩選得到。微生物來源將選定的微生物接種到處理好的原料中，一般采用均勻撒播或噴霧接種的方式。微生物接種提供適宜的溫度、濕度和營養(yǎng)條件，使微生物在原料中生長繁殖，產(chǎn)生發(fā)酵作用。微生物培養(yǎng)微生物的接種與培養(yǎng)根據(jù)微生物的生長需求和發(fā)酵產(chǎn)物的要求，控制好溫度、濕度、pH值、通氣量等發(fā)酵條件。發(fā)酵條件控制定期取樣檢測發(fā)酵過程中的微生物數(shù)量、代謝產(chǎn)物含量等指標(biāo)，確保發(fā)酵過程的順利進(jìn)行。發(fā)酵過程監(jiān)測不同原料和微生物的發(fā)酵時(shí)間不同，需要根據(jù)實(shí)際情況控制好發(fā)酵時(shí)間，避免過度發(fā)酵或發(fā)酵不足。發(fā)酵時(shí)間控制發(fā)酵過程的控制與管理

產(chǎn)品的分離與純化發(fā)酵液預(yù)處理將發(fā)酵液進(jìn)行過濾、離心等處理，去除其中的固體雜質(zhì)和微生物菌體。目標(biāo)產(chǎn)物的提取根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的性質(zhì)，采用適當(dāng)?shù)奶崛》椒?，如萃取、蒸餾、層析等，將目標(biāo)產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離出來。產(chǎn)品的純化與精制對提取得到的目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的純化和精制處理，如結(jié)晶、重結(jié)晶、色譜分離等，提高產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例04釀酒原料選擇選用優(yōu)質(zhì)糧食作為釀酒原料，如高粱、小麥、大米等。糖化發(fā)酵將糧食粉碎后加水制成酒曲，利用酒曲中的微生物進(jìn)行糖化發(fā)酵，將糧食中的淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖。酒精發(fā)酵在糖化發(fā)酵的基礎(chǔ)上，加入酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳。蒸餾提純經(jīng)過酒精發(fā)酵后，通過蒸餾的方法將酒精提純，得到高濃度的白酒。釀酒工藝釀醋原料選擇選用優(yōu)質(zhì)糧食或水果作為釀醋原料，如大米、小麥、蘋果等。糖化發(fā)酵將原料粉碎后加水制成醋曲，利用醋曲中的微生物進(jìn)行糖化發(fā)酵，將原料中的淀粉或糖分轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖。醋酸發(fā)酵在糖化發(fā)酵的基礎(chǔ)上，加入醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為醋酸。陳釀?wù){(diào)味經(jīng)過醋酸發(fā)酵后，將醋液陳釀一段時(shí)間，使其口感更加醇厚，同時(shí)加入各種調(diào)味料進(jìn)行調(diào)味。釀醋工藝制醬原料選擇選用優(yōu)質(zhì)大豆、小麥等作為制醬原料。原料處理將大豆浸泡、磨碎，小麥磨成面粉，加水制成醬醅。微生物發(fā)酵利用自然界中的微生物或人工接種的菌種進(jìn)行發(fā)酵，使醬醅中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸、多肽等呈味物質(zhì)。曬露熟成將發(fā)酵好的醬醅晾曬至一定程度后，加入鹽水繼續(xù)曬露熟成，使醬的風(fēng)味更加濃郁。制醬工藝泡菜制作選用新鮮蔬菜如白菜、蘿卜等作為原料，加入食鹽、辣椒粉、大蒜等調(diào)味料進(jìn)行腌制，利用蔬菜自身附著的乳酸菌進(jìn)行自然發(fā)酵而成泡菜。腐乳制作選用優(yōu)質(zhì)大豆制成豆腐后，接種特定霉菌進(jìn)行發(fā)酵，使豆腐表面長滿菌絲并分泌各種酶類，再經(jīng)加鹽腌制而成腐乳。酸奶制作選用新鮮牛奶作為原料，加入乳酸菌或雙歧桿菌等益生菌進(jìn)行發(fā)酵，使牛奶中的乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸并產(chǎn)生特殊風(fēng)味物質(zhì)而制成酸奶。其他傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作工藝傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的現(xiàn)代改進(jìn)與發(fā)展趨勢05代謝工程技術(shù)利用代謝工程技術(shù)優(yōu)化發(fā)酵過程，提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度?；蚬こ碳夹g(shù)通過基因工程手段改良發(fā)酵微生物，提高其發(fā)酵效率和產(chǎn)物質(zhì)量。發(fā)酵過程控制技術(shù)引入先進(jìn)的發(fā)酵過程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的自動(dòng)化和智能化?，F(xiàn)代生物技術(shù)在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的應(yīng)用新型發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)和制造新型發(fā)酵設(shè)備，滿足不同發(fā)酵工藝的需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用拓展拓展傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，如食品、醫(yī)藥、化工等，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。大規(guī)模生產(chǎn)工藝開發(fā)適用于工業(yè)化生產(chǎn)的大規(guī)模發(fā)酵工藝，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用隨著消費(fèi)者需求的多樣化，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)將向個(gè)性化定制方向發(fā)展。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。個(gè)性化定制綠色可持續(xù)發(fā)展傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的未來發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)跨界融合：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)將與其他領(lǐng)域進(jìn)行跨界融合，創(chuàng)造出更多新型產(chǎn)品和應(yīng)用。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的未來發(fā)展趨勢與