3發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

巴斯德1.3發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品最早的發(fā)酵飲料：奶酒儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)；風(fēng)味獨(dú)特奶酒營(yíng)養(yǎng)豐富，含人體所需多種氨基酸、維生素，并有祛寒回暖、健胃開脾、營(yíng)養(yǎng)滋補(bǔ)、治療風(fēng)濕的功效。故此蒙醫(yī)常通過奶酒和其他藥物來治療腸胃病、腰腿疼、肺結(jié)核等疾病。一、某些食品,飲料及調(diào)味品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的1、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在自然接種和混菌培養(yǎng)條件下，利用有益微生物來釀造自己喜愛的風(fēng)味食品、飲料和調(diào)味品的技術(shù)。最早制成的發(fā)酵飲料醬油由“醬”演變而來。中國(guó)是世界上最早制造和食用醬的國(guó)家，早在西周時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)了使用肉類、魚類發(fā)酵而成的“醢”蒸餾取酒：利用酒精的沸點(diǎn)（78.5℃）和水的沸點(diǎn)（100℃）不同曲霉、酵母菌、乳酸菌谷氨酸棒桿菌現(xiàn)代工程發(fā)酵產(chǎn)品傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)品一、某些食品,飲料及調(diào)味品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的傳統(tǒng)發(fā)酵菌種中微生物的種類是造成不同發(fā)酵制品有差異的原因出芽生殖裂殖酵母菌：只是對(duì)進(jìn)行出芽生殖或裂殖的真核生物、單細(xì)胞微生物的統(tǒng)稱乳酸菌則是對(duì)能夠發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸的一類革蘭氏陽性細(xì)菌的統(tǒng)稱，外膜釀制常見的發(fā)酵食品、飲料和調(diào)味品的原料及菌種乳酸菌曲霉、酵母菌、乳酸菌乳酸菌、明串珠菌曲霉、酵母菌、醋酸菌一、某些食品,飲料及調(diào)味品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)酵食品的不同風(fēng)味是由多種因素造成的菌種、原料、水質(zhì)和發(fā)酵條件發(fā)酵食品的不同風(fēng)味是由多種因素造成的①

不同微生物所形成的代謝產(chǎn)物不同一、某些食品,飲料及調(diào)味品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的②

同種微生物在不同環(huán)境條件下進(jìn)行的代謝活動(dòng)，代謝產(chǎn)物不同菌種、原料、水質(zhì)和發(fā)酵條件原因：酶不同混菌發(fā)酵直接③

不同微生物之間相互作用，影響風(fēng)味互利、競(jìng)爭(zhēng)根本？②關(guān)注菌種中不同的菌株遺傳上的差異菌株：一種微生物的每一個(gè)來源不同的純培養(yǎng)物菌種：用于發(fā)酵，研究的微生物(不是分類學(xué)上的基本單位)

可以分為酵母菌、霉菌、細(xì)菌、放線菌四類?；炀l(fā)酵酸奶發(fā)酵過程中的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的特定菌株之間就存在互利的關(guān)系，保加利亞乳桿菌代謝產(chǎn)生的小肽和氨基酸可促進(jìn)嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)，而嗜熱鏈球菌代謝產(chǎn)生的甲酸和二氧化碳可刺激保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)。③

不同微生物之間相互作用，影響風(fēng)味乳酸菌和酵母菌乳酸菌在糯米酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸與酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的酒精發(fā)生反應(yīng)生成酯類，同時(shí)乳酸菌代謝過程中產(chǎn)生乙醛和雙乙酰，它們都與糯米酒特殊的風(fēng)味有關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)流程圖尋找菌種分離純化活化擴(kuò)增

發(fā)酵生產(chǎn)過程監(jiān)控、檢驗(yàn)產(chǎn)品檢測(cè)獲得菌種

發(fā)酵生產(chǎn)

產(chǎn)品應(yīng)用

2.[2016浙江10月選考,32(一),7分]請(qǐng)回答從土壤中分離產(chǎn)脲酶細(xì)菌和脲酶固定化實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問題:(1)LB固體培養(yǎng)基:取適量的蛋白胨、酵母提取液、NaCl,加入一定量的蒸餾水溶解,再加

,滅菌備用。(2)尿素固體培養(yǎng)基:先將適宜濃度的尿素溶液,用

滅菌過的G6玻璃砂漏斗過濾,因?yàn)镚6玻璃砂漏斗

,故用于過濾除菌,然后將尿素溶液加到已經(jīng)滅菌的含有酚紅的培養(yǎng)基中,備用。(3)取適量含產(chǎn)脲酶細(xì)菌的10-4、10-5兩種土壤稀釋液,分別涂布接種到LB固體培養(yǎng)基和尿素固體培養(yǎng)基上,培養(yǎng)48h,推測(cè)固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的菌落數(shù)最少的是

(A.10-5稀釋液+尿素固體培養(yǎng)基B.10-5稀釋液+LB固體培養(yǎng)基C.10-4稀釋液+尿素固體培養(yǎng)基D.10-4稀釋液+LB固體培養(yǎng)基)。在尿素固體培養(yǎng)基上產(chǎn)脲酶細(xì)菌菌落周圍出現(xiàn)________

,其原因是細(xì)菌產(chǎn)生的脲酶催化尿素分解產(chǎn)生

所致。答案(1)瓊脂(2)高壓蒸汽孔徑很小,細(xì)菌不能濾過(3)A紅色環(huán)帶氨(或NH3)1.[2018浙江11月選考,32(一),7分]回答與微生物培養(yǎng)及應(yīng)用有關(guān)的問題:(1)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時(shí),滅菌時(shí)間應(yīng)從

時(shí)開始計(jì)時(shí)。對(duì)于不耐熱的液體培養(yǎng)基,一般可將其轉(zhuǎn)入G6玻璃砂漏斗中,采用

方式可較快地進(jìn)行過濾滅菌。(2)與釀造果醋相比,利用大米、高粱等富含淀粉的原料制醋,需增加_______

的過程。某醋化醋桿菌培養(yǎng)基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇組成,其中甘露醇的主要作用是

。(3)為篩選胞外α-淀粉酶分泌型菌種,一般從

(A.果園樹下B.肉類加工廠周圍C.米酒廠周圍D.枯樹周圍)獲得土樣,用無菌水稀釋,涂布到含有淀粉的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng),一段時(shí)間后在培養(yǎng)基表面滴加碘液,可在菌落周圍觀察到水解圈。若要篩選酶活性較高的菌種,需挑選若干個(gè)________________

比值大的菌落,分別利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)進(jìn)行擴(kuò)增。然后將培養(yǎng)液離心,取

用于檢測(cè)酶活性。答案(1)達(dá)到設(shè)定的溫度或壓力值抽濾(2)將淀粉分解為葡萄糖作為碳源(3)C水解圈直徑與菌落直徑上清液3.(2015浙江自選,17,10分)某工廠為了生產(chǎn)耐高溫植酸酶飼料添加劑,開展了產(chǎn)該酶菌株的篩選、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下圖所示:

請(qǐng)回答:(1)土壤懸液首先經(jīng)80℃處理15分鐘,其目的是篩選出①

。(2)在無菌條件下,將經(jīng)過處理的土壤懸液進(jìn)行②

,然后涂布于含有植酸鈉的固體培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后觀察到③

,其周圍出現(xiàn)透明水解圈,圈的直徑大小與④

（強(qiáng)弱）有關(guān)。(3)篩選獲得的菌株經(jīng)鑒定后,將優(yōu)良菌株進(jìn)行液體擴(kuò)大培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)需要振蕩,其主要目的是⑤

。液體培養(yǎng)基與固體培養(yǎng)基相比,不含有的成分是⑥

。答案(1)①耐高溫菌株(2)②稀釋③單菌落④植酸酶的活性和分泌量(3)⑤供氧⑥瓊脂二、體驗(yàn)傳統(tǒng)發(fā)酵—利用酵母菌,醋酸菌制作果酒和果醋（一）實(shí)驗(yàn)原理1、果酒制作——酵母菌（真菌）①有氧：需氧呼吸，大量繁殖②無氧：酒精發(fā)酵（1）代謝類型：異養(yǎng)兼性厭氧型C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶Q1：發(fā)酵過程中要注意什么？Q2：如何提高酒精產(chǎn)量？當(dāng)酒精含量超過11.4%，酵母菌不再產(chǎn)生酒精白糖：更多反應(yīng)底物，提高酒精的含量（一）實(shí)驗(yàn)原理1、果酒制作——酵母菌（2）來源傳統(tǒng)發(fā)酵：附著在葡萄皮上的野生型酵母菌（3）影響酒精發(fā)酵的主要環(huán)境條件：工業(yè)化生產(chǎn)：先消毒滅菌，再接入菌種（新鮮酵母或干酵母）溫度、氧氣和pH25-30℃①若氧氣、糖源充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。②若缺少糖源，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?。C6H12O6+2O2→2CH3COOH(醋酸)+2CO2+2H2O+能量酶C2H5OH

+O2→CH3COOH(醋酸)+H2O+能量酶（一）實(shí)驗(yàn)原理2、果醋制作——醋酸菌（細(xì)菌）（1）代謝類型：異養(yǎng)需氧型例題．如圖表示果酒和果醋制作過程中的物質(zhì)變化過程，下列敘述正確的是(

)A．過程①和②都只能發(fā)生在缺氧條件下B．過程①和③都發(fā)生在酵母菌的線粒體中C．過程③和④都需要氧氣的參與D．過程①～④所需的最適溫度基本相同C酵母菌醋酸菌生物學(xué)分類代謝類型最適生長(zhǎng)溫度生產(chǎn)應(yīng)用酵母菌vs

醋酸菌真菌（真核生物）細(xì)菌（原核生物）異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型25-30℃30-35℃釀酒制醋在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次（注意，不是打開瓶蓋），以放出CO2，此后再將瓶蓋擰緊。注意：不能用不能自動(dòng)排氣的玻璃瓶作為發(fā)酵容器，以免發(fā)酵產(chǎn)生的大量氣體使瓶子炸裂，造成危險(xiǎn)。（二）材料用具

1.制備發(fā)酵裝置及處理材料。

（1）制備裝置。在礦泉水瓶蓋上戳一個(gè)小洞，將可彎折吸管的短臂插入小洞，再用凡士林密封吸管與小洞的連接處。待裝入葡萄、蓋好蓋子后，再將吸管長(zhǎng)臂插入水中阻止氧氣進(jìn)入。①防止O2進(jìn)入②防止空氣中的雜菌污染③排出CO2，平衡發(fā)酵罐內(nèi)壓強(qiáng)（三）方法步驟a.讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖；b.防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出1號(hào)2號(hào)

1.制備發(fā)酵裝置及處理材料。

（2）處理材料。將葡萄用清水洗凈、晾干后，連皮擠碎后分別放入編號(hào)為1、2的兩個(gè)礦泉水瓶中。所放入的葡萄體積不要超過礦泉水瓶1/2。（三）方法步驟Q：摘梗洗還是不摘梗洗？補(bǔ)充操作：高錳酸鉀溶液浸泡２.葡萄酒發(fā)酵。①1號(hào)礦泉水瓶中加用溫水調(diào)勻后的干酵母；2號(hào)礦泉水瓶中不加干酵母②蓋好蓋子后，將吸管長(zhǎng)臂插入水中以阻止氧氣進(jìn)入。③在25℃左右的環(huán)境中發(fā)酵?；罨湍妇蛊淠苎杆侔l(fā)揮作用形成對(duì)照標(biāo)志著酒精發(fā)酵的速率發(fā)酵開始，微生物需氧呼吸消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳溶于水，使瓶?jī)?nèi)氣壓減小，因此發(fā)酵瓶?jī)?nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓，無氣泡產(chǎn)生⑤保存：7-10天后，待不再有氣體產(chǎn)生，停止發(fā)酵。用小刀在礦泉水瓶壁(液面之上)戳—小洞，將瓶中的上清液倒入相同編號(hào)的另一干凈礦泉水瓶中，置于冰箱４℃冷藏室中靜置保存。④觀測(cè)指標(biāo)：每天定時(shí)觀察礦泉水瓶?jī)?nèi)葡萄的變化以及吸管長(zhǎng)臂排出氣泡的速度。Q：太低或太高有何影響?Q：發(fā)酵過程中氣泡產(chǎn)生速度如何變化?若3天后還沒有氣泡冒出，必須加入更多酵母，使發(fā)酵盡快發(fā)生。重鉻酸鉀酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈灰綠色思考：除書本指標(biāo)外，還可如何檢測(cè)果酒的發(fā)酵情況？提示：a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)（橙色→灰綠色）3.葡萄醋發(fā)酵。選取酒味較重的一瓶，用小刀在發(fā)酵液面以上的瓶壁戳一小洞，放置在溫暖的環(huán)境中。24ｈ后打開瓶蓋就會(huì)聞到果酒在有氧條件發(fā)酵產(chǎn)生的果醋的氣味。最適發(fā)酵溫度：30—35℃Q：果酒發(fā)酵和果醋發(fā)酵中最關(guān)鍵的不同處理?觀測(cè)指標(biāo)①氧氣環(huán)境②溫度鋸末+通氣滅菌的鋸末（增加通氣性）+通無菌空氣原因：果醋中的醋酸是從酒精轉(zhuǎn)化而成的2、為什么發(fā)酵瓶中的液體不能裝滿?1個(gè)葡萄糖分子經(jīng)乙醇發(fā)酵后要產(chǎn)生2個(gè)CO2分子，如果發(fā)酵液裝滿容器，則液體將外溢，一則發(fā)酵液會(huì)損失，二則瓶口等處會(huì)被許多雜菌污染，特別是被霉菌污染，影響產(chǎn)物品質(zhì)，所以發(fā)酵液不能裝滿。思考討論5、在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？提示：隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，因此酵母菌活性很低。在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時(shí)，可以先買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時(shí)間后在醋的表面會(huì)有一層薄膜（實(shí)際上是醋酸菌），用這層薄膜進(jìn)行接種可以明顯縮短制作果醋的時(shí)間。(6)影響葡萄酒風(fēng)味的因素可能有？菌種、葡萄、發(fā)酵條件控制(7)發(fā)酵過程中，你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？葡萄清洗、發(fā)酵裝置要清洗干凈等（二）制作果酒和果醋果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時(shí)狀態(tài)醋酸發(fā)酵時(shí)狀態(tài)充氣口排氣口出料口通入（無菌）空氣關(guān)閉打開，并接入氣泵排出CO2打開打開便于取樣監(jiān)測(cè)關(guān)閉關(guān)閉酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的區(qū)別和聯(lián)系：區(qū)別酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵微生物氧氣聯(lián)系酒精發(fā)酵為醋酸發(fā)酵提供

。

酵母菌醋酸菌無氧有氧酒精實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)酵酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵氣味和味道酒味酸味氣泡和泡沫有氣泡和泡沫無氣泡和泡沫發(fā)酵液顏色混濁混濁，液面形成白色菌膜5．下面是果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)流程和某同學(xué)設(shè)計(jì)的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。根據(jù)圖示回答下列問題：醋酸發(fā)酵(1)完成圖1中的實(shí)驗(yàn)流程。(2)沖洗應(yīng)特別注意不能________，以防止菌種的流失。(3)圖2裝置中的充氣口在________時(shí)關(guān)閉，在________時(shí)連接接充氣泵，并連續(xù)不斷地向內(nèi)________。(4)排氣口在果酒發(fā)酵時(shí)排出的氣體是由__________產(chǎn)生的____，在果醋發(fā)酵時(shí)排出的是_________________。(5)若在果汁中就含有醋酸菌，在果酒發(fā)酵旺盛時(shí)，醋酸菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸？說明原因。_______。反復(fù)沖洗果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵通入空氣

酵母菌CO2剩(含氧量少)的空氣、CO2不能。此時(shí)為無氧條件1.菌種乳酸菌（2）來源附生在蔬菜表面（1）代謝類型異養(yǎng)（厭氧、兼性厭氧、微好氧）型（3）種類植物乳桿菌、短乳桿菌、明串珠菌（原核生物）（4）分布

空氣，土壤，植物體表，動(dòng)物的腸道三、體驗(yàn)傳統(tǒng)發(fā)酵—利用乳酸菌發(fā)酵制作泡菜C6H12O6→2C3H6O3+能量酶（一）實(shí)驗(yàn)原理作用：抑制泡菜表面雜菌生長(zhǎng)，調(diào)味劑增加醇香火候好,無裂紋,無砂眼,壇沿深,蓋子吻合好1.處理材料

①各種菜洗凈并切成3～4cm長(zhǎng)的小塊。使乳酸菌更易獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵防止外界空氣進(jìn)入Q：有什么方法可以縮短腌制時(shí)間？（二）方法步驟②將泡菜壇洗凈，并用熱水洗壇內(nèi)壁兩次。減少雜菌污染①配制鹽水（鹽+冷開水）②將各種蔬菜、鹽水、糖及調(diào)味品放入壇，混合均勻。③將鹽水加入壇中，基本裝滿泡菜壇。④將壇口用水封好⑤腌制1周左右即可開壇食用，可不斷取用。2.腌制泡菜①減少雜菌污染②避免過燙使發(fā)酵菌死亡發(fā)酵中期：由于前期乳酸的積累和缺氧狀態(tài)的形成，______________菌的活動(dòng)受抑制，乳酸桿菌開始活躍，并產(chǎn)生大量乳酸，乳酸積累pH達(dá)3.5~3.8.大腸桿菌、酵母菌、霉菌等的活動(dòng)受到抑制。這一期為完全成熟階段，泡菜有酸味且清香品質(zhì)最好。發(fā)酵后期：繼續(xù)進(jìn)行乳酸發(fā)酵，乳酸積累達(dá)1.2％以上時(shí)，乳酸桿菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。此階段泡菜酸度過高、風(fēng)味已不協(xié)調(diào)。泡菜腌制過程中微生物呼吸情況發(fā)酵前期：蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，表面帶入的微生物，主要是以不抗酸的酵母菌等較為活躍，它們進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵和微弱的酒精發(fā)酵產(chǎn)生較多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以氣泡從水槽內(nèi)放出，逐漸使壇內(nèi)形成嫌氣狀態(tài)。此時(shí)泡菜液的含酸量約為0.3%～0.4%，是泡菜初熟階段，其菜質(zhì)咸而不酸、有生。不耐酸、需氧亞硝酸鹽含量1號(hào)壇2號(hào)壇3號(hào)壇1月4日（封壇前）0.15

0.15

0.15

1月8日（第5天）0.600.200.801月12日（第9天）0.200.100.601月15日（第12天）0.100.050.201月19日（第21天）0.100.050.20

我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定亞硝酸鹽的殘留量:在肉制品中不得超過30mg/kg，在醬菜中不超過20mg/kg，而嬰兒奶粉中不得超過2mg/kg。較多亞硝酸鹽具致癌作用危害身體健康，所以不宜多吃。

亞硝酸鹽的來源和去向：來源：（1）蔬菜中含極微量的亞硝酸鹽（2）腌制過程中，硝酸鹽還原菌使硝酸鹽還原為亞硝酸鹽去向：（1）泡菜中的酚類物質(zhì)與維生素C將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽泡菜腌制過程中亞硝酸鹽的含量的變化：（1）腌制初期：泡菜壇內(nèi)環(huán)境有利于一些硝酸鹽還原菌繁殖，這些細(xì)菌可以促進(jìn)硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。（2）隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸細(xì)菌也大量繁殖，對(duì)硝酸鹽還原菌產(chǎn)生一定的抑制作用，使其生長(zhǎng)繁殖受到影響，造成泡菜中亞硝酸鹽的含量有所下降。先增加后減少Q(mào)：使硝酸鹽還原為亞硝酸鹽的微生物不適于在什么環(huán)境中生存？泡菜腌制過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化例題.回答下列有關(guān)泡菜制作的問題。(1)制作泡菜時(shí),所用水要煮沸,其目的是

。為了縮短制作時(shí)間,有人還會(huì)在鹽水中加入少量陳泡菜液,加入陳泡菜液的目的是

。

(2)泡菜制作過程中,乳酸發(fā)酵過程即乳酸菌進(jìn)行

的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌的

中。

(3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有

、

和

等。

(4)從開始制作到泡菜質(zhì)量最佳這段時(shí)間內(nèi),泡菜液逐漸變酸,這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是

,原因是

。

腌制時(shí)間食鹽用量乳酸菌數(shù)量增多,雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更耐酸殺滅水中的微生物并除去水中氧氣增加乳酸菌的數(shù)量厭氧呼吸細(xì)胞溶膠溫度

mg/kg時(shí)間亞硝酸鹽含量酵母菌、乳酸菌數(shù)量的變化亞硝酸鹽含量的變化（3）已知乳酸菌中的亞硝酸還原酶能降解亞硝酸鹽。在一定的腌制時(shí)間內(nèi)，隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，泡菜中亞硝酸鹽含量逐漸降低，是由于在厭氧和_______環(huán)境下亞硝酸鹽被亞硝酸還原酶降解酸性乳酸菌和乳酸的含量變化（1）（2）乳酸菌是厭氧微生物，在有氧氣存在時(shí)，無氧呼吸受抑制。泡菜研制過程如如不能制造缺氧環(huán)境，好氧菌大量繁殖，菜要腐爛的。（)（3）抗生素能殺死乳酸菌或抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，所以含抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。（)（4）泡菜腌制涉及多種菌體的此消彼長(zhǎng)，泡菜發(fā)酵初期發(fā)酵壇的水槽內(nèi)會(huì)間歇性有氣泡冒出，氣泡產(chǎn)生的原因是酵母菌等微生物進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2形成的。（)（5）泡菜腌制過程中，亞硝酸鹽濃度先上升，后下降。大量生產(chǎn)泡菜上市前要測(cè)定亞硝酸鹽濃度。（

）（6）泡菜腌制時(shí)間越長(zhǎng)越好，與室內(nèi)溫度無關(guān)（）對(duì)對(duì)對(duì)對(duì)錯(cuò)知識(shí)辨析：

青霉素是世界上第一個(gè)應(yīng)用于臨床的抗生素。早期科學(xué)家只能從青霉菌中提取少量，價(jià)格貴如金。隨著高產(chǎn)菌種的選育、發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展等，青霉素步入了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的道路。如今，一瓶規(guī)格160萬單位青霉素注射劑的價(jià)格只要1元左右。那么，在工業(yè)上，青霉素究竟是怎樣生產(chǎn)的呢？四、發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能,工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品（一）發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1.獲得菌種2.培養(yǎng)基3.4.滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要傳統(tǒng)的固體表面培養(yǎng)→→工業(yè)液體深層培養(yǎng)通無菌空氣+機(jī)械攪拌現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)：好氧、液體、深層、分批、單一純種發(fā)酵四、發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能,工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品（一）發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)前提Q1：優(yōu)質(zhì)菌種要滿足哪些要求？Q2：如何獲得優(yōu)質(zhì)菌種？①自然界篩選②誘變育種③轉(zhuǎn)基因技術(shù)傳代次數(shù)多也需要進(jìn)一步篩選1.獲得菌種選育優(yōu)質(zhì)菌種滅菌2.培養(yǎng)基3.（一）發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)菌種在不同的發(fā)酵階段，要求環(huán)境條件是不同的。滅菌通過控制冷水流速調(diào)節(jié)罐溫控制發(fā)酵過程是保證發(fā)酵生產(chǎn)高效順利進(jìn)行的重要措施營(yíng)養(yǎng)供給離心萃取如單細(xì)胞蛋白等4.如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，分離方法：如果發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物，分離方法：過濾、沉淀、離心真空發(fā)酵、吸附發(fā)酵、萃取發(fā)酵吸附發(fā)酵真空發(fā)酵是對(duì)發(fā)酵灌減壓，使易揮發(fā)的發(fā)酵產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離出來的技術(shù)吸附發(fā)酵在發(fā)酵過程中加入對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物具有特異性或非特異性吸附作用的吸附劑，從而使發(fā)酵產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離出來的技術(shù)。（例：離子交換樹脂分離乳酸）萃取發(fā)酵：當(dāng)兩種水溶性高分子聚合物在同一水溶液中各自達(dá)到一定濃度后，會(huì)互不相溶形成兩相系統(tǒng)（例：雙水相萃取a-淀粉酶，同時(shí)分離淀粉酶）分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進(jìn)行離子交換過多的持久性泡沫對(duì)發(fā)酵是不利的。因?yàn)榕菽瓡?huì)占據(jù)發(fā)酵罐的容積，影響通氣和攪拌的正常進(jìn)行，甚至導(dǎo)致代謝異常泡沫給發(fā)酵造成的影響包括:1)泡沫過多,升到罐頂從軸封滲出,易造成染菌;2)使發(fā)酵罐裝填系數(shù)減少,降低了設(shè)備利用率;3)影響通風(fēng)攪拌正常進(jìn)行,影響氧的傳遞,妨礙菌的呼吸;4)增加菌群的非均一性,微生物隨泡沫漂浮;5)造成產(chǎn)物的損失;6)加入消泡劑給下游提取工序帶來困難。歸納：發(fā)酵工程的影響因素及相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制方法(1)溫度微生物分解有機(jī)物釋放的能量,一部分用于合成ATP,另一部分散發(fā)到培養(yǎng)基中時(shí),會(huì)引起發(fā)酵溫度升高;機(jī)械攪拌也會(huì)產(chǎn)生一部分熱量引起溫度升高。調(diào)節(jié)和控制培養(yǎng)液溫度的方法:用冷卻水進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。(2)pHpH發(fā)生變化的主要原因是培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)成分的利用和代謝產(chǎn)物的積累。如當(dāng)谷氨酸棒狀桿菌利用糖類物質(zhì)不斷生成谷氨酸時(shí),培養(yǎng)液的pH就會(huì)下降;而堿性物質(zhì)的生成則會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)液的pH上升。調(diào)節(jié)和控制培養(yǎng)液pH的方法:在培養(yǎng)基中添加緩沖液,在發(fā)酵過程中加酸或堿。(3)溶解氧對(duì)于需氧型微生物,發(fā)酵過程要保證充足的溶解氧;對(duì)于厭氧型微生物,要保證嚴(yán)格的無氧環(huán)境。調(diào)節(jié)和控制溶解氧的方法:利用發(fā)酵罐的通氣口控制氧氣的量。五、發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值優(yōu)點(diǎn)？1.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用（1）采用基因工程的方法,將植物或動(dòng)物的基因轉(zhuǎn)移到微生物中,獲得具有某種藥物生產(chǎn)能力的微生物。如利用工程菌發(fā)酵生產(chǎn)胰島素（2）直接對(duì)菌種進(jìn)行改造,再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。如通過誘變的青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素?？股兀何⑸锇l(fā)酵產(chǎn)物或衍生物酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑、類激素、抗氧化劑、生物表面活性劑、抗輻射藥物2.酶制劑是發(fā)酵工程對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)的又一貢獻(xiàn)TaqDNA聚合酶是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的熱穩(wěn)定DNA聚合酶，最初由Saiki等從溫泉中分離的一株水生棲熱菌（thermusaquaticus）中提取獲得，在DNA體外擴(kuò)增中扮演了不可或缺的角色。五、發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值研究已證明代糖能釋放自由甲醇。長(zhǎng)期甲醇的毒性可影響腦中的多巴胺系統(tǒng)而導(dǎo)致上癮。甲醇又稱木醇，占代糖的1/3，此物質(zhì)己被劃為嚴(yán)重的代謝性毒物和麻醉劑。最近的新聞中，經(jīng)常有關(guān)於世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員和其它健康人仕在服用代糖后綷死的報(bào)導(dǎo)，其原因與代糖損害心臟的傳導(dǎo)系統(tǒng)有關(guān)。二、發(fā)酵工程的應(yīng)用（二）發(fā)酵工程的應(yīng)用1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用第二，生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑。

食品添加劑不僅可以增加食品的營(yíng)養(yǎng)，改善食品的口味、色澤和品質(zhì)，有時(shí)還可以延長(zhǎng)食品的保存期。許多食品添加劑都通過發(fā)酵工程生產(chǎn)。添加劑類型舉例酸度調(diào)節(jié)劑L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸增味劑5'-肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉著色劑β-胡蘿卜素、紅曲黃色素增稠劑黃原膠、β-環(huán)狀糊精、結(jié)冷膠防腐劑乳酸鏈球菌素、溶菌酶二、發(fā)酵工程的應(yīng)用（二）發(fā)酵工程的應(yīng)用1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用第二，生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑。添加劑類型舉例酸度調(diào)節(jié)劑L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸增味劑5'-肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉著色劑β-胡蘿卜素、紅曲黃色素增稠劑黃原膠、β-環(huán)狀糊精、結(jié)冷膠防腐劑乳酸鏈球菌素、溶菌酶實(shí)例：①檸檬酸是一種廣泛應(yīng)用的食品酸度調(diào)節(jié)劑，可以通過黑曲霉的發(fā)酵制得。②由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過一系列處理就能制作味精。例題10.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)主要包括:①獲得產(chǎn)品、②擴(kuò)大培養(yǎng)、③分離提純產(chǎn)物、④滅菌、⑤配制培養(yǎng)基、⑥發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵、⑦菌種選育、⑧接種。正確的順序是(

)答案

C例題11.下列關(guān)于發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的敘述,正確的是(

)A.需要根據(jù)確定的菌種選擇合適的原料配制培養(yǎng)基,且一般需要反復(fù)試驗(yàn)B.需要對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行消毒,以防止因雜菌污染導(dǎo)致產(chǎn)量下降C.選育出的菌種可以直接接種,也可以先進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)后再進(jìn)行接種D.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以通過正反饋機(jī)制,使發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)A判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)醬油制作過程中所用到的微生物包括酵母和霉菌。(

)(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中所用到的酵母菌、乳酸菌和醋酸菌中，屬于真核生物的有酵母菌，能進(jìn)行需氧呼吸的有醋酸菌。(

)(3)果酒發(fā)酵過程中，可以通過從出料口取樣，利用溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測(cè)生成酒精的情況。(

)(4)泡菜制作過程中，為了防止雜菌污染，可以向發(fā)酵壇中加入少量的抗生素。(5)環(huán)境條件影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，但不影響微生物代謝產(chǎn)物的形成。(6)發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來源豐富，但廢棄物對(duì)環(huán)境污染很大，不易處理(7)發(fā)酵過程中，發(fā)酵初期與中晚期，微生物合成的產(chǎn)物是有差別的(8)單細(xì)胞蛋白指通過發(fā)酵而獲得的微生物菌體