高三生物一輪復(fù)習課件第47講 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用

第47講

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用重點：①制作原理？②各發(fā)酵菌種的代謝類型、來源、溫度？③制作流程？④畫出一套可以不用開蓋放氣的果酒、果醋制作裝置，并分析。⑤?？甲⒁馐马棧号莶酥谱髦宣}水煮沸的原因？用水密封泡菜壇的目的？P6泡菜壇裝八成滿的原因？—P6果酒發(fā)酵罐發(fā)酵液不可裝滿，要留出1/3的原因？—P7

該補充課本的補充課本，整理+背誦+做題→理解通透、活學活用需氧發(fā)酵（

）厭氧發(fā)酵（

）醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）發(fā)酵發(fā)酵P5原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，利用它們既可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。類型：人們利用_______，在適宜的條件下，將原料通過_____________轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物。微生物微生物的代謝0201概念：

直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中微生物。2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：固體發(fā)酵半固體發(fā)酵泡菜、糧食白酒、腐乳等豆豉、醬、醬油等混合菌種知識點一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（1）菌種來源：（2）類型：（3）實質(zhì)：有氧或無氧條件下的物質(zhì)氧化分解01傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)目的：讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶目的：抑制微生物生長，避免腐敗變質(zhì)。由酒及各種香辛料置成，抑制微生物的生長同時增加風味和口感---腐乳制作1、制作過程：含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形，過少不利于毛霉生長。1.腐乳的制作(1)菌種：酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉（絲狀真菌）a.代謝類型：異養(yǎng)需氧型b.生殖方式：孢子生殖(2)制作原理：知識點二、傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作蛋白質(zhì)脂肪小分子肽氨基酸甘油脂肪酸酵母、曲霉和毛霉等多種微生物++蛋白酶脂肪酶(毛霉起主要作用)【思考】1.參與腐乳發(fā)酵的微生物來自哪里？2.每年進行同樣的操作，但是每年制作的腐乳口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？直接利用原材料中的天然存在的微生物。缺點：容易受雜菌污染。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)特點：①混合菌種（易污染、生產(chǎn)效率低）。②固體發(fā)酵、半固體發(fā)酵為主。③家庭式、作坊式制作。（二）制作泡菜1.菌種：乳酸菌（1）

菌種來源：植物體表面天然的乳酸菌（2）

代謝類型：異養(yǎng)厭氧型（原核生物）2.發(fā)酵原理：在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶（3）分裂方式：二分裂（常見乳酸桿菌、乳酸鏈球菌）

電鏡下的乳酸鏈球菌（球狀）

電鏡下的乳酸桿菌（桿狀）乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有：

丙酮酸、[H]、ATP5%-20%的鹽水；鹽水煮沸；冷卻待用；配制鹽水蔬菜處理裝壇加鹽水封壇發(fā)酵思考：1.鹽的作用是什么？2.鹽濃度過高或過低會如何？3.鹽水煮沸的目的？4.鹽水冷卻的目的？泡菜制作過程①鹽的作用：②鹽水濃度要適宜的目的：③鹽水煮沸的目的：④鹽水要冷卻后使用的目的：調(diào)味，抑制其他微生物生長過高，乳酸發(fā)酵將受抑制；過低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)殺菌，去除水中的溶解氧為了不影響乳酸菌的生命活動將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋；配制鹽水蔬菜處理裝壇加鹽水封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，在發(fā)酵過程中注意向水槽中補充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；給泡菜壇內(nèi)創(chuàng)造無氧環(huán)境，嚴格控制厭氧條件在泡菜發(fā)酵初期，由蔬菜表面帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，它們可以進行發(fā)酵，產(chǎn)生較多的二氧化碳，如果泡菜壇裝的太滿，發(fā)酵液可能會溢出壇外。泡菜壇裝的太滿，會使鹽水不太容易完全淹沒菜料，從而導(dǎo)致壇內(nèi)菜料變質(zhì)腐爛。泡菜制作過程泡菜壇子使用之前要檢查密封性發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期發(fā)酵中期發(fā)酵后期曲線模型少（有氧氣，乳酸菌

的活動受到抑制）少增加最多（乳酸抑制

其他菌活動）積累增多（PH下降）下降①缺氧和酸性環(huán)境抑制硝酸鹽還原菌生長

②部分亞硝酸鹽被分解減少（乳酸積累，PH下降，抑制其活動）繼續(xù)增多（PH繼續(xù)下降）下降至相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析

蔬菜中的硝酸鹽---→亞硝酸鹽硝酸鹽還原菌結(jié)果分析與評價1.從開始制作到泡菜質(zhì)量最佳這段時間內(nèi)，泡菜逐漸變酸，泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是什么？原因？2.泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有哪些？乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少，因為乳酸菌比其他雜菌更耐酸。溫度高低、腌制方法、時間長短等。拓展思考：為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵為酸奶？牛奶發(fā)酵為酸奶主要依靠乳酸菌的作用，而抗生素能夠殺死或抑制乳酸菌拓展應(yīng)用,2.某同學在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，在用5﹪的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見右欄曲線圖，請你幫他分析問題。（1）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，你認為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結(jié)果最可能的原因是什么？（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？10天后食用比較好，因為此時亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低水平。加鹽太多，鹽濃度高，殺死了乳酸菌等微生物?！瓣惻莶怂焙樗峋?，加入“陳泡菜水”相當于接種乳酸菌。練習與應(yīng)用

P81.泡菜制作中，哪些操作制造的“無氧環(huán)境”？a.選擇的泡菜壇要有很好的氣密性；b.鹽水煮沸后冷卻待用；c.加入蔬菜后要注入鹽水并沒過全部菜料；

d.蓋上壇蓋，并用水密封泡菜壇。2.泡菜發(fā)酵初期，泡菜壇的水槽內(nèi)會有間歇性的氣泡冒出，試分析產(chǎn)生氣泡的原因。3.泡菜壇內(nèi)有時會長一層白膜，白膜的形成原因？4.泡菜發(fā)酵時間是否越長越好？

不是，一方面,發(fā)酵時間過長，可能產(chǎn)生其他有害物質(zhì)；

另一方面，發(fā)酵時間過長，乳酸含量過高，口味不佳。酵母菌等微生物進行細胞呼吸產(chǎn)生CO2

思考泡菜制作的其他問題：白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧菌，泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富，表面O2含量豐富，適合酵母菌繁殖。1.關(guān)于泡菜發(fā)酵的敘述，不正確的是（

）A.泡菜發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的亞硝酸鹽，攝入過多對身體會造成傷害B.煮沸泡菜鹽水的目的是除去水中的氧氣和殺滅鹽水中的其他雜菌C.制作泡菜利用的菌種是乳酸菌，其代謝類型為異養(yǎng)厭氧型D.泡菜腌制時間過長、食鹽用量過低、溫度過高都容易造成細菌大量滋生，亞硝酸鹽含量增加D短2.下列有關(guān)泡菜制作的敘述正確的是（

）A.乳酸菌是嚴格厭氧菌，無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸與CO2。

B.乳酸菌與酵母菌在結(jié)構(gòu)上的主要差異是前者沒有核膜、核仁。C.泡菜制作過程可以隨時取出食用不同酸味的泡菜。D.制作泡菜過程中，有機物的干重和種類將減少。E.在發(fā)酵過程中，雜菌數(shù)目的減少使乳酸菌與雜菌的種間競爭減弱，因此乳酸菌數(shù)目一直增多B知識點二、傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作3.果酒和果醋的制作(1)菌種的比較:比較項目菌種生物類群代謝類型菌種來源果酒制作___________生物_____________型主要是_______________上的酵母菌果醋制作____________生物_____________型空氣中的________或人工接種酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧附著在葡萄皮醋酸菌原核真核異養(yǎng)需氧醋酸菌知識點二、傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作3.果酒和果醋的制作(2)制作原理與發(fā)酵條件的比較:項目果酒制作果醋制作發(fā)酵原理①有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：________________________________________________；②無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精：________________________________________________C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H20+能量C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量①氧氣、糖源充足時,醋酸菌將葡萄汁中的_________分解成乙酸：____________________________________________________________________；葡萄糖②缺少糖源,氧氣充足時,醋酸菌直接將_______轉(zhuǎn)化為乙醛,再將乙醛變?yōu)橐宜幔篲___________________________________________________________________；乙醇C6H12O6+2O2酶2CH3COOH(醋酸)+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH(醋酸)+H2O+能量3.果酒和果醋的制作項目果酒制作果醋制作溫度發(fā)酵溫度為_________

,釀酒酵母最適生長溫度約為_____

最適生長溫度為__________

氧氣需求前期需要氧氣,后期_____________需要_____________時間

18～3028不需要氧氣充足的氧氣30～3510～12d7～8d(2)制作原理與發(fā)酵條件的比較:3.果酒和果醋的制作(3)制作流程:器具消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干榨汁裝瓶用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶(注意:要留有大約1/3的空間)，蓋好瓶蓋①沖洗的目的:②沖洗1-2次即可,能否連續(xù)沖洗,為什么？③為什么先沖洗再去梗:去除表面灰塵、污物不能，防止果皮表面的野生菌種數(shù)量減少避免去梗時葡萄破損，減少被雜菌污染的機會④葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，為何要留有1/3的空間？a.先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發(fā)酵；b.防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。酒精發(fā)酵將溫度控制在18～30℃進行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(注意:不是打開瓶蓋)，此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10～12d。果酒檢測可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測果醋檢測打開瓶蓋，蓋上紗布當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30～35℃，時間為7～8d。⑤每隔12h左右將瓶蓋擰松一點的目的:⑥擰松但不打開的目的:防止雜菌污染排出CO2,防止發(fā)酵瓶爆裂a.嗅味、品嘗b.酸性重鉻酸鉀（橙色變?yōu)榛揖G色）c.鏡檢酵母菌數(shù)量⑦此時酵母菌是否會繼續(xù)發(fā)酵?不會。隨醋酸發(fā)酵進行，發(fā)酵液PH、發(fā)酵溫度均不利于酵母菌生長繁殖，酵母菌活性很低。⑧發(fā)酵完成后，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是

菌膜a.觀察液面白色菌膜;嗅味、品嘗b.檢測醋酸發(fā)酵前后PHC.鏡檢醋酸菌數(shù)量醋酸3.果酒和果醋的制作(3)制作流程:(4)在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？請完善下方的表格。項目酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵氣味和味道____________氣泡和泡沫____________發(fā)酵液顏色____________________(以紫葡萄作原料)渾濁，液面形成________酒味酸味有無顏色加深變成深紅色白色菌膜在發(fā)酵過程中葡萄皮上的色素進入到發(fā)酵液中。酵母菌首先進行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進行無氧呼吸才產(chǎn)生酒精。1.酒精發(fā)酵過程中發(fā)生“先來水后來酒”現(xiàn)象，其原因是什么？【思考討論】2.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止發(fā)酵液被污染？a.發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用；b.處理葡萄時應(yīng)先沖洗再去除枝梗；c.制作果酒時，排氣時只需擰松瓶蓋，不要打開瓶蓋3.醋酸菌從何而來？打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能大量繁殖。還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖等，從而使果酒變質(zhì)?？梢酝ㄟ^改變____________、__________等控制乳酸菌的含量。醋酸菌可以將糖或乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸，由于醋酸菌在_______的條件下才能進行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中_________________，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過改變___________、________等同樣可以控制醋酸菌的含量。發(fā)酵的溫度果酒的pH有氧盡量減少氧氣含量發(fā)酵的溫度果酒的pH4.在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？3.有三位同學分別采用了三種不同的發(fā)酵裝置來制作果醋。A同學用的是帶蓋的塑料瓶；B同學用的是沒有蓋的塑料瓶，在發(fā)酵過程中無蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；C同學則設(shè)計了如右圖所示的發(fā)酵裝置。結(jié)合果醋的制作原理，你認為哪一種發(fā)酵裝置最適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進這種裝置嗎？拓展應(yīng)用出料口：便于取料，及時監(jiān)測發(fā)酵進行的情況。充氣口：連接氣泵，充入氧氣從而有利于醋酸菌進行有氧呼吸，提高發(fā)酵效率排氣口：排出酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2。排氣口連有長而彎曲膠管：防止空氣中微生物的污染。改進：在充氣口填充棉花或其他過濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來雜菌污染發(fā)酵液。長而彎曲膠管充氣口：排氣口：出料口：取樣檢測、放出發(fā)酵液2、考察重點——果酒、果醋的發(fā)酵裝置改良P8-3作用：酒精發(fā)酵時，排出CO2。排氣口要通過曲頸管與瓶身連接目的？

防止空氣中雜菌的污染。密封：泡菜——密封，無氧環(huán)境

果酒——密封但要排氣

果醋——通氣1.(2019·江蘇卷)下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的敘述，正確的是()A.利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養(yǎng)，后密封發(fā)酵B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是純種發(fā)酵C.果醋制作過程中發(fā)酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反D.毛霉主要通過產(chǎn)生脂肪酶、蛋白酶和纖維素酶參與腐乳發(fā)酵B果酒制作過程中產(chǎn)生CO2，溶于水呈酸性，pH降低2.（2023浙江高考真題）某同學想從泡菜汁中篩選耐高鹽乳酸菌，進行了如下實驗：取泡菜汁樣品，劃線接種于一定NaCl濃度梯度的培養(yǎng)基，經(jīng)培養(yǎng)得到了單菌落。下列敘述正確的是（

）A．培養(yǎng)基pH需偏堿性

B．泡菜汁需多次稀釋后才能劃線接種C．需在無氧條件下培養(yǎng) D．分離得到的微生物均為乳酸菌C【詳解】

A、因為乳酸菌經(jīng)過無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，故其生活的環(huán)境是酸性，培養(yǎng)基pH需偏酸性，A錯誤；B、平板劃線接種時不需要稀釋，B錯誤；C、乳酸菌是厭氧型微生物，所以需在無氧條件下培養(yǎng)，C正確；D、參與泡菜發(fā)酵的微生物不是純種微生物，所以分離得到的除了乳酸菌，還有其他耐高鹽的微生物，D錯誤。（1）果酒進一步發(fā)酵能獲得果醋，酒變醋的原理是

____________

______，請寫出該過程的化學反應(yīng)式：

。發(fā)酵產(chǎn)生酒精后，若利用釀酒缸繼續(xù)進行醋酸發(fā)酵，需要改變的發(fā)酵條件有__________

______。此發(fā)酵過程中，要適時通過充氣口充氣的原因是___

。在工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)果醋時，需要安裝攪拌器，以保證醋酸菌對____

_______的需求。_____（填“能”或“不能”）省去酒精發(fā)酵過程，直接進行醋酸發(fā)酵，理由是___________________________________________。

通入空氣、將溫度控制在30～35℃

氧氣（和營養(yǎng)物質(zhì)）醋酸菌在氧氣和糖源充足的情況下，可以將葡萄糖直接轉(zhuǎn)化為醋酸在氧氣充足時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿?/p>

醋酸菌是好氧菌，且對氧氣較為敏感能C2H5OH+O2酶CH3COOH(醋酸)+H2O+能量（2）釀制成功的藍莓酒如果暴露在空氣中會逐漸出現(xiàn)酸味，氣溫高的夏天更易如此，其原因是__________

______________________________。在變酸的酒表面觀察到的菌膜是

在液面大量繁殖而形成的。若要對該菌進行初步分離純化，比較便捷的操作是采用

（填“平板劃線”或“稀釋涂布平板”）法把它們接種到_____（填“固體”或“液體”）培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)得到肉眼可見的菌落。丟棄已接種過微生物的培養(yǎng)基前，需要先進行滅菌，以免____________

（答出兩點即可）。若藍莓果汁滅菌不合格，含有醋酸菌，在藍莓果酒發(fā)酵旺盛時，醋酸菌_____（填“能”或“不能”）將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸？說明原因

。醋酸菌是好氧細菌，最適生長溫度為30~35℃（夏天溫度較高）果酒發(fā)酵時的缺氧環(huán)境會抑制醋酸菌生長醋酸菌固體平板劃線

污染環(huán)境或者感染操作者不能對發(fā)酵原理的認識微生物純培養(yǎng)技術(shù)建立密閉式發(fā)酵罐設(shè)計成功嚴格控制環(huán)境條件(溫度、pH、溶解氧、壓強、營養(yǎng)物、泡沫等)大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品現(xiàn)代化工程技術(shù)微生物的特定功能發(fā)酵工程的概念發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產(chǎn)物的分離和提純等方面。接種選育菌種制備培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)①選育菌種的目的？菌種來源？②擴大培養(yǎng)的原因？③為什么要滅菌？1.選育菌種P22（1）目的：獲得_______________________性狀優(yōu)良的菌種（2）菌種來源：從自然界中篩選、________或____________________。誘變育種基因工程育種一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)（3）選擇發(fā)酵工程用的菌種時考慮哪些因素？優(yōu)良的菌種對周圍環(huán)境適應(yīng)能力強，其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定、繁殖能力強等優(yōu)點一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)選育菌種擴大培養(yǎng)①擴大培養(yǎng)的原因：快速增加菌種的數(shù)量，縮短生產(chǎn)周期。2.擴大培養(yǎng)P22②從物理性質(zhì)上，擴大培養(yǎng)一般選

培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。液體

液體培養(yǎng)基使微生物與營養(yǎng)物質(zhì)接觸更充分，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，利于微生物的繁殖。選育菌種擴大培養(yǎng)配置培養(yǎng)基滅菌接種發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品②②配置培養(yǎng)基要遵循的原則：①根據(jù)菌種的代謝類型，選擇不同的材料配制培養(yǎng)基。②配置的培養(yǎng)基應(yīng)包括微生物生長所需的碳源、氮源、水、無機鹽及特殊營養(yǎng)要求。③配置的培養(yǎng)基要經(jīng)過反復(fù)試驗才能大規(guī)模應(yīng)用。一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)3.配置培養(yǎng)基P23①發(fā)酵工程所用的菌種大多數(shù)是單一菌種；②雜菌與菌種之間形成種間競爭關(guān)系使產(chǎn)量下降或雜菌產(chǎn)生的代謝物抑制菌種的生長使產(chǎn)量下降。一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)滅菌對象：培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備4.滅菌P23思考:為什么要滅菌？實例：在青霉素生產(chǎn)過程中如果污染了雜菌，雜菌分泌青霉素酶就會將青霉素分解掉。滅菌的目的：防止雜菌污染而影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。選育菌種擴大培養(yǎng)配置培養(yǎng)基滅菌接種發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)5.接種P23將____________的菌種投放到________中發(fā)酵罐擴大培養(yǎng)后發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)6.發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵P23環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且影響微生物代謝物的形成。思考1：為什么要嚴格控制發(fā)酵條件？2.怎樣對發(fā)酵條件進行調(diào)控以滿足微生物的生長需要？①隨時檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等。②及時添加必需的營養(yǎng)物質(zhì)組分。③通過計算機控制系統(tǒng)，對大型發(fā)酵罐內(nèi)的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量和營養(yǎng)等發(fā)酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖。溫度排氣管進入口排出口空氣發(fā)酵罐示意圖：抽取樣本進行檢測調(diào)節(jié)罐溫控制溶解氧含量不斷攪拌的目的：調(diào)節(jié)罐壓①使微生物與營養(yǎng)物質(zhì)接觸更充分，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率；②加快O2的溶解；③散熱。選育菌種擴大培養(yǎng)配置培養(yǎng)基滅菌接種發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品②②發(fā)酵產(chǎn)物類型獲得產(chǎn)品的方法微生物細胞代謝物過濾、沉淀等方法適當?shù)奶崛　⒎蛛x和純化措施分離、提純產(chǎn)物的方法措施：一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)7.分離、提純產(chǎn)物P231.發(fā)酵工程的優(yōu)點：

因此，發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，形成了規(guī)模龐大的發(fā)酵工業(yè)。二.發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的優(yōu)點：產(chǎn)物專一原料來源豐富且價格低廉生產(chǎn)條件溫和廢棄物對環(huán)境的污染小和容易處理2.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①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、各種酒類等利用霉菌發(fā)酵生產(chǎn)醬油、利用釀酒酵母生產(chǎn)各種酒類

大豆(主要原料)小分子肽和氨基酸醬油黑曲霉(蛋白酶)淋洗、調(diào)制各種谷物、水果釀酒酵母各種酒類發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵主發(fā)酵冷卻大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶。加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活。將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉。淀粉分解，形成糖漿。產(chǎn)生風味組分，終止酶的進一步作用，并對糖漿滅菌。酵母菌將糖轉(zhuǎn)化為酒精和CO2。殺死啤酒中的大多數(shù)微生物，延長它的保存期。消毒終止后發(fā)酵過濾過濾、調(diào)節(jié)、分裝啤酒進行出售。發(fā)酵工程的應(yīng)用在食品工業(yè)上的應(yīng)用1.生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間，形成澄清、成熟的啤酒。酵母菌繁殖、大部分糖分解和代謝物生成?！熬劇逼【婆c“工業(yè)”啤酒的區(qū)別類型精釀啤酒普通啤酒是否添加食品添加劑發(fā)酵規(guī)模發(fā)酵時間產(chǎn)量價格不添加添加小規(guī)模大規(guī)模發(fā)酵時間長發(fā)酵時間短產(chǎn)量低產(chǎn)量高價格高價格低1．觀察分析教材P24～25“啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程”，思考回答：與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高？接種單一高質(zhì)量純種、嚴格的消毒滅菌措施、培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)協(xié)調(diào)、嚴格的發(fā)酵條件控制等，都使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。課堂隨練某酒廠以大米為主原料，利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)米酒，其主要工藝流程如下:試就生產(chǎn)過程回答下列問題。(1)糖化階段主要包括蒸煮大米及加人“糖化酶"等，“糖化酶”應(yīng)包括的主要酶類有

，糖化酶使(大米中)淀粉發(fā)生的主要變化是

。(2)發(fā)酵階段主要在5m3的發(fā)酵罐中進行，主要工藝為：加料(糖化后的米漿)→接種菌種(主要為酵母菌)→通氣培養(yǎng)→密封發(fā)酵。①接種后通氣培養(yǎng)的主要目的是

。在接種時常加入尿素或其他氮肥，其目的是

。②"密封”的目的是

。淀粉酶和麥芽糖酶淀粉→麥芽糖→葡萄糖使酵母菌有氧呼吸旺盛、能量充足而迅速繁殖提供菌種生長所需要的氮元素造成缺氧環(huán)境，讓酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精糖化發(fā)酵后加工（勾兌、儲運等）課堂隨練某酒廠以大米為主原料，利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)米酒，其主要工藝流程如下:試就生產(chǎn)過程回答下列問題。(3)在釀酒業(yè)中,為了保持酒的風味不變，應(yīng)讓酵母菌進行

(填“無性生殖”或“有性生殖”)，這是利用了

；為了研制新酒，應(yīng)讓酵母菌進行

(填“無性生殖”或“有性生殖”)，這是利用了

。無性生殖無性生殖能保持親本性狀的穩(wěn)定性有性生殖后代有較大的變異性有性生殖糖化發(fā)酵后加工（勾兌、儲運等）（4）啤酒生產(chǎn)中，發(fā)酵后期，如果密封不嚴，會使啤酒變酸，你知道這是發(fā)生了什么變化嗎？酒精在醋酸菌的作用下被氧化產(chǎn)生乙醛，最后變?yōu)榇姿?。食品添加劑酶制劑嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量。二、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用微生物肥料利用了微生物在代謝過程中產(chǎn)生的

、

等來增進土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進植株生長。(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用P27生產(chǎn)微生物肥料有機酸生物活性物質(zhì)例如：利用根瘤菌和固氮菌生產(chǎn)的根瘤菌肥、固氮菌肥發(fā)酵工程的應(yīng)用利用微生物的代謝產(chǎn)物微生物農(nóng)藥是利用

或

來防治病蟲害的。微生物農(nóng)藥作為

的重要手段(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用P27生產(chǎn)微生物農(nóng)藥生產(chǎn)微生物肥料微生物其代謝物生物防治微生物或代謝產(chǎn)物防治病蟲害種類蘇云金桿菌80多種農(nóng)林害蟲白僵菌玉米螟、松毛蟲一種放線菌產(chǎn)生的抗生素（井岡霉素）水稻枯紋病發(fā)酵工程的應(yīng)用與化學農(nóng)藥相比，微生物農(nóng)藥具有成本低、無污染、見效慢的特點微生物含有豐富的

。(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)微生物農(nóng)藥生產(chǎn)微生物肥料生產(chǎn)微生物飼料蛋白質(zhì)以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的

，即單細胞蛋白。微生物菌體單細胞蛋白=微生物菌體單細胞蛋白成分：不僅含有豐富的蛋白質(zhì)，還含有糖類、脂質(zhì)和維生素等物質(zhì),可用作食品添加劑、微生物飼料。在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質(zhì)，使飼料保鮮，動物食用后還能提高免疫力。(4)在處理含油廢水的同時，可獲得單細胞蛋白，實現(xiàn)污染物資源化。為評價A、B兩菌株的相關(guān)性能，進行了培養(yǎng)研究，結(jié)果如圖。據(jù)圖分析，應(yīng)選擇菌株________進行后續(xù)相關(guān)研究，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________。該菌株增殖速度快，單細胞蛋白產(chǎn)量高；降解脂肪的能力強，凈化效果好B(4)在其他方面的應(yīng)用②對極端微生物（生活在高溫、高壓、高鹽和低溫環(huán)境）的利用①解決資源短缺和環(huán)境污染問題利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質(zhì)發(fā)酵工程正滲透到幾乎所有的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在助力解決

和

等方面的重大問題上，作出了越來越大的貢獻。糧食、環(huán)境、健康能源利用嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量發(fā)酵工程的應(yīng)用課堂小結(jié)食品工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品農(nóng)牧業(yè)其他方面生產(chǎn)食品添加劑發(fā)酵工程應(yīng)用生產(chǎn)酶制劑生產(chǎn)藥物、疫苗生產(chǎn)微生物肥料生產(chǎn)微生物農(nóng)藥生產(chǎn)微生物飼料解決資源短缺與環(huán)境污染問題將極端微生物應(yīng)用于生產(chǎn)實踐利用微生物的代謝產(chǎn)物利用微生物及其代謝產(chǎn)物利用微生物1.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來進行發(fā)酵（）(2)發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物