【課件】高三生物一輪復(fù)習(xí)課件傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用+

一輪復(fù)習(xí)

發(fā)酵工程

考點(diǎn)一

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)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：一、發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)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(guò)_____________轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物。微生物微生物的代謝傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)實(shí)例：腐乳制作①原理：蛋白質(zhì)

。脂肪

。②腐乳制作過(guò)程中參與的微生物：毛霉是一種絲狀

，其繁殖方式為

，代謝類型是

型。小分子的肽和氨基酸甘油和脂肪酸真菌孢子生殖異養(yǎng)需氧傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

概念：直接利用原材料中天然存在的________，或利用前一次發(fā)酵保存下的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的__________進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。分類：固體發(fā)酵半固體發(fā)酵泡菜、糧食白酒、腐乳等豆豉、醬、醬油等微生物微生物下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)以固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主B．我國(guó)具有悠久的釀酒文化，是因?yàn)槲覀兊淖嫦劝l(fā)現(xiàn)酵母菌可以應(yīng)用于釀酒，并一直延續(xù)至今C．9000年前，我們的祖先就會(huì)利用微生物將谷物制成含酒精的飲料D．早在公元5世紀(jì)的北魏古籍中，就有關(guān)于腐乳生產(chǎn)工藝的記載，腐乳也是經(jīng)微生物發(fā)酵而成的食品二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1、制作泡菜（1）乳制品發(fā)酵、泡菜制作的原理：乳酸發(fā)酵C6H12O62C3H6O3+少量能量酶乳酸菌是一類細(xì)菌的總稱，常見(jiàn)類型：

乳酸鏈球菌和乳酸桿菌當(dāng)質(zhì)量百分比為0.4%~0.8%時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。乳制品發(fā)酵、泡菜制作的原理：乳酸菌分類分布代謝類型作用原核生物分布廣泛空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物腸道異養(yǎng)厭氧型在無(wú)氧情況下能將葡萄糖分解成乳酸1、配置鹽水（2）、方法步驟清水與鹽配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5﹪-20﹪的鹽水，配制好后煮沸冷卻。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鹽水冷卻后使用的目的：為了不影響乳酸菌的生命活動(dòng)調(diào)味，抑制其他微生物生長(zhǎng)過(guò)高，乳酸發(fā)酵將受抑制；過(guò)低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)殺菌，去除水中的溶解氧2、新鮮蔬菜處理、裝壇蔬菜處理：

將鮮菜修整、洗滌、陽(yáng)光下晾曬，到菜表皮萎焉時(shí)收下，切分成條狀或片狀。裝壇：泡菜壇消毒，將蔬菜混合均勻，裝入泡菜壇內(nèi)，裝至半壇時(shí)放入蒜、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿A.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(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的二氧化碳，如果泡菜壇裝的太滿，發(fā)酵液可能會(huì)溢出壇外。B.另外，泡菜壇裝的太滿，會(huì)使鹽水不太容易完全淹沒(méi)菜料，從而導(dǎo)致壇內(nèi)菜料變質(zhì)腐爛。C.泡菜壇留有一定的空間，也更方便拿取泡菜。3、倒冷卻鹽水將冷卻好的鹽水緩緩倒入，使鹽水沒(méi)過(guò)全部菜料，蓋好壇蓋。4、封壇發(fā)酵蓋好壇蓋。向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，以保證壇內(nèi)乳酸菌所需的無(wú)氧環(huán)境。在發(fā)酵過(guò)程中，要注意經(jīng)常補(bǔ)充水槽中的水。水封閉壇口起著使壇內(nèi)與壇外空氣隔絕的作用，這是最簡(jiǎn)易的造成無(wú)氧環(huán)境的方法。說(shuō)明乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵需無(wú)氧環(huán)境。1、配置鹽水2、新鮮蔬菜處理、裝壇3、倒冷卻鹽水4、封壇發(fā)酵（2）、方法步驟如果加一些陳泡菜汁更好，相當(dāng)于接種乳酸菌，減少腌制時(shí)間進(jìn)一步探究亞硝酸鹽：膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，絕大部分亞硝酸鹽隨尿排出，但在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下會(huì)轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺（霉變的食品中亞硝胺可增至數(shù)十倍至數(shù)百倍）。泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素有哪些？

溫度高低，腌制方法，時(shí)間長(zhǎng)短，食鹽用量等。溫度過(guò)高，食鹽不足，腌制時(shí)間過(guò)短會(huì)使細(xì)菌污染、大量繁殖后，會(huì)導(dǎo)致亞硝酸鹽含量增加時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵前期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動(dòng)）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸菌比其他雜菌更耐酸。乳酸積累，抑制其他菌活動(dòng)）增多達(dá)到最多后開(kāi)始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動(dòng)）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對(duì)穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）泡菜制作過(guò)程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析（拓展應(yīng)用P8,2）某同學(xué)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(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)右欄曲線圖，請(qǐng)你幫他分析問(wèn)題。（1）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來(lái)看，你認(rèn)為該泡菜在什么時(shí)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(gè)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?yàn)榇藭r(shí)亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低水平。鹽濃度高，殺死了乳酸菌等微生物。“陳泡菜水”含乳酸菌，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。酵母菌

異養(yǎng)兼性厭氧附著在葡萄皮

醋酸菌

原核

二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.原理釀酒、制作饅頭和面包的原理：酵母菌厭氧發(fā)酵C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸（有利于快速繁殖）：分類分布代謝類型最適生長(zhǎng)溫度真核生物含糖量較高的水果蔬菜表面異養(yǎng)兼性厭氧型釀酒酵母：最適生長(zhǎng)溫度28℃釀酒、制作饅頭和面包的原理：酵母菌二、嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品原理制作醋的原理：醋酸菌好氧發(fā)酵C2H5OH+O2→CH3COOH（醋酸）+H2O+能量氧氣、糖源充足時(shí),將糖分解成醋酸C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量當(dāng)缺少糖源時(shí)，將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿岱诸惙植即x類型最適生長(zhǎng)溫度原核生物分布廣泛，在果園的土壤、葡萄或酸敗食物表面較多異養(yǎng)需氧型30℃~35℃制作醋的原理：醋酸菌二分裂生殖2、方法步驟器具消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)用洗潔精洗凈，并用70﹪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，去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。榨汁裝瓶用榨汁機(jī)榨取葡萄汁將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中，（要留大約1／3的空間）蓋好瓶蓋。酒精發(fā)酵溫度在18－300C發(fā)酵每隔12h擰松瓶蓋一次發(fā)酵時(shí)間為10-12d，可從瓶口取樣監(jiān)測(cè)不能連續(xù)沖洗，避免沖洗掉附著在葡萄皮上的野生酵母菌去梗前沖洗可避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機(jī)會(huì)。A.先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進(jìn)行酒精發(fā)酵；B.防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。2、方法步驟打開(kāi)瓶蓋蓋上紗布當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開(kāi)瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30～35℃，時(shí)間為7～8d。果醋檢測(cè)問(wèn)題：由果酒制作改為果醋制作需要改變哪些條件？由無(wú)氧條件改為有氧條件溫度由18－300C改為30～35℃，提高溫度思考討論：1、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(jī)等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用；B.處理葡萄時(shí)應(yīng)先沖洗再去除枝梗；C.排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要打開(kāi)瓶蓋。

在葡萄酒的制作過(guò)程中，發(fā)酵液會(huì)產(chǎn)生氣泡，這是因?yàn)榻湍妇l(fā)酵產(chǎn)生CO2；開(kāi)始發(fā)酵后，CO2產(chǎn)生越來(lái)越多，會(huì)使發(fā)酵液出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，在發(fā)酵的10天后，這種現(xiàn)象最明顯。

如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，由果皮進(jìn)入發(fā)酵液的花青素會(huì)越來(lái)越多，因而發(fā)酵液的顏色會(huì)逐漸加深變成深紅色。果醋發(fā)酵過(guò)程中一般不會(huì)出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面上會(huì)出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。2、在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？引起變化的原因是什么？3、在制作果酒的過(guò)程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長(zhǎng)？它們會(huì)對(duì)果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？

果酒中除了酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。

乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，從而使果酒變質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來(lái)控制乳酸菌的含量。

果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情況下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?/p>

由于醋酸菌在有氧的條件下才能進(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)，因此在制作果酒的過(guò)程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖。

此外，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。酒味無(wú)氣泡和泡沫菌膜重鉻酸鉀酸性灰綠色5、在制作果醋的過(guò)程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵？醋酸菌從何而來(lái)？采用什么措施可以加快果醋的制作？

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(kāi)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(mǎi)一瓶醋，將其打開(kāi)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、有3位同學(xué)分別采用了3種不同的發(fā)酵裝置來(lái)制作果醋。結(jié)合果醋的制作原理，你認(rèn)為哪一種發(fā)酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進(jìn)這種裝置嗎？C同學(xué)的裝置更適合制作果醋。防止空氣中雜菌進(jìn)入，防止的污染結(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空氣關(guān)閉打開(kāi)，并接入氣泵排出CO2打開(kāi)打開(kāi)便于取樣檢測(cè)關(guān)閉關(guān)閉填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置果酒制作與果醋制作的比較項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵菌種菌種來(lái)源發(fā)酵原理發(fā)酵條件溫度時(shí)間氧氣pH酶酶酶酶?jìng)鹘y(tǒng)的葡萄酒釀造采用自然發(fā)酵，菌種主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌空氣中的野生型醋酸菌或購(gòu)買(mǎi)醋酸菌的菌種或從食醋中分離醋酸菌酵母菌醋酸菌①

在有氧條件下：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量②

在無(wú)氧條件下C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量①

氧氣、糖源都充足時(shí)：C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量

②

缺少糖源時(shí)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量一般控制在18～30℃30～35℃10～12d7～8d初期需氧，后期不需氧始終需要氧最適pH為4.5～5.0最適pH為5.4～6.0①酵母菌的呼吸代謝途徑如圖所示。圖中過(guò)程a和b是蘋(píng)果醋生產(chǎn)的第一階段，在酵母菌細(xì)胞的______________中進(jìn)行，其產(chǎn)物乙醇與__________試劑反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色，這一反應(yīng)可用于乙醇的檢驗(yàn)；過(guò)程c在酵母菌細(xì)胞的________中進(jìn)行，與無(wú)氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度____。(2019全國(guó)Ⅱ，15分)蘋(píng)果醋是以蘋(píng)果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的?；卮鹣铝袉?wèn)題：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)重鉻酸鉀線粒體快②第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^(guò)程，根據(jù)醋酸桿菌的呼吸作用類型，該過(guò)程需要在______條件下才能完成。③在生產(chǎn)過(guò)程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度_____（填“低于”或“高于”）第二階段的。(2019全國(guó)Ⅱ，15分)蘋(píng)果醋是以蘋(píng)果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的。回答下列問(wèn)題：有氧低于④醋酸桿菌屬于____核生物，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)中________（填“含有”或“不含有”）線粒體。(2019全國(guó)Ⅱ，15分)蘋(píng)果醋是以蘋(píng)果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的?；卮鹣铝袉?wèn)題：原不含有(2017全國(guó)Ⅱ，15分)豆豉是大豆經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果。回答下列問(wèn)題：（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是______、_________。菌種發(fā)酵時(shí)間（2）如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說(shuō)明該發(fā)酵菌是________。好氧菌（3）如果在實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系，則無(wú)法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是___________________________________________________________________________。延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，觀測(cè)發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間2017全國(guó)Ⅱ，15分)豆豉是大豆經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉?wèn)題：（4）從大豆到豆豉，大豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_________________，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_____________。氨基酸和小分子肽脂肪酸和甘油常見(jiàn)的發(fā)酵產(chǎn)品及其發(fā)酵使用的微生物發(fā)酵產(chǎn)品微生物代謝類型生物類型繁殖方式腐乳泡菜果酒果醋乳酸菌酵母菌醋酸菌毛霉菌異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型異養(yǎng)兼性厭氧異養(yǎng)需氧型真核原核真核原核孢子生殖分裂生殖出芽生殖分裂生殖知識(shí)小結(jié)(2022·煙臺(tái)調(diào)研)泡菜的制作容易受環(huán)境條件的影響，溫度過(guò)高、食鹽用量過(guò)低、腌制時(shí)間過(guò)短等，均會(huì)造成細(xì)菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。某研究小組以“測(cè)定泡菜腌制過(guò)程中亞硝酸鹽含量的變化”為課題開(kāi)展了如下研究。①取3個(gè)泡菜壇，分別編號(hào)為A、B、C。②向3個(gè)泡菜壇內(nèi)分別加入調(diào)味料和0.6kg洗凈的新鮮大白菜。③向3個(gè)泡菜壇內(nèi)分別加入2L濃度依次為3%、5%、7%的食鹽水。④密封后置于相同的環(huán)境中發(fā)酵。(1)制作泡菜的主要菌種是________，其代謝類型是_____________。(2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________。實(shí)驗(yàn)中食鹽水需煮沸并冷卻后才可使用，原因是________________________________________________。(3)圖中濃度為3%的食鹽水的測(cè)定結(jié)果，說(shuō)明______________________________。(4)為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，測(cè)定亞硝酸鹽含量時(shí)應(yīng)________________________。乳酸菌異養(yǎng)厭氧型食鹽水的濃度煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了避免高溫殺死乳酸菌等發(fā)酵菌種食鹽水濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致亞硝酸鹽含量過(guò)高多次測(cè)定后取平均值⑤測(cè)定亞硝酸鹽的含量。在封壇前進(jìn)行第一次測(cè)定，以后定期測(cè)定，并將測(cè)定的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，如下圖所示。

考點(diǎn)二

發(fā)酵工程及其應(yīng)用發(fā)酵工程是指利用

的特定功能，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)，

生產(chǎn)對(duì)人類有用的產(chǎn)品。它涉及

、

等方面。發(fā)酵工程：微生物規(guī)?；N的選育和培養(yǎng)產(chǎn)物的分離和提純微生物純培養(yǎng)技術(shù)的建立密閉式發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)成功嚴(yán)格控制的環(huán)境條件人們對(duì)發(fā)酵原理的認(rèn)識(shí)嚴(yán)格控制的環(huán)境條件大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)：選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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)品選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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1.可通過(guò)哪些途徑獲得發(fā)酵工程使用的優(yōu)良菌種?（1）從自然界中獲取（2）誘變育種（3）基因工程育種選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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2.微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時(shí)考慮哪些因素？?jī)?yōu)良的菌種對(duì)周圍環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定繁殖能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)檸檬酸生產(chǎn)啤酒產(chǎn)酸量高黑曲霉加速發(fā)酵的啤酒酵母選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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1.獲得優(yōu)良菌種后為什么要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)？工業(yè)發(fā)酵要想在短時(shí)間內(nèi)得到大量的發(fā)酵產(chǎn)物，則需要大量菌體，因此需要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵罐體積一般為幾十平方立米到幾百立方米一般使用液體培養(yǎng)基。2.培養(yǎng)基類型：選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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5.配置培養(yǎng)基有什么要求：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)基要經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)才能大規(guī)模應(yīng)用。選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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1.滅菌的原因：發(fā)酵工程所用的菌種大多數(shù)是單一菌種，一旦污染，可能是產(chǎn)量降低2.滅菌的對(duì)象：培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備通入的空氣滅菌生產(chǎn)環(huán)境消毒3.實(shí)例：在青霉素生產(chǎn)過(guò)程中如果污染了雜菌，雜菌分泌青霉素酶就會(huì)將青霉素分解掉。選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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)品發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)后將__________的菌種投放到_________中選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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1.發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵有何要求：要在發(fā)酵過(guò)程中隨時(shí)取樣，檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程；嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，已獲得所需的發(fā)酵產(chǎn)物。加酸或堿加緩沖物質(zhì)通風(fēng)攪拌發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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)品發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)2.發(fā)酵過(guò)程中為什么還要控制發(fā)酵條件呢？環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成。例如：谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸；在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。抽取樣本進(jìn)行檢測(cè)調(diào)節(jié)罐溫控制溶解氧調(diào)節(jié)罐壓培養(yǎng)物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的加入口觀察孔取樣管電動(dòng)機(jī)排氣管pH計(jì)冷卻水排出口冷卻夾層發(fā)酵液攪拌葉輪生物傳感器裝置空氣入口溫度傳感器和控制裝置冷卻水進(jìn)入口閥門(mén)放料管控制培養(yǎng)物以一定速度進(jìn)入、流出發(fā)酵罐，實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)通過(guò)肉眼觀察、儀器檢測(cè)等監(jiān)控發(fā)酵條件以及發(fā)酵過(guò)程，抽取樣品進(jìn)一步檢測(cè)。使微生物與發(fā)酵液混合均勻，加快O2的溶解以及散熱通過(guò)加料裝置添加酸或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液。電動(dòng)機(jī)排氣管pH計(jì)冷卻水排出口冷卻夾層發(fā)酵液攪拌葉輪生物傳感器裝置空氣入口放料管閥門(mén)培養(yǎng)物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的加入口觀察孔取樣管溫度傳感器和控制裝置冷卻水進(jìn)入口（1）溫度：通過(guò)發(fā)酵罐上的溫度傳感器和控制裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整（2）溶解氧：通過(guò)通氣量和攪拌速度加以調(diào)節(jié)。（3）pH：選育高產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(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)品分離、提純產(chǎn)物的方法措施有哪些過(guò)濾、沉降①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身時(shí)②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物時(shí)適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒主發(fā)酵過(guò)程的研究，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理B．乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大C．正常發(fā)酵過(guò)程中罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓D．可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定何時(shí)終止發(fā)酵B①生產(chǎn)條件溫和；②原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉；③產(chǎn)物專一；④廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小和容易處理；在食品工業(yè)上的應(yīng)用在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用其他方面上應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的優(yōu)點(diǎn)食品工業(yè)上的應(yīng)用食品工業(yè)是微生物最早開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的領(lǐng)域①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑③生產(chǎn)酶制劑生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品大豆蛋白質(zhì)黑曲霉蛋白酶小分子肽和氨基酸淋洗調(diào)制醬油谷物、水果酒精+CO2酵母菌無(wú)氧條件各種酒類啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程發(fā)芽12焙烤3碾磨4糖化大麥水糖化罐大麥種子發(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。淀粉水解形成糖漿。蒸煮56發(fā)酵7消毒8終止產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，并對(duì)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(zhǎng)它的保存期。過(guò)濾、調(diào)節(jié)、分裝啤酒進(jìn)行出售。糖漿啤酒花過(guò)濾冷卻裝瓶裝罐儲(chǔ)存罐發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵消毒終止加啤酒花冷卻接種過(guò)濾主發(fā)酵后發(fā)酵酵母菌繁殖，大部分糖分解和代謝物生成。在低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間，形成澄清、成熟的啤酒。1.啤酒的發(fā)酵過(guò)程分為_(kāi)_______和_________兩個(gè)階段；2.主發(fā)酵階段完成_________________________________________________；3.后發(fā)酵的條件________________________________；4.焙烤的目的：________________________________；5.蒸煮的目的：主發(fā)酵后發(fā)酵酵母菌的繁殖、大部分糖分解和代謝物的生成低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，并對(duì)糖漿滅菌思考討論生產(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(píng)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)食品的保存期作用實(shí)例1——檸檬酸檸檬酸是一種食品酸度調(diào)節(jié)劑；可以通過(guò)黑曲霉的發(fā)酵制得；實(shí)例2——味精

谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理就能制成味精；由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸；生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑生產(chǎn)酶制劑①常見(jiàn)酶制劑②酶制劑應(yīng)用α-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、氨基肽酶、脂肪酶少數(shù)由動(dòng)植物生產(chǎn)；

絕大多數(shù)通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)；食品的直接生產(chǎn)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程、改善產(chǎn)品的品質(zhì)和口味、延長(zhǎng)食品儲(chǔ)存期和提高產(chǎn)品產(chǎn)量等；③酶制劑來(lái)源在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用動(dòng)植物的基因微生物轉(zhuǎn)入直接改造微生物病原體的抗原基因轉(zhuǎn)入微生物發(fā)酵工程藥物藥物疫苗在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)抗生素例如應(yīng)用產(chǎn)黃青霉生產(chǎn)青霉素，用于治療腦膜炎、骨髓炎、肺炎等。②生產(chǎn)多種氨基酸許多微生物都能產(chǎn)生氨基酸，發(fā)酵工程可生產(chǎn)許多具有治療作用的氨基酸。例如精氨酸可以治療高氨血癥（尿素合成障礙導(dǎo)致血氨濃度升高）等疾病。在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用③生產(chǎn)激素利用工程菌生產(chǎn)生長(zhǎng)激素釋放抑制激素，用于肢端肥大癥的治療。④生產(chǎn)免疫調(diào)節(jié)劑例如，利用工程菌生產(chǎn)乙肝疫苗。在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)微生物肥料利用微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)等來(lái)增進(jìn)土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植株生長(zhǎng)。利用微生物代謝物抑制土壤中病原微生物的生長(zhǎng)，從而減少病害的發(fā)生。

根瘤菌肥、固氮菌肥微生物肥料的種類

②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥利用微生物或其代謝物來(lái)繁殖病蟲(chóng)害。

微生物農(nóng)藥作為

的重要手段。生物防治在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用實(shí)例微生物或代謝產(chǎn)物防治病蟲(chóng)害種類蘇云金桿菌80多種農(nóng)林害蟲(chóng)白僵菌玉米螟、松毛蟲(chóng)一種放線菌產(chǎn)生的抗生素（井岡霉素）水稻枯紋病③生產(chǎn)微生物飼料微生物含有豐富的蛋白質(zhì)，且繁殖速度快實(shí)例1——單細(xì)胞蛋白許多國(guó)家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(guò)發(fā)酵獲得了大量的_________，即單細(xì)胞蛋白；單細(xì)胞蛋白應(yīng)用——食品添加劑、微生物飼料；③實(shí)例2-乳酸菌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(dòng)物食用后還能提高免疫力。微生物菌體在其他方面的應(yīng)用1.解決資源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質(zhì)2.對(duì)極端微生物（生活在高溫、高壓、高鹽和低溫環(huán)境）的利用利用嗜熱菌、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(lái)進(jìn)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、酶及菌體本身。()3.在發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物的代謝途徑。()4.通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白。()××√√發(fā)酵工程特點(diǎn)：①菌種純、產(chǎn)量大、質(zhì)量穩(wěn)定；②大規(guī)模生產(chǎn)、高度自動(dòng)化控制

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)①混合菌種②固體發(fā)酵、半固體發(fā)酵③家庭式