人教-選修2-第三章-微生物發(fā)酵及其應用1

微生物發(fā)酵及其應用2006-03-15http://sw.dgzx.net為什么要利用微生物？抗生素、氨基酸、酶制劑等產品為什么能通過微生物發(fā)酵來生產？這與微生物的生長和代謝特點有什么關系？1、某些微生物因爭奪生存環(huán)境或營養(yǎng)物，會產生抗生素將其他種類的微生物殺死。2、微生物會產生蛋白酶、纖維素酶和淀粉酶，將營養(yǎng)物質水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖。3、微生物細胞會通過合成或分解代謝生產它必需的一些物質，包括氨基酸、核苷酸等。2006-03-15http://sw.dgzx.net為什么要利用微生物？微生物繁殖非常迅速微生物培養(yǎng)易于控制微生物本身也容易改造2006-03-15http://sw.dgzx.net什么是發(fā)酵？利用微生物，在適宜的條件下，將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程。2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工業(yè)經歷了哪幾個階段？原始發(fā)展階段（發(fā)酵技術原始，頂多是家庭小制作，技術進步緩慢，完全是經驗式的，并不知道其中的原理

。）傳統發(fā)酵工業(yè)階段（人們才開始了解發(fā)酵現象的本質，采用開放式的發(fā)酵方式，生產過程較為簡單，對生產設備要求不高，規(guī)模一般不大。）現代發(fā)酵工業(yè)階段（生產技術要求高；生產規(guī)模大；技術發(fā)展速度快；菌種的生產能力大幅度提高，新產品、新技術、新設備的應用達到前所未有的程度。

）生物技術產業(yè)階段（利用構建的基因工程菌生產

）2006-03-15http://sw.dgzx.net什么是發(fā)酵工程？采用現代化工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用于工業(yè)生產過程的一種新技術。2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工程2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工程2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工程2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工程我國工業(yè)生產味精使用的菌種主要是經過誘變育種得到的營養(yǎng)缺陷型的北京谷氨酸棒狀桿菌

2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工程啤酒制造工藝流程2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵工程啤酒制造工藝流程2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在厭氧條件下進行發(fā)酵，將葡萄糖轉化為酒精生產的。白酒經過蒸餾，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加熱后易揮發(fā)物質，如各種酯類、其他醇類和少量低碳醛酮類化合物。果酒和啤酒是非蒸餾酒，發(fā)酵時酵母將果汁中或發(fā)酵液中的葡萄糖，轉化為酒精，而其他營養(yǎng)成分會部分被酵母利用，產生一些代謝產物，如氨基酸、維生素等，也會進入發(fā)酵的酒液中。因此，果酒和啤酒營養(yǎng)價值較高。

2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學合成的食品級醋酸勾兌的外，其他的則是由醋酸菌在好氧條件下發(fā)酵，將固體發(fā)酵產生的酒精轉化為醋酸生產的。由于使用的微生物菌種或曲種的差異，在葡萄糖發(fā)酵過程中會產生乳酸或其他有機酸，因而使醋有不同的風味。

2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用醬油：醬油生產以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經粉碎制成固體培養(yǎng)基，在好氧條件下，利用產生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉進行發(fā)酵。微生物在生長過程中會產生大量的蛋白酶，將培養(yǎng)基中的蛋白質水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、調制成醬油產品。醬油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。

2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用醬：以大豆和少量面粉為原料，蒸煮后在空氣中自然發(fā)酵。發(fā)酵過程主要是能夠產生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，將大豆中的蛋白質、脂肪、淀粉分解，產生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多種物質。這些物質使醬具有獨特的醬香味。2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用酸奶：牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌發(fā)酵，將乳糖分解，并進一步發(fā)酵產生乳酸和其他有機酸，以及一些芳香物質和維生素等；同時蛋白質也部分水解。因此，酸奶是營養(yǎng)豐富、易消化，少含乳糖，是適合于有乳糖不適應癥者的優(yōu)良食品。

2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用醪糟：又稱酒釀，是大米經蒸煮后，接種根霉，在好氧條件下，發(fā)酵生產的含低濃度酒精和不同糖分的食品。根霉在生長時會產生大量的淀粉酶，將大米中的淀粉水解成葡萄糖，同時利用部分葡萄糖發(fā)酵產生酒精。由于使用的根霉菌種不同，可以生產不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。

2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用面包：現在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）經活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入各種添加劑，經烤制生產的。面粉發(fā)酵后淀粉結構發(fā)生改變，變得易于消化、營養(yǎng)易于吸收。2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用饅頭：以前做饅頭的面粉是經自然發(fā)酵后蒸制的，如果連續(xù)使用面肥發(fā)酵，經幾代發(fā)酵，微生物會因生長優(yōu)勢而單一化。發(fā)酵的菌種一般多為乳酸菌。因為發(fā)酵產酸，在蒸制前要用堿中和酸，制得的饅頭才松軟適口、帶有特殊香味?，F在，大批量生產是采用干酵母發(fā)酵，所以不產酸，不需要再用堿中和即可蒸制。2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用泡菜：請參看《生物技術實踐》的專題1的課題3（乳酸菌）腐乳：請參看《生物技術實踐》的專題1的課題2（毛霉、青霉、酵母、曲霉等）酸菜：與泡菜類似。2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用糖果、餅干、果凍等添加了紅曲色素，以調節(jié)色澤；果汁、餅干、面包、點心、方便面等添加了黃原膠，起懸浮、穩(wěn)定、增稠、改善口感、防止粘牙、延長儲存期等作用；各類罐頭，包括蔬菜、水果、蘑菇、魚類、肉類、蛋類罐頭，香腸，包裝奶等添加了乳鏈桿菌肽，以保鮮、防腐，保存營養(yǎng)和改善口感等；各種果汁、啤酒和飲料中均需使用檸檬酸或乳酸作為酸味劑調節(jié)口味、口感；飯店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鮮味?？梢哉f市場上出售的各類食品均加有各種食品添加劑，其中約70%～80%的食品添加劑是用發(fā)酵法，或發(fā)酵產生的酶，加工生產的。2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用制藥業(yè)：抗生素、氨基酸、維生素的生產廠家；食品業(yè)：醋、醬油、醬、酒等的生產廠家；輕工業(yè)：檸檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干酵母、色素、黃原膠、甘油等的生產廠家；化工業(yè)：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯酰胺和聚丙烯酰胺等的生產廠家；飼料業(yè)：飼料添加劑的生產廠家；農藥業(yè)：農用抗生素、微生物肥料、微生物農藥等的生產廠家。2006-03-15http://sw.dgzx.net微生物的應用酒類：如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等；有機溶劑：如乙醇、丙酮、丁醇、甘油；有機酸：如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、檸檬酸、酒石酸、衣康酸、長鏈二元酸（以十三到十八碳的直鏈烷烴為原料的發(fā)酵產品）；氨基酸：如谷氨酸（單谷氨酸鈉又稱味精）、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨酸、絲氨酸、丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等；核苷酸及其類似物：如鳥嘌呤核苷酸（5’-GMP）、肌苷酸（5’-IMP）、腺嘌呤核苷酸（5’-AMP）、黃嘌呤核苷酸（5’-XMP）等；抗生素：包括疾病治療的藥用抗生素，農業(yè)和畜牧業(yè)用于防病抗病的抗生素，如青霉素、頭孢霉素、鏈霉素、四環(huán)素、土霉素、紅霉素、稻瘟素、井崗霉素、春日霉素等等；多糖：如黃原膠、普魯蘭等；酶：如堿性蛋白酶（洗滌劑）、中性蛋白酶（洗滌劑等）、脂肪酶（洗滌劑）、α-淀粉酶（淀粉水解）、葡萄糖淀粉酶（葡萄糖生產）、葡萄糖異構酶（高果糖糖漿生產）、纖維素酶（纖維素水解、紡織品加工）、果膠酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（奶酪制造）、青霉素酰化酶（青霉素母核生產）、天冬氨酸酶（L天冬氨酸制造）、延胡索酸酶（L蘋果酸制造）、葡萄糖氧化酶（檢驗葡萄糖）、乳酸脫氫酶（臨床檢驗）、鏈激酶（治療血栓）等等，目前世界上有100多種酶用微生物發(fā)酵生產，應用于不同領域。2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵培養(yǎng)基的配制

微生物的營養(yǎng)物質有六大類要素，即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。生長因子：某些微生物本身不能從普通的碳源、氮源合成，需要額外少量加入才能滿足需要的有機物質，包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有時也包括一些脂肪酸及其他膜成分

2006-03-15http://sw.dgzx.net發(fā)酵培養(yǎng)基的配制原則①營養(yǎng)物質應滿足微生物的需要。不同營養(yǎng)類型的微生物對營養(yǎng)的需求差異很大，應根據菌種對各營養(yǎng)要素的不同要求進行配制。②營養(yǎng)物的濃度及配比應恰當。營養(yǎng)物濃度太低，不能滿足微生物生長的需要；濃度太高，又會抑制微生物生長。③物理、化學條件適宜。（pH、水活度、滲透壓）④在設計培養(yǎng)基時，必須考慮是要培養(yǎng)菌體，還是要積累菌體代謝產物；是實驗室培養(yǎng)，還是大規(guī)模發(fā)酵等問題。2006-03-15http://sw.dgzx.net練習利用酵母菌發(fā)酵生產酒精時，投放的最適原料和產生酒精的階段要控制的必要條件是（）A．玉米粉和有氧B．大豆粉和有氧C．玉米粉和無氧D．大豆粉和無氧C2006-03-15http://sw.dgzx.net練習關于單細胞蛋白敘述正確的是（）A．是從微生物細胞中提取的蛋白質B．通過發(fā)酵生產的微生物菌體C．是微生物細胞分泌的抗生素D．單細胞蛋白不能作為食品B單細胞蛋白是利用淀粉或維生素的水解液，制糖工業(yè)的廢液，石化產品等為原料，通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，所以不是特指微生物的某種蛋白質或