2025屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第1講傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)酵工程

第1講

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)酵工程一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)_______________________________________，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物②原理：指人們利用_______，在____條件下，將原料通過(guò)____________轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程①概念：微生物微生物的代謝不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力適宜（1）發(fā)酵③類型需氧發(fā)酵：___________________________厭氧發(fā)酵：___________________________醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵(泡菜、酸奶)

1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（1）發(fā)酵一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（2）傳統(tǒng)發(fā)酵①概念：②類型：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、醋等以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主。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(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)操作簡(jiǎn)單易上手有利于傳承文化生產(chǎn)條件不易控制容易受雜菌污染生產(chǎn)效率低思考辨析：使用酵母制作饅頭、直接接種毛霉屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)嗎？不屬于；使用前一次發(fā)酵保存下來(lái)的面團(tuán)進(jìn)行，直接利用空氣中毛霉孢子制作腐乳的才算。1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)③優(yōu)缺點(diǎn)：______、_____和______等，其中起主要作用的是_________。①原料：豆腐②參與發(fā)酵有多種微生物：酵母菌曲霉毛霉毛霉(真菌)蛋白質(zhì)

小分子肽+氨基酸蛋白酶③發(fā)酵原理：毛霉是一種絲狀真菌生殖方式為孢子生殖代謝類型是異養(yǎng)需氧型脂肪

甘油+脂肪酸脂肪酶2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（1）實(shí)例—腐乳制作④產(chǎn)品特點(diǎn)：味道鮮美，易于消化吸收，便于保存。⑤制作流程：讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶腌制讓毛霉等大量繁殖產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶防止雜菌污染，抑制其他微生物生長(zhǎng)避免豆腐的腐敗由酒及各種香辛料置成，抑制微生物的生長(zhǎng)同時(shí)增加風(fēng)味和口感2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（1）實(shí)例—腐乳制作鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，過(guò)高會(huì)延長(zhǎng)腐乳成熟的時(shí)間，過(guò)低不足以抑制微生物生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐?。?）實(shí)例——泡菜制作I.菌種：乳酸菌①菌種來(lái)源：附著在蔬菜上天然的乳酸菌②代謝類型：異養(yǎng)厭氧型③種類：(原核生物)乳酸鏈球菌、乳酸桿菌2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用④生殖方式：二分裂⑤生產(chǎn)應(yīng)用：乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等

乳酸鏈球菌（球狀）

乳酸桿菌（桿狀）⑥適宜溫度：18℃-20℃廣泛分布于空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物的腸道內(nèi)。II.發(fā)酵原理：在無(wú)氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶乳酸鏈球菌（球狀）乳酸桿菌（桿狀）發(fā)酵期間，乳酸會(huì)_________，當(dāng)它的質(zhì)量百分比為0.4%~0.8%時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳。不斷積累（2）實(shí)例——泡菜制作2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（2）實(shí)例——泡菜制作2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作III.方法步驟：將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒(méi)過(guò)菜料，蓋好壇蓋避免高溫殺死乳酸菌①鹽水作用：③鹽水煮沸：②鹽水濃度適宜向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過(guò)程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間殺菌，去除水中的溶解氧①發(fā)酵初期，酵母菌等較為活躍(白膜)，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，防止發(fā)酵液溢出壇外；②防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒(méi)菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛③同時(shí)留有一定空間，也更方便拿取泡菜調(diào)味；抑制其他微生物生長(zhǎng)過(guò)高：乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差過(guò)低：雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境配制鹽水原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用將新鮮蔬菜洗凈，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(shí)，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿亞硝酸鹽含量低泡菜壇密封性好“陳泡菜水”中含有純度較高的乳酸菌，這相當(dāng)于接種乳酸菌，增加乳酸菌的數(shù)量可減少腌制時(shí)間?！就卣埂磕惩瑢W(xué)在制作泡菜時(shí)，向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”的目的是什么？【拓展】某同學(xué)腌制的泡菜“咸而不酸”，請(qǐng)分析產(chǎn)生上述結(jié)果最可能的原因？鹽水濃度太高，抑制微生物的代謝。思考:腌制泡菜要注意怎樣的時(shí)間、溫度？時(shí)間：10天后（過(guò)長(zhǎng)：可能會(huì)產(chǎn)生其他有害物質(zhì)，且乳酸含量過(guò)高，口味不佳；過(guò)短：亞硝酸鹽含量高）溫度：18-20℃（過(guò)高：易滋生雜菌；過(guò)低：不利于乳酸發(fā)酵，使發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)）。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（2）實(shí)例——泡菜制作2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作（1）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）。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（2）實(shí)例——泡菜制作2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作IV.進(jìn)一步探究：氧化維生素C、E和酚類物質(zhì)亞硝胺硝酸鹽亞硝酸鹽還原細(xì)菌等微生物(硝酸還原菌產(chǎn)生硝酸還原酶)（2）泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素：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一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（2）實(shí)例——泡菜制作2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作IV.進(jìn)一步探究：（3）測(cè)定亞硝酸鹽含量的方法——比色法濃度越高，顏色越深

在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，再與N-1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合生成玫瑰紅溶液。將經(jīng)過(guò)反應(yīng)顯色后的泡菜待測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)液比色，即可估算出樣品中的亞硝酸鹽含量。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（2）實(shí)例——泡菜制作2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作IV.進(jìn)一步探究：（4）泡菜發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化提醒亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的。發(fā)酵時(shí)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，抑制乳酸菌的活動(dòng)）少最多(乳酸菌比其他雜菌更耐酸，乳酸積累抑制其他菌活動(dòng))積累增多pH下降減少(乳酸積累，pH下降，抑制其活動(dòng))繼續(xù)增多pH繼續(xù)下降，直至穩(wěn)定增加(硝酸鹽還原菌的作用）下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）下降至相對(duì)穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制）一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（3）實(shí)例——果酒、果醋制作I.果酒菌種：酵母菌（單細(xì)胞真核）②代謝類型：④發(fā)酵溫度：⑤運(yùn)用：異養(yǎng)兼性厭氧型釀酒、制作饅頭和面包18～30℃。①分布：主要分布在一些含糖量較高的水果、蔬菜表面釀酒酵母最適生長(zhǎng)溫度：28℃。③生殖方式：出芽生殖II.果醋菌種：醋酸菌（原核生物）③生殖類型：④最適生長(zhǎng)溫度：⑤運(yùn)用：二分裂可用于制作各種風(fēng)味的醋。30～35℃。①分布：主要分布在空氣②代謝類型：異養(yǎng)需氧型低溫制酒(28℃),高溫制醋III.果酒發(fā)酵原理：一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（3）實(shí)例——果酒、果醋制作在有氧條件下酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶在無(wú)氧條件下酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體IV.果醋發(fā)酵原理：一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（3）實(shí)例——果酒、果醋制作當(dāng)氧氣、糖源充足時(shí)能將糖直接分解成乙酸當(dāng)缺少糖源時(shí)能將乙醇轉(zhuǎn)化成乙醛，再將乙醛變成乙酸“糖制醋”“酒制醋”C6H12O6＋2O2

2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O+能量酶酶C2H5OH

＋O2

CH3COOH（乙酸）＋H2O+能量排出氣體，防止爆裂防止雜菌污染①有氧條件，利于酵母菌快速繁殖；耗盡O2后，再進(jìn)行酒精發(fā)酵②防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出避免葡萄破損減少雜菌污染無(wú)需多次，防止菌種減少，影響發(fā)酵除去表面灰塵、污物器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵將發(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，晾干備用取新鮮葡萄，先用清水沖洗

1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干用榨汁機(jī)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），蓋好瓶蓋將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開(kāi)瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d。可通過(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)V.果酒制作步驟：防止氧氣進(jìn)入，利于酒精發(fā)酵注意：要慢慢放氣，以免放氣過(guò)快導(dǎo)致發(fā)酵液噴出用榨汁機(jī)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），蓋好瓶蓋將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開(kāi)瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d。可通過(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)將發(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，晾干備用取新鮮葡萄，先用清水沖洗

1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵當(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。相對(duì)比果酒發(fā)酵適當(dāng)提高溫度，發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d。制造有氧條件，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖VI.果醋制作步驟：Q:在制作果酒和果醋的過(guò)程中，發(fā)酵液有以下這些變化的原因是什么？在葡萄酒的制作過(guò)程中，發(fā)酵液會(huì)產(chǎn)生氣泡：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，發(fā)酵液的顏色會(huì)逐漸加深變成深紅色：隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，由果皮細(xì)胞液泡中的花青素進(jìn)入發(fā)酵液的會(huì)越來(lái)越多，因而發(fā)酵液會(huì)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。C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量果醋發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量明顯少于果酒發(fā)酵時(shí)VII.產(chǎn)物檢測(cè)：一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（3）實(shí)例——果酒、果醋制作果酒：果醋：a.聞、品嘗b.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)若使用紫色葡萄釀造的果酒呈紫色，顯色變化不明顯，可用斐林試劑鑒定c.顯微鏡觀察酵母菌a.聞、品嘗b.使用pH試紙檢測(cè)檢測(cè)和比較發(fā)酵前后的pH值c.觀察醋酸菌膜是否形成（橙色變成灰綠色）Q：果酒制作過(guò)程中，在不滅菌的情況下，酵母菌是如何成為優(yōu)勢(shì)菌種的？發(fā)酵后期在缺氧和偏酸性（CO2溶于發(fā)酵液）條件下，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，但絕大多數(shù)其他微生物的生命活動(dòng)受到抑制。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（3）實(shí)例——果酒、果醋制作Q：在制作果醋的過(guò)程中，酵母菌是否還會(huì)繼續(xù)發(fā)酵?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，同時(shí)在有氧下，酵母菌不會(huì)繼續(xù)發(fā)酵。Q：在制作果醋的過(guò)程中，醋酸菌從何而來(lái)？在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌?；蛘哔I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（即醋酸菌膜），用這層薄膜進(jìn)行接種亦可。在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，直接打開(kāi)瓶蓋，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。一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（3）實(shí)例——果酒、果醋制作Q：在制作果醋的過(guò)程中，采用什么措施可以加快果醋的制作？

發(fā)酵液不能超過(guò)發(fā)酵瓶體積的2/3(發(fā)酵瓶要留有大約1/3的空間)VIII.果酒和果醋發(fā)酵改進(jìn)裝置及其分析出料口充氣口排氣口結(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(wú)菌空氣關(guān)閉打開(kāi)，并接入氣泵排出CO2打開(kāi)打開(kāi)便于取樣監(jiān)測(cè)關(guān)閉關(guān)閉VIII.果酒和果醋發(fā)酵改進(jìn)裝置及其分析出料口充氣口排氣口Q：該裝置有不足之處嗎？我們?cè)撊绾胃倪M(jìn)呢？可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染發(fā)酵液等。VIII.果酒和果醋發(fā)酵改進(jìn)裝置及其分析例.如圖為果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)裝置圖。請(qǐng)據(jù)圖思考回答下列問(wèn)題：(1)甲、乙、丙的作用分別是__________________________________________________________。通入無(wú)菌空氣(氧氣)、排氣、取樣(對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè))(2)圖中發(fā)酵瓶中葡萄汁的量是否恰當(dāng)_______，原因是____________________________________________________________。(3)醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵時(shí)，無(wú)論是利用糖源還是酒精，甲都需要打開(kāi)，其原因是_______________________________________________________________________________。(4)果酒擱置時(shí)間過(guò)久會(huì)有酸味的原因是________________________________________________________________。不恰當(dāng)葡萄汁的量不能超過(guò)發(fā)酵瓶體積的2/3，而且不能將排氣口淹沒(méi)醋酸菌是好氧細(xì)菌，在生活過(guò)程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會(huì)引起醋酸菌的死亡醋酸菌在缺乏糖源時(shí)，可以將酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用1.發(fā)酵工程（1）概念：是指利用微生物的特定功能，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對(duì)人類有用的產(chǎn)品。(2)對(duì)發(fā)酵工程概念的理解隨著人們對(duì)發(fā)酵原理的認(rèn)識(shí)，微生物純培養(yǎng)技術(shù)的建立，以及密閉式發(fā)酵罐的成功設(shè)計(jì)，發(fā)酵工程逐步形成。發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品分離、提純等方面一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)根據(jù)菌種配制培養(yǎng)基滅菌的原因分析：雜菌與菌種之間雜菌產(chǎn)生代謝物實(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。形成種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系使產(chǎn)量下降抑制菌種的生長(zhǎng)使產(chǎn)量下降發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品分離、提純等方面一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)根據(jù)菌種配制培養(yǎng)基優(yōu)良的菌種的特點(diǎn)：健壯，不易退化，其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定，發(fā)酵條件容易控制等優(yōu)點(diǎn)，它往往還會(huì)賦予發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味，因此菌種選育環(huán)節(jié)很大程度上決定了生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的成敗。發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品分離、提純等方面一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)根據(jù)菌種配制培養(yǎng)基選擇發(fā)酵工程用的菌種時(shí)，需要考慮的因素有：

在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長(zhǎng)繁殖；產(chǎn)量高；發(fā)酵條件易控制；菌種不易變異、退化等發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品分離、提純等方面一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)根據(jù)菌種配制培養(yǎng)基檸檬酸啤酒味精青霉素黑曲霉啤酒酵母產(chǎn)青霉素菌谷氨酸棒狀桿菌如產(chǎn)青霉素菌通過(guò)誘變育種獲得。啤酒酵母通過(guò)基因工程改造獲得。發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品分離、提純等方面一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)根據(jù)菌種配制培養(yǎng)基一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)

a.能對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營(yíng)養(yǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制b.可以進(jìn)行反饋控制，使發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)引入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的作用：一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)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及控制裝置冷卻水進(jìn)入口閥門空氣入口放料管生物傳感器裝置攪拌葉輪發(fā)酵液冷卻夾層冷卻水排出口pH計(jì)排氣管電動(dòng)機(jī)發(fā)酵罐示意圖：抽取樣本進(jìn)行檢測(cè)調(diào)節(jié)罐溫調(diào)節(jié)罐壓控制溶解氧含量（無(wú)菌氧氣）不斷攪拌的目的：①使菌種與發(fā)酵液混合均勻，提高原料利用率；②加快O2的溶解以及散熱。僅通過(guò)攪拌，無(wú)法判定時(shí)厭氧菌發(fā)酵還是需氧菌發(fā)酵，如培養(yǎng)乳酸菌時(shí)攪拌的目的只是提高原料利用率。一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)發(fā)酵過(guò)程的影響因素

原因：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；機(jī)械攪拌產(chǎn)生的熱量（摩擦生熱并且將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能）。a.發(fā)酵溫度升高：

降溫方法：發(fā)酵罐壁散熱，水分蒸發(fā)會(huì)帶走部分熱量，使發(fā)酵溫度降低。也可用冷卻水進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)

原因：主要是培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)成分的利用和代謝物的積累。

實(shí)例：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；在酸性條件下則會(huì)抑制谷氨酸生成形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，由此可知環(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。

調(diào)節(jié)方法：發(fā)酵過(guò)程的影響因素在培養(yǎng)液中添加緩沖液，在發(fā)酵過(guò)程中加酸或堿。b.pH變化：一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)發(fā)酵過(guò)程的影響因素利用好氧型微生物發(fā)酵時(shí)利用厭氧性微生物發(fā)酵時(shí)c.溶解氧由發(fā)酵罐的通氣口來(lái)控制溶解氧要充足需要嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境注：在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等不能直接排放到外界環(huán)境中。產(chǎn)青霉素菌：異養(yǎng)需氧型如圖為通過(guò)谷氨酸棒狀桿菌(一種好氧細(xì)菌)發(fā)酵獲得谷氨酸的裝置圖。(1)圖中3、6處是發(fā)酵罐夾層中水的進(jìn)口和出口，水在發(fā)酵罐夾層流動(dòng)的作用是_____________。(2)谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中，當(dāng)培養(yǎng)液呈______________時(shí)，會(huì)積累谷氨酸；當(dāng)培養(yǎng)液呈______時(shí)，易形成________________________。(3)如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用____________(填“過(guò)濾、沉淀”或“提取、分離”)等方法獲得產(chǎn)品。(4)圖中5的作用是__________________________________________________。冷卻(或降溫)中性或弱堿性酸性谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺過(guò)濾、沉淀使菌種與發(fā)酵底物更能充分接觸，增加發(fā)酵液的溶解氧以及散熱一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用產(chǎn)物專一、生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉、廢棄物對(duì)環(huán)境污染小且容易處理（1）優(yōu)點(diǎn)：（2）應(yīng)用：食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)、其他方面①食品工業(yè)實(shí)例1:醬油的生產(chǎn)小分子肽和氨基酸醬油黑曲霉(蛋白酶)淋洗、調(diào)制a.生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、啤酒等。實(shí)例2:各種酒類的生產(chǎn)各種酒類釀酒酵母一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)a.生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、啤酒等。資料：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中，釀酒加曲，是因?yàn)榫魄仙L(zhǎng)有大量的微生物（主要為曲霉、根霉、酵母菌和細(xì)菌），還有微生物所分泌的酶（淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等），它們可以將谷物中的淀粉等轉(zhuǎn)變成葡萄糖等(糖化)。糖分在酵母菌的作用下，分解成酒精。一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)實(shí)例2:各種酒類的生產(chǎn)經(jīng)赤霉素處理的大買種子無(wú)需發(fā)芽就可產(chǎn)生淀粉酶，用于糖化有利于淀粉酶與淀粉充分接觸，提高反應(yīng)速率加入啤酒花產(chǎn)生風(fēng)味組分一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)實(shí)例2:各種酒類的生產(chǎn)啤酒中的營(yíng)養(yǎng)成分不被破壞(或啤酒中的營(yíng)養(yǎng)成分不流失)

隨酒精增加，酵母菌生長(zhǎng)受到抑制，因此主發(fā)酵結(jié)束時(shí)，糖分未完全消耗，可通過(guò)檢測(cè)發(fā)酵液中殘余糖的濃度決定終止時(shí)間。發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵消毒終止主發(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、成熟的啤酒一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)實(shí)例2:各種酒類的生產(chǎn)拓展：精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別長(zhǎng)短低高一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)a.生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、啤酒等。b.生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑、酶制劑，如味精、α-淀粉酶等。如利用黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸；如利用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，經(jīng)處理制成味精。一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)a.生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、啤酒等。b.生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑,如味精、檸檬酸常見(jiàn)食品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、溶菌酶一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：①食品工業(yè)a.生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、啤酒等。c.生產(chǎn)酶制劑，如α-淀粉酶等。b.生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑,如味精、檸檬酸α-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、脂肪酶、氨基肽酶食品直接生產(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)延長(zhǎng)食品儲(chǔ)存期提高產(chǎn)品產(chǎn)量一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：②醫(yī)藥工業(yè)一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：②醫(yī)藥工業(yè)一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：②醫(yī)藥工業(yè)一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：③農(nóng)牧業(yè)一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：③農(nóng)牧業(yè)一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：③農(nóng)牧業(yè)1．(選擇性必修3P27異想天開(kāi))單細(xì)胞蛋白是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)酵獲得的大量的微生物________。其不僅含有豐富的________，還含有糖類、________和維生素等物質(zhì)。菌體蛋白質(zhì)

脂質(zhì)一、發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的應(yīng)用（2）應(yīng)用：④其他方面2、基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，研究人員設(shè)計(jì)了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。解析：由題意可知，菌株H具有嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)的特性，在