【课件】高三生物一轮复习课件传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用+.pptx

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1、 一轮复习一轮复习 发酵工程发酵工程 考点一考点一 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用需氧发酵（）厌氧发酵（）醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵 发酵：一、发酵与传统发酵技术原理：不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。类型：人们利用_，在适宜的条件下，将原料通过_转化为人类所需要的产物。微生物微生物微生物的代谢微生物的代谢传统发酵技术实例：腐乳制作原理：蛋白质。脂肪 。腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状，其繁殖方式为，代谢类型是型。小分子的肽和氨基酸甘油和脂肪酸真菌孢子生殖异养需氧传统发酵技术 概念：直接利用原材料中天然存在的

2、_，或利用前一次发酵保存下的面团、卤汁等发酵物中的_进行发酵、制作食品的技术。分类：固体发酵半固体发酵微生物微生物微生物微生物下列关于传统发酵技术的相关叙述错误的是下列关于传统发酵技术的相关叙述错误的是()A传统发酵技术以固体发酵和半固体发酵为主传统发酵技术以固体发酵和半固体发酵为主B我我国国具具有有悠悠久久的的酿酿酒酒文文化化，是是因因为为我我们们的的祖祖先先发发现现酵酵母母菌菌可可以以应应用于酿酒，并一直延续至今用于酿酒，并一直延续至今C9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物制成含酒精的饮料年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物制成含酒精的饮料D早早在在公公元元5世世纪纪的的北北魏魏古

3、古籍籍中中，就就有有关关于于腐腐乳乳生生产产工工艺艺的的记记载载，腐腐乳也是经微生物发酵而成的食品乳也是经微生物发酵而成的食品二、尝试制作传统发酵食品1、制作泡菜（1）乳制品发酵、泡菜制作的原理：乳酸发酵C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H6 6O O3 3+少量能量少量能量酶酶乳酸菌是一类细菌的总称，常见类型：乳酸链球菌和乳酸杆菌当当质量百分比为质量百分比为0.4%0.8%时，时，泡菜的口味、品质最佳。泡菜的口味、品质最佳。乳制品发酵、泡菜制作的原理：乳酸菌分类分布代谢类型作用作用原核生物分布广泛空气、土壤、植物体表、人分布广泛空气、土壤、植物体表、人或动物肠道或动物肠

4、道异养厌氧型在无氧情况下能将葡萄糖分解成乳酸1、配置盐水（2）、方法步骤清水与盐配置质量分数为5-20的盐水，配制好后煮沸冷却。盐的作用：盐水浓度要适宜的目的：盐水煮沸的目的：盐水冷却后使用的目的：为了不影响乳酸菌的生命活动调味，抑制其他微生物生长过高，乳酸发酵将受抑制；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质杀菌，去除水中的溶解氧2、新鲜蔬菜处理、装坛蔬菜处理：将鲜菜修整、洗涤、阳光下晾晒，到菜表皮萎焉时收下，切分成条状或片状。：泡菜坛消毒，将蔬菜混合均匀，装入泡菜坛内，装至半坛时放入蒜、生姜及其他香辛料，继续装至八成满A.在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可以进行发酵，

5、发酵产物中有较多的二氧化碳，如果泡菜坛装的太满，发酵液可能会溢出坛外。B.另外，泡菜坛装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。C.泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。3、倒冷却盐水将冷却好的盐水缓缓倒入，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。4、封坛发酵盖好坛盖。向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌所需的无氧环境。在发酵过程中，要注意经常补充水槽中的水。水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，这是最简易的造成无氧环境的方法。说明乳酸菌进行乳酸发酵需无氧环境。1、配置盐水2、新鲜蔬菜处理、装坛3、倒冷却盐水4、封坛发酵（2）、方法步骤如果加一些陈泡菜汁更好，相当于接

6、种乳酸菌，减少腌制时间进一步探究亚硝酸盐：膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有哪些？温度高低，腌制方法，时间长短，食盐用量等。温度高低，腌制方法，时间长短，食盐用量等。温度过高，食盐不足，腌制时间过短会使温度过高，食盐不足，腌制时间过短会使细菌污染、细菌污染、大量繁殖后，会导致大量繁殖后，会导致亚硝酸盐含量增加亚硝酸盐含量增加时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵前期发酵中期发酵后期变化曲线少少（O2抑制乳酸菌活动）抑制乳酸菌活动）少少

7、增加增加（硝酸盐还原菌的作用）（硝酸盐还原菌的作用）最多最多（乳酸菌比其他杂菌（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸更耐酸。乳酸积累，抑制积累，抑制其他菌活动）其他菌活动）增多增多达到最多后开始下降达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解分亚硝酸盐被分解）减少减少（乳酸积累，（乳酸积累，pH下下降，抑制乳酸菌活动）降，抑制乳酸菌活动）继续增多，继续增多，最后保持稳定最后保持稳定下降至保持相对稳定下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）（硝酸盐还原菌被完全抑制）泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析（拓展应用P8,2）某同学在制作泡菜前，查阅资

8、料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”，在用5的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图，请你帮他分析问题。（1）据图分析，从亚硝酸盐含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？（3）加入“陈泡菜水”的目的是什么？10天后食用比较好，因为此时亚硝酸盐含量已经降到较低水平。盐浓度高，杀死了乳酸菌等微生物。“陈泡菜水”含乳酸菌，可快速发酵产生乳酸。酵母菌酵母菌 异养兼性异养兼性厌氧厌氧附着在葡萄皮附着在葡萄皮 醋酸菌醋酸菌 原核原核 二、尝试制作传统发酵食品1.原理酿酒、制作馒头和面

9、包的原理：酵母菌厌氧发酵C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+能量酶C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸（有利于快速繁殖）：分类分布代谢类型最适生长温度最适生长温度真核生物含糖量较高的水果蔬菜表面含糖量较高的水果蔬菜表面异养兼性厌氧型酿酒酵母：最适生长温度28酿酒、制作馒头和面包的原理：酵母菌二、尝试制作传统发酵食品原理制作醋的原理：醋酸菌好氧发酵C2H5OH+O2 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸分类分布代谢

10、类型最适生长温度最适生长温度原核生物分布广泛，在果园的土壤、葡萄或酸分布广泛，在果园的土壤、葡萄或酸败食物表面较多败食物表面较多异养需氧型3035制作醋的原理：醋酸菌二二二二分分分分裂裂裂裂生生生生殖殖殖殖2、方法步骤器具消毒将发酵瓶、榨汁机用洗洁精洗净，并用70酒精消毒，晾干备用。冲洗葡萄取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。榨汁装瓶用榨汁机榨取葡萄汁将葡萄汁装入发酵瓶中，（要留大约13的空间）盖好瓶盖。酒精发酵温度在181830300 0C C发酵每隔发酵每隔12h12h拧松瓶盖一次发酵时间拧松瓶盖一次发酵时间为为10-12d10-12d，可从可从瓶口取样瓶口取样监测

11、监测不能连续冲洗，避免冲洗掉附着在葡萄皮上的野生酵母菌去梗前冲洗可避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会。A.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；B.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。2、方法步骤打开瓶盖盖上纱布当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为3035，时间为78d。果醋检测问题：由果酒制作改为果醋制作需要改变哪些条件？由无氧条件改为有氧条件温度由18300C改为3035，提高温度思考讨论：1、在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？A.发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用；

12、B.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；C.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖。在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；开始发酵后，CO2产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显。如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。2、在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？3、在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还

13、有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、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，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。酒味酒味无气泡和泡沫无气泡

14、和泡沫菌膜菌膜重铬酸钾重铬酸钾酸性酸性灰绿色灰绿色5、在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜（实际上是醋酸菌），用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。6、有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。结合果醋

15、的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？C同学的装置更适合制作果醋。同学的装置更适合制作果醋。防止空气防止空气中杂菌进中杂菌进入，防止入，防止的污染的污染结构作用酒精发酵时状态醋酸发酵时状态充气口排气口出料口通入空气通入空气关闭关闭打开，打开，并接入气泵并接入气泵排出排出CO2打开打开打开打开便于取样检测便于取样检测关闭关闭关闭关闭填充填充棉花棉花或者或者安装安装其他其他过滤过滤装置装置果酒制作与果醋制作的比较项目目果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发酵菌种菌种来源发酵原理发酵条件温度时间氧气pH酶酶酶酶传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种主要是附着在葡萄皮上的野

16、生型酵母菌空气中的野生型醋酸菌或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌酵母菌醋酸菌 在有氧条件下：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量 在无氧条件下C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 氧气、糖源都充足时：C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量 缺少糖源时C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量一般控制在183030351012d78d初期需氧，后期不需氧始终需要氧最适pH为4.55.0最适pH为5.46.0酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程a和和b是苹果是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的醋生

17、产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进中进行，其产物乙醇与行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验反应可用于乙醇的检验；过程过程c在酵母菌细胞的在酵母菌细胞的_中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度速度_。(2019全国全国，15分分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题而成的。回答下列问题：细胞质基质细胞质基质重铬酸钾重铬酸钾线粒体线粒体快快第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸

18、的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在程需要在_条件下才能完成条件下才能完成。在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度第一阶段的温度_（填（填“低于低于”或或“高于高于”）第二）第二阶段阶段的的。(2019全国全国，15分分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题的。回答下列问题：有氧有氧低于低于醋酸杆菌属于醋酸杆菌属于_核核生物，其细胞结构中生物，其细胞结构中_（填（填“含有含有”或或“不含有不含有”）线粒体）线粒体。(2

19、019全国全国，15分分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：原原不含有不含有(2017全国全国，15分分)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：（1）该）该实

20、验的自变量是实验的自变量是_、_。菌种菌种发酵时间发酵时间（2）如果）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是明该发酵菌是_。好氧菌好氧菌（3）如果）如果在实验后，发现在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是酵时间，还需要做的事情是_。延长发酵时间，观测发酵效果，延长发酵时间，观测发酵效果，最好最好的的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间发酵效

21、果所对应的时间即为最佳发酵时间2017全国全国，15分分)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵内定期取样观测发酵效果。回答下列问题效果。回答下列问题：（4）从）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质

22、转变为_，脂肪转变为，脂肪转变为_。氨基酸和小分子肽氨基酸和小分子肽脂肪酸和甘油脂肪酸和甘油常见的发酵产品及其发酵使用的微生物发酵产品微生物代谢类型生物类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异养需氧型异养厌氧型异养兼性厌氧异养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识小结(2022烟烟台台调调研研)泡泡菜菜的的制制作作容容易易受受环境境条条件件的的影影响响，温温度度过高高、食食盐用用量量过低低、腌腌制制时间过短短等等，均均会会造造成成细菌菌大大量量繁繁殖殖，亚硝硝酸酸盐含含量量增增加加。某某研研究究小小组以以“测定定泡泡菜菜腌腌制制过程程中中亚硝硝酸酸盐含含量量的

23、的变化化”为课题开展了如下研究。开展了如下研究。取取3个个泡泡菜菜坛，分分别编号号为A、B、C。向向3个个泡泡菜菜坛内内分分别加加入入调味味料料和和0.6 kg洗洗净的的新新鲜大大白白菜菜。向向3个个泡泡菜菜坛内内分分别加加入入2 L浓度度依依次次为3%、5%、7%的的食食盐水水。密密封封后后置置于于相相同同的的环境境中中发酵。酵。(1)制作泡菜的主要菌种是制作泡菜的主要菌种是_，其代谢类型是，其代谢类型是_。(2)该该实实验验的的自自变变量量是是_。实实验验中中食食盐盐水水需需煮煮沸沸并并冷冷却却后后才才可可使用，原因是使用，原因是_。(3)图图 中中 浓浓 度度 为为 3%的的 食食 盐盐

24、 水水 的的 测测 定定 结结 果果，说说 明明_。(4)为为 了了 使使 实实 验验 结结 果果 更更 准准 确确，测测 定定 亚亚 硝硝 酸酸 盐盐 含含 量量 时时 应应_。乳酸菌乳酸菌异养厌氧型异养厌氧型食盐水的浓度食盐水的浓度煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了避免高温杀死乳酸煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了避免高温杀死乳酸菌等发酵菌种菌等发酵菌种食盐水浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高食盐水浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高多次测定后取平均值多次测定后取平均值测定定亚硝硝酸酸盐的的含含量量。在在封封坛前前进行行第第一一次次测定定，以以后后定定期期测定定，并并将将测定的数据定的数据绘

25、制成曲制成曲线图，如下，如下图所示。所示。考点二考点二 发酵工程及其应用发酵工程及其应用 发酵工程是指利用 的特定功能，通过现代工程技术，生产对人类有用的产品。它涉及 、等方面。发酵工程：微生物规模化菌种的选育和培养产物的分离和提纯微生物纯培养技术的建立密闭式发酵罐的设计成功严格控制的环境条件人们对发酵原理的认识严格控制的环境条件大规模生产发酵产品发酵工程的基本环节：选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品1.可通过哪些途径获得发酵工程使用的优良菌种?（1）从自然界中获取（2）诱变育种（3）

26、基因工程育种选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品2.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时考虑哪些因素？优良的菌种对周围环境适应能力强，其发酵产品的产量高、质量稳定繁殖能力强等优点生产柠檬酸生产啤酒产酸量高黑曲霉加速发酵的啤酒酵母选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品1.获得优良菌种后为什么要对菌种进行扩大培养？工业发酵要想在短时间内得到大量的发酵产物，则需要大量菌体，因此需要进行扩大培养发酵罐体积一般为几十平方立米到几百立方米一般使用液体培养基。2.培养基类型：选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提

27、纯产物获得产品5.配置培养基有什么要求：根据菌种的代谢类型，选择不同的材料配制培养基。配置的培养基要经过反复试验才能大规模应用。选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品1.灭菌的原因：发酵工程所用的菌种大多数是单一菌种，一旦污染，可能是产量降低2.灭菌的对象：培养基和发酵设备通入的空气灭菌生产环境消毒3.实例：在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，杂菌分泌青霉素酶就会将青霉素分解掉。选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品发酵罐扩大培养后将_ 的菌种投放到_中选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品1.

28、发酵罐内发酵有何要求：要在发酵过程中随时取样，检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程；严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件，已获得所需的发酵产物。加酸或碱加缓冲物质通风搅拌发酵工程的中心环节选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品发酵工程的中心环节2.发酵过程中为什么还要控制发酵条件呢？环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。例如：谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。抽取样本进行检测调节罐温控制溶解氧调节罐压培养物或营养物质的加入口观察孔取样管

29、电动机排气管pH计冷却水排出口冷却夹层发酵液搅拌叶轮生物传感器装置空气入口温度传感器和控制装置冷却水进入口阀门放料管控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，抽取样品进一步检测。使微生物与发酵液混合均匀，加快O2的溶解以及散热通过加料装置添加酸或碱进行调节，也可以在培养基中添加pH缓冲液。电动机排气管pH计冷却水排出口冷却夹层发酵液搅拌叶轮生物传感器装置空气入口放料管阀门培养物或营养物质的加入口观察孔取样管温度传感器和控制装置冷却水进入口（1）温度：通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整（2）溶解氧：通过通气量和搅拌速度加以调

30、节。（3）pH：选育高产菌种扩大培养配制培养基灭菌接种发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品分离、提纯产物的方法措施有哪些过滤、沉降发酵产品是微生物细胞本身时发酵产品是代谢物时适当的提取、分离和纯化措施某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是()A夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理B乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大C正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压D可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵B生产条件温和；原料来源丰富且价格低廉；产物专一；废弃物对环境的污染小和容易处理；在食品工业上的应用在医药工业上的应用在农牧业上的应用其他方面

31、上应用发酵工程的应用发酵工程的优点食品工业上的应用食品工业是微生物最早开发和应用的领域生产传统的发酵产品生产各种各样的食品添加剂生产酶制剂生产传统的发酵产品大豆蛋白质黑曲霉蛋白酶小分子肽和氨基酸淋洗调制酱油谷物、水果酒精+CO2酵母菌无氧条件各种酒类啤酒的工业化生产流程发芽12焙烤3碾磨4糖化大麦水糖化罐大麦种子发芽，释放淀粉酶。加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。淀粉水解形成糖浆。蒸煮56发酵7消毒8终止产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。酵母菌将糖转化为酒精和CO2杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。过滤、调节、分装啤酒进行出售。糖浆 啤酒花过滤冷却

32、装瓶装罐储存罐发芽焙烤碾磨糖化蒸煮发酵消毒终止加啤酒花冷却 接种 过滤主发酵后发酵酵母菌繁殖，大部分糖分解和代谢物生成。在低温、密闭的环境下储存一段时间，形成澄清、成熟的啤酒。1.啤酒的发酵过程分为_ _和_ _两个阶段；2.主发酵阶段完成_；3.后发酵的条件_；4.焙烤的目的：_；5.蒸煮的目的：主发酵后发酵酵母菌的繁殖、大部分糖分解和代谢物的生成低温、密闭的环境下储存一段时间加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌思考 讨论生产各种各样的食品添加剂添加剂类型添加剂类型举例举例酸度调节剂酸度调节剂L-苹果酸、柠檬酸、乳酸苹果酸、柠檬酸、乳酸增味剂增味剂5-

33、肌苷酸二钠、谷氨酸钠肌苷酸二钠、谷氨酸钠着色剂着色剂-胡萝卜素、红曲黄色素胡萝卜素、红曲黄色素增稠剂增稠剂黄原胶、黄原胶、-环状糊精、结冷胶环状糊精、结冷胶防腐剂防腐剂乳酸链球菌素、溶菌酶乳酸链球菌素、溶菌酶 增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期作用实例1柠檬酸 柠檬酸是一种食品酸度调节剂；可以通过黑曲霉的发酵制得；实例2味精 谷氨酸经过一系列处理就能制成味精；由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸；生产各种各样的食品添加剂生产酶制剂常见酶制剂酶制剂应用-淀粉酶、-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶 少数由动植物生产；绝大多数通过发酵工程生产；食品的直接生产、改进生

34、产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等；酶制剂来源 在医药工业上的应用动植物的基因微生物转入直接改造微生物病原体的抗原基因转入微生物发酵工程药物药物疫苗在医药工业上的应用生产抗生素 例如应用产黄青霉生产青霉素，用于治疗脑膜炎、骨髓炎、肺炎等。生产多种氨基酸 许多微生物都能产生氨基酸，发酵工程可生产许多具有治疗作用的氨基酸。例如精氨酸可以治疗高氨血症（尿素合成障碍导致血氨浓度升高）等疾病。在医药工业上的应用生产激素利用工程菌生产生长激素释放抑制激素，用于肢端肥大症的治疗。生产免疫调节剂例如，利用工程菌生产乙肝疫苗。在农牧业上的应用生产微生物肥料 利用微生物在代

35、谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。利用微生物代谢物抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。根瘤菌肥、固氮菌肥根瘤菌肥、固氮菌肥微生物肥料的种类微生物肥料的种类 生产微生物农药 利用微生物或其代谢物来繁殖病虫害。微生物农药作为 的重要手段。生物防治在农牧业上的应用实例微生物或代谢产物微生物或代谢产物防治病虫害种类防治病虫害种类苏云金杆菌苏云金杆菌8080多种农林害虫多种农林害虫白僵菌白僵菌玉米螟、松毛虫玉米螟、松毛虫一种放线菌产生的抗生素一种放线菌产生的抗生素（井冈霉素）（井冈霉素）水稻枯纹病水稻枯纹病生产微生物饲料微生物含有丰富的蛋白质，且

36、繁殖速度快实例实例11单细胞蛋白单细胞蛋白 许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的等为原料，通过发酵获得了大量的_，即单细胞，即单细胞蛋白；单细胞蛋白应用蛋白；单细胞蛋白应用食品添加剂、微生物饲料食品添加剂、微生物饲料；实例实例2-2-乳酸菌乳酸菌 在青贮饲料中添加乳酸菌，可以在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质提高饲料的品质，使，使饲料饲料保鲜保鲜，动物食用后还能，动物食用后还能提高免疫力提高免疫力。微生物菌体微生物菌体在其他方面的应用1.解决资源短缺和环境污染问题利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物

37、质2.对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温环境）的利用利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量1.发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。()2.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。()3.在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径。()4.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白。()发酵工程特点：菌种纯、产量大、质量稳定；大规模生产、高度自动化控制 传统发酵技术混合菌种固体发酵、半固体发酵家庭式、作坊式制作1.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识

38、或查阅资料，并发挥想象力，提出解决这些问题的思路。(1)青霉素发酵是高耗氧过程，如何能够保证在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢？(提示：血红蛋口具有携带O2的能力)可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率。(2)(2)在发酵过程中，总有头抱霉素产生。人们通过对青霉素在发酵过程中，总有头抱霉素产生。人们通过对青霉素生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头抱霉素的合成过生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头抱霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两个产物。如何改造青霉素

39、生产菌使其只生产作用分别合成两个产物。如何改造青霉素生产菌使其只生产青霉素或者只生产头抱霉素呢？青霉素或者只生产头抱霉素呢？可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是A.在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进-淀粉酶合成C.在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种D.包装后放置的啤酒变酸且产生

40、表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌A A(2022天津静海区期中)如图所示为发酵工程生产产品的流程图，据图回答：(1)若能生产人生长激素的工程菌是通过培育的，应该是_；若高产青霉素菌种是通过培育的，应该是_。基因工程诱变育种(2)根据培养基的用途，可以将它们分为_培养基和_培养基。各种培养基的具体配方不同，但一般都含有_等营养成分。培养基在使选择鉴别碳源、氮源、水、无机盐高压蒸汽灭菌法(湿热灭菌法)用之前要用_进行灭菌。(3)整个过程的中心环节是_，在该 时 期 要 随 时 取 样 检 测 培 养 基 中 的_等。同时，要严格控制_等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物_的形成。发酵过程微生物数量、产物浓度溶氧量、pH和温度代谢物(4)在发酵过程中要不断搅拌的目的是：_；_。(5)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体本身，常常采用_等方法分离、提纯；如果发酵产品是微生物的代谢物，还要根据_采取适当的方法分离、提纯。增加溶氧量使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率过滤、沉淀产物的性质