【Syx】传统发酵技术的应用 发酵工程及其应用课件 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.pptx

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1、第1节传统发酵技术的应用1.什么叫发酵？2.参与腐乳发酵的微生物有？起主要作用的微生物是？3.什么叫传统发酵？传统发酵主要分为哪两种？4.参与泡菜发酵的微生物是？分为哪两类？代谢类型？5.泡菜制作的原理？反应式？6.制作泡菜的的盐水浓度？为什么要煮沸？为什么煮沸后要冷却待用？7.为什么制作泡菜时，坛中的原料一般装八成满？8.为什么制作泡菜时，盐水要没过全部菜料？坛盖边缘的水槽要注满水？9.酵母菌的代谢类型？果酒制作的原理？两个反应式？10.家里制作果酒时，酵母菌来自哪里？11.制作果汁时，什么时期去除枝梗和腐烂的籽粒？12.榨取的葡萄汁在装瓶时要留有大约1/3的空间，为什么？13.制作果酒的发

2、酵过程中，温度控制在什么范围？酿酒酵母的最适生长温度为多少？P6，14.醋酸菌的代谢类型？果醋制作的原理？两个反应式？15.制作果醋时的发酵温度控制在什么范围？第一章第一章 发酵工程发酵工程第第1 1节节 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用第第3 3节节发酵工程及其应用发酵工程及其应用 一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术1 1、概念：、概念：指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物微生物的的代谢代谢转化为人类所需要的转化为人类所需要的产物产物的过程。的过程。2 2、类型：、类型：需氧发酵需氧发酵（）厌氧发酵厌氧发酵（）醋酸发酵醋酸发

3、酵酒酒精发酵、精发酵、乳酸（乳酸（泡菜、酸奶泡菜、酸奶）发酵）发酵 发酵工程指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。（教材章前语）发酵必修一必修一9494：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵关于腐乳的制作及传统发酵技术，判断正误：1.在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉，且是异养厌氧型微生物2.腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸3.传统发酵技术以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主4.传统发酵技术都是直接利用原

4、料中天然存在的微生物好氧型2 2、传统发酵技术、传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术一、发酵与传统发酵技术固体半固体有氧或无氧二、尝试制作传统发酵食品二、尝试制作传统发酵食品1 1、制作原理、制作原理泡菜、果酒、果醋泡菜、果酒、果醋菌种名称生物分类代谢类型适宜温度发酵对氧的需求应用乳酸菌酵母菌醋酸菌真核生物真核生物异养异养兼性厌氧兼性厌氧 原核生物原核生物3035原核生物原核生物（2种）种）异养厌氧异养厌氧 1830异养需氧异养需氧酸奶酸奶 泡菜泡菜酿酒酿酒 馒头馒头醋醋反应式C2H5OH+O2CH3COOH（醋酸）+H2O+能量酶-1酵母菌先在有氧条件下大量繁殖-2再在无氧条件下进行酒精发酵C

5、6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶-1醋酸菌在氧气、糖源充足时,C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量酶-2当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸乳酸菌在无氧条件下将糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶亚硝酸盐的含量低2 2、泡菜的制作、泡菜的制作将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；1、方法步骤：用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用配制盐水原料处理、蔬菜装坛加盐水封坛发酵向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注

6、意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。杀菌除氧创造无氧环境发酵初期，酵母菌、大肠杆菌等较为活跃，产生CO2较多，防止发酵液溢出防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。(1)(1)乳乳酸酸菌菌是是厌厌氧氧细细菌菌，发发酵酵时时需需控控制制严严格格的的无无氧氧环环境境。尝尝试试说说出出泡泡菜菜制制作过程中制造无氧环境的措施

7、。作过程中制造无氧环境的措施。提提示示选选择择气气密密性性好好的的泡泡菜菜坛坛。盐盐水水煮煮沸沸后后冷冷却却待待用用。装装坛坛时时压压实实，盐盐水水没没过过全全部部菜菜料料。盖盖上上坛坛盖盖后后要要在在坛坛盖盖边边沿沿的的水水槽槽中中注注满满水水；发酵期间不宜开盖，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水。发酵期间不宜开盖，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水。(2)(2)传统米酒制作中常在米坛中挖出一定空间，这样做的目的是什么？传统米酒制作中常在米坛中挖出一定空间，这样做的目的是什么？提示提示使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，增加菌种数量。使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，增加菌种数量。(1)(1)

8、腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？提提示示腐腐乳乳中中有有机机物物的的种种类类增增加加了了，所所含含的的能能量量却却减减少少了了。因因为为豆豆腐腐中中的蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸。的蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸。(2)(2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？提提示示煮煮沸沸的的原原因因：一一是是为为了了杀杀死死盐盐水水中中的的杂杂菌菌，二二是是为为了了排排出出溶溶解解的的氧气；冷却是防止温度过高杀死发酵所需要的乳酸菌。氧气；冷却是防止温度

9、过高杀死发酵所需要的乳酸菌。为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。(2023山山东卷卷)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：沸盐水冷却后再倒入坛中；盐水需要浸没全部菜料；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（）A主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低C适宜的pH、温度和一定的微生物作用氧化维生素

10、C、E和酚类物质亚硝胺硝酸盐亚硝酸盐还原细菌等微生物(硝酸还原菌产生硝酸还原酶)2 2、泡菜发酵过程中，泡菜发酵过程中，乳酸菌乳酸菌、乳酸乳酸和和亚硝酸盐亚硝酸盐的含量变化的含量变化：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（O2抑制乳酸菌活动）少增加（硝酸盐还原菌的作用）最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动）增多达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）继续增多，最后保持稳定下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）3 3、果酒和果醋的制作、果酒和果醋的制作将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，

11、并用将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为体积分数为70%的的酒精酒精消毒消毒，晾干备用，晾干备用;用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要注意：要留有大约留有大约1/3的空间的空间），盖好瓶盖），盖好瓶盖;将温度控制在将温度控制在18-30进行发酵，在发酵过程中，进行发酵，在发酵过程中，每隔每隔12h左右将瓶盖左右将瓶盖拧松拧松一点（一点（注意：注意：不是打开不是打开瓶盖瓶盖），此后），此后再拧紧再拧紧瓶盖。瓶盖。发酵时间为发酵时间为10-12d。可通过可通过从发酵瓶口取样从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行来对发酵的情况进行检测检测

12、。取新鲜葡萄，用取新鲜葡萄，用清水冲洗清水冲洗1-2次次，再去除枝梗再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干和腐烂的籽粒，沥干;去除表面灰尘、污物去除表面灰尘、污物避免葡萄破损，避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会减少被杂菌污染的机会先让酵母菌进行有氧呼先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；后，再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出造成发酵液溢出。防止野生菌种数量防止野生菌种数量减少，影响发酵减少，影响发酵排出气体排出气体防止杂菌污染防止杂菌污染器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒发酵果醋发酵当葡萄酒制作完成后，当葡萄酒制作完成后，打开

13、瓶盖打开瓶盖，盖上一层纱布盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为发酵温度为30-35，时间为，时间为7-8d。空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖；空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖；制造有氧条件，进行醋酸发酵制造有氧条件，进行醋酸发酵思考：1、如何检测果酒和果醋的制作情况？a.闻b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测橙色灰绿色a.闻；b.品尝；c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；d.观察醋酸菌膜是否形成；果酒：果醋：2、果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？3.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

14、、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；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，不要打开瓶盖发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种果酒发酵与果醋发酵的装置果酒发酵与果醋发酵的装置结构构作用作用酒精酒精发酵酵时状状态醋酸醋酸发酵酵时状状态充气口充气口排气口排气口出料口出料口通入空气通入空气关闭关闭打开，并接入气泵打开，并接入气泵排出排出COCO2 2打开打开打开打开便于取样监测便于取样监测关闭关闭关闭关闭防止空气中微生物的污染防止空气中微生物的污染排排气气口口要要通通过过一一个个长长

15、而而弯弯曲曲的的胶胶管管与与瓶瓶身身连连接接，为为什什么么？可以在充气口填充棉花或可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。杂菌污染发酵液等。该该装装置置有有不不足足之之处处吗吗？我我们们该如何改进呢？该如何改进呢？第1节传统发酵技术的应用1.什么叫发酵？2.参与腐乳发酵的微生物有？起主要作用的微生物是？3.什么叫传统发酵？传统发酵主要分为哪两种？4.参与泡菜发酵的微生物是？分为哪两类？代谢类型？5.泡菜制作的原理？反应式？记完读课本22-246.制作泡菜的的盐水浓度？为什么要煮沸？为什么煮沸后要冷却待用？7

16、.为什么制作泡菜时，坛中的原料一般装八成满？8.为什么制作泡菜时，盐水要没过全部菜料？坛盖边缘的水槽要注满水？9.酵母菌的代谢类型？果酒制作的原理？两个反应式？10.家里制作果酒时，酵母菌来自哪里？11.制作果汁时，什么时期去除枝梗和腐烂的籽粒？12.榨取的葡萄汁在装瓶时要留有大约1/3的空间，为什么？13.制作果酒的发酵过程中，温度控制在什么范围？酿酒酵母的最适生长温度为多少？P6，14.醋酸菌的代谢类型？果醋制作的原理？两个反应式？15.制作果醋时的发酵温度控制在什么范围？三、发酵工程及其应用三、发酵工程及其应用对发酵原理的认识微生物纯培养技术建立密闭式发酵罐设计成功严格控制环境条件(温度

17、、pH、溶解氧、压强、营养物、泡沫等)大规模生产发酵产品微生物的特定功能现代化工程技术发酵工程：利用微生物的特定功能，通过现代化工程技术，规模化生产对人类有用的物质的技术。1.1.选育何种菌种？可选育何种菌种？可通过哪些途径获得通过哪些途径获得?2.2.获得优良菌种后为什么要对菌种进行扩大培养？获得优良菌种后为什么要对菌种进行扩大培养？从自然界中获取；诱变育种；基因工程1 1、发酵工程的基本环节、发酵工程的基本环节工业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，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因此需要进行扩大培养选育菌种扩大培养配置培养基

18、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繁殖快、代谢旺盛、代谢产物多对营养物质的要求低，低成本培养发酵条件容易控制菌种不易变异、退化等三、发酵工程及其应用三、发酵工程及其应用1 1、发酵工程的基本环节、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养配置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三、发酵工程及其应用三、发酵工程及其应用发酵：随时检测培养液中和及时添加必需的营养组分；严格控制等发酵条件因为：环境条件不仅会影响?而且会影响？如：谷氨酸发酵生产在什么条件下会积累谷氨酸？在什么条件下则容易形成N-乙酰谷氨酰胺分离提纯产物：微生物细胞：采用等方法将菌体分离和

19、干燥代谢物：据进行提取、分离和纯化微生物数量产物浓度温度、pH和溶解氧过滤、沉淀产物的性质三、发酵工程及其应用三、发酵工程及其应用2 2、啤酒的工业化生产、啤酒的工业化生产大麦种子发芽，释放淀粉酶淀粉分解，形成糖浆酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳主发酵阶段后发酵阶段？主发酵主发酵：酵母菌繁殖，大部：酵母菌繁殖，大部分糖分解和代谢物生成。分糖分解和代谢物生成。后发酵后发酵：在：在低温、密闭低温、密闭的环的环境下储存一段时间，形成澄境下储存一段时间，形成澄清、成熟的啤酒。清、成熟的啤酒。3.3.发酵工程的特点及应用发酵工程的特点及应用温和丰富低廉专一污染小 容易处理嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。抗生素、干扰素、胰岛素等抗生素、干扰素、胰岛素等防治类型？防治类型？作用？作用？第3节发酵工程及其应用1.发酵工程的基本环节主要包括哪些？2.发酵工程使用的菌种有哪些来源？3.通过发酵工程生产产品时，哪些成分要严格灭菌？杂菌污染会出现什么结果？4.发酵工程的中心环节是什么？对哪些因素要进行监测和控制？严格控制发酵条件的原因？5.发酵产品是微生物本身，如何分离？发酵产品是微生物的代谢物又如何分离？6.发酵工程在食品工业上的应用有哪些？7.发酵工程在医药工业上的应用有哪些？8.发酵工程在农牧业上的应用有哪些？