浙科版高中生物选修二2.1《微生物的发酵与食品生产》优质课件(共50张PPT) - 最新
浙江科学技术出版社高中生物选修:生物科学与社会微生物发酵与食品生产-省赛一等奖
《微生物发酵与食品生产》教学设计嘉兴高级中学吴文芳一、教学内容分析本节课是浙教版生物学教材选修2《生物科学与社会》模块的内容,具体为第二章生物科学与工业的第一节内容。
本节内容分为3学时,本学时内容为了解发酵工程发展的历史、掌握微生物发酵与食品生产的关系、说出现代发酵生产的一般流程,第2、3学时内容为具体的掌握现代发酵技术工艺流程的原理及相关注意事项。
在选修2《生物科学与社会》模块中,我们主要是通过一些事例的介绍,帮助学生理解生物学基本规律和生物学原理是如何用于生物技术领域的,了解生物科学和技术应用的现状以及发展前景,体会生物科学与人类社会、与我们的日常生活是密切相关的。
通过本节体验课的学习,学生就会更加知道微生物的发酵与食品生产的关系,帮助学生理解微生物发酵对社会和个人的价值,并为将来走向社会奠定基础。
二、学习者分析本节授课对象为高一学生,该阶段的学生在学习本节内容之前,已经在必修1《分子与细胞》模块中学习了细胞呼吸,知道两种厌氧呼吸方式,即乳酸发酵和乙醇发酵,并且学生在日常生活中也会偶尔看到家人制作或与家人一起制作一些点心、面包、酸奶等食品,这对于本节体验课的学习奠定了良好的基础。
同时,由于本节课与生活息息相关,贴近生活,也激发了学生很大的学习兴趣。
三、学习目标与学习重难点【知识与技能】1.学生能够了解发酵工程发展的历史;2.学生能够举例说出微生物发酵与食品生产的关系;3.学生能够说出现代发酵生产的过程。
【能力与方法】1.通过学生自己阅读教材,分析总结出发酵生产的历史过程,学生获取信息能力和逻辑思维能力能够得以发展;2.通过自制面包、馒头,并讲述自己的制作过程,学生实践动手能力、语言表达能力和生物科学素养能够得以发展。
【情感态度与价值观】1.通过了解发酵生产的历史,体验科学、技术、社会三者间的关系;2.通过本节内容的学习使学生关注到与微生物发酵有关的社会问题。
【教学重难点】重点:了解微生物发酵与食品生产的关系;难点:现代发酵生产的过程。
高中生物选修二第二章第一节微生物发酵及其应用教学课件 (共57张PPT)
牛奶 白菜等蔬菜
大豆、小麦 大豆 大米 面粉
乳酸菌等
米曲霉等 米曲霉、毛霉等 醋酸杆菌等 面包酵母
风味小菜
调味品 调味品 调味品 主食
豆腐乳
米醋 面包
葡萄酒
果汁
酵母菌
饮料
什么是发酵?
利用微生物在有氧或无氧条件下,
将原料经过特定的代谢途径转化为 人类所需要的产品的过程。
③优点:液体深层发酵法生产周期短,
产量高,占地面积小,还可以实现生 自动化 产过程的_____________控制,从而 减轻了劳动强度。
发酵工程
发酵罐的结构
判一判 (1)蘑菇的生产、泡菜的制作、酒精的工 业化生产均是固体发酵。 (×) (2)乳酸、抗生素、维生素、氨基酸的生 产均为好氧液体深层发酵。 (×) (3)在发酵工业中绝大多数微生物为好氧 ( √ ) 微生物。
变式训练 发酵罐发酵过程中,使温度升高的热
量来源于( D )
①冷却水供应不足 ②微生物代谢
③培养基不新鲜
④搅拌 ⑤放料口排出产物
A.①②③⑤
C.①④
B.②③④
D.②④
二、微生物发酵在工业中的应用
为什么要利用微生物?
微生物繁殖非常迅速
微生物培养易于控制
微生物本身也容易改造
谷氨酸棒状杆菌能够利用C6H12O6,经过复杂的代谢过程 形成谷氨酸;谷氨酸合成过量,使合成途径中断,要提高谷 氨酸产量的最好方法是改变菌体细胞膜的通透性,使谷氨酸 能迅速排放到外面,避免因过量引起合成途径中断。
练习
关于灭菌和消毒的不正确的理解是( B ) A.灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细 胞、芽孢和孢子 B.消毒和灭菌实质上是相同的 C.接种环用灼烧法灭菌 D.常用灭菌的方法有加热法、过滤法、紫 外线法、化学药品法
微生物与食品 PPT课件
麸曲白酒:麸曲为糖化剂,纯种酵母培养物为酒母。
按香型不同分为
组成成分:乙醇、水、微量成分(<2%,130多种,高级醇, 酯,有机酸,醛,酮,含硫有机化合物等)
浓香型白酒:又称泸香型,代表:泸州老窖(乙酸
乙酯,丁酸乙酯)
酱香型白酒:又称茅香型,代表:茅台酒
清香型白酒:又称汾香型,代表:汾酒
水果pH值
苹果 2.9~3.3 香蕉 4.5~5.7 柿子 4.6 葡萄 3.4~4.5 柠檬 1.8~2.0 橘子 3.6~4.3 西瓜 5.2~5.6
各类食品中的微生物
酸性食品与非酸性食品:pH值在4.5以上者为非酸性食
品(动物性食品和大多数蔬菜); pH值在4.5以下者为酸性 食品(水果和少数蔬菜)
朗姆酒(Rum) 甘蔗,甘蔗糖蜜→酒精发酵→蒸馏勾兑,含酒精40-45%。集中于世界甘蔗种植 地区,牙买加、古巴、多米尼亚、菲律宾、阿根廷、秘鲁、毛里求斯等国家。 金酒(Gin) 由荷兰的莱顿大学名叫西尔维斯的教授制造成功的。最初制造这种酒是为了预 防热带疟疾病,作为利尿、清热的药剂使用,利尿剂香气和谐、口味协调很快 就被人们作为正式的酒精饮料饮用。怡人香气主要来自具有利尿作用的杜松子, 也叫杜松子酒。 中国白酒(China distilled liquors)
酒精发酵
酒精发酵微生物
酒母:在实际生产中用于酒精发酵的几乎全是酒精 酵母。 啤酒酵母、粟酒裂殖酵母、克鲁维酵母
产酒精微生物还有:
细菌:林奈假单胞菌、嗜糖假单胞菌 霉菌:总状毛霉
淀粉质原料酒精发酵工艺
原料 预处理 蒸料 糖化 发酵 蒸馏 酒精 酒母 酒母制备
糖化剂制备
糖化剂
白酒:
以谷物、薯类或糖分等为原料,经 糖化、发酵、陈酿、蒸馏、勾兑制成的、 酒精浓度大于20%(v/v)的一种蒸馏酒。
微生物在食品生产中的应用ppt课件
精品课件
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第二节 微生物酶制剂及其应用
❖微生物生产酶制剂的特点 优点:种类多、便于工业化生产、产量 大可保证供应。 缺点:一种微生物可同时产生多种酶, 因此工序较复杂。
❖微生物酶及其在食品中的应用(举例)
精品课件
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第二节 微生物酶制剂及其应用
一、主要酶制剂及产酶微生物 1. 淀粉酶 (1)α-淀粉酶(液化淀粉酶)
❖ 食醋生产的原料:高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、
梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等
精品课件
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蔬菜和水果的乳酸发酵食品
• 主要的乳酸发酵果蔬品种:泡菜、酸菜榨菜、冬
菜、酸藏蘑菇、橄榄等。
• 发酵方法:自然发酵、纯种发酵 • 常用菌种:植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠
膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等。
(3)短梗霉多糖:由出牙短梗霉产生。有耐 热性、可塑性,用作食品改良剂。
(4)热凝胶(凝胶多糖):由变异的产碱杆 菌产生。加热能够凝固,稳定性好。用作 凝胶剂、稳定剂。
精品课件
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第四节 微生物食品添加剂
二、葡萄糖酸-δ-内酯 1. 性能:容易水解产生质子。 2. 应用:稳定剂、凝固剂、酸味剂。 3. 制法:由黑曲霉产生。第一步使葡萄糖氧化;第
醋酸菌。 醋酸菌:奥尔兰醋杆菌等。 酵母菌:AS2.109等(淀粉质)、AS2.1189等
(糖质) 。 霉菌:甘薯曲霉AS3.324等。
精品课件
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3.酿造工艺
(1)固体法:粮食原料-糖化-酒精发酵-醋酸 发酵。
(2)液体深层发酵法:粮食原料-液化-糖化 (菌)-酒精发酵-醋酸发酵(液态)。
(3)酶法液化通风回流法:粮食原料-液化糖化(酶)-酒精发酵-醋酸发酵(固态)。
高中生物 第2章 生物科学与工业 第1节 微生物发酵及其应用课件高一选修2生物课件
B.抗生素、维生素、乳酸和酒精等
C.甘油、丙酮、氨基酸和柠檬酸等 D.抗生素、维生素、氨基酸和柠檬酸等 答案:A 2下列有关发酵实质的叙述,正确的是( ) A.温度使底物氧化分解的过程
B.微生物产生的各种酶催化生成不同的产物 C.微生物经过相同的代谢途径生成不同的产物
第八页,共十九页。
2.有哪些因素会影响发酵生产? 发酵生产过程中,以下因素(yīn sù)会影响发酵生产。 (1)菌种
直接从自然界分离到的微生物不一定具有生产特定产物的能力,必须在实
验室里对几百株、数千株微生物进行筛选。即使得到了具有产生特定产物能力
的菌株,其生产能力和性能也不见得能够满足生产的需要,还须经过诱变 选育得到高产、性能优良的菌种。即使利用基因工程构建的具有特殊生 产能力的工程菌,也还要对其进行仔细研究,全面了解产生产物的规律、影 响菌株产生产物的各种因素和它们之间的关系,以及控制办法,并在实验室里进 行验证和扩大规模的验证,才能够用于生产。在大规模工业生产上有了优良的生 产菌种还不够,必须采取适当的措施提供足够量的菌种。
人类所需产品的过程。
第四页,共十九页。
2.微生物发酵的类型 (1)固体发酵:是将微生物接种在固体培养基上进行发酵生产的过程。 ①优点:一般(yībān)是开放式的,无菌要求不高;发酵所需设备简单、操作容
易。
②缺点:劳动强度大,生产慢,微生物品种少,产品有限。 (2)液体深层发酵:是将微生物接种在液体培养基中进行发酵的过程。 ①类型:包括厌氧液体深层发酵和好氧液体深层发酵。甘油、丙酮、丁醇、乳 酸和酒精等都是通过厌氧液体发酵生产的。抗生素、维生素、氨基酸和 柠檬酸等都是利用好氧液体深层发酵的方法生产的。 ②优点:生产周期短,产量高,占地面积小,还可以实现生产过程的自动化控 制。
高中生物 第二章 生物科学与工业配套课件 浙科版选修2
原理
传统(chuántǒng)免疫 抗原基因重组
抗原基因表达
第六页,共27页。
微生物发酵与食品生产 【典例1】下面(xià mian)是家庭酿造甜米酒的具体操作过程:先将米加热 煮至七成熟,待冷却至30℃左右,加少许的水和一定量的“酒药”(实际是 酵母菌菌种)与米饭混合后置于一瓷坛内(其他容器也可),在米饭中央挖一 小洞,加盖后置于适当地方保温(28℃),12小时即可。请从以下几个方面 对发酵过程做简单的分析。
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(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌,可采用的检测方法是 __________;若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶,可采用 __________检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上,培养 一定时间后,加入碘液,该工程菌周围出现透明圈,请解释该现象发生 的原因(yuányīn):____________________。 (3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小? _____________________________________________。 (4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?(写两点) ____________________,_________________________。
第十二页,共27页。
(1)人类基因能和异种生物的基因拼接在一起,是因为它们的DNA 分子都具有____________结构,都是由四种脱氧核苷酸构成的。 (2)获取(huòqǔ)真核生物的基因通常使用的方法是____________。 已知人的胰岛素氨基酸序列后,从理论上说,不能由此准确地推 断出人胰岛素基因的碱基排列顺序,因为①________________; ②_________________。 (3)在上述基因工程操作的①→②和③→④过程中,必须使用 ______酶;④→⑤过程需要使用________酶形成重组质粒。
高中生物选修专题传统发酵技术的应用优秀PPT
课题3.泡菜的制作
一.基础知识
2.亚硝酸盐
白色粉末,易溶于水。 分布广泛,常用食品添加剂 当人体摄入的过量(0.3~0.5g)亚硝酸盐,会 引起中毒,达3g时会引起死亡。 亚硝酸盐可转变成亚硝酸胺(致癌物质)
泡菜中亚硝酸盐含量不得超过20mg/kg
课题3.泡菜的制作
一.基础知识 3.发酵条件的控制
在无氧条件下,将葡萄糖分解成乳酸。 2、材料与器具
泡菜、对氨基苯磺酸、 N-1-萘基乙二胺盐酸盐、氯化钠、氢氧化钠、氢氧化铝、氯化镉、氯化钡、亚硝酸钠、蒸馏水、移液管、容 量瓶、比色管、榨汁机等 4)盖好坛盖,将坛口用水封好 泡菜中亚硝酸盐含量不得超过20mg/kg 与有机酸结合成脂--赋予风味 当毛霉生长旺盛并呈淡黄色时,去除铺在上面的粽叶,使豆腐块能散热和水分,散去霉味,36h 酵母菌的无氧呼吸产生酒精 当毛霉生长旺盛并呈淡黄色时,去除铺在上面的粽叶,使豆腐块能散热和水分,散去霉味,36h 将平盘放入温度保持在15~18℃的地方,约5天 酵母菌,真菌,兼性厌氧 有杂菌污染则直接影响产品的色、香、味。
2.腐乳质量的评价
优质特点:色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、 无异味、块形整齐、质地细腻、无杂质。
课题3.泡菜的制作
课题3.泡菜的制作
一.基础知识
1.乳酸菌
有蛋白酶异、脂肪养酶、厌肽酶等氧酶系 型的链球或杆状细菌,分布广泛
将腐乳瓶刷干净后,用高压锅在100℃蒸汽灭菌30min。 将米酒和糖,按口味不同而配以各种香辛料混合制成卤汤。
专题1 复习
微生物类 型
果酒
果醋
酵母菌, 醋酸菌, 真菌,兼 细菌,需 性厌氧 氧型
腐乳
泡菜
毛霉,真 乳酸菌,细 菌,需氧 菌,厌氧菌
食品发酵ppt课件
清洗、破碎、榨汁、混合等,以 适应发酵工艺的需求。
菌种制备与接种
菌种选择
根据发酵类型选择适合的菌种, 如乳酸菌、酵母菌、霉菌等。
菌种制备
扩大培养、纯化、传代等,确保 菌种质量和数量满足发酵需求。
接种
将制备好的菌种接种到处理好的 原料中,开始发酵过程。
发酵过程控制
温度控制
根据菌种和产品需求, 控制发酵温度,以促进 菌种生长和代谢。
食品发酵的卫生与环境控制
卫生管理
01
制定严格的卫生管理制度,确保生产过程中的卫生条件符合国
家相关法规和标准要求。
环境监控
02
对发酵生产环境进行实时监控,确保环境温度、湿度、空气质
量等符合生产要求,防止污染和交叉感染。
废弃物处理
03
对发酵生产过程中产生的废弃物进行妥善处理,防止对环境和
人体健康造成危害。
04
03
食品发酵对人类健康的影响
营养价值
发酵食品富含益生菌和生物活性物质,有助于改 善肠道菌群平衡和增强免疫力。
功能性食品
开发具有特定功能的发酵食品,如降血压、降血 糖等。
过敏风险
部分发酵食品可能含有过敏原,需关注过敏体质 人群的食用安全。
食品发酵的环境友好性
节能减排
采用节能技术和设备,降低发酵过程中的能源消耗和温室气体排 放。
06 食品发酵的未来发展与挑战
新技术与新工艺在食品发酵中的应用
基因工程
通过基因工程技术改良菌种,提高发Fra bibliotek效率 和产物质量。
连续发酵技术
代谢工程
通过代谢工程手段优化微生物代谢途径,实 现高效合成特定产物。
采用连续发酵工艺,提高设备利用率和生产 效率。
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• 菌种选育:首先挑选符合生产要求的优良菌种 • 一 选种 • 从自然界分离筛选特定的野生菌种 缺点: 其生产性能一般达不到工业生产的要求 二 需要根据生产目的进行菌种的改良即育种
菌种的选育
思考:如果生产的食品是微生物直接合成的,菌种选育的 方法是什么?如果生产的食品不是微生物直接合成的产物 则采用什么的方法得到菌种。 基因突变、基因工程、细胞工程
• 第二步 基础发酵:决定面包成败的第一大 重点,面团的基础醒发的过程中,面筋得 到充分的氧化,使面团的延伸性更好。基 础发酵对口感、柔软度形状等都会产生很 大影响。
• 第三步面团的排气、分割和滚圆 • 发酵好的面团,如果有很多大的气泡,需要轻轻的 用手将这些气泡压出称为排气。也有些面团发酵均 匀就可以省略这一步,分割是根据配方需要将大面 团分割成小分量的面团,通常一个面包的标准是 60g,也可以分割成50g或者40g一个。分割后的面团 不能立即成型,必须要滚圆,也叫搓圆,通过滚圆 使面团外表形成一层光滑表皮,利于保留新的气体 而使面团再次膨胀。滚圆每个小面团有利于在成型 时面团的表面不被黏连,使面包成品表面光滑,内 部组织也更加均匀。搓圆时尽可能不用干面粉,以 免面包内出现大空洞,搓圆时用力要均匀并迅速
扩大化生产:发酵工业由此进入了 现代发酵工业阶段
• 20世纪40至50年代,随着无菌技术的发展 和大型发酵罐的设计成功。人们能够在人 工控制的环境条件下,利用某些类型的微 生物进行大规模发酵生产。
• 如氨基酸、核苷酸、单细胞蛋白以及抗生 素、有机酸、酶制剂等。
发酵工业进入新的发展时期
• 20世纪70年代以来,随着分子生物学的发 展,利用基因工程方法,转移到微生物中, 获得能生产特定产品的基因工程菌,再通 过工程菌的发酵培养,生产出大量以前难 以得到的各种产品。 • 请举例: • 工业生产大量胰岛素的方法(?) ……………………………
• 第四步 中间松弛
• 有的配方也称为中间发酵,其实这个世界 很短,大约10分钟。这个过程并不是要等 面团发酵,而是让分割滚圆后的面团恢复 柔软和弹性,便于接下来的整形,所以称 为松弛更贴切。注意松弛时可以放在室温, 但要覆盖湿毛巾防止小面团变成干表面结 皮。
• 第五步 整形
• 整形也叫成型,就是把中间松弛的面团做 成需要的形状。圆形、橄榄型是比较常见 的形状,更复杂的整形手法也花样繁多, 但是对于初学者还需要多多练习,毕竟整 形是否到位跟前几步骤的操作有密切的联 系。
书本的制作面包流程
• 制作面包的流程: • 1.面粉与酵母加水混合,揉搓成湿面团 • 2.合适温度下,一段时间湿面团体积膨大, 即面团发酵 • 3将发酵后的湿面团揉搓成一定形状,涂上 辅料 • 4烘烤后,即成面包
• 面粉发酵的底物是什么? • 面粉中除了含有大量的淀粉外,还含有少量的 葡萄糖、果糖和蔗糖以及一些淀粉酶等。当面 粉、酵母菌和水混合调制成湿面团,并在一定 温度条件下,淀粉酶将部分淀粉转化成麦芽糖 和葡萄糖。 • 面包发酵主要是需氧呼吸还是厌氧呼吸为主? 面包松软可口的原因? • 面包的营养价值高的原因是什么? • 由于酵母菌内含有丰富的蛋白质和纤维素
• 第六步 最后发酵
• 又称二次饧发(以中间松弛不算发酵计 算),或第三次发酵(以中间松弛算做二 次发酵计算)把整型好的面团排入烤盘, 不再移动位置,放入温暖润处发酵至原体 积的1.5-1.8倍。最后发酵理想的温度为35度 只有,湿度75%,时间大约为30-45分钟。
• 第七步 最后发酵 • 一般小面包的烘烤温度是180度左右,放在 烤箱的中篇上层烤10-15分钟。吐司类的大 面包烘烤温度是170-180度左右,放在烤箱 的中层约40分钟,起酥面包的烘烤温度为 210度左右。脆皮面包烘烤温度为220度, 放在烤箱中层烤20-30分钟。具体的时间和 温度可参考配方。
方法:物理或者化学诱变的方法筛选优良高产的突变菌种 原生质体融合或者基因重组技术构建工程菌。
• 随着生物工业技术的发展,微生物发酵将 会为人类提供更多、更新的发酵食品
发酵食品的生产
• 现代发酵生产的一般工艺: 扩大培养 接种 • 菌种选育 • 灭菌
培养基的配制
分离、提纯
产品
• 提问:想要获得在种类、产量和质量等方 面都符合人们要求的产品,最重要要有优 良的菌种,那么怎么才能得到菌种呢?
第二章 生物科学与工业
第一节 微生物发酵与食品生产
一 微生物发酵与食品生产
• 日常生活中与微生物发酵有关的食品: • 面包• 酸奶来自• 啤酒• 醋
• (还有味精、酱油还有许多食品添加剂:甜味 剂、酸味剂以及营养添加剂等)
• 发酵生产的历史: 公元前2800-公元前2300,谷酒类已经是相当 普遍的酒精饮料。 我国商代的《书经》中记载“若作酒醴,而 惟曲糵”的酿酒方法。 公元前1200年埃及就已在尼罗河畔制作面包
发酵与发酵食品
• 什么是发酵
• 微生物的生命活动大量生产和积累特定代 谢产物或菌体的过程统称作发酵 • 什么是发酵食品
• 把农副产品原料利用发酵方法生产和加工 制作的食品统称为发酵食品
日常生活中怎么发酵食品?
• 自己回去做包子或者面包
或者叫班主任组织一次做面包或者包子的活 动。
• 第一步 搅拌面团
评:这段时间人们已经对微生物在食品方面 的应用,但并不知道它的本质。
酵母菌
电子显微镜下 的酵母
光学显微镜的酵母菌
• 那么是谁发现酵母菌的作用呢?
诠释本质:进入传统发酵工业
• 1.1857年,法国微生物学家巴斯德发现了酵 母菌在发酵中所起的作用(?巴斯德和李毕 希的争论,谁平息了争论) 毕希纳 • 2.19世纪末至20世纪20年代,人们利用微生 物发酵生产许多新品种如:酒精、乳酸、 柠檬酸、淀粉酶和蛋白酶等
• 科学与技术的区别?
生物科学在工业方面最早应用主要集中在酿 造业,利用微生物发酵作用,加工制作食品 或获得食品原料。随着微生物纯种培养技术 的发展,发酵技术被广泛用于食品、医药、 化工、制革、环保和农产品加工等行业。酶 制剂等在工业生产中广泛运用和基因工程技 术的发展,推动着一系列新兴产业的发展。