微生物发酵及其应用
高三生物知识点：微生物发酵及其应用
高三生物知识点：微生物发酵及其应用功能技成，庖丁解牛久练而技进乎道；路在脚下，荀子劝学博学则青出于蓝。
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发酵工程的发展简史20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。
从那时起，发酵工程又经历了几次重大的转折，在不断地发展和完善。
20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。
由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通气发酵技术。
它大大促进了发酵工业的发展，使有机酸、微生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。
1957年，日本用微生物生产谷氨酸成功，如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。
氨基酸发酵工业的发展，是建立在代谢控制发酵新技术的基础上的。
科学家在深入研究微生物代谢途径的基础上，通过对微生物进行人工诱变，先得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，就大量产生人们所需要的物质。
目前，代谢控制发酵技术已经与核苷酸、有机酸和部分抗生素等的生产中。
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。
20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更为合理。
在一些国家，已经能够自动记录和自动控制发酵过程的全部参数，明显提高了生产效率。
发酵工程的概念和内容发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
（1）＂发酵＂有＂微生物生理学严格定义的发酵＂和＂工业发酵＂，词条＂发酵工程＂中的＂发酵＂应该是＂工业发酵＂。
（2）工业生产上通过＂工业发酵＂来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为＂发酵工艺＂。
《第1节 微生物发酵及其应用》教学设计(湖北省县级优课)
第3章第1节《微生物发酵及其应用》教学设计一、教学目标1.知识目标（1）说出微生物发酵生产的基本过程。
（2）举例说出微生物发酵与食品生产的关系。
2.能力目标（1）锻炼学生从视频和资料中提炼有效信息的能力。
（2）通过小组讨论的形式，提升学生合作学习和语言表达的能力。
（3）通过对身边的微生物发酵产品的调查，锻炼学生搜集、整理资料的能力。
3.情感、态度与价值观目标了解发酵工程的发展史，从科学史中领悟科学探究精神，并体验科学、技术、社会三者之间的紧密联系和互动。
二、教学重、难点1.教学重点：发酵工程史话。
发酵生产过程。
2.教学难点：发酵生产过程。
三、学情分析知识方面，高二的学生有一定的微生物知识基础，对培养基、菌种等概念有一定的认知，知道微生物的实验室培养的基本操作，对常见的微生物发酵食品如果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作过程有一定的了解。
但是对发酵的发展史、发酵原理以及发酵过程中需要控制的条件没有足够的认知，需要加强引导。
能力方面，高二的学生在搜集、整理资料并进行归纳总结方面具备一定的能力，本节课会对这方面的能力有更多的训练，以期得到提升。
情感、态度和价值观方面，学生通过各种学习和生活经验对“科学技术是第一生产力”有了一定的了解，发酵史的学习能让学生从具体事例中去体验科学和技术是相辅相成的以及科技发展对人类社会的重要意义。
四、教学方法和策略本节教材文字容量大，所以我将发酵工程史话的文字部分转换成微课视频，使内容更生动清晰，也更容易激发学生兴趣。
对于较为抽象的微生物发酵的生产过程，通过设置具体的问题情境，引导学生思考和探究，并学以致用。
微生物发酵与我们的生活联系紧密，因此在教学中我多次引用身边的实例来引导学生从生活经验出发，了解发酵在食品生产中的应用，让学生体验科学、技术和社会三者之间的紧密联系和互动。
五、教学过程1.联系生活，导入新课以大家耳熟能详的安琪酵母导入，激发学生对微生物发酵的发展史的兴趣。
2.微课学习发酵工程史播放微课视频，观看微课之后，提出具体的问题请学生小组讨论，全班交流分享从发酵工程史话中获得的启示。
《微生物发酵及其应用》优秀教案
《微生物发酵及其应用》优秀教案
【学习目标】
1、说出微生物发酵生产的基本过程。
2、举例说出微生物发酵与食品生产的关系。
3、参与有关微生物发酵的调查活动。
4、通过发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的紧密联系和互动。
【学习过程】
1、课下深入农村和当地的进行组织调查，探究味精的生产过程。
2、调查日常生活中哪些食品是由微生物发酵生产的？
3、哪些食品中添加了经发酵生产的食品添加剂？
4、讨论：
（1）发酵工程经历了哪几个阶段？
发酵工业的发展可分为四个阶段：原始发展阶段、传统发酵工业阶段、现代发酵工业阶段和生物技术产业阶段。
（2）学生看课本，找出发酵工程的发展史话。
1、1857年，法国的微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母引起的`。
2、1897年，德国的毕希纳进一步发现了酶在发酵中的作用，人们开始了解发酵现象的本质。
3、20世纪40年代，弗洛里和钱恩与许多的可蹙额家合作，研究出了大规模生产青霉素的方法，使青霉素的生产实现了产业化。
4、从2 0世纪50年代起，氨基酸发酵工业、酶制剂工业、多糖和维生素发酵工业相继诞生。
5、20世纪70年代以后，分子生物学的发展，促进了基因工程的发展和应用。
（3）读课本理解发酵工程的概念。
发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原材料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
（4）探究讨论发酵工程的大致过程
（5）教师展示多媒体课件，进一步帮助学生学习发酵过程的大致过程。
生物发酵技术的原理及其应用
生物发酵技术的原理及其应用生物发酵技术是指利用活体微生物（如细菌、酵母、真菌等）在适宜的条件下，通过代谢产生物质（如有机酸、酶、激素等）的工艺技术。
现今，生物发酵技术在生物医药、食品工业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
本文将针对生物发酵技术的原理及其应用进行介绍。
一、生物发酵技术的原理1. 微生物代谢产物微生物代谢一般分为两类：有氧代谢和无氧代谢。
其过程中会形成酸、碱、酶、气体等产物。
有氧代谢中，细胞利用氧气进行细胞呼吸，产生二氧化碳、水和能量。
而在无氧代谢中，由于缺乏氧气，细胞则会利用其他物质进行代谢，产生乳酸、酒精、琼脂等化合物。
2. 生物反应器生物反应器是生物发酵技术中的核心设备。
它包括反应容器、搅拌桨、进料口、出料口、通气口等组成部分。
反应器的设计通常是为了优化微生物生长所需要的环境因素，如温度、pH值、营养物质等。
此外，反应器的设计也十分重要，可以影响生产成本和产物质量。
3. 生长曲线在微生物发酵过程中，体积、生物量、产物含量等参数会随时间发生变化。
生长曲线通常通过细胞数量或组分浓度来描述微生物的生长情况，大致分为四个阶段：滞后期、指数期、平稳期和衰减期。
了解微生物的生长曲线有助于控制反应器的生产过程和提高产物质量。
二、生物发酵技术的应用1. 生物医药生物医药是利用生物反应器生产药品的一种方法。
通常，药品的活性物质是由微生物（如大肠杆菌、酵母等）产生的。
生物反应器在保证产品质量的同时，还可以提高产品的产量和提高生产效率。
众所周知，生物医药市场需求旺盛，很多公司通过生物发酵技术来生产药品。
例如，抗生素、维生素、激素等生物类药品都可以使用生物发酵技术进行生产。
2. 食品工业在酿酒、酱油、醋等食品生产中，生物发酵技术有着重要应用。
例如，在酿酒中，啤酒花先通过糖类分解产生醇类物质，然后再由酿酒酵母进行酵母。
在这个过程中，发酵条件、酵母的品种等都会影响最终的产品质量和口感。
3. 环境保护生物发酵技术可以用于环境污染处理。
微生物发酵及其应用
微生物发酵及其应用微生物发酵是指利用微生物代谢产生的酶、酸、碱等物质对物质进行化学变化的一种技术。
发酵技术在食品、医药、农业、工业等领域有着广泛的应用。
本文将就微生物发酵的基本过程以及其在不同领域中的应用做简要介绍。
微生物发酵的基本过程微生物发酵是利用微生物将有机物质转化为其他有用的物质的过程。
在发酵过程中，微生物利用有机物质作为碳源和能源，通过代谢作用将底物分解成较小的分子，同时合成新的代谢产物。
微生物发酵的基本过程包括营养生长阶段和代谢生长阶段两个部分。
营养生长阶段是指微生物在发酵过程中时以单独生长的形式存在的时期。
在这个阶段中，微生物需要养分、水、氧气等条件，以便在有利条件下生长繁殖。
代谢生长阶段是指微生物在发酵过程中开始产生代谢产物时的生长阶段。
代谢产物通常从碳源、氮源以及其他元素中产生。
在这个阶段中，微生物还需要加入一些辅助物质，如激素、生长因子等，以保证代谢产物的生成和收获。
应用领域微生物发酵技术在不同的领域中都有着广泛应用。
食品工业微生物发酵技术在食品工业中可用于生产酸奶、酱油、醋等有机酸类食品，以及酒精、罗氏披萨面团调节剂等发酵类食品。
其中最常用的发酵微生物为乳酸菌、酵母菌等。
医药工业微生物发酵技术在医药领域中可用于生产生物制剂。
生物制剂通常由微生物制备，例如新型抗菌素、抗肿瘤细胞素、生物肝素等，这些制剂可在医疗、生物技术及分子生物学领域中得到广泛应用，发挥着重要作用。
农业工业微生物发酵技术在农业领域中可用于生产有机肥和微生物制剂。
有机肥通常由不可食用的废弃物质经过发酵后得到，具有较低的价格、无污染等优点。
微生物制剂包括微生物菌剂、微生物肥料等。
这些制剂可用于提高作物产量、提高作物质量、控制害虫及其它病原微生物等。
工业生产微生物发酵技术在工业生产中应用广泛，其应用范围包括环境保护、能源利用、化学工程等。
特别是利用工业微生物在大量发酵生产中，不仅实现了高效生产、低成本，同时减轻了对自然资源的污染和压力。
微生物发酵技术在制药中的应用
微生物发酵技术在制药中的应用制药，是通过化学和生物学的方法进行药物制备、加工和生产的过程。
随着科技的不断进步，越来越多的新技术被应用到制药中，其中微生物发酵技术是一个非常重要的技术。
本文将从微生物发酵技术的基本原理、在制药中的应用以及其发展前景三个方面，探讨微生物发酵技术在制药中的应用。
一、微生物发酵技术的基本原理微生物发酵技术是指利用微生物代谢物质的过程中，通过控制条件使产生的物质在微生物体内积累和分泌出来，达到制作特定产品的目的。
这是一种生化反应，其基本原理是微生物的代谢分为两个阶段：生长期和产物积累期。
在生长期，微生物繁殖迅速，并利用培养基中的营养物质进行代谢，产生能量和生长分子等。
而在产物积累期，微生物的增殖速率逐渐降低，此时代谢转化方向发生变化，合成一些新的代谢产物，并排出细胞外。
应用微生物发酵技术，制得的产品包括抗生素、基因工程药物、酶制剂、氨基酸、有机酸、醇类等，同时还可以生产消化系药物、缓释剂、控释剂、维生素等。
二、微生物发酵技术在制药中的应用非常广泛，下面就举几个具体的例子：（一）利用微生物发酵技术制造抗生素抗生素是一种由微生物产生的一类药物，是微生物发酵技术最早应用的领域之一。
抗生素可以有效地抵抗病原体，特别是某些细菌感染，对人类健康起到了至关重要的作用。
（二）基因工程药物的生产基因工程药物的设计和生产需要利用微生物发酵技术，涉及到的步骤有基因克隆及转染、表达优化、发酵、提纯和制剂等。
微生物发酵技术是基因工程药物能够量产的基石。
（三）氨基酸的生产氨基酸作为一种生物化学物质，具有多种用途。
在制药业中能够合成天然的和人工的氨基酸，是利用微生物发酵技术实现的。
（四）酶制剂的生产酶是一种生物催化剂，能够在温和条件下加速某些化学反应的进行。
与传统的化学催化剂相比，酶具有温和的反应条件、高效率、高特异性和易回收等优点。
利用微生物发酵技术可生产出多种酶制剂，包括生物体内酶、生物外酶和微生物发酵培养液中所含的酶等。
微生物发酵技术及其在食品生产中的应用
微生物发酵技术及其在食品生产中的应用自古以来，人们就在生活中应用各种发酵技术来制作食品，并且这种传统的制作方法在现代社会也得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，微生物发酵技术逐渐成为一种非常重要的食品生产工艺，不仅可以通过这种技术制造出各种美味的食品，还可以在生产过程中控制产品的品质和安全性。
一、微生物发酵技术微生物发酵技术是利用微生物（如细菌、酵母菌等）在一定条件下生长繁殖和代谢产生的各种化合物来实现生产目的的一种技术。
微生物发酵技术的发展离不开现代化的代谢工程学和生物学研究，这些学科对于制备大量纯化的生物催化剂、提高产率和降低成本都具有重要作用。
在微生物发酵技术中，微生物一般被称为“发酵菌”，它们在特定的生长和营养条件下可以进行多样化的代谢过程，释放出各种有用的代谢产物，如酒精、醋酸、酪酸、乳酸、酱油、味精、糖醇、酵素等。
从微观的角度来看，这些产物的生成与微生物的代谢活动息息相关，可以分为碳代谢、氮代谢、酸碱代谢、能源代谢等多个层面。
二、微生物发酵技术在食品生产中的应用1. 酵母发酵制备面包酵母是一种常用的微生物发酵菌，它可以嫁接成为酵母细胞，在面粉和水混合过程中释放出二氧化碳，使面团变得膨胀，并产生微甜味。
面包是一种众所周知的食品，可以通过酵母发酵技术制备，不仅营养丰富，而且口感十分香脆。
此外，面包的口感和品质等级与发酵时间、温度、原料质量等因素有关。
2. 发酵豆制品发酵豆制品是一种常见的食品，如豆腐、豆浆、味噌等。
通过加入盐、酱油、味精等调味料，可以制成各种口味豆制品，并能够改善豆类蛋白的味道和营养特性。
豆制品的发酵过程中产生的有机酸和酵素可以促进豆蛋白的分解和降解，使得蛋白质更加易于消化和吸收，具有更高的营养价值。
3. 酸奶发酵酸奶是一种乳酸菌发酵而成的乳制品，它不仅口感酸甜，还含有丰富的维生素和矿物质。
酸奶的制作过程中常常使用乳酸菌，这种微生物可以代谢乳糖生成乳酸，使得牛奶的pH值降低，从而保护其不受微生物污染和腐败。
《微生物发酵及其应用》优秀教案
《微生物发酵及其应用》优秀教案一、教学目标：1. 知识与技能：（1）了解发酵技术的概念及微生物在发酵过程中的作用；（2）掌握常见的微生物发酵技术及其应用；（3）能够运用发酵技术原理解决实际问题。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验等途径，探究微生物发酵的过程及条件；（2）学会运用发酵技术制作简单的微生物发酵产品；（3）培养学生的创新能力和团队协作能力。
3. 情感态度价值观：（1）培养学生对微生物发酵技术的兴趣和好奇心；（2）认识微生物发酵技术在食品、药品等领域的应用价值；（3）培养学生关爱生命、关注健康的意识。
二、教学内容：1. 发酵技术的概念及微生物在发酵过程中的作用；2. 微生物发酵技术的原理及条件；3. 常见的微生物发酵技术及其应用；4. 发酵技术的实际应用案例分析。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：发酵技术的概念、原理及条件；常见微生物发酵技术的应用。
2. 教学难点：微生物发酵技术的原理及条件的掌握；实际应用案例的分析。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解发酵技术的概念、原理及条件；2. 实验法：观察微生物发酵的过程及条件；3. 案例分析法：分析发酵技术的实际应用案例；4. 小组讨论法：探讨微生物发酵技术的应用及创新。
五、教学准备：1. 教学资源：微生物发酵相关视频、图片、案例等；2. 实验材料：发酵瓶、菌种、培养基等；3. 教学设备：多媒体设备、实验仪器等。
六、教学过程：1. 引入新课：通过展示微生物发酵产品的图片，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
2. 讲解发酵技术的概念、原理及条件；3. 进行实验：观察微生物发酵的过程及条件，让学生亲身体验发酵技术的应用；4. 分析实际应用案例：以食品、药品等领域的微生物发酵产品为例，讲解发酵技术的应用价值；5. 小组讨论：让学生探讨微生物发酵技术的应用及创新，培养学生的团队协作能力；6. 总结与反思：回顾本节课所学内容，帮助学生巩固知识，培养学生的关爱生命、关注健康的意识。
微生物发酵技术在食品研发中的作用
微生物发酵技术在食品研发中的作用【摘要】微生物发酵是食物生产领域的重要组成内容，其应用有着悠久的历史且技术较为成熟。
在目前食品生产中，无论是腐乳、酱、酒还是糕点，都广泛的应用了微生物发酵技术，且成为人们日常生活中常见食物种类之一。
本文结合微生物发酵技术原理，探讨了其在食品研发中的具体应用和作用。
【关键词】食品；微生物发酵；单细胞蛋白；应用在食品工业中，微生物发酵是极为重要的一个环节，通过微生物发酵技术能够增加食品口感、丰富食品形态、提高食品的口味，使得食品商业价值得到更高的提升，增强食品的流通性。
另外，通过微生物发酵技术的应用，食品种类增多，味道变得更加独特，在营养和保健方面也取得了很大的成效。
伴随现代科学技术的飞速发展，各种发酵技术、发酵菌种不断涌现，使得微生物发酵技术的应用更加成熟，范围更加的广泛。
1、微生物发酵技术概述在现代科学技术、生物技术的促进下，我国微生物发酵技术取得了显著成效，各种微生物发酵技术、发酵菌种不断涌现，其在食品加工领域的地位越来越高。
在我们日常生活中，各种乳酸菌、酵母菌、益生菌等微生物并不陌生甚至是特别常见，还有一些青霉、根霉等也会广泛的应用在食品加工中，这些微生物的应用为食品生产指明了新的方向。
所谓微生物发酵技术就是利用微生物在成长繁殖中产生的化学反应来对食品的结构、营养进行优化，它们不仅能够提高食品安全性和营养性，还能提高食品口感。
目前常见的微生物发酵技术主要有好氧性发酵技术和厌氧性发酵技术两种。
好氧性发酵技术主要指的是在发酵过程中以氧气为主的发酵过程，但需要注意发酵中选用的氧气必须为无菌氧气；常见好氧性发酵技术有黑曲霉对柠檬酸发酵、黄单胞菌多糖发酵技术等等。
厌氧性发酵技术是发酵过程中无需要氧气的支持和配合，氧气的存在反而会阻碍发酵效率，这些常见发酵技术有乳酸发酵、梭状芽胞杆菌发酵等。
兼性发酵技术是集合有氧和无氧两种发酵技术综合形成的发酵措施，酵母菌就是典型的这种发酵措施，在有氧或者无氧条件下酵母菌都能繁殖并且产生新的微生物，在有氧条件下产生新的微生物，无氧条件下产生酒精。
《微生物发酵及其应用》教案
一、教案基本信息教案名称：《微生物发酵及其应用》课时安排：2课时（90分钟）年级学科：八年级生物教学目标：1. 了解微生物发酵的概念和原理。
2. 掌握常见的微生物发酵技术及其应用。
3. 能够分析微生物发酵在食品、药品等领域的实际应用。
教学重点：1. 微生物发酵的概念和原理。
2. 常见的微生物发酵技术及其应用。
教学难点：1. 微生物发酵技术的实际应用分析。
二、教学过程第一课时：1. 导入新课（5分钟）教师通过展示微生物发酵在食品、药品等领域的应用图片，引导学生思考：什么是微生物发酵？它在我们的生活中有什么作用？2. 自主学习（10分钟）学生阅读教材，了解微生物发酵的概念和原理。
3. 课堂讲解（20分钟）教师详细讲解微生物发酵的概念、原理以及常见的微生物发酵技术，如酵母菌发酵、乳酸菌发酵等。
4. 实例分析（10分钟）教师展示微生物发酵在食品、药品等领域的实际应用案例，如馒头、面包、酸奶等，引导学生分析微生物发酵的作用和意义。
5. 课堂小结（5分钟）教师总结本节课的主要内容，强调微生物发酵的概念、原理和应用。
第二课时：1. 复习导入（5分钟）教师通过提问方式检查学生对微生物发酵概念、原理的掌握情况。
2. 实践操作（15分钟）学生分组进行微生物发酵实验，如酵母菌发酵制作馒头、乳酸菌发酵制作酸奶等。
3. 成果分享（10分钟）各小组展示实验成果，分享微生物发酵实验的乐趣和成果。
4. 拓展延伸（10分钟）教师引导学生思考微生物发酵在环境保护、医药等领域的作用和应用前景。
5. 课堂小结（5分钟）教师总结本节课的主要内容，强调微生物发酵的概念、原理和应用。
三、教学评价1. 课堂问答：检查学生对微生物发酵概念、原理的掌握情况。
2. 实验报告：评估学生在实践操作中的动手能力和团队合作精神。
3. 课后作业：布置有关微生物发酵应用的思考题，检验学生对课堂内容的吸收和应用能力。
四、教学资源1. 教材：八年级生物教材。
2. 图片：微生物发酵在食品、药品等领域的应用图片。
发酵原理的应用有哪些例子
发酵原理的应用有哪些例子发酵原理是指利用微生物的代谢产物及其对基质的转化作用，使其产生物理、化学或生物学变化的过程。
发酵是一种广泛应用于生物工程、农业、食品加工、医药等领域的生物技术手段。
以下是一些发酵原理的应用例子：1. 食品酿造：酒精、食醋、酱油、豆瓣酱、味噌等在食品生产中都是通过发酵过程得到的。
例如，酒精发酵通过酵母对葡萄糖进行乳酸发酵产生乙醇，制成葡萄酒、啤酒和烈酒。
2. 面包制作：发酵面粉可以制作出蓬松而有弹性的面包。
面粉中添加酵母菌和水，酵母将淀粉转化为二氧化碳和酒精，在发酵的过程中产生的二氧化碳使面团体积膨胀，使面包变得松软。
3. 乳制品工艺：酸奶的发酵过程是将乳酸菌加入牛奶中，通过发酵产生乳酸，使牛奶凝结成酸奶。
这种发酵过程提高了牛奶营养价值，增加了乳酸菌的数量，并改善了消化系统功能。
4. 酶生产：许多工业酶是通过发酵过程获得的。
例如，纤维素酶、葡萄糖氧化酶、淀粉酶等通过发酵方法大规模生产，用于纺织、造纸、食品加工、生物燃料等领域。
5. 抗生素生产：许多抗生素都是通过利用微生物的代谢产物进行发酵而生产的。
例如，青霉素是通过将特定微生物培养在含糖、氮源和氧源的培养基中，经过多次发酵、提取和纯化得到的。
6. 生物燃料生产：通过微生物的发酵作用，将可再生资源如木薯、玉米渣、秸杆等转化为生物燃料。
例如，利用乙醇发酵技术可以将植物纤维素转化为乙醇燃料。
7. 生物修复：生物修复技术是利用微生物的代谢能力降解有机物、重金属离子等，净化环境污染物。
例如，利用微生物发酵降解油污、污水中的有机物，恢复水体、土壤的环境质量。
8. 药物合成：许多药物合成过程中使用微生物的发酵能力。
通过微生物合成酶类，如抗癌药物紫杉醇和阿司匹林等是通过发酵过程获得的。
9. 生物肥料：利用微生物在有机废弃物中的发酵作用，将废弃物转化为有机肥料。
例如，利用堆肥过程中的微生物发酵产生的热量、酶和菌群对有机废弃物进行降解，得到高效肥料。
微生物发酵技术及其在生物化学工程中的应用
微生物发酵技术及其在生物化学工程中的应用一、微生物发酵技术的概述微生物发酵技术是一种利用微生物代谢功能生产工业化合物的方法，被广泛应用于食品、医药、化工等领域。
在微生物发酵过程中，微生物利用特定的底物通过代谢反应生产出目标产品。
发酵过程需要考虑微生物的生长条件、营养需求、气体、温度、pH 等因素的控制。
二、微生物发酵技术的分类1. 传统发酵技术：传统发酵技术主要是利用自然界存在的微生物通过发酵产生工业化合物，如酵母菌产生的酒精、葡萄糖、乳酸等。
2. 细胞培养技术：细胞培养技术是通过培养和维护特定的细胞系，利用细胞代谢功能产生目标产品。
应用广泛，包括单克隆抗体、疫苗、人类生长激素等。
3. 重组DNA技术：重组DNA技术利用基因工程技术将目标基因导入微生物中，使其具有产生特定蛋白质的能力。
应用广泛，包括人胰岛素、赖氨酸、天然酶等。
三、微生物发酵技术在生物化学工程中的应用1. 食品工业：微生物发酵技术被广泛应用于食品工业中，制造酸奶、醋、豆瓣酱等日常生活必需品。
此外，微生物发酵技术也可以被应用到生产高端的乳清蛋白、麦芽糖等。
2. 医药工业：微生物发酵技术被广泛应用于医药工业中，如生产抗生素、蛋白质药物、基因工程药物等。
微生物发酵技术不仅能提高产量，还能保证产品的纯度和有效性。
3. 化工工业：微生物发酵技术被广泛应用于化工工业中，如生产生物柴油、生物塑料、生物润滑油等。
微生物发酵技术可以代替传统的化工合成，具有绿色环保、可持续性等优势。
4. 生物燃料工业：生物燃料工业是利用微生物发酵技术生产生物燃料，包括生物柴油、生物乙醇等。
微生物发酵技术不仅能够降低能源消耗和环境污染，还能利用再生资源实现可持续发展。
四、微生物发酵技术的前景和挑战微生物发酵技术在未来仍具有广阔的发展前景，特别是在”绿色经济”的发展趋势下，微生物发酵技术将成为替代传统合成化学的主流技术。
然而，微生物发酵技术的应用面临一些挑战，如微生物基因的安全性、发酵条件的控制等。
生物发酵技术在现代工业中的应用
生物发酵技术在现代工业中的应用生物发酵技术是指利用微生物及其代谢产物，进行物质代谢的一种生物工艺。
它已成为现代工业领域的一个独特分支，其应用无处不在。
本文将介绍生物发酵技术在现代工业中的应用，分为以下几个方面。
一、食品工业生物发酵技术在食品工业中应用广泛，如面制品、发酵饮料、熟肉制品、酱油、腐乳、醋等。
其中发酵酒精的过程是最为广泛应用的发酵技术，主要用于酿造啤酒、葡萄酒等。
二、医药工业生物发酵技术在制药工业中应用广泛，如抗菌素、维生素、酶制剂、生物碱、激素、肝素等。
其中，抗菌素、维生素是生物制剂中常见且广泛应用的。
三、石油和化工工业生物发酵技术在石油和化工工业中的应用也越来越广泛，主要包括发酵醋酸菌、生产抗生素和有机酸、制备单质和糖醇。
四、日化工业生物发酵技术在日化工业中应用较为广泛，可以生产护肤品、口服清洁剂、口腔清洁液等品种。
其中，乳酸菌发酵技术在化妆品和护肤品制造中的应用相当广泛。
五、环境工程生物发酵技术在环境工程领域中也有广泛的应用，其中包括单亲发酵（SOFC）、BioXcelerator技术等。
这些工艺技术可以将废水、废料等生物质分解，减轻环境污染。
六、农业生物发酵技术在农业领域中也有很多的应用，如饲料发酵、微生物制剂、生物有机肥料等。
发酵饲料技术可以将农业废弃物转变为高蛋白饲料，以便畜牧业的发展。
七、其他生物发酵技术在其他领域中也有不少的应用，如发酵造纸、清洗污泥、固化废物等。
总的来说，生物发酵技术在现代工业中的应用范围广泛，主要包括食品工业、医药工业、石油和化工工业、日化工业、环境工程、农业和其他领域。
随着生物技术的不断发展，生物发酵技术的应用也越来越广泛，为现代工业领域的发展做出了重要的贡献。
《微生物发酵及其应用》教案
《微生物发酵及其应用》优秀教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解微生物发酵的概念、原理和应用范围；（2）掌握常见的发酵技术在食品、药品等领域的应用；（3）学会运用发酵技术解决实际问题。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验等途径，探究微生物发酵的过程；（2）学会使用发酵设备，掌握发酵技术的操作要领；（3）培养学生的创新能力和团队协作能力。
3. 情感态度价值观：（1）培养学生对微生物发酵技术的兴趣和好奇心；（2）认识发酵技术在人类生产、生活的重要性；（3）培养学生关注社会、环保和可持续发展的意识。
二、教学内容1. 微生物发酵的概念与原理2. 微生物发酵技术的应用3. 发酵过程的探究4. 发酵设备的选用与操作5. 发酵技术的创新与实践三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）微生物发酵的概念、原理和应用；（2）发酵技术的操作要领；（3）发酵技术的创新与实践。
2. 教学难点：（1）微生物发酵过程的探究；（2）发酵设备的选用与操作；（3）运用发酵技术解决实际问题。
四、教学方法1. 讲授法：讲解微生物发酵的概念、原理和应用；2. 演示法：展示发酵过程的实验现象；3. 实验法：学生动手操作，探究发酵过程；4. 小组讨论法：探讨发酵技术的创新与实践；5. 案例分析法：分析发酵技术在实际应用中的案例。
五、教学准备1. 教师准备：（1）教材、课件等教学资源；（2）发酵实验所需的器材和药品；（3）发酵技术的相关案例。
2. 学生准备：（1）预习相关知识；（2）分组准备发酵实验；（3）搜集发酵技术在实际应用中的案例。
1. 导入新课：通过提问方式引导学生思考微生物发酵在生活中的应用，激发学生的兴趣。
2. 讲解与演示：讲解微生物发酵的概念、原理和应用，展示发酵过程的实验现象。
3. 实践操作：学生分组进行发酵实验，掌握发酵技术的操作要领。
4. 讨论与交流：小组讨论发酵技术的创新与实践，分享发酵实验的收获。
5. 案例分析：分析发酵技术在实际应用中的案例，引导学生关注社会、环保和可持续发展。
微生物学中的发酵技术及其应用
微生物学中的发酵技术及其应用发酵技术是指利用微生物在一定的环境条件下进行代谢反应的过程，经过这个过程可以生产出大量的有用物质。
这些物质包括食品、药品、化学品等等。
发酵技术主要利用了微生物生长和代谢过程中的产物，利用这些产物来实现有益的生产。
在微生物学中，发酵技术是一个非常重要的学科领域，它在现代化工、医药、食品行业等领域中都有广泛的应用。
一、发酵技术的基础发酵技术的基础在于微生物的生长和代谢。
微生物在一定的环境条件下能够进行生长和繁殖，随着生长过程的进行，微生物所代谢生产的物质也在不断地增加。
发酵技术主要是利用微生物在繁殖和代谢过程中所产生的酸、酒精、乳酸、酱油等有用物质来进行生产。
二、发酵技术的种类发酵技术包括了不少的种类，不同的发酵技术可以生产出不同的有用物质。
在微生物学中，常见的发酵技术包括了以下几种：1. 酵母发酵：酵母发酵是利用酿酒酵母进行发酵制造啤酒、葡萄酒等饮品。
2. 乳酸菌发酵：乳酸菌发酵是利用乳酸菌进行发酵生产乳酸，这种发酵技术可以用在酸奶制品、腌菜、酱油等食品的生产中。
3. 醋酸菌发酵：醋酸菌发酵是利用醋酸菌进行发酵制造醋，在饮食中有着广泛的应用。
4. 有机酸发酵：有机酸发酵是利用微生物在代谢过程中产生的有机酸，比如琥珀酸、丙酮酸等有机酸制造食品添加剂、工业化学品等产品。
三、发酵技术的应用发酵技术在现代工业中的应用越来越广泛。
下面我们就来看一下发酵技术在不同领域中的应用：1. 食品工业：乳品生产、葡萄酒、啤酒、酱油、生菜等食品的发酵技术是食品工业中应用最广泛的领域。
2. 医药工业：发酵技术在医药工业中有着广泛的应用，它可以制造出很多种药物，例如：生物合成药物、细胞培养等药物。
3. 化工工业：发酵技术不仅在食品工业和医药工业中有广泛的应用，它也在化工工业中有不小的发挥。
微生物可以生产出一些化学品，如酒精、醋酸、丙酮酸等，这些产物都可以被用来制造其他化学品。
四、发酵技术的发展趋势发酵技术的发展趋势是向着生态、安全、高效的方向发展。
生物发酵过程的转化与应用
生物发酵过程的转化与应用生物发酵是指在一定温度、pH值、氧气和营养源条件下，利用微生物产生的酶将物质进行转化的过程。
生物发酵技术是一种传统的生物化学工程技术，它在医药、食品、饮料、化妆品、环保、能源等方面有广泛的应用。
一、生物发酵的基本原理生物发酵是利用微生物及其作用的物质来转化原料，生产出有用的新物质或提高原有物质的品质。
微生物将含有碳水化合物、蛋白质等营养物质的可溶性物质进行利用，产生代谢产物。
而产生的代谢产物，在一定条件下可以利用酵素进行再次转化，从而产生更加有用的物质。
比如，常见的乳酸发酵，就是利用了乳酸菌将乳糖转化成乳酸。
乳酸是一种有机酸，它可以用于制造食品、化妆品、药品等。
再比如，啤酒的制作，就是利用酿酒酵母将麦芽中的淀粉转化为酒精和二氧化碳。
二、生物发酵的分类根据微生物种类的不同，生物发酵可以分为静态发酵和动态发酵两种。
静态发酵是指微生物在可溶性的基质中，利用自身的代谢酶对基质进行转化。
这种发酵通常发生在较小的环境中，只需要设置温度、湿度、pH值等条件，就可以让微生物在其中繁殖和代谢。
静态发酵通常适用于生产大量的代谢产物，如乳酸、醋酸、酵母等。
动态发酵是指微生物在细胞内进行代谢，产生代谢产物，将代谢产物通过培养基中的营养底物转化成新的代谢产物。
这种发酵通常需要在一定条件下进行氧气、温度、pH值等参数控制。
动态发酵通常适用于生产生物制品，如抗生素、激素、维生素等。
三、生物发酵的应用1. 生产化学制品生物发酵技术可以被应用于制造很多的化工产品。
譬如，生物技术制造了利己平、泰能等抗生素药物。
化工中的生物发酵技术已被广泛应用于制造生物降解聚合物、生物柴油等。
2. 食品加工发酵就是“好菌”发挥作用的过程，被广泛应用于食品领域。
譬如：使用益生菌，或多菌种接种，通过发酵生产酸奶、乳酸菌饮料、酸奶巧克力等多种食品。
此外，发酵技术也被用于生产芝士、啤酒、蔬菜、面包和酱料等。
3. 生物质能源生物质能源是新能源的代表。
高三生物 微生物发酵及其应用
链霉素、金霉素等相继问世，从 而兴起了抗生素工业，抗生素生 产的经验和设备很快被引用到其 他发酵产品的生产上，极大地促 进了这些产业的迅速发展，形成 了现代发酵工业
20世纪60年代的氨基酸发酵 工业，70年代的酶制剂工业， 80年代的多糖、维生素发酵 工业、90年代生物大分子发 酵技术相继诞生.
Байду номын сангаас
日常食品中,有许多是直 接利用微生物发酵的产 品,如:馒头、面包、腐乳、 泡菜、葡萄酒等
许多食品添加剂都 是利用发酵生产的
思考与探究
1.发酵工业经历了哪几个阶段？每个阶段 有什么特点？
2.请举一例说出在发酵生产的过程中，可 以控制哪些条件以影响微生物的生长和繁 殖？
3.在馒头的生产过程中，如果面团放置时 间过长，作出的馒头有酸味，请分析可能 的原因是什么？
普通高中课程标准实验教 科书生物选修
生物科学与社会
人民教育出版社
第3章 生物科学与工业
第1节 微生物发酵及其应用
一:发酵工业历程
1.原始发展时期 相传在埃及和中亚两河流域,在公元 前40世纪至公元前30世纪开始酿酒. 我国利用微生物进行谷物酒类发酵, 至少是在四千年前的龙山文化时期. 夏禹时期已有了关于仪侠酿旨酒,夏 少康(杜康)造秫酒的记载.
现代发酵工业时期的技术 要求高、生产规模大、技 术发展速度快；因此，菌 种的生产能力大幅度提高， 新产品、新技术、新设备 的应用达到前所未有的程 度
4.生物技术产业时代
20世纪70年代以后，分子生物学的迅 速发展，促进了基因工程的发展和应 用.采用基因工程的方法还可以将动物 或植物的基因转移到微生物中,获得具 有特殊生产能力的基因工程菌、再通 过发酵技术大量生产人们所需要的产 品，如：胰岛素、生长激素等
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微生物的应用
• 醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是 由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的 则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发 酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用 的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵 过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋 有不同的风味。
2020/4/16
• 参观学校食堂,现场体验馒头的制作过程
2020/4/16
组织好探究性学习
• 书本上的实验
2020/4/16
书本实验的拓展
• 不同温度对酵母菌发酵的影响 • 不同pH对酵母菌发酵的影响 • 矿质元素对酵母菌发酵的影响 • 不同营养物质对酵母菌发酵的影响
2020/4/16
微生物的应用
• 泡菜：请参看《生物技术实践》的专题1的 课题3（乳酸菌）
• 腐乳：请参看《生物技术实践》的专题1的 课题2（毛霉、青霉、酵母、曲霉等）
• 酸菜：与泡菜类似。
2020/4/16
发酵食品的生产
• 现代发酵生产
• 采用现代化工程技术手段，利用微生物的某些特 定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生 物应用于工业生产过程的一种新技术。
2020/4/16
注重生物科学史的学习
• 让学生对微生物的发酵有一个感性认识 • 通过现代发酵产品明确发酵过程其实和
人们日常生活联系非常紧密 • 从发酵过程发展史的介绍使学生体会到
科学技术是从生产实践中产生的
2020/4/16
落实STS相互联系的教育
• 从现代发酵技术的发展来看都和STS相 关
• 结合腐乳制作体验并认同科学技术和日 常生活的联系
▪ 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什 么事项呢？
接2020种/4/16过程中要注意防止杂菌污染。
▪ 那如何防止杂菌的污染呢？
要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格 的灭菌处理。
▪ 怎样才算灭菌彻底呢？
用高温、高压的方式，杀死所有杂菌的胞体、 芽孢和孢子。
2020/4/16
5、分离和提纯
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微生物的应用
• 酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有 麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制 成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋 白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在 生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基 中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然 后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸 和肽，具有特殊香味。
2020/4/16
微生物的应用
• 酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空 气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋 白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的 蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、 多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质 使酱具有独特的酱香味。
2020/4/16
微生物的应用
• 酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵， 将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他 有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同 时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰 富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不 适应症者的优良食品。
始，顶多是家庭小制作，技术进步缓慢，完全是经验
式的，并不知道其中的原理 。）
•传统发酵工业阶段（19世纪末—20世纪20年 代人们才开始了解发酵现象的本质 ，采用开放式的发酵方式， 生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大 。）
传统微生物发酵中，发酵的作用？
2020/4/16
现代发酵工业阶段（ 20世纪40-50年代生产技术要
2020/4/16
微生物的应用
• 面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面 包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加 入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后 淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易 于吸收。
2020/4/16
微生物的应用
• 馒头：以前做馒头的面粉是经自然发酵后蒸 制的，如果连续使用面肥发酵，经几代发酵 ，微生物会因生长优势而单一化。发酵的菌 种一般多为乳酸菌。因为发酵产酸，在蒸制 前要用碱中和酸，制得的馒头才松软适口、 带有特殊香味。现在，大批量生产是采用干 酵母发酵，所以不产酸，不需要再用碱中和 即可蒸制。
2020/4/16
1、举例说出利用微生物发酵生产的5种食品
啤酒、果酒、食醋、面包、酸奶、腐乳、 豆豉、霉干菜、酸菜、酱油、酸味剂、甜 味剂
2020/4/16
食品添加剂是指为改 善食品品质、防腐等 需要而加入食品中的 化学合成或天然物质， 只要食品添加剂的使 用符合国家有关规定， 它对人体便是无害的。
2020/4/16
3、培养基的配制
• 要进行发酵生产，有了优良的菌种还需 要有与菌种相适应的培养基。在配制培 养基时应该注意哪些事情呢？
▪（1）根据不同的菌种，应选择不同的材料配制 培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮 源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求， 并为微生物提供适宜的pH。 ▪（2）培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 ▪（3）培养基在满足微生物的营养需求的基础上 应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
3、作用：一般是酶和核酸的组成成分。
4、原因：缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。 一些天然物质如酵母膏、蛋白胨、动植物组织提
取液等，可以为微生物提供生长因子。
2020/4/16
4、灭菌和接种
• 发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种 ，整个发酵过程中不能混入杂菌。这是 为什么呢？
▪在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种 形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。 ▪例如：如果在谷氨酸发酵过程中混入放线菌， 则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸 棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污 染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将 合成的青霉素分解掉。
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
1．灭菌是指采用强烈的理化因素杀死一定环境中所有微生物的细胞、 芽孢和孢子的措施，是彻底杀死。消毒是一种采用较温和的理化因素，杀 死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒物体基本无害 的措施，是部分杀灭。2．常用灭菌方法：物理杀菌的常用方法：高温、 辐射、超声波和激光等；化学杀菌常用方法：表面消毒剂和化学治疗剂， 如抗生素，中草药有效成分。
2020/4/16
（一）碳源
阅读课本相关内容，完成学习提纲：
概念 概念
来源 来源
最常用来 最源常用来源
作作用用
凡能为 无机碳源：
碳微生物 碳 源提供所 源 需碳元
CO2、NaHCO3
有机碳源：
素的营 糖类、脂肪酸、花
养物质 生粉饼、石油。
糖类 尤其是 葡萄糖
①主要构成细 胞物质和一些
代谢产物； ②有些是主要
能源物质。
思考： 自养型和异养型微生物分别能利用哪类碳源物质？
碳源能否为微生物提供能量？ 2020/4/16
（二）氮源
1、什么是氮源？有哪些营养物质可做为氮源？ 常最用的氮源是什么？氮源有什么作用？
2、含C、H、O、N的化合物是碳源、还是氮源？
概念
来源
氮 源
凡能为微 生物提供 所需氮元 素的营养 物质
单细胞蛋白是利用淀粉或维生素的水解液，制糖工业的 废液，石化产品等为原料，通过发酵获得大量的微生物菌体， 所以不是特指微生物的某种蛋白质或抗生素；单细胞蛋白含 有丰富的蛋白质，如真菌蛋白可作为食品。
2020/4/16
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
• （1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是
。
• （2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是
。
• （3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5％形成了酒精和其他发
酵产物，其余1.5％则是用于
。
• （4）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
2020/4/16
练习
• 关于单细胞蛋白叙述正确的是（ B）
A．是从微生物细胞中提取的蛋白质 B．通过发酵生产的微生物菌体 C．是微生物细胞分泌的抗生素 D．单细胞蛋白不能作为食品
发酵食品：农副产品的原料利 用发酵方法生产和加工制作的 食品。
2020/4/16
微生物的应用
• 请说出几种发酵食品 • 面酱、腐Байду номын сангаас、面包、馒头、酒酿、豆豉、霉干菜、
酸菜、泡菜、酱、酿造食醋、酿造酱油、各种酒类 、酸奶、奶酪
2020/4/16
微生物的应用
• 酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是 利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将 葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏， 因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加 热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和 少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸 馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡 萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分 被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸 、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此 ，果酒和啤酒营养价值较高。
单细胞蛋白是利用淀粉或维生素的水解液，制糖工业的 废液，石化产品等为原料，通过发酵获得大量的微生物菌体， 所以不是特指微生物的某种蛋白质或抗生素；单细胞蛋白含 有丰富的蛋白质，如真菌蛋白可作为食品。
2020/4/16
练习
• 谷氨酸棒状杆菌的培养液常采用的灭菌
方法是（ A）
A．高压蒸汽灭菌 B．高温灭菌 C．加入抗生素灭菌 D．酒精灭菌
2020/4/16
▪ 扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢？
▪扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖，而发 酵过程中的培养是为了获得代谢产物，目的不同采 用的培养条件就有可能不同。 ▪例如：在酒精发酵过程中，扩大培养是为了促使酵 母菌快速增殖，因此是在有氧条件下进行。而在发 酵产生酒精的过程中则必须在无氧条件下进行以获 得大量的酒精