高中生物 2.1《微生物发酵与食品生产》课件 浙科版选修2
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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。
• 酱油：以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、 玉米等，将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。
2
一、发酵生产的历史 阅读教材中有关“发酵生产的历史 ”的内容，并思考： 1.发酵工程历经了哪些阶段？
15
（三）培养基的配制
碳源
合成自 身物质 提供能 量，最 常用的 是糖类
成分
氮源
水
是细
是微生物细 胞内
胞生长繁殖 各种
和生物合成 化学
不可缺的物 反应
质。分为无 的进
机氮和有机 行场
氮两种
所
无机盐
酸碱 生长 度 因子
提供不
如：
根 据
可缺少 酵母 不
的矿质 元素
膏、 动物
同 的 微
肝脏 生
浸出 物
液、
3
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。
• 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。
• 泡菜：（乳酸菌） • 腐乳：（毛霉、青霉、酵母、曲霉等） 4
第1节 微生物发酵与食品生产
从社会中来……
我们经常食用的食品中有哪些 是由微生物发酵生产而来的？
思考与练习第一题举例说出利用微生物发酵
生产的5种食品
1
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。
• 醋：除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的
12
三、发酵生产过程探密
13
1、菌种的选育 菌种：谷 黄氨色酸短棒杆状菌杆菌、
如何获得：先从自然界中分离出来， 然后用诱变育种、细胞工 程和基因工程等现代生物 技术处理，得到高产菌种
注意：还必须做好菌种的保藏工作
14
2、扩大培养
为何要进行扩大培养？目的？
因为发酵罐的体积很大，需 要接入的菌种量很多(总体积：几立 方米～几十立方米)。所以要经过 “种子培养罐”培养，达到一定数 量后，再接入到发酵罐中，即先经 过扩大培养再接种。目的是为了提 高发酵效率，缩短生产时间。
⑷生物技术产业阶段
利用构建的具有特殊生产能力的基因工程菌来进行生产5
2.从中你可以得到什么启示？
微生物发酵不仅仅使食物发霉、变质， 还可以把原料转变成人们所需产品，生产 出营养丰富，口味独特食物。我国发酵历 史悠久,随着生物工程技术发展，微生物 发酵将为人类提供更多、更新的现代发酵 食品。
6
二、发酵与发酵食品 发酵概念:
生产用菌种 扩大培养
接种
发酵罐 发酵条件控制
分离 提纯
原料 培养基配制
灭菌
微生物菌体 产品
代谢产物
23
课后答案：
• 1、面包、酸奶、啤酒、乳酪、面酱、腐乳、 豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜、葡萄酒、酱 油、食醋、酸味剂、甜味剂等。
• 2、传统发酵技术的一个重要作用是防止食 物腐败，另一个重要作用是使口感平淡的 原料发生感官的、物理的和营养方面的变 化，使口感更好、营养更好、更易消化。
发酵是指在一定条件下利用微生物的生命活 动大量生成和积累特定代谢产物或菌体的过程。
发酵食品慨念 而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。
那么，微生物发酵需要什么条件呢？
7
二、微生物发酵需要条件的探究
实验内容： 探究酵母菌发酵所需要的条件
假设 微生物的发酵需要糖类，当有糖类存在时酵
进 行
麦芽 调
汁
节
菌种不同，培养基的配方也不同
16
4、灭菌和接种
配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？ 为什么要灭菌？如何灭菌才算彻底？
防止杂菌污染，对发酵过程造成 不良影响；杀死所有杂菌的细胞体、 芽孢和孢子。
注意：接种的操作也必须在无菌条件下进行
17
5.发酵罐内发酵
▪加料口 ▪放料 口 ▪无菌空气入口 ▪排气口 ▪冷却水进口 ▪冷却水出口 ▪PH检测及控制装置 ▪搅拌器
发酵工业经历了哪几个阶段？特点？
⑴原始发展阶段
发酵技术原始，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 ⑵传统发酵工业阶段 人们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 ⑶现代发酵工业阶段
生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；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
母菌能进行发酵。
8
实验记录表
号瓶
内容物
1 温水、酵母
2 温水、酵母和5mL盐水
3 温水、酵母和5mL糖水
4 温水、酵母和30mL糖水
结果 无气体产生 无气体产生 有气体产生 有大量气体产生
5 温水、5mL糖水
无气体产生百度文库
思考：
1、为什么要加入温水？
2、设置3号和4号瓶的目的是什么？为什么要设置5号瓶？
18
5、发酵罐内发酵条件
谷氨酸棒状杆菌发酵的基本条件
温度
30～37℃
pH
7～8
时间
28～32h
19
6、分离、提纯产物 根据产品的不同，分离提纯产
物的方法一样吗？味精生产中所需 的产物又属于哪种情况呢？
产物若为微生物细胞本身： 过滤、沉淀等方法将菌体分离
产物若为微生物的代谢产物： 提取、分离和纯化等方法
• 3、通常，微生物所需的主要营养物质有水、 碳源、生长因子和无机盐等。
24
练习
• 4、下列属于发酵工程的过程依次是（D ）
• ① 提取目的基因 ② 发酵过程 ③ 动物 细胞融合 ④ 菌种的选育 ⑤固定化
20
味精生产中产品的形成：
将谷氨酸从培养液中分离出来， 通常每升培养液中能得到谷氨酸 50～100g，提取出来的谷氨酸用 适量的NaCO3溶液中和，形成谷 氨酸纳结晶，在经过过滤、浓缩、 离心等步骤，便成了味精。
21
现代化的发酵 车间
22
发酵食品的生产主要内容 从自然界分离的菌种 诱变育种 基因工程 细胞工程
3、如果在瓶中加入牛奶则结果有何不同？
9
面包的制作过程
10
防止食物腐败 口感更好 1、传统发酵技术的作用 营养更好 更易消化 生产效率高 2、现代发酵技术的作用 质量易控制 确保安全
11
三、发酵生产过程探密
以味精生产为例
味精是日常生活中不可缺少的 调味剂，它的化学成分是什么？
谷氨酸钠
(谷氨酸和Na2CO3中和 而成)
• 酱油：以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、 玉米等，将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。
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一、发酵生产的历史 阅读教材中有关“发酵生产的历史 ”的内容，并思考： 1.发酵工程历经了哪些阶段？
15
（三）培养基的配制
碳源
合成自 身物质 提供能 量，最 常用的 是糖类
成分
氮源
水
是细
是微生物细 胞内
胞生长繁殖 各种
和生物合成 化学
不可缺的物 反应
质。分为无 的进
机氮和有机 行场
氮两种
所
无机盐
酸碱 生长 度 因子
提供不
如：
根 据
可缺少 酵母 不
的矿质 元素
膏、 动物
同 的 微
肝脏 生
浸出 物
液、
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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。
• 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。
• 泡菜：（乳酸菌） • 腐乳：（毛霉、青霉、酵母、曲霉等） 4
第1节 微生物发酵与食品生产
从社会中来……
我们经常食用的食品中有哪些 是由微生物发酵生产而来的？
思考与练习第一题举例说出利用微生物发酵
生产的5种食品
1
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。
• 醋：除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的
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三、发酵生产过程探密
13
1、菌种的选育 菌种：谷 黄氨色酸短棒杆状菌杆菌、
如何获得：先从自然界中分离出来， 然后用诱变育种、细胞工 程和基因工程等现代生物 技术处理，得到高产菌种
注意：还必须做好菌种的保藏工作
14
2、扩大培养
为何要进行扩大培养？目的？
因为发酵罐的体积很大，需 要接入的菌种量很多(总体积：几立 方米～几十立方米)。所以要经过 “种子培养罐”培养，达到一定数 量后，再接入到发酵罐中，即先经 过扩大培养再接种。目的是为了提 高发酵效率，缩短生产时间。
⑷生物技术产业阶段
利用构建的具有特殊生产能力的基因工程菌来进行生产5
2.从中你可以得到什么启示？
微生物发酵不仅仅使食物发霉、变质， 还可以把原料转变成人们所需产品，生产 出营养丰富，口味独特食物。我国发酵历 史悠久,随着生物工程技术发展，微生物 发酵将为人类提供更多、更新的现代发酵 食品。
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二、发酵与发酵食品 发酵概念:
生产用菌种 扩大培养
接种
发酵罐 发酵条件控制
分离 提纯
原料 培养基配制
灭菌
微生物菌体 产品
代谢产物
23
课后答案：
• 1、面包、酸奶、啤酒、乳酪、面酱、腐乳、 豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜、葡萄酒、酱 油、食醋、酸味剂、甜味剂等。
• 2、传统发酵技术的一个重要作用是防止食 物腐败，另一个重要作用是使口感平淡的 原料发生感官的、物理的和营养方面的变 化，使口感更好、营养更好、更易消化。
发酵是指在一定条件下利用微生物的生命活 动大量生成和积累特定代谢产物或菌体的过程。
发酵食品慨念 而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。
那么，微生物发酵需要什么条件呢？
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二、微生物发酵需要条件的探究
实验内容： 探究酵母菌发酵所需要的条件
假设 微生物的发酵需要糖类，当有糖类存在时酵
进 行
麦芽 调
汁
节
菌种不同，培养基的配方也不同
16
4、灭菌和接种
配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？ 为什么要灭菌？如何灭菌才算彻底？
防止杂菌污染，对发酵过程造成 不良影响；杀死所有杂菌的细胞体、 芽孢和孢子。
注意：接种的操作也必须在无菌条件下进行
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5.发酵罐内发酵
▪加料口 ▪放料 口 ▪无菌空气入口 ▪排气口 ▪冷却水进口 ▪冷却水出口 ▪PH检测及控制装置 ▪搅拌器
发酵工业经历了哪几个阶段？特点？
⑴原始发展阶段
发酵技术原始，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 ⑵传统发酵工业阶段 人们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 ⑶现代发酵工业阶段
生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；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
母菌能进行发酵。
8
实验记录表
号瓶
内容物
1 温水、酵母
2 温水、酵母和5mL盐水
3 温水、酵母和5mL糖水
4 温水、酵母和30mL糖水
结果 无气体产生 无气体产生 有气体产生 有大量气体产生
5 温水、5mL糖水
无气体产生百度文库
思考：
1、为什么要加入温水？
2、设置3号和4号瓶的目的是什么？为什么要设置5号瓶？
18
5、发酵罐内发酵条件
谷氨酸棒状杆菌发酵的基本条件
温度
30～37℃
pH
7～8
时间
28～32h
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6、分离、提纯产物 根据产品的不同，分离提纯产
物的方法一样吗？味精生产中所需 的产物又属于哪种情况呢？
产物若为微生物细胞本身： 过滤、沉淀等方法将菌体分离
产物若为微生物的代谢产物： 提取、分离和纯化等方法
• 3、通常，微生物所需的主要营养物质有水、 碳源、生长因子和无机盐等。
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练习
• 4、下列属于发酵工程的过程依次是（D ）
• ① 提取目的基因 ② 发酵过程 ③ 动物 细胞融合 ④ 菌种的选育 ⑤固定化
20
味精生产中产品的形成：
将谷氨酸从培养液中分离出来， 通常每升培养液中能得到谷氨酸 50～100g，提取出来的谷氨酸用 适量的NaCO3溶液中和，形成谷 氨酸纳结晶，在经过过滤、浓缩、 离心等步骤，便成了味精。
21
现代化的发酵 车间
22
发酵食品的生产主要内容 从自然界分离的菌种 诱变育种 基因工程 细胞工程
3、如果在瓶中加入牛奶则结果有何不同？
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面包的制作过程
10
防止食物腐败 口感更好 1、传统发酵技术的作用 营养更好 更易消化 生产效率高 2、现代发酵技术的作用 质量易控制 确保安全
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三、发酵生产过程探密
以味精生产为例
味精是日常生活中不可缺少的 调味剂，它的化学成分是什么？
谷氨酸钠
(谷氨酸和Na2CO3中和 而成)