笔记&必记 第1章 发酵工程-【志鸿优化训练】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版2019)

第1章发酵工程 第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 1.发酵与传统发酵技术 (1)发酵的概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要 的产物的过程。 (2)传统发酵技术 ①概念：一般是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁 等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 ②特点：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式和作坊式的。 2.尝试制作传统发酵食品 (1)制作泡菜 ①原理：乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌 制等。 C,H.0,2CH,0,十能量 ②制作流程图： 注祥原料一修券成染获安臂职 测定亚硝酸盐含量 加入调味料、装坛→发酵→成品 称取食盐一玉米一泡来盐水 影响品质的因素：泡菜坛的选择，腌制的条件如腌制时间、温度、食盐用量等。 (2)制作果酒和果醋 ①酵母菌和醋酸菌 .酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。 b.醋酸菌是好氧细菌，在O2、糖源充足时能将糖分解成醋酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛， 再将乙醛变为醋酸。 ②果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较 项目 果酒制作 果醋制作 醋酸菌在O2、糖源充足时能将糖分解成醋酸；当缺少糖源 制作原理 利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵 时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸 CH.0+20.度2CHC00H+200+2H0+能量 反应式 C H2O: 酰2C,H0H+2C0+能量 CH,OH+O,爵.CH,COOH+H,O+能量 最适发酵温度 18~30℃ 30~35℃ 对氧的需求 需微量氧 需充足氧 发酵时间 10~12d 7-8d 【特别提醒】①酵母菌的繁殖需大量能量，而发酵过程进行无氧呼吸，故果酒制作的前期应通入氧 气，而后期应保证严格的厌氧环境。 生物学 ☑笔记&必记 ②果醋制作过程中要求始终通氧，缺氧时醋酸菌的生长、增殖都会受到影响，另外，醋酸的生成也 会受到影响。 第2节 微生物的培养技术及应用 一、微生物的基本培养技术 1.培养基的配制 (1)培养基的营养构成 营养物质 定义 作用 主要来源 构成生物体的物质，异氧无机物：CO2等 碳源 能提供碳元素的物质 生物的能源物质 有机物：糖类、脂肪酸、石油、花生粉饼等 氨源 合成蛋白质、核酸以及含 无机物：N2、NH、铵盐、硝酸盐 能提供氮元素的物质 氮代谢物 有机物：牛肉膏、蛋白胨等 生物体内含量很高，低等不仅是优良的溶剂，而且可 水 生物体内含量更高 维持生物大分子结构的稳定 细胞内的组成成分，生理 提供除碳、氮以外的各种 无机盐 调节物质，某些化能自养 重要元素，包括大量元素 菌的能源，酶的激活剂 (2)培养基的种类 按照物理性质划分，微生物的培养基分为固体培养基和液体培养基。在液体培养基中加入琼脂后 形成的固体培养基，是实验室最常用的培养基之一。微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以 形成肉眼可见的菌落。 【特别提示】琼脂是一种多糖，一般不能被微生物分解利用，只作为凝固剂，不能作为碳源和能源。 2.无菌技术 (1)消毒与灭菌的比较 项目 消毒 灭菌 条件使用较为温和的物理、化学或生物等方法 使用强烈的理化方法 结果 杀死物体表面或内部一部分微生物（不包括杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢 芽孢和孢子) 和孢子 适用 实验操作的空间、操作者的衣着和手 微生物培养的器皿、接种用具和培养基等 煮沸消毒法（如100℃，5~6min),巴氏消毒 常用 法(6265℃，30min或8090℃，30s 灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌 方法 min),酒精，氯气、石炭酸等化学药剂消毒法 1 (2)三种常用灭菌方法的比较 灭菌方法 适用材料或用具 灭菌条件 灭菌时间 灼烧灭菌 接种环，接种针或其他金属工具 在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 直至烧红 玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属 干热灭菌 干热灭菌箱内，160~170℃ 23h 用具等 湿热灭菌 培养基等 高压蒸汽灭菌锅内100kPa, 15~30min 121℃ 生物学 第1章发酵工程 3.微生物的纯培养 (1)培养物和纯培养 ①培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为 培养物。 ②纯培养：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。 (2)微生物纯培养的过程 配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等。 (3)平板划线法及注意事项 ①平板划线法 平板划线法中微生物的分离和稀释过程发生在接种环在固体培养基表面连续划线过程中。通过 接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。 ②平板划线法需要注意