1.1 传统发酵技术的应用课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

这些食品的制作都离不开微生物发酵。 制作不同的发酵食品，需要的微生物一样吗？ 如何分离和培养微生物呢？ 发酵工程的流程是怎样的？ 它用到的技术与传统发酵技术有什么不同？ 什么是发酵工程？ 发酵工程是指利用 的特定功能，通过 技术， 生产对 有用的产品。它涉及菌种的 和 、 产物的 和 等方面。 微生物 现代工程 规模化 人类 选育 培养 分离 提纯 从社会中来 与酒有关的诗句 “葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。 醉卧沙场君莫目笑，古来征战几人回。” （唐·王翰）《凉州词二首·其一》 科技探索之路 约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、 水果等发酵为含酒精的饮料。后来，人们通过自然发酵 或曲种传代的固体发酵方法生产其他食品，如酱油、醋 、豆豉、腐乳和酸奶等。这种传统发酵技术促进了中华 民族特有的饮食文化的形成，但在几千年的时间里，人 们并不明白其中的原理。 1857年，法国微生物学家巴斯德(1822-1895)通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的，从而将酵母菌与发酵联系起来。 1897年，科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用， 逐渐了解了发酵的本质。之后的30多年间，微生物的分 离和纯化技术得到了应用，发酵生产的工艺和设备不断 完善，传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演 变。同时，作坊式的手工生产向近代工业化生产方向发展。利用微生物生产的新产品，如酒精、柠檬酸和淀粉酶等不断出现。 20世纪40年代，利用发酵工程大规模生产青霉素成为研究的主攻方向。由于青霉素产生菌是需氧型的，科学家在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术，使青霉素的生产实现了产业化。不久，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。 1957年，用微生物生产谷氨酸获得成功。20世纪60年代，科学家通过研究微生物的代谢途径，继续改进发酵技术，通过人工诱变特定微生物，获得了具有更高生产能力的突变类型。之后，酶制剂、多糖、维生素发酵工业相继兴起。 20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等的发展，使发酵工程进入了定向育种的新阶段。例如，运用基因工程可以将动植物的基因转移到微生物中，获得具有特殊生产能力的微生物，大量生产人们所需要的产品，如人胰岛素、干扰素等。 20世纪80年代，科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究，以更加合理地控制发酵过程。目前，人类已经能够自动记录和控制发酵过程的全部参数。 部分发酵工程产品 第一章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 一、发酵与传统发酵技术 约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。夏禹时期，已有了关于杜康造秫（shú）酒的传说。 图1-1 汉代砖刻上的酿酒图 图1-2 展示我国古代酿酒作坊的绘画作品 1857年，法国微生物学家巴斯德证明了酒精发酵是由活的酵母菌引起的，并发明了巴氏消毒法。此后，人们才开始了解发酵的本质。 一、发酵与传统发酵技术 （一）发酵 (1)概念: 指人们利用 ，在适宜条件下，将原料通过 转化为人类所需要的产物的过程。 微生物 微生物的代谢 (2)类型 有氧发酵 [醋酸发酵、谷氨酸发酵] 厌氧发酵 [酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵] (3)原理： a.不同微生物的遗传物质不同，导致其细胞内催化反应的酶 不同，进而导致代谢途径有差异； 如底物为葡萄糖，无氧条件下， 酵母菌进行 发酵，而乳酸菌进行 发酵。 酒精 乳酸 b.同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现 差异。 如底物为葡萄糖的情况下，酵母菌在有氧、无氧条件下的代谢产物 。 不同 发酵的实质就是微生物在有氧或无氧条件下的 ，是一个物质 的过程。 细胞呼吸 氧化分解 （二）传统发酵技术 实例: 腐乳的制作 原理： 蛋白质 脂肪 小肽 氨基酸 甘油 脂肪酸 酵母、曲霉和毛霉等多种微生物 + + 蛋白酶 脂肪酶 (毛霉起主要作用) 毛霉是一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖， 代谢类型是异养需氧型。 (1)概念: （