1.3 发酵工程及其应用课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第3节 发酵工程及其应用 第1章　发酵工程 人教版高中生物 选择性必修3 1 概述发酵工程及其基本环节(重、难点)。 2 举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值(重点)。 青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。 那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢? > < 目标一 发酵工程及其应用 1.1 发酵工程的基本环节 生产柠檬酸 生产啤酒 生产味精 黑曲霉 啤酒酵母 谷氨酸 棒状杆菌 接种 选育菌种 配制培养基 扩大培养 灭菌 现代发酵工程使用大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、　　　　　、罐压、通气量、搅拌、泡沫和　　　等进行监测和控制；还可以进行　　控制，使发酵全过程处于最佳状态。 发酵罐内发酵 工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养 发酵工程中所用的菌种大多数是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、　　　　、罐压、通气量、搅拌、泡沫和　　　等进行监测和控制；还可以进行　　控制，使发酵全过程处于最佳状态。 接种 选育菌种 配制培养基 扩大培养 灭菌 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 排气管 排出口 温度 进入口 空气 这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中微生物的数量、　　　　等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的　 ，要严格控制温度、pH和　 __ 等发酵条件。 环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。 产物浓度 营养组分 溶解氧 如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用　　　、沉淀等方法将菌体分离和　　　，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的　　　采取适当的提取、分离和　　措施来获得产品。 溶解氧 营养 反馈 过滤 干燥 性质 纯化 1.1 发酵工程的基本环节 1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素：能在低成本的　　　上生长，且大量高效地合成产物；发酵条件如　　、　　 、　　等易控制；遗传性能稳定；抗噬菌体及杂菌污染能力强等。 培养基 温度 pH 溶解氧 一边阅读，一边完成学案上的表格 活动1 发酵工程基本环节分析 2.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？ 不能。因为发酵过程可能产生一些有害物质，会污染环境。 产物专一 生产条件温和 原料来源丰富且价格低廉 废弃物对环境污染小且容易处理 发酵工程的特点 在食品工业上的应用 在医药工业上的应用 在农牧业上的应用 在其他方面的应用 发酵工程的应用 1.2 发酵工程的应用 利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类： 生产各种各样的食品添加剂，如食品酸度调节剂——柠檬酸，增味剂——谷氨酸钠等。 生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类等 生产酶制剂，如淀粉酶、果胶酶等。 大豆中蛋白 小分子肽和氨基酸 酱油 黑曲霉 淋洗、调制 各种谷物、水果 酿酒酵母 各种酒类 在食品工业上的应用 1.2 发酵工程的应用 9 添加剂类型 举例 酸度调节剂 L-苹果酸、柠檬酸、乳酸 增味剂 5'-肌苷酸二钠、谷氨酸钠 着色剂 β-胡萝卜素、红曲黄色素 增稠剂 黄原胶、β-环状糊精、结冷胶 防腐剂 乳酸链球菌素、溶菌酶 1.2 发酵工程的应用 生产各种各样的食品添加剂，如食品酸度调节剂——柠檬酸，增味剂——谷氨酸钠等。 生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类等 生产酶制剂，如淀粉酶、果胶酶等。 在食品工业上的应用 我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下图所示。其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。 发芽 焙烤 碾磨 糖化 蒸煮 发酵 主发酵 消毒 终止 后发酵 完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。 主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，