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选择性必修3

第1章 发酵工程 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、豆鼓、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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 3000多年前古埃及人采摘葡萄酿酒场景的壁画 1857年 法国微生物学家巴斯德（L.Pasteur，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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 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。 【科技探索之路】从传统发酵技术到发酵工程 第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 从社会中来 （唐·王翰）诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。通过微生物的发酵作用还可以制作葡萄醋。葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？ 葡萄美酒夜光杯， 欲饮琵琶马上催。 醉卧沙场君莫笑， 古来征战几人回。 从社会中来 葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，为什么一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋呢？它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作葡萄酒和葡萄醋呢？ 葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄发酵而来，但是一个经酵母菌无氧呼吸产生了酒精，另一个经醋酸菌有氧呼吸产生了醋酸（乙酸），因此口感不同。 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。 酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。 汉代砖刻上的酿酒图 展示我国古代酿酒作坊的绘画作品 一、发酵与传统发酵技术 夏禹时期有少康（杜康）造秫酒的传说 据说杜康是黄帝手下的一位大臣。神农氏尝百草、辨五谷，人们开始耕地种粮食。杜康受命管理生产和保存粮食，很负责任。由于土地肥沃，风调雨顺，连年丰收，粮食越打越多，但是由于没有仓库和科学的保管方法，丰收的粮食堆在山洞里，时间一长，全都因潮湿而霉坏了。黄帝知道这件事后，非常生气，令杜康专职负责粮食保管，如有霉坏，从重处罚。 一天，杜康在森林里发现了一片开阔地，周围有几棵大树枯死了，只剩下粗大的树干，里边已空了。杜康灵机一动，他想，如果把粮食装在树洞里，也许就不会霉坏了。于是，他把树林里凡是枯死的大树，都一一进行了掏空处理。不几天，就把打下的粮食全部装进树洞里了。谁知装在树洞里的粮食，经过风吹、日晒、雨淋，慢慢地发酵了。 夏禹时期有少康（杜康）造秫酒的传说 杜康上山查看粮食时，突然发现一棵装有粮食的枯树周围躺着几只山羊、野猪和兔子。开始他以为这些野兽都是死的，走近一看，发现它们还活着，似乎都在睡大觉。杜康一时弄不清是啥原因，还在纳闷，一头野猪醒了过来。它一见来人，马上窜进树林去了。紧接着，山羊、兔子也一只只醒来逃走了。杜康上山时没带弓箭，所以也没有追赶。他正准备往回走，又发现两只山羊在装着粮食的树洞跟前低头用