1.3 发酵工程为人类提供多样的生物产品（教学课件）生物浙科版选择性必修3

第一节　体液调节是通过化学信号实现的调节 第一节　体液调节是通过化学信号实现的调节 第一章 发酵工程 第二节　神经系统通过下丘脑控制内分泌系统 第二节　神经系统通过下丘脑控制内分泌系统 第三节 发酵工程为人类提供多样的生物产品 目 录 传统发酵技术概况 利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 利用乳酸菌发酵制作泡菜 发酵工程生产人类所需产品 发酵工程的应用 一、某些食品、饮料及调味品是运用传统发酵技术生产的 1.传统发酵技术 定义：在自然接种和混菌培养条件下，利用有益微生物酿造自己喜爱的风味食品、饮料和调味品的技术。 最早制成的发酵饮料 蒸馏取酒：利用酒精的沸点（78.5℃）和水的沸点（100℃）不同 酱油由“酱”演变而来。中国是世界上最早制造和食用酱的国家，早在西周时期就已经出现了使用肉类、鱼类发酵而成的“醢” 裂殖 酵母菌：只是对进行出芽生殖或裂殖的真核生物、单细胞微生物的统称 出芽生殖 一、某些食品、饮料及调味品是运用传统发酵技术生产的 1.1．传统发酵技术 统发酵技术 微生物种类：主要是霉菌、酵母菌和乳酸菌等。不同发酵食品所需要的菌种不同。 酵母菌、乳酸菌不是某种特定的微生物，是一类微生物的统称。 乳酸菌则是对能够发酵糖类产生乳酸的一类革兰氏阳性细菌的统称， 阳性：紫色 阴性：红色 乳酸菌则是对能够发酵糖类产生乳酸的一类革兰氏阳性细菌的统称， 外膜 现代工程发酵产品 传统发酵技术产品 2.酿制常见的发酵食品、饮料和调味品的原料及菌种 3.发酵食品的不同风味是多种因素造成的 ① 不同微生物所形成的代谢产物不同 ② 同种微生物在不同环境条件下进行的代谢活动，代谢产物不同 原因：酶不同 直接 根本？ 关注菌株遗传性差异造成发酵产品的风味不同 菌种：用于发酵，研究的微生物(不是分类学上的基本单位) 可以分为酵母菌、霉菌、细菌、放线菌四类。 菌株：一种微生物的每一个不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。 可见，传统发酵菌种中微生物的种类、代谢特点、种间关系等都是造成不同发酵制品的风味和营养价值有差异的原因。 3.发酵食品的不同风味是多种因素造成的 ① 不同微生物所形成的代谢产物不同 ② 同种微生物在不同环境条件下进行的代谢活动，代谢产物不同 菌种、原料、水质和发酵条件 原因：酶不同 混菌发酵 直接 ③ 不同微生物之间相互作用，影响风味 互利、竞争 可见，传统发酵菌种中微生物的种类、代谢特点、种间关系等都是造成不同发酵制品的风味和营养价值有差异的原因。 混菌发酵举例： 1.酸奶发酵过程中的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的特定菌株之间就存在互利的关系，保加利亚乳杆菌代谢产生的小肽和氨基酸可促进嗜热链球菌的生长，而嗜热链球菌代谢产生的甲酸和二氧化碳可刺激保加利亚乳杆菌的生长。 2.乳酸菌在糯米酒发酵过程中产生的乳酸与酵母菌发酵产生的酒精发生反应生成酯类，同时乳酸菌代谢过程中产生乙醛和双乙酰，它们都与糯米酒特殊的风味有关。 1.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？ 思考辨析 使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。 例如直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术， 若直接接种毛霉，则不属于。 不属于 2.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？ 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。 可见，传统发酵菌种中微生物的种类、代谢特点、种间关系等，都是造成不同发酵制品的风味和营养物质有差异的原因。 二.活动:体验传统发酵——利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 （一）实验原理 1、果酒制作——酵母菌 （真菌） ①有氧：需氧呼吸，大量繁殖 ②无氧：酒精发酵 （1）代谢类型： 异养兼性厌氧型 C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量 酶 C6H12O6 →2C2H5OH+2 CO2+能量 酶 更多反应底物，提高酒精的含量 两个矿泉水瓶适当添加白糖 （一）实验原理 1、果酒制作——酵母菌 （2）来源 传统发酵：附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 （3）影响酒精发酵的主要环境条件： 工业化生产：先消毒灭菌，再接入菌种（新鲜酵母或干酵母） 温度、氧气和pH 25-30 ℃ 高锰酸钾溶液浸泡 未喝干的啤酒瓶子放置久了，在啤酒表面形成一层“白膜” ①若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 ②若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 （一）实验原理 2、果醋制作——醋酸菌 （细菌） （1）代谢类型： 异养需氧型 C6H12O6 + 2O2 → 2CH3COOH(醋酸) + 2CO2 + 2H2O + 能量 酶 酶 C2H5OH + O2 → CH3COOH(醋酸) + H2O + 能量 酵母菌 醋酸菌 生物学分类