1.1 传统发酵技术的应用-2023-2024学年高二生物同步优选备课一点通（人教版2019选择性必修3）

01 02 03 发酵与传统发酵技术 泡菜的制作 果酒和果醋的制作 第一章 发酵工程 “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 葡萄酒和葡萄醋是人类以葡萄为原料利用微生物发酵制作而来的，它们的制作方法有什么不同？你想不想自己动手制作呢？ 葡萄及葡萄酒 我们的祖先就会利用微生物（酵母菌）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。 这种传统的发酵技术（自然发酵和曲种传代发酵）促进了中华名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。 约9000年前 3000年前古埃及人采摘葡萄酿酒场景的壁画 科技探索之路 3 1857年，法国微生物学家 巴斯德通过实验证明，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。 酒精发酵的本质：酵母菌细胞中的酿酶将糖类通过发酵变成酒精和CO2。 科技探索之路 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。（发酵工程大规模生产抗生素阶段） 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（诱变育种选育菌种）。之后，酶制剂、多糖、维生素发酵工业相继兴起。 科技探索之路 20世纪70年代后，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(基因工程、细胞工程等方法定向培育菌种)。 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（现代生物技术和计算机技术高度结合的现代工业发酵）。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 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？ 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，因此口感不同。 葡萄及葡萄酒 从社会中来 发酵工程：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。 啤 酒 葡萄酒 毛豆腐 豆豉 泡菜 陈醋 腐乳 酸奶 发面团 酱油 辣白菜 一、发酵与传统发酵技术 ⑴概念： 是指人们利用微生物，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。 不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。 对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行。 必修一中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”，是狭义的发酵概念。 1.发酵 一、发酵与传统发酵技术 ⑵原理： ⑶类型： 好氧发酵 厌氧发酵 醋酸发酵 酒精发酵、乳酸发酵 氧气需求 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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵，制作食品的技术。 ⑴概念： ⑵类型： 固体发酵 (泡菜、粮食白酒、腐乳等) 半固体发酵 （豆豉、酱、酱油等 ） 2.传统发酵技术 一、发酵与传统发酵技术 ⑶实例：腐乳 ①原料： ②参与发酵的微生物： 豆腐 ③发酵原理： 酵母菌、曲霉和毛酶等，其中起主要作用的是毛霉。 经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。 微生物还可以产生脂肪酶，将脂肪分解为脂肪酸和甘油。 10 ④制作流程 让豆腐长出毛霉 直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度） 目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶 加盐腌制 目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长