1.1 传统发酵技术的应用-2023-2024学年高二生物实践教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

第一章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 从传统发酵技术到发酵工程 科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。 1897年 用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。 1957年 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。 20世纪80年代以后 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。 1857年 利用发酵工程大规模生产青霉素，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。 20世纪40年代 基因工程。细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。 20世纪70年代以后 1900 1940 1960 1850 1980 1970 约9000年前 我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。 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？ 从社会中来 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1.早期酿酒技术 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，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。 最初可能是发现储存的水果会自然发酵变成酒，因而逐渐摸索出酿酒技术的。 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 2.发酵的概念 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。此后人们才开始了解发酵的本质。 法国微生物学家巴斯德 1857年，法国微生物学家巴斯德(L.Pasteur，1822～1895)通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希(J.V. Liebig，1803～1873)却坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。 一、发酵与传统发酵技术 原料 （复杂的分子） 适宜的条件 微生物代谢 人类所需产物 （简单分子） 法国微生物学家巴斯德 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。 微生物代谢 微生物的代谢的某些产物 (乙醇、乳酸、氨基酸、抗生素、酶制剂等) 微生物的有氧呼吸和无氧呼吸 人类所需产物 2.发酵的概念 一、发酵与传统发酵技术 （1）实例：腐乳的制作原理 蛋白质 小分子肽 + 氨基酸 脂肪 甘油 + 脂肪酸 酵母、曲霉和毛霉等多种微生物的发酵，其中其主要作用的是毛霉。 正在发酵的豆腐坯 丝状真菌，代谢类型为异养需氧型。 毛霉 3.传统发酵技术 一、发酵与传统发酵技术 （2）概念： 像这样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存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。 酱 酱油 醋 泡菜 豆豉 优点： 操作简单、适用于家庭式或作坊式生产，是文化的传承。 缺点： 生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率低。 一、发酵与传统发酵技术 1.酸奶发酵、泡菜腌制的原理——乳酸菌发酵 厌氧细菌，代谢类型为异养厌氧型。 乳酸杆菌 代谢特点 温度 适宜发酵温度为30～40℃。 在无氧的条件下，将葡萄糖分解成乳酸。 发酵原理 C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸) + 能量 酶 二分裂生殖 生殖方式 乳酸链球菌 一、发酵与传统发酵技术 单细胞真菌，代谢类型为异养兼性厌氧型。 代谢特点 温度 影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。 在无氧条件下，进行酒精发酵。 发酵原理 出芽生殖或孢子生殖。 生殖方式 2. 酿酒、制作馒头和面包的原理——酵母菌厌氧发酵 C6H12O6 2C2H5OH (酒精) + 2CO2+ 能量 酶 酵母菌 一、发酵与传统发酵技术 好氧细菌，代谢类型为异养需氧型。 代谢特点 温度 多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。 生殖方式 二分裂生殖 O2、糖源都充足时，把葡萄糖分解为乙酸。 发酵原理 3.制作醋的原理——醋酸菌好氧发酵 C6H12O6+2O2