1.3发酵工程为人类提供多样的生物产品-教学课件-2023-2024学年高二下学期生物浙科版（2019）选择性必修3

发酵工程为人类提供多样的生物产品（第一课时） 早餐吃什么？ 常见的发酵食品、饮料和调味品 关键问题： 一、不同的发酵食品涉及的微生物一样吗？影响产品风味的因素有哪些？ 二、如何实现工业化大规模生产人类所需的产品？其应用如何？ 关键问题 一、不同的发酵食品涉及的微生物一样吗？影响产品风味的因素有哪些？ （一）不同的发酵产品涉及的菌种不同 现代工程发酵产品 传统发酵技术产品 问题一：不同的发酵食品涉及的微生物一样吗？影响产品风味的因素有哪些？ 观察比较两类产品涉及的微生物，你发现什么？传统的菌种多，而工程单一，明确。并且很多传统的发酵食品使用的菌种中都包含酵母菌和乳酸菌。 酵母菌：只是对进行出芽生殖或裂殖的真核、单细胞微生物的统称，已知的酵母菌至少有56个属，约500多种。 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，已知的乳酸菌约有430多种。 酵母菌与乳酸菌 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 一个菌种可分为若干个不同的菌株，一个菌株中的个体应该是遗传物质几乎相同的菌种。 在传统发酵食品的生产中，人们不仅关注菌种中的微生物在分类学上所属种“科”“属”“种”，而且更加关注发酵所用菌株的遗传谱系。 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来源不同的纯培养物（P27） 我们都知道乳酸菌可以用来制作酸奶，但是乳酸菌是一大类微生物的统称，如果他们是由不同的乳酸菌发酵来的，那么最后的产物也会有很大的差异 。因此。。 （二） 同类的发酵产品涉及的菌种也不尽相同 （三） 发酵食品的不同风味是由多种因素造成的 1. 不同微生物所形成的代谢产物不同，制成的发酵食品的风味也就不同。 例如酱油生产过程： 包括：菌种、原料、水质和发酵条件等 （三） 发酵食品的不同风味是由多种因素造成的 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。制成的发酵食品的风味也就不同。 例如， 酵母菌在有氧和无氧条件下产物不同； 谷氨酸棒杆菌在氧气充足和弱碱性的环境中可以发酵粮食合成谷氨酸钠（味精）;在酸性环境中会生成乙酰谷氨酰胺; 氧气不足的时候又会生成乳酸或者琥珀酸等代谢产物 在发酵生成谷氨酸钠也就是合成味精的时候,要掌握好发酵条件。 总结：菌种、原料、水质和发酵条件等均可造成产品的风味的不同。 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。 （三） 发酵食品的不同风味是由多种因素造成的 3. 不同微生物之间的种间互利或竞争，影响微生物的代谢，从而影响产品风味。 混菌发酵 关键问题 二、如何实现工业化大规模生产人类所需的产品？其应用如何？ 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。 从传统发酵技术到发酵工程： 约9000年前 20世纪70年代以后 1857年 1897年 20世纪80年代 1957年 20世纪 40年代 巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。 科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向现代工业化生产方向发展。 在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。 通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。 基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。 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。 随着人们对发酵原理的认识，微生物纯培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的设计成功，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品，发酵工程逐步形成。发酵工程与食品工业、医药工业及其他工农业生产有着密切的联系。那么，发酵工程的基本环节是什么?应用发酵工程能够生产哪些产品呢? 问题：发酵工程与传统发酵的区别有：（从菌种、生产过程和产品角度） 发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需的产品 单一纯种微生物生产单一产品是现代发酵工业的主流 现代工程发酵产品 传统发酵技术产品 选育菌种是关键！ 选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件 想一想：要想获得酿造甘蔗醋的高产菌种，可以有哪些方式？ ①自然界中筛选 （以自然发酵的甘蔗渣为材料，配制培养基，分离菌种） ②诱变育种 （用射线照射等方式提高突变概率） ③基因工程育种 （对基因进行定向改造） （一） 发酵工程的基本环节 1. 选育菌种 要得到符合要求的菌种，需要筛选并不断选育或改良菌种。 自然界分离到的菌种虽多，但符合条件的却不