1.1 传统发酵技术的应用（第1课时）课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

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。 1897年 微生物生产谷氨酸成功，诱变微生物后酶制剂、多糖、维生素发酵兴起。 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，可自动记录和发酵过程全部参数。 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。 1857年 利用发酵工程大规模生产青霉素，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，发酵工程进入定向育种阶段，人胰岛素和干扰素大量生产。 20世纪70年代后 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。 战国中山酒 发酵是指人们利用微生物在适宜条件下将原料通过微生物代谢转化为人类所需产物的过程。 发酵工程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。 凉州词二首·其一 唐·王翰 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？ 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？ 问题探讨 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。 江西生物组 东东老师 学习目标： 1．简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。 2．概述微生物发酵的基本原理。 3．尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。 第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 6 华夏祖先就利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。夏禹时期，已有少康（即杜康）造秫酒的传说。 战国中山酒 自然发酵或曲种传代的固体发酵法生产其他食品，但不明原理 1850年 约9000年前 法国巴斯德证明酒精发酵是由活酵母菌引起的 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。夏禹时期，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，加酒曲发酵而成的。人类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。酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。我国具有悠久的酿酒文化和历史，许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。 发酵及其类型 Ⅰ 古代酿酒方法： 利用附着在谷物、水果等表面的微生物自然发酵。 Ⅱ 发酵： 人们利用微生物，在适宜条件下，将蛋白质、糖类等原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的醋酸、氨基酸、酒精、乳酸、抗生素等产物的过程，分为醋酸发酵、谷氨酸发酵等需氧发酵和酒精发酵、乳酸发酵等厌氧发酵。不同微生物具有产不同代谢产物的能力，因此利用它们就可生产出人们所需要的多种产物。同种微生物处于不同环境条件下，代谢途径和产物也有差异。 醋酸发酵为氧化发酵之一，指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成醋酸的过程，还有多种微生物通过厌氧活动亦可将各种化合物形成醋酸，但对此一般都不叫醋酸发酵。 谷氨酸发酵生产是谷氨酸产生菌在其生命活动过程中分解、代谢营养物质、合成所需产物、谷氨酸的生化过程。谷氨酸产生菌既是谷氨酸发酵反应过程的主体，也是反应过程的生物催化剂。工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。 备好食材、奶瓶洗净后放入微波炉用高温消毒1分钟；蔓越莓干切小粒，再分别装入奶瓶中；大量杯洗净消毒后：倒入白砂糖、一盒纯牛奶和2包酸奶菌粉；用打蛋器搅拌至完全融化后再倒入剩余纯牛奶搅匀；将调好的牛奶倒入奶瓶中，加盖送入烤箱放至最底层；38度发酵7小时、凝固取出待凉后放冰箱冷藏 乳酸发酵指糖经无氧酵解而生成乳酸的发酵过程。 酒精发酵指糖经无氧酵解而生成酒精和CO2的发酵过程。 好氧 发酵 特点 需要不断地为微生物提供空气或O2来保证好氧微生物进行有氧呼吸和正常生长。 实例 氨基酸、抗生素、酶制剂和多数有机酸等的生产需要经历好氧发酵。 厌氧 发酵 特点 在密封且无空气的发酵罐中进行发酵 实例 乳酸、啤酒、葡萄酒、白酒、沼气等生产需要厌氧发酵 O2的需求 培养基状态 发酵是否连续 固体 发酵 微生物在几乎没有可流动水的湿固体培养基上生长的发酵方式 酒曲、堆肥、青贮饲料的发酵(传统发酵),厌氧菌发酵居多 优点：污染环境少，耗能低； 缺点：发酵慢，难控制 液体 发酵