1.1 传统发酵技术的应用-2023-2024学年高二生物同步教学讲解课件(人教版2019选择性必修3）

发酵工程 【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。 传 统 发 酵 技 术 的 应 用 传 统 发 酵 技 术 的 应 用 节 一 第 科技探索之路 约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、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。但在几千年的时间里，人们并不明白其中的原理。 1857年，法国微生物学家巴斯德（L.Pasteur，1822—1895）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。之后的微生物的分离和纯化技术得到了应用，传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演变。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。 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。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。 1957年，用微生物生产谷氨酸获得成功。酶制剂、多糖、维生素发酵工业相继兴起。 20世纪70年代以后，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。人胰岛素、干扰素等大量生产。 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。 一、发酵与传统发酵技术 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。 汉代砖刻上的酿酒图 一、发酵与传统发酵技术 1857年，法国微生物学家巴斯德证明了酒精发酵是由活的酵母菌引起的，并发明了巴氏消毒法。此后，人们才开始了解发酵的本质。 一、发酵与传统发酵技术--发酵 【1、发酵的概念】 指人们利用微生物，在适宜条件下，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。 发酵的实质就是微生物在有氧或无氧条件下的细胞呼吸，是一个物质氧化分解的过程。 一、发酵与传统发酵技术--发酵 【2、原理】 （1）不同微生物具有产生不同代谢物的能力； （2）同一种微生物处于不同环境条件下时，代谢途径也会出现差异。 如底物为葡萄糖，无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，而乳酸菌进行乳酸发酵。 如底物为葡萄糖的情况下，酵母菌在有氧、无氧条件下的代谢产物不同。 一、发酵与传统发酵技术--发酵 【3、实例——腐乳】 ①参与发酵的微生物：多种微生物，如____________________等，其中起主要作用的是_______。 酵母、曲霉和毛霉 毛霉 ②毛霉的作用 蛋白质 小分子肽+氨基酸 蛋白酶 脂 肪 甘油+脂肪酸 脂肪酶 一、发酵与传统发酵技术--传统发酵技术 【传统发酵技术】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。 【方式】以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。 【发酵产品】腐乳、酱、酱油、醋、泡菜、豆豉等。 二、尝试制作传统发酵食品 1.泡菜的制作 （1）所需的菌种——乳酸菌 ①代谢特点： ②发酵原理（反应简式） ③生产应用： ④分布： ⑤常见类型： 厌氧细菌，代谢类型为异养厌氧型；在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。 可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。 广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内。 乳酸链球菌和乳酸杆菌。 乳酸链球菌（制作泡菜） 乳酸杆菌（制作酸奶） C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+能量 2.果酒的制作 二、尝试制作传统发酵食品 ①代谢特点： ②发酵原理（反应简式） ③生产应用： ④分布： ⑤常见类型： 单细胞真菌，代谢类型为异养兼性厌氧型；在无氧的情况下能进行酒精发酵。 可用于酿酒、制作馒头和面包等 在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。 温度是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℃。 （1）所需菌种：酵母菌 C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+CO2+能量 2.果醋的制作 二、尝试制作传统发酵食品 ①代谢特点： ②发酵原理（反应简式） ③生产应用： ④最适温度 好氧细菌，代谢类型为异养需氧型；当O2、糖源都充足时，能将糖分解成醋酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸 可用于制作各种风味的醋 30-35℃ （1）所需菌种：醋酸菌 C6H12O6+2O2 酶 2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量 C2H5OH+O2 酶 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量 二、尝试制作传统发酵食品 1.泡菜的制作 （1）原理 植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下