专题01 发酵工程（知识清单）-2024-2025学年高二生物下学期期末考点大串讲（人教版2019）

专题01 发酵工程 知识建构 1．(选择性必修3 P6探究·实践一)制作泡菜时用水密封泡菜坛的目的是 。泡菜坛只能装八成满，原因之一是 。 2．(选择性必修3 P7正文)当O2、糖源都充足时，醋酸菌可以将糖分解为 ；当O2充足、缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转化为 ，再将乙醛变为 。 3．(选择性必修3 P12探究·实践)平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以避免 ，又可以防止皿盖上的水珠 。 4．(选择性必修3 P18正文)当菌落数目稳定时，选取菌落数为 的平板进行计数，在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出 。 5．(选择性必修3 P18正文)用稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为 。 6．(选择性必修3 P18探究·实践)判断培养基是否被杂菌污染的方法是 。 7．(选择性必修3 P20拓展应用2)在筛选纤维素分解菌时，采用 染色法，当纤维素被纤维素分解菌分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的 。 8．(选择性必修3 P24思考·讨论)生产啤酒时，需进行后发酵的原因是主发酵结束后，发酵液不适合饮用，要在 的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。 9．(选择性必修3 P28拓展应用2)生产燃料乙醇需要消耗大量粮食，会增加粮食短缺的风险，在生产时，为了规避这一风险，应该使用 。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还有利于防止问题粮食流入市场。 考点一 传统发酵技术的应用 1.腐乳的发酵 （1）经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成 ，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又 便于保存。 （2）多种微生物参与了豆腐的发酵，如 等，其中起主要作用的是 。 2.泡菜的制作 （1）乳酸菌的代谢类型为 ，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成 ；乳酸菌种类很多，在自然界中分布广泛、空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布；常见的乳酸菌有 和 。 （2）制作传统泡菜是利用植物体表面天然的 来进行发酵的。 （3）用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的 含量相对较高。 （4）用清水和食盐配制质量分数为 的盐水。盐的用量过高， 受抑制，泡菜风味差；用量过低， ，导致泡菜变质。 （5）盐水要煮沸后冷却。 “煮沸 ”的目的：一是除去 ，二是杀灭 。 “冷却 ”的目的： 3.果酒和果醋的制作 （1）菌种 发酵菌种 应用 可用于酿酒、制作馒头和面包等。 制作各种风味的醋 生物分类 真菌（ 生物） 代谢类型 型 型 发酵原理 菌种来源：附着在葡萄皮上的 ①有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖： C6H12O6＋6H2O＋6O2 ——→6CO2＋12H2O＋能量；酶 ②无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精： C6H12O6 ——→2C2H5OH＋2CO2＋能量酶 ①O2 、 时： C6H12O6＋2O2 ——→2CH3COOH＋2CO2 + 2H2O＋能量；酶 ② O2 充足、缺少 时： C2H5OH＋O2 ——→CH3COOH＋H2O＋能量酶 影响因素 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 ℃。 因此，果酒发酵温度控制在 ℃ 多数醋酸菌的最适生长温度为 ℃。 氧气 初期 氧，后期 始终 氧 （2）果酒变果醋发酵改变两个条件：（1） ，因为醋酸菌是好氧细菌；（2） ，因为果酒的发酵温度在 ℃ , 而果醋的发酵温度在 ℃ 。 【易错提醒】 1． 两类生物、三种温度 (1)果酒发酵的菌种酵母菌和腐乳制作的主要菌种毛霉都是真核生物，果醋发酵的菌种醋酸菌和泡菜制作的菌种乳酸菌都是原核生物。 (2)酒精发酵时一般将温度控制在18～30℃，醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。制作泡菜时需根据室内温度控制发酵时间。 2． 传统发酵的三个原理 (1)果酒的制作利用了酵母菌无氧条件下产生酒精的原理。 (2)果醋的制作利用了醋酸菌在有氧条件下产生醋酸的原理。 (3)泡菜制作的原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 3． 传统发酵中的“一膜一物质” (1)果醋发酵过程中发酵液表面会形成菌膜。 (2)泡菜制作过程中会有亚硝酸盐产生，腌制方法、时间长短和温度高低等条件都会对其含量有影响。 考点二 微生物的基本培养技术 1．培养基的化学成分包括 等。另外，培养基还要满足微生物生长对 、 以及 的要求。例如，培养 时需要在培养基中添加 ；培养 时，一般需将培养基的pH调至 ；培养 时，一般需要将pH调至 ；培养 时，则需要提供无氧的条件。 2．培养基的种类及用途 (1)按物理性质可分为 、 和 。 应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的 ， 则常用于观察微生物的 。 (2)按照培养基的用途，可将培养基分为 和 。 3．获得纯净的微生物培养物的关键是 。 4．消毒 (1)消毒是指使用较为 杀死物体 (不包括芽孢和孢子)。 (2)消毒方法常用到 、 (对于一些不耐高温的液体)，还有 (如酒精、氯气、石炭酸等)、 。 5．灭菌 (1)灭菌是指使用 杀死物体 ，包括芽孢和孢子。 (2)灭菌方法有 、 、 等。 ①接种环、接种针、试管口等使用 灭菌； ②玻璃器皿、金属用具等使用 灭菌，所用器械是 ； ③培养基、无菌水等使用 灭菌，所用器械是 。 6．比较消毒和灭菌 比较项目 理化因素的作用强度 消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭 消毒 灭菌 7.微生物的纯培养包括配制培养基、 、 、分离和培养等步骤。 8． ，这就是菌落。采用 和 能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 【易错提醒】 1.培养基营养物质的配制相关分析 (1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同 ①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。 ②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。 (2)对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。 (3)微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。 (4)微生物需要量最大的是碳源。能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。 2.平板划线操作的注意事项 (1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。 (2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 (3)划线时最后一区不要与第一区相连。 (4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 (5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表： 项目 第一次操作 每次划线之前 划线结束 目的 杀死接种环上原有的微生物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线后菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 3.微生物筛选过程中必要的补充对照培养基及其作用 微生物筛选过程中，除选择培养基外，另外还需设置两组对照培养基，以提高实验的说服力和科学性。 组别 作用 现象 结论 未接种培养基 有无杂菌污染的判断 未接种的培养皿中无菌落生长 未被杂菌污染 接种的全营养培养基 选择培养基有无筛选作用的判断 全营养培养基上的菌落数大于选择培养基上的数目 选择培养基具有筛选作用 考点三 微生物的选择培养和计数 1、稀释涂布平板法 （1）计数原理：当样品的 时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于 。通 过计数平板上的 ，就能推测出样品中大约含有多少活菌。 （2）注意 ①为了保证结果准确，一般选择 个菌落的平板进行计数； ②样品的稀释度将直接影响平板上菌落的数目。 ③同一稀释度下，应至少对 个平板进行重复计数，然后求出平均值。 ④统计的菌落往往比活菌的实际数目 。 原因： 。 ⑤统计结果一般用 而不是活菌数来表示。 2、显微镜直接计数法 （1）利用 ，在 下计算一定容积里样品中微生物的数量。 （2）注意 ①优点：快速、直观 ②缺点：不能区别死菌和活菌使计数结果 【易错提醒】 显微计数法与稀释涂布平板法的比较 项目 间接计数法(稀释涂布平板法) 直接计数法(显微计数法) 原理 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌 利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量 公式 每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M： C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数； V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)； M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数 缺点 当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 不能区分细胞死活 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 考点四 发酵工程的应用 1.发酵工程的基本环节 （1）发酵工程一般包括 ， ， 、 ， ， ， 等方面。 （2）在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物 、 等，以了解发酵进程。 （3）还要及时添加必需的营养组分，要严格控制 、 和 等发酵条件。 原因：环境条件不仅会影响 ，而且会影响 。 例如：谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和 。 （4）分离和提纯产物： ①如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用 、 等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。 ②如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的 、 和 措施来获得产品。 2.发酵工程的应用 （1）在食品工业上的应用 第一，生产传统的发酵产品。 如： 以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌（如黑曲霉），将原料中的蛋白质水解成 和 ， 然后经淋洗、调制成的酱油产品； 以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产的各种 。 第二，生产各种各样的食品 。 如：柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，它可以通过 的发酵制得；由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到 谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 第三，生产 。 （2）在医药工业上的应用 ①获得具有 生产能力的微生物。 ②直接对 进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。 ③利用基因工程，将病原体的 基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。 （3）在农牧业上的应用 ①生产微生物 ②生产微生物 与传统的化学农药不同，微生物农药是利用微生物或其 来防治病虫害的。 ③生产微生物 如：单细胞蛋白 单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物 。其 不仅含有丰富的 ，还含有糖类、 和维生素等物质。 【易错提醒】 发酵工程的四个特点 (1)生产条件温和。 (2)原料来源丰富且价格低廉。 (3)产物专一。 (4)废弃物对环境的污染小和容易处理。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 发酵工程 知识建构 1．(选择性必修3 P6探究·实践一)制作泡菜时用水密封泡菜坛的目的是隔绝空气。泡菜坛只能装八成满，原因之一是装完菜料后还需要加入冷却的盐水，留有一定空间，便于冷却好的盐水淹没全部菜料。 2．(选择性必修3 P7正文)当O2、糖源都充足时，醋酸菌可以将糖分解为乙酸；当O2充足、缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。 3．(选择性必修3 P12探究·实践)平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以避免培养基表面的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 4．(选择性必修3 P18正文)当菌落数目稳定时，选取菌落数为 30～300的平板进行计数，在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。 5．(选择性必修3 P18正文)用稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 6．(选择性必修3 P18探究·实践)判断培养基是否被杂菌污染的方法是设置未接种(或接种等量无菌水)的培养基作为空白对照。 7．(选择性必修3 P20拓展应用2)在筛选纤维素分解菌时，采用刚果红染色法，当纤维素被纤维素分解菌分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。 8．(选择性必修3 P24思考·讨论)生产啤酒时，需进行后发酵的原因是主发酵结束后，发酵液不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。 9．(选择性必修3 P28拓展应用2)生产燃料乙醇需要消耗大量粮食，会增加粮食短缺的风险，在生产时，为了规避这一风险，应该使用陈化粮食(如陈化的稻谷等)或者非粮食生物材料(如秸秆等)。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还有利于防止问题粮食流入市场。 考点一 传统发酵技术的应用 1.腐乳的发酵 （1）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，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又 便于保存。 （2）多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、 曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。 2.泡菜的制作 （1）乳酸菌的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；乳酸菌种类很多，在自然界中分布广泛、空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布；常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。 （2）制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。 （3）用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。 （4）用清水和食盐配制质量分数为5%～20%的盐水。盐的用量过高，乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；用量过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质。 （5）盐水要煮沸后冷却。 “煮沸 ”的目的：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他微生物。 “冷却 ”的目的：不影响乳酸菌的生命活动 3.果酒和果醋的制作 （1）菌种 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 应用 可用于酿酒、制作馒头和面包等。 制作各种风味的醋 生物分类 真菌（ 真核生物） 原核生物 代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 发酵原理 菌种来源：附着在葡萄皮上的野生酵母菌 ①有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖： C6H12O6＋6H2O＋6O2 ——→6CO2＋12H2O＋能量；酶 ②无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精： C6H12O6 ——→2C2H5OH＋2CO2＋能量酶 ①O2 、糖源充足时： C6H12O6＋2O2 ——→2CH3COOH＋2CO2 + 2H2O＋能量；酶 ② O2 充足、缺少糖源时： C2H5OH＋O2 ——→CH3COOH＋H2O＋能量酶 影响因素 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℃。 因此，果酒发酵温度控制在 18~30℃ 多数醋酸菌的最适生长温度为 30~35℃。 氧气 初期需氧，后期不需 始终需要氧 （2）果酒变果醋发酵改变两个条件：（1）通氧，因为醋酸菌是好氧细菌；（2）升高温度，因为果酒的发酵温度在 18～25 ℃ , 而果醋的发酵温度在30～35 ℃ 。 【易错提醒】 1． 两类生物、三种温度 (1)果酒发酵的菌种酵母菌和腐乳制作的主要菌种毛霉都是真核生物，果醋发酵的菌种醋酸菌和泡菜制作的菌种乳酸菌都是原核生物。 (2)酒精发酵时一般将温度控制在18～30℃，醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。制作泡菜时需根据室内温度控制发酵时间。 2． 传统发酵的三个原理 (1)果酒的制作利用了酵母菌无氧条件下产生酒精的原理。 (2)果醋的制作利用了醋酸菌在有氧条件下产生醋酸的原理。 (3)泡菜制作的原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 3． 传统发酵中的“一膜一物质” (1)果醋发酵过程中发酵液表面会形成菌膜。 (2)泡菜制作过程中会有亚硝酸盐产生，腌制方法、时间长短和温度高低等条件都会对其含量有影响。 考点二 微生物的基本培养技术 1．培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源等。另外，培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素；培养霉菌时，一般需将培养基的pH调至酸性；培养细菌时，一般需要将pH调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，则需要提供无氧的条件。 2．培养基的种类及用途 (1)按物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。 (2)按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。 3．获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。 4．消毒 (1)消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物(不包括芽孢和孢子)。 (2)消毒方法常用到煮沸消毒法、巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)，还有化学药物消毒(如酒精、氯气、石炭酸等)、紫外线消毒。 5．灭菌 (1)灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 (2)灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌等。 ①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法灭菌； ②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法灭菌，所用器械是干热灭菌箱； ③培养基、无菌水等使用湿热灭菌灭菌，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。(P10～11) 6．比较消毒和灭菌 比较项目 理化因素的作用强度 消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭 消毒 较为温和 部分生活状态的微生物 不能 灭菌 强烈 全部微生物 能 7.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 8．分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 【易错提醒】 1.培养基营养物质的配制相关分析 (1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同 ①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。 ②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。 (2)对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。 (3)微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。 (4)微生物需要量最大的是碳源。能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。 2.平板划线操作的注意事项 (1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。 (2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 (3)划线时最后一区不要与第一区相连。 (4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 (5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表： 项目 第一次操作 每次划线之前 划线结束 目的 杀死接种环上原有的微生物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线后菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 3.微生物筛选过程中必要的补充对照培养基及其作用 微生物筛选过程中，除选择培养基外，另外还需设置两组对照培养基，以提高实验的说服力和科学性。 组别 作用 现象 结论 未接种培养基 有无杂菌污染的判断 未接种的培养皿中无菌落生长 未被杂菌污染 接种的全营养培养基 选择培养基有无筛选作用的判断 全营养培养基上的菌落数大于选择培养基上的数目 选择培养基具有筛选作用 考点三 微生物的选择培养和计数 1、稀释涂布平板法 （1）计数原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通 过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。 （2）注意 ①为了保证结果准确，一般选择 30-300个菌落的平板进行计数； ②样品的稀释度将直接影响平板上菌落的数目。 ③同一稀释度下，应至少对 3 个平板进行重复计数，然后求出平均值。 ④统计的菌落往往比活菌的实际数目少。 原因：两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 ⑤统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。 2、显微镜直接计数法 （1）利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。 （2）注意 ①优点：快速、直观 ②缺点：不能区别死菌和活菌使计数结果偏大 【易错提醒】 显微计数法与稀释涂布平板法的比较 项目 间接计数法(稀释涂布平板法) 直接计数法(显微计数法) 原理 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌 利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量 公式 每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M： C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数； V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)； M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数 缺点 当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 不能区分细胞死活 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 考点四 发酵工程的应用 1.发酵工程的基本环节 （1）发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。 （2）在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。 （3）还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH 和溶解氧等发酵条件。 原因：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。 例如：谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和 N－乙酰谷氨酰胺。 （4）分离和提纯产物： ①如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。 ②如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。 2.发酵工程的应用 （1）在食品工业上的应用 第一，生产传统的发酵产品。 如： 以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌（如黑曲霉），将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸， 然后经淋洗、调制成的酱油产品； 以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产的各种酒类。 第二，生产各种各样的食品添加剂。 如：柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，它可以通过黑曲霉的发酵制得；由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到 谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 第三，生产酶制剂。 （2）在医药工业上的应用 ①获得具有某种药物生产能力的微生物。 ②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。 ③利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。 （3）在农牧业上的应用 ①生产微生物肥料 ②生产微生物农药 与传统的化学农药不同，微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的。 ③生产微生物饲料 如：单细胞蛋白 单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。其 不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。 【易错提醒】 发酵工程的四个特点 (1)生产条件温和。 (2)原料来源丰富且价格低廉。 (3)产物专一。 (4)废弃物对环境的污染小和容易处理。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$