生物人教版（2019）选择性必修3第1章发酵工程单元复习（共47张ppt）课件
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3第1章发酵工程单元复习（共47张ppt）课件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-16 00:06:50 | ||
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文档简介
(共47张PPT)
单元复习
第1章 发酵工程
内容网络
课标要求
生命观念:
1.掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作时应注意的问题，体验制作过程；说出其优点与不足。
2.通过对酵母菌进行纯培养，理解并掌握微生物接种、分离和培养的基本原理和过程。
3.通过对培养皿和培养基进行灭菌，了解消毒和灭菌的原理及方法。
4.根据发酵产品和利用微生物的不同，讨论发酵工程中的发酵条件及控制方法。
5.基于发酵工程的基本环节和应用实例，阐明发酵工程的概念。
1.掌握传统发酵技术的概念和特点，说出常见的传统发酵食品。
2.掌握通过配制培养基，了解配制培养基的基本步骤，以及培养基中各类营养物质的配比。
1.关注食品安全和健康的生活方式。
2.关注发酵工程在食品、医药、农牧业的应用，倡导健康、安全的生产和生活。
科学思维、科学探究:
社会责任:
考点
CONTENTS
01 腐乳制作
02 泡菜制作
03 果酒果醋制作
04 培养基的制备
05 微生物的接种和培养
07 发酵工程的应用
06 微生物的选择培养与计数
PART
01
腐乳制作
考点一：腐乳制作
蛋白质
脂肪
小肽
氨基酸
甘油
脂肪酸
酵母、曲霉和毛霉等多种微生物
+
+
蛋白酶
脂肪酶
(毛霉起主要作用)
毛霉是一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。
1.原理:
让豆腐长出毛霉
直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度）
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
加盐腌制
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
加卤汤装瓶
卤汤包括酒和香辛料
酒（12%）：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；
香辛料：调味，防腐杀菌。
密封腌制
卤汤中酒的含量在12%左右的原因：过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点
考点一：腐乳制作
2.步骤:
例1．下列有关腐乳制作的叙述中，正确的是（ ）
①在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与②用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形③腐乳外部有一层致密的“皮”，对人体是有害的④腐乳制作后期酒精含量过低使腐乳成熟时间延长⑤装瓶密封瓶口时，最好进行灼烧灭菌，以防止瓶口污染⑥可用豆腐本身渗出的水加盐腌制成绵软油滑、异臭奇香的青方腐乳
A．①②③⑤ B．②③④⑤
C．①②⑤⑥ D．②④⑤⑥
C
考点一：腐乳制作
PART
02
泡菜制作
亚硝酸盐的含量低
食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
1.材料用具:
乳酸菌
①菌种来源：
植物体表面天然的乳酸菌
②代谢类型：
异养厌氧型
③种类：
乳酸链球菌、乳酸杆菌
（原核生物）
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
发酵期间，乳酸会_________，当它的质量百分比为__________时，泡菜的口味、品质最佳。
3.原理:
2.菌种:
不断积累
0.4%-0.8%
考点二：泡菜制作
配制
盐水
蔬菜处理装坛
加盐水
封坛
发酵
过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀菌、除氧
泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；
留有一定空间，方便拿取泡菜。
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
创造无氧环境
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；
向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；
不影响乳酸菌的生命活动
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；
4.制作步骤:
考点二：泡菜制作
5.注意事项:
（1）泡菜坛的选择：
坛沿深、盖子吻合好
无裂纹、无砂眼
火候好
检查方法：可将坛口向上压入水中，看看坛内有无渗水现象。
（2）腌制的条件：
①要注意控制时间、温度和食盐的用量。
②温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
考点二：泡菜制作
泡菜制作过程中，乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐的含量变化
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
曲线模型
少
（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制）
少
增加
（硝酸盐还原菌的作用）
最多
（乳酸抑制其他菌活动）
积累增多
（PH下降）
下降
（硝酸盐还原菌受抑制）
减少
（乳酸积累，PH下降，抑制其活动）
继续增多
（PH继续下降）
下降至相对稳定
（硝酸盐还原菌被完全抑制）
考点二：泡菜制作
6.分析:
例2．以下是以泡菜坛为容器制作泡菜的过程：①沸盐水冷却后倒入坛中，浸没全部菜料；②盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；③检测泡菜中亚硝酸盐的含量。相关叙述正确的是（ ）
A．①过程中沸盐水冷却为了防止醋酸菌被杀死
B．②过程的主要目的是为避免杂菌污染
C．③的检测结果是亚硝酸盐含量逐渐降低
D．过程①②③不必在无菌环境下进行
D
考点二：泡菜制作
PART
03
果酒果醋制作
（1）果酒制作：
酵母菌
（单细胞真核）
a.生殖方式：
无性生殖(二分裂)
b.代谢类型：
异养兼性厌氧型
c.最适生长温度：
酿酒酵母：28℃；
野生酵母：18~30℃
醋酸菌
（原核生物）
1.菌种:
馒头、面包在有氧条件下的膨胀
无氧条件下酵母菌的酒精发酵
（2）果醋制作：
①氧气充足时才能进行旺盛的生理活动
②深层发酵时短时间中断氧气供应即可死亡
a.生殖方式：
无性生殖(二分裂)
b.代谢类型：
异养需氧型
c.最适生长温度：
30~35℃
考点三：果酒果醋制作
2.原理:
在有氧条件下
酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。
酶
在无氧条件下
酵母菌能进行酒精发酵
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
酶
当氧气、糖源充足时
能将糖分解成乙酸
当缺少糖源时
能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
糖制醋
酒制醋
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O+能量
酶
酶
C2H5OH ＋O2
CH3COOH （乙酸）＋ H2O+能量
（1）
果酒制作
（2）
果醋制作
C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
考点三：果酒果醋制作
新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
洗洁精
体积分数为70%的酒精
发酵瓶
纱布
榨汁机
3.材料用具:
含有较多的糖类
4.实验步骤:
（1）器具消毒
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精__________ ，并用______________________
消毒， 备用。
清洗干净
体积分数为70%的酒精
晾干
（2）冲洗葡萄
取新鲜葡萄，用 1-2次，再 和腐烂的籽粒，沥干。
清水冲洗
去除枝梗
目的：洗去浮尘，但不能反复清洗，以防减少菌种数量，延长发酵时间
清洗和去除枝梗顺序不能颠倒，以避免去除枝梗和腐烂籽粒时引起葡萄破损，增加被杂菌污染机会
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约 的空间），盖好瓶盖。
作用：①给酵母菌提供氧气，有利于酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；
②防止发酵旺盛时产生大量的CO2造成发酵液溢出。
（3）榨汁装瓶
1/3
考点三：果酒果醋制作
3.材料用具:
原因：①醋酸菌是好氧菌，在将乙醇变为乙酸时需要氧气的参与，因此要打开瓶盖；
②盖上纱布，即是为了通气，也是为了防止外来杂菌和灰尘的污染。
当葡萄酒制作完成后， 瓶盖，盖上一层 ，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为 ，时间为 。
30～35℃
7～8d
打开
纱布
（4）果酒发酵
（1）器具消毒
（2）冲洗葡萄
（3）榨汁装瓶
（5）果醋发酵
将温度控制在 进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖 一点，（注意： ）
此后再拧紧瓶盖。发酵时间为 。
18～30℃
拧松
10～12d
不是打开瓶盖
原因：果皮表面附着的野生酵母菌可能有很多种，所以提供了适合多种酵母菌生长的温度范围。
原因：①拧松瓶盖是为了排出发酵产生的CO2，防止瓶内气压过大，引起发
酵装置爆裂。
②不能打开瓶盖，以防止空气中的杂菌进入而污染发酵液。
考点三：果酒果醋制作
在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？
它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。
③可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。
乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。
4.分析:
考点三：果酒果醋制作
出料口
充气口
排气口
结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态
充气口
排气口
出料口
胶管长而弯的目的： 通入空气
关闭
打开，并接入气泵
排出CO2
打开
打开
便于取样监测
关闭
关闭
防止空气中杂菌感染
发酵瓶应该怎样设置？还有哪里可以改进的吗？
4.分析:
改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。
考点三：果酒果醋制作
项目 泡菜 果酒 果醋
菌种
生物学分类
代谢方式
最适温度范围
生活应用
发酵原理
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
原核生物
原核生物
真核生物
异养厌氧型
异养需氧型
异养兼性厌氧型
18~30℃
30~35℃
30-40℃
乳制品的发酵、泡菜
酿酒、发面
制醋
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）
酶
+能量
C6H12O6→
2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量
酶
5.泡菜、果酒、果醋制作的比较:
考点三：果酒果醋制作
例3.图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是( )
A.用甲装置制作果酒时，加入酵母菌后，一直关紧阀a，适时打开阀b几秒钟
B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开
C.乙图中过程②只能发生在缺氧条件下
D.过程③和④都需要氧气的参与
B
考点三：果酒果醋制作
PART
04
培养基的制备
考点四：.培养基的制备
（1）一般都含有碳源、氮源、水、无机盐
碳源
无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-
有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等
自养微生物
异养微生物
功能：①构成细胞物质和一些代谢产物②有机碳既是碳源又是能源。
氮源
无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等
有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等
功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等。
含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。
无机盐
功能：提供无机营养；调剂PH；维持渗透压
水
功能：良好的溶剂；维持生物大分子结构的稳定
培养基的营养成分:
pH、O2和特殊营养物质
例： 1.培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；
2.培养霉菌时，需要将培养基调制酸性；
3.培养细菌时，需要将培养基调制中性或弱碱性；
4.培养厌氧微生物时，需要提供无氧条件
生长因子、氨基酸、维生素、碱基等
“个性定制”
（2）特殊条件
培养基的营养成分:
考点四：.培养基的制备
例4.下列有关培养基的叙述，正确的是( )
A.微生物的培养都需要提供水、碳源、氮源、无机盐，缺一不可
B.微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个细菌
C.培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性
D.培养基只能培养细菌
C
考点四：.培养基的制备
PART
05
微生物的接种与培养
1.无菌技术的类型:
类型 适用范围 操作方法
消 毒
灭 菌
较为温和理化方法，杀死部分微生物
强烈的理化方法，杀死所有微生物(包括芽孢、孢子)
煮沸消毒法
日常生活
100 ℃煮沸5～6 min
巴氏消毒法
不耐高温的液体
62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min
化学药剂
生物活体、水源等
擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源
紫外线
紫外线照射30 min
灼烧灭菌
接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等
直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
干热灭菌
耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等
物品放入干热灭菌箱,160～170 ℃加热2～3h
湿热灭菌
培养基等,生产和实验室常用
高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121℃,
15～30 min
接种室、实验室、超净工作台
考点五：.微生物的接种与培养
例5. 取纯净微生物的关键在于无菌技术，主要包括消毒和灭菌。下列关于无菌技术的叙述错误的是（ ）
A．牛奶一般通过100℃煮沸5~6min来消毒
B．紫外线照射30min可以杀死物体表面的微生物
C．吸管和培养皿通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
D．接种环、试管口通过灼烧灭菌法进行灭菌
A
考点五：.微生物的接种与培养
配制培养基
倒平板
灭菌
2.纯培养的步骤：
称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml。
将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在100kPa 、121℃的条件下，灭菌15-30min。
5-8套培养皿包成一包，用牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱，160-170℃ 灭菌2h。
待培养基冷却至50 ℃左右，酒精灯火焰附近倒平板；平板冷凝后，要将平板倒置。
①温度过高不安全（烫手），温度过低培养基会凝固；
②可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。
通过灼烧灭菌，防止瓶口微生物污染培养基。
防止培养基表面的水分过度挥发;防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
鉴定：将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。
考点五：.微生物的接种与培养
例6.下列关于倒平板的叙述，错误的是( )
A.待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板
B.倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行
C.完全打开培养皿皿盖，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿，左手
立即盖上培养皿的皿盖
D.为避免水滴滴入培养基，平板应倒过来放置
C
考点五：.微生物的接种与培养
接种和分离
2.纯培养的步骤：
平板划线法
单个细胞
微生物群
单个菌落
连续划线
稀释分散
生长繁殖
①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红
⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。
⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞
②在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞
③试管口通过火焰
④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液
⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。
考点五：.微生物的接种与培养
接种和分离
2.纯培养的步骤：
平板划线法
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
1
2
3
4
5
①接种环只蘸一次菌液,在培养基不同位置连续划线多次
②划线首尾不能相接，每次从上次划线末端开始划线
③每次划线前接种环进行灼烧灭菌，待冷却后再开始画线
④划线后,培养皿倒置培养
【注意事项】
能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
以免接种环温度太高，杀死菌种。
考点五：.微生物的接种与培养
接种和分离
2.纯培养的步骤：
平板划线法
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
【注意事项】
1
接种前，杀死接种环上的微生物，避免污染培养基
2
杀死残留菌种，确保每次划线菌种来自上次划线的末端
3
划线结束后，杀死残留菌种，避免环境污染和感染操作者
划线前
划线时
划线后
培养
考点五：.微生物的接种与培养
A.在每一区域内划线时接种环上的菌种直接来源于 菌液
B.划线操作时应在酒精灯火焰旁边打开皿盖放在桌面 上，划线接种
C.每次划线只能从上一次划线的末端开始，才能确保 菌种逐步稀释以得到单菌落
D.第1区和第5区的划线最终要连接起来，以便比较前后的菌落数
例7. 下图为微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5，下列叙述正确的是( )
C
考点五：.微生物的接种与培养
PART
06
微生物的选择培养与计数
1.步骤：
（2）样品的稀释与涂布
（1）土壤取样
细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3~8cm的土壤层。
取样时，一般要铲去表层土。
取样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌，操作完整后，一定要洗手。
将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。
取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
然后用微量移液器取0.1ml菌液进行涂布。
（3）微生物的培养
待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置（同时放一个未接种的培养基），放入30~37℃的恒温培养箱中培养1~2d。
培养未接种的培养基的作用是对照。
防止冷凝水滴落，对培养基造成污染。
考点六：.微生物的选择培养与计数
主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法
主要步骤
接种工具
菌体获取
能否计数
共同点 稀释涂布平板法和平板划线法的比较
系列梯度稀释操作和涂布平板操作
接种环在固体培养基表面连续划线
涂布器
接种环
从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体
在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体
可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板
不能计数
使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落
考点六：.微生物的选择培养与计数
2.步骤：
（4）微生物的数量测定
稀释涂布平板计数法
①原理：
当样品的稀释度足够 时，培养基表面生长的一个 ，来源于 中的一个 。通过计数平板上的 数，就能推测出样品中大约含有多少 。
高
菌落
样品稀释液
菌落
活菌
样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目
②计数原则：
选择菌落数为30~300的平板计数。
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。
统计的菌落往往比活菌的实际数目低。
统计的结果一般用菌落数而不是活菌数。
③计算公式：
M代表稀释倍数
C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数
V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)
每g样品中的菌落数＝
(C÷V)×M
样品稀释液
考点六：.微生物的选择培养与计数
2.步骤：
（4）微生物的数量测定
显微镜直接计数法
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。
血细胞计数板
常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。
细菌计数板
对细菌等较小的细胞进行观察和计数。
①原理：
②优缺点：
快速、直观
A.不能区分死菌和活菌→偏大
B.不适于对运动细菌的计数。
C.个体小的细菌在显微镜下难以观察。
优点
缺点
考点六：.微生物的选择培养与计数
2.步骤：
（4）微生物的数量测定
显微镜直接计数法
血细胞计数板
方格网上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。
中方格
小方格
（双线分割）
大方格
边长为1mm，深度为0.1mm
1个计数室的体积为0.1mm3。
1个计数室有400个小方格。
每个小方格的体积是1/4000mm3。
1mL培养液所含菌数＝每小格平均菌数×400×104×稀释倍数
考点六：.微生物的选择培养与计数
例8. 关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述,正确的是 ( )
A.培养基应以尿素为唯一氮源,该细菌与硝化细菌所利用的碳源是相同的
B.对微生物进行分离、纯化用平板划线法,而稀释涂布平板法只能用于计数
C.对10 mL土样稀释106倍后,取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为
18、234、276,则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为2.55×108个
D.应该设置对照以排除非测试因素对实验结果的干扰,提高可信度
D
考点六：.微生物的选择培养与计数
PART
07
发酵工程的应用
一、发酵工程的优点：
①产物专一
②生产条件温和
③原料来源丰富且价格低廉
④废弃物对环境污染小且容易处理
考点七：.发酵工程的应用
二、发酵工程的应用：
1.在食品工业上的应用：
传统的发酵产品
食品添加剂
酶制剂
2.在医药工业上的应用：
基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合
改造菌种
工程菌
疫苗
微生物饲料
微生物农药
微生物肥料
3.在农牧工业上的应用：
4.在其他方面的应用：
解决资源短缺和环境污染问题
对极端微生物的利用
考点七：.发酵工程的应用
本课学习结束
单元复习
第1章 发酵工程
内容网络
课标要求
生命观念:
1.掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作时应注意的问题，体验制作过程；说出其优点与不足。
2.通过对酵母菌进行纯培养，理解并掌握微生物接种、分离和培养的基本原理和过程。
3.通过对培养皿和培养基进行灭菌，了解消毒和灭菌的原理及方法。
4.根据发酵产品和利用微生物的不同，讨论发酵工程中的发酵条件及控制方法。
5.基于发酵工程的基本环节和应用实例，阐明发酵工程的概念。
1.掌握传统发酵技术的概念和特点，说出常见的传统发酵食品。
2.掌握通过配制培养基，了解配制培养基的基本步骤，以及培养基中各类营养物质的配比。
1.关注食品安全和健康的生活方式。
2.关注发酵工程在食品、医药、农牧业的应用，倡导健康、安全的生产和生活。
科学思维、科学探究:
社会责任:
考点
CONTENTS
01 腐乳制作
02 泡菜制作
03 果酒果醋制作
04 培养基的制备
05 微生物的接种和培养
07 发酵工程的应用
06 微生物的选择培养与计数
PART
01
腐乳制作
考点一：腐乳制作
蛋白质
脂肪
小肽
氨基酸
甘油
脂肪酸
酵母、曲霉和毛霉等多种微生物
+
+
蛋白酶
脂肪酶
(毛霉起主要作用)
毛霉是一种丝状真菌，其生殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。
1.原理:
让豆腐长出毛霉
直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度）
目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶
加盐腌制
目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长
加卤汤装瓶
卤汤包括酒和香辛料
酒（12%）：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；
香辛料：调味，防腐杀菌。
密封腌制
卤汤中酒的含量在12%左右的原因：过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点
考点一：腐乳制作
2.步骤:
例1．下列有关腐乳制作的叙述中，正确的是（ ）
①在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与②用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形③腐乳外部有一层致密的“皮”，对人体是有害的④腐乳制作后期酒精含量过低使腐乳成熟时间延长⑤装瓶密封瓶口时，最好进行灼烧灭菌，以防止瓶口污染⑥可用豆腐本身渗出的水加盐腌制成绵软油滑、异臭奇香的青方腐乳
A．①②③⑤ B．②③④⑤
C．①②⑤⑥ D．②④⑤⑥
C
考点一：腐乳制作
PART
02
泡菜制作
亚硝酸盐的含量低
食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛或其他密封性良好的罐子等。
1.材料用具:
乳酸菌
①菌种来源：
植物体表面天然的乳酸菌
②代谢类型：
异养厌氧型
③种类：
乳酸链球菌、乳酸杆菌
（原核生物）
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量
酶
发酵期间，乳酸会_________，当它的质量百分比为__________时，泡菜的口味、品质最佳。
3.原理:
2.菌种:
不断积累
0.4%-0.8%
考点二：泡菜制作
配制
盐水
蔬菜处理装坛
加盐水
封坛
发酵
过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；
过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。
杀菌、除氧
泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；
防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；
留有一定空间，方便拿取泡菜。
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
创造无氧环境
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；
向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；
不影响乳酸菌的生命活动
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；
4.制作步骤:
考点二：泡菜制作
5.注意事项:
（1）泡菜坛的选择：
坛沿深、盖子吻合好
无裂纹、无砂眼
火候好
检查方法：可将坛口向上压入水中，看看坛内有无渗水现象。
（2）腌制的条件：
①要注意控制时间、温度和食盐的用量。
②温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
考点二：泡菜制作
泡菜制作过程中，乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐的含量变化
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
曲线模型
少
（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制）
少
增加
（硝酸盐还原菌的作用）
最多
（乳酸抑制其他菌活动）
积累增多
（PH下降）
下降
（硝酸盐还原菌受抑制）
减少
（乳酸积累，PH下降，抑制其活动）
继续增多
（PH继续下降）
下降至相对稳定
（硝酸盐还原菌被完全抑制）
考点二：泡菜制作
6.分析:
例2．以下是以泡菜坛为容器制作泡菜的过程：①沸盐水冷却后倒入坛中，浸没全部菜料；②盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；③检测泡菜中亚硝酸盐的含量。相关叙述正确的是（ ）
A．①过程中沸盐水冷却为了防止醋酸菌被杀死
B．②过程的主要目的是为避免杂菌污染
C．③的检测结果是亚硝酸盐含量逐渐降低
D．过程①②③不必在无菌环境下进行
D
考点二：泡菜制作
PART
03
果酒果醋制作
（1）果酒制作：
酵母菌
（单细胞真核）
a.生殖方式：
无性生殖(二分裂)
b.代谢类型：
异养兼性厌氧型
c.最适生长温度：
酿酒酵母：28℃；
野生酵母：18~30℃
醋酸菌
（原核生物）
1.菌种:
馒头、面包在有氧条件下的膨胀
无氧条件下酵母菌的酒精发酵
（2）果醋制作：
①氧气充足时才能进行旺盛的生理活动
②深层发酵时短时间中断氧气供应即可死亡
a.生殖方式：
无性生殖(二分裂)
b.代谢类型：
异养需氧型
c.最适生长温度：
30~35℃
考点三：果酒果醋制作
2.原理:
在有氧条件下
酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。
酶
在无氧条件下
酵母菌能进行酒精发酵
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
酶
当氧气、糖源充足时
能将糖分解成乙酸
当缺少糖源时
能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸
糖制醋
酒制醋
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O+能量
酶
酶
C2H5OH ＋O2
CH3COOH （乙酸）＋ H2O+能量
（1）
果酒制作
（2）
果醋制作
C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
考点三：果酒果醋制作
新鲜的水果（如葡萄、苹果、山楂和龙眼等）
洗洁精
体积分数为70%的酒精
发酵瓶
纱布
榨汁机
3.材料用具:
含有较多的糖类
4.实验步骤:
（1）器具消毒
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精__________ ，并用______________________
消毒， 备用。
清洗干净
体积分数为70%的酒精
晾干
（2）冲洗葡萄
取新鲜葡萄，用 1-2次，再 和腐烂的籽粒，沥干。
清水冲洗
去除枝梗
目的：洗去浮尘，但不能反复清洗，以防减少菌种数量，延长发酵时间
清洗和去除枝梗顺序不能颠倒，以避免去除枝梗和腐烂籽粒时引起葡萄破损，增加被杂菌污染机会
用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约 的空间），盖好瓶盖。
作用：①给酵母菌提供氧气，有利于酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；
②防止发酵旺盛时产生大量的CO2造成发酵液溢出。
（3）榨汁装瓶
1/3
考点三：果酒果醋制作
3.材料用具:
原因：①醋酸菌是好氧菌，在将乙醇变为乙酸时需要氧气的参与，因此要打开瓶盖；
②盖上纱布，即是为了通气，也是为了防止外来杂菌和灰尘的污染。
当葡萄酒制作完成后， 瓶盖，盖上一层 ，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为 ，时间为 。
30～35℃
7～8d
打开
纱布
（4）果酒发酵
（1）器具消毒
（2）冲洗葡萄
（3）榨汁装瓶
（5）果醋发酵
将温度控制在 进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖 一点，（注意： ）
此后再拧紧瓶盖。发酵时间为 。
18～30℃
拧松
10～12d
不是打开瓶盖
原因：果皮表面附着的野生酵母菌可能有很多种，所以提供了适合多种酵母菌生长的温度范围。
原因：①拧松瓶盖是为了排出发酵产生的CO2，防止瓶内气压过大，引起发
酵装置爆裂。
②不能打开瓶盖，以防止空气中的杂菌进入而污染发酵液。
考点三：果酒果醋制作
在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？
它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。
可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量。
③可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量；
在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。
乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。
4.分析:
考点三：果酒果醋制作
出料口
充气口
排气口
结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态
充气口
排气口
出料口
胶管长而弯的目的： 通入空气
关闭
打开，并接入气泵
排出CO2
打开
打开
便于取样监测
关闭
关闭
防止空气中杂菌感染
发酵瓶应该怎样设置？还有哪里可以改进的吗？
4.分析:
改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。
考点三：果酒果醋制作
项目 泡菜 果酒 果醋
菌种
生物学分类
代谢方式
最适温度范围
生活应用
发酵原理
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
原核生物
原核生物
真核生物
异养厌氧型
异养需氧型
异养兼性厌氧型
18~30℃
30~35℃
30-40℃
乳制品的发酵、泡菜
酿酒、发面
制醋
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）
酶
+能量
C6H12O6→
2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋能量
酶
C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O＋能量
酶
5.泡菜、果酒、果醋制作的比较:
考点三：果酒果醋制作
例3.图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列叙述不正确的是( )
A.用甲装置制作果酒时，加入酵母菌后，一直关紧阀a，适时打开阀b几秒钟
B.用甲装置制作果醋时，阀a要关闭，阀b要持续打开
C.乙图中过程②只能发生在缺氧条件下
D.过程③和④都需要氧气的参与
B
考点三：果酒果醋制作
PART
04
培养基的制备
考点四：.培养基的制备
（1）一般都含有碳源、氮源、水、无机盐
碳源
无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-
有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等
自养微生物
异养微生物
功能：①构成细胞物质和一些代谢产物②有机碳既是碳源又是能源。
氮源
无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等
有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等
功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等。
含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。
无机盐
功能：提供无机营养；调剂PH；维持渗透压
水
功能：良好的溶剂；维持生物大分子结构的稳定
培养基的营养成分:
pH、O2和特殊营养物质
例： 1.培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；
2.培养霉菌时，需要将培养基调制酸性；
3.培养细菌时，需要将培养基调制中性或弱碱性；
4.培养厌氧微生物时，需要提供无氧条件
生长因子、氨基酸、维生素、碱基等
“个性定制”
（2）特殊条件
培养基的营养成分:
考点四：.培养基的制备
例4.下列有关培养基的叙述，正确的是( )
A.微生物的培养都需要提供水、碳源、氮源、无机盐，缺一不可
B.微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个细菌
C.培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性
D.培养基只能培养细菌
C
考点四：.培养基的制备
PART
05
微生物的接种与培养
1.无菌技术的类型:
类型 适用范围 操作方法
消 毒
灭 菌
较为温和理化方法，杀死部分微生物
强烈的理化方法，杀死所有微生物(包括芽孢、孢子)
煮沸消毒法
日常生活
100 ℃煮沸5～6 min
巴氏消毒法
不耐高温的液体
62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min
化学药剂
生物活体、水源等
擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源
紫外线
紫外线照射30 min
灼烧灭菌
接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等
直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
干热灭菌
耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等
物品放入干热灭菌箱,160～170 ℃加热2～3h
湿热灭菌
培养基等,生产和实验室常用
高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121℃,
15～30 min
接种室、实验室、超净工作台
考点五：.微生物的接种与培养
例5. 取纯净微生物的关键在于无菌技术，主要包括消毒和灭菌。下列关于无菌技术的叙述错误的是（ ）
A．牛奶一般通过100℃煮沸5~6min来消毒
B．紫外线照射30min可以杀死物体表面的微生物
C．吸管和培养皿通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
D．接种环、试管口通过灼烧灭菌法进行灭菌
A
考点五：.微生物的接种与培养
配制培养基
倒平板
灭菌
2.纯培养的步骤：
称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml。
将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在100kPa 、121℃的条件下，灭菌15-30min。
5-8套培养皿包成一包，用牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱，160-170℃ 灭菌2h。
待培养基冷却至50 ℃左右，酒精灯火焰附近倒平板；平板冷凝后，要将平板倒置。
①温度过高不安全（烫手），温度过低培养基会凝固；
②可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。
通过灼烧灭菌，防止瓶口微生物污染培养基。
防止培养基表面的水分过度挥发;防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
鉴定：将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。
考点五：.微生物的接种与培养
例6.下列关于倒平板的叙述，错误的是( )
A.待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板
B.倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行
C.完全打开培养皿皿盖，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿，左手
立即盖上培养皿的皿盖
D.为避免水滴滴入培养基，平板应倒过来放置
C
考点五：.微生物的接种与培养
接种和分离
2.纯培养的步骤：
平板划线法
单个细胞
微生物群
单个菌落
连续划线
稀释分散
生长繁殖
①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红
⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。
⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞
②在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞
③试管口通过火焰
④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液
⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。
考点五：.微生物的接种与培养
接种和分离
2.纯培养的步骤：
平板划线法
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
1
2
3
4
5
①接种环只蘸一次菌液,在培养基不同位置连续划线多次
②划线首尾不能相接，每次从上次划线末端开始划线
③每次划线前接种环进行灼烧灭菌，待冷却后再开始画线
④划线后,培养皿倒置培养
【注意事项】
能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
以免接种环温度太高，杀死菌种。
考点五：.微生物的接种与培养
接种和分离
2.纯培养的步骤：
平板划线法
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
【注意事项】
1
接种前，杀死接种环上的微生物，避免污染培养基
2
杀死残留菌种，确保每次划线菌种来自上次划线的末端
3
划线结束后，杀死残留菌种，避免环境污染和感染操作者
划线前
划线时
划线后
培养
考点五：.微生物的接种与培养
A.在每一区域内划线时接种环上的菌种直接来源于 菌液
B.划线操作时应在酒精灯火焰旁边打开皿盖放在桌面 上，划线接种
C.每次划线只能从上一次划线的末端开始，才能确保 菌种逐步稀释以得到单菌落
D.第1区和第5区的划线最终要连接起来，以便比较前后的菌落数
例7. 下图为微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5，下列叙述正确的是( )
C
考点五：.微生物的接种与培养
PART
06
微生物的选择培养与计数
1.步骤：
（2）样品的稀释与涂布
（1）土壤取样
细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3~8cm的土壤层。
取样时，一般要铲去表层土。
取样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌，操作完整后，一定要洗手。
将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。
取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
然后用微量移液器取0.1ml菌液进行涂布。
（3）微生物的培养
待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置（同时放一个未接种的培养基），放入30~37℃的恒温培养箱中培养1~2d。
培养未接种的培养基的作用是对照。
防止冷凝水滴落，对培养基造成污染。
考点六：.微生物的选择培养与计数
主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法
主要步骤
接种工具
菌体获取
能否计数
共同点 稀释涂布平板法和平板划线法的比较
系列梯度稀释操作和涂布平板操作
接种环在固体培养基表面连续划线
涂布器
接种环
从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体
在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体
可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板
不能计数
使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落
考点六：.微生物的选择培养与计数
2.步骤：
（4）微生物的数量测定
稀释涂布平板计数法
①原理：
当样品的稀释度足够 时，培养基表面生长的一个 ，来源于 中的一个 。通过计数平板上的 数，就能推测出样品中大约含有多少 。
高
菌落
样品稀释液
菌落
活菌
样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目
②计数原则：
选择菌落数为30~300的平板计数。
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。
统计的菌落往往比活菌的实际数目低。
统计的结果一般用菌落数而不是活菌数。
③计算公式：
M代表稀释倍数
C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数
V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)
每g样品中的菌落数＝
(C÷V)×M
样品稀释液
考点六：.微生物的选择培养与计数
2.步骤：
（4）微生物的数量测定
显微镜直接计数法
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。
血细胞计数板
常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。
细菌计数板
对细菌等较小的细胞进行观察和计数。
①原理：
②优缺点：
快速、直观
A.不能区分死菌和活菌→偏大
B.不适于对运动细菌的计数。
C.个体小的细菌在显微镜下难以观察。
优点
缺点
考点六：.微生物的选择培养与计数
2.步骤：
（4）微生物的数量测定
显微镜直接计数法
血细胞计数板
方格网上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。
中方格
小方格
（双线分割）
大方格
边长为1mm，深度为0.1mm
1个计数室的体积为0.1mm3。
1个计数室有400个小方格。
每个小方格的体积是1/4000mm3。
1mL培养液所含菌数＝每小格平均菌数×400×104×稀释倍数
考点六：.微生物的选择培养与计数
例8. 关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述,正确的是 ( )
A.培养基应以尿素为唯一氮源,该细菌与硝化细菌所利用的碳源是相同的
B.对微生物进行分离、纯化用平板划线法,而稀释涂布平板法只能用于计数
C.对10 mL土样稀释106倍后,取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为
18、234、276,则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为2.55×108个
D.应该设置对照以排除非测试因素对实验结果的干扰,提高可信度
D
考点六：.微生物的选择培养与计数
PART
07
发酵工程的应用
一、发酵工程的优点：
①产物专一
②生产条件温和
③原料来源丰富且价格低廉
④废弃物对环境污染小且容易处理
考点七：.发酵工程的应用
二、发酵工程的应用：
1.在食品工业上的应用：
传统的发酵产品
食品添加剂
酶制剂
2.在医药工业上的应用：
基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合
改造菌种
工程菌
疫苗
微生物饲料
微生物农药
微生物肥料
3.在农牧工业上的应用：
4.在其他方面的应用：
解决资源短缺和环境污染问题
对极端微生物的利用
考点七：.发酵工程的应用
本课学习结束