微生物发酵与食品生产
图片预览
文档简介
课件54张PPT。 第二章
生物科学与工业第一节
微生物发酵与食品生产微生物与发酵食品发酵在一定条件下利用微生物的生命活动大量生成和积累特定代谢产物或菌体的过程人类利用微生物的发酵作用酿制食品，最早是从酿酒开始发酵生产的历史目前已经出土距今五干多年的酿酒器具。(<<新民晚报>>1987年8月23日" 中国最古老的文字在山东莒县发现，"副标题为"同时发现五干年前的酿酒器具")。这一发现表明: 我国酿酒起码在五干年前已经开始，而酿酒之起源当然还在此之前。在远古时代，人们可能先接触到某些天然发酵的酒，然后加以仿制。这个过程可能需要一个相当长的时期。 公元前2300年左右，埃及人酿制啤酒的场面微生物学的奠基人——伟大的巴斯德 1856年，法国多尔城酒坊生产的一批口味纯正的啤酒一两天之内全部变得酸溜溜的。老板心急如焚地向化学家巴斯德求救。
巴斯德发现变酸啤酒里尽是些杆状细菌(乳酸杆菌)，而口味正常的啤酒内却是些从未见过的形状奇特圆头圆脑的小怪物(酵母菌)；继续观察还发现，酒内乳酸杆菌数量越多，就酸度越大。巴斯德通过实验室的反复试验观察，终于寻找到一种两全其美的杀菌消毒方法——把啤酒加热至61.7℃保持3分钟时间。这就是人们为了纪念这位卓越的科学家而命名的巴氏消毒法。
目前牛奶和啤酒生产行业，还是沿用这种古老的巴氏消毒法，只是加热至85℃并保持15～16秒。1857年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用酵母菌是哪类生物？
与细菌结构上最大的不同是什么？(08重庆)下列叙述错误的是
A．酵母菌有核膜，而固氮菌有核膜 B．酵母菌有细胞膜，而固氮菌没有
C．黑藻细胞有线粒体，而蓝藻细胞没有 D．黑藻细胞有内质网，而蓝藻细胞没有B发酵工程主要用微生物进行生产的原因？主要进行无性繁殖，速度快，产量高微生物培养易于控制
微生物本身也容易改造酵母菌的生活史传统发酵工业
酒精、乳酸、柠檬酸、淀粉酶、蛋白质酶无菌技术、大型发酵罐氨基酸、核苷酸、单细胞蛋白、抗生素、有机酸、酶制剂现代发酵工业杂菌和生产菌之间最可能的种间关系是什么？其它应用了无菌技术的？国家“八.五” 重点项目
基因工程产品色氨酸20世纪70年代以来，随着生物技术的发展，现代发酵工业进入一个新的发展时期。生物技术产业阶段改造生产菌可以使用哪些方法？尽管微生物发酵有各种各样的产物，但通常它们的生产能力小而且单一，不能胜任大批量的工业生产，于是，科学家们想方设法使它们的“功力”增长几十倍到上百倍，从而成为本领高强的“高级工人”。
第一种方法是用人工办法让微生物的DNA发生突变。比如在DNA分子的长链中插入或删除碱基，或者把某一碱基换成另外一种。然后在这些动过“小手术”的菌种中筛选出符合我们要求的，能增加产量的个体。
（1）发酵工程的第一种方法从遗传学角度看，属于哪一类型的变异？这类变异有何特点？突变率低，不定向，但能大幅度改良某些性状。基因突变第二种方法叫“原生质融合法”。这是将两种且有不同发酵本领的微生物细胞放在一起进行处理，溶解掉细胞壁，让它们的原生质相互融合。等到重新长出细胞壁后，一种新的微生物就诞生了。
（2）第二种方法属于什么技术？所诞生的新型微生物其后代具有什么特点？具有两种微生物的遗传特点。细胞工程第三种方法是通过直接转移遗传物质DNA，制备出有超强能力的发酵微生物。以下是一个发酵生产维生素C（后称Vc）的例子：科学家找到两种微生物——草生欧文氏菌和棒状杆菌。当它们共同作用时，可以通过发酵而产生Vc，后来人们发现，这两种菌在生产Vc的过程中好像接力赛一样，各自先后承担一段任务：先由草生欧文氏菌将原料发酵成一种中间产物，随后再由棒状杆菌把体内与完成后半段的工作有关的遗传物质移入到草生欧文氏菌体内，与它的DNA相连接。通过这种人工改造后培育出的微生物被称作“工程菌”，是发酵工程的主角。
（3）第三种方法所应用的技术是 技术。经过改造后的草生欧文氏菌再繁殖，其后代能够 。独立完成生产Vc的全过程转基因发酵与发酵食品发酵食品农副产品原料利用发酵方法生产和加工制作的食品发酵过程中要为微生物提供哪些营养呢？酵母菌的代谢类型？同化作用类型异化作用类型异养型兼性厌氧阅读书41-43页（培养酵母菌），思考活动的目的和原理为什么4号瓶加入425ml温水，其它都加450ml？实验的温度要求是什么？为什么？设置1号瓶和5号瓶的目的是什么？预测哪些瓶子上的气球发生了变化？导致变化的原因是什么？酵母菌在瓶内的呼吸方式？表达式？发酵生产过程中温度会变吗？
可能是什么原因？ C6H12O6 + 6H2O +6O2 酶6 CO2 + 12H2O +能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量(少)酶 生产上酿酒时先通气后密闭的目的是什么？先通气使酵母菌大量繁殖，后密闭使酵母菌无氧呼吸产生酒精讨论2、3瓶中酵母菌在一段时间内的增长趋势？
可能的原因？S型增长营养物质的不断消耗和有害代谢产物的积累微生物所需的营养物质水、碳源、氮源、无机盐、生长因子生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等，它们一般是酶、核酸等的组成成分。 制作面包原理？质量分数为10%
的NaOH溶液酵母菌
培养液澄清
石灰水空气A酵母菌
培养液澄清
石灰水B二氧化碳的检验方式:澄清石灰水溴麝香草酚蓝水溶液变浑浊由蓝变绿再变黄酒精的检验酸性条件下的重铬酸钾溶液橙色变灰绿色(08江苏生物)（8分）为研究酵母菌种群密度的动态变化，某同学按下表所列条件进行了A、B、C和D 共4组实验，用1 000mL锥形瓶作为培养器皿，棉塞封口，在25℃下静置培养，其他实验条件均相同，定时用血球计数板计数。根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下，请分析回答以下问题。（1）图中曲线①、②和③分别是__________组、__________组和__________组的结果。
（2）B组和A组的实验结果不同的原因是B组____________。
（3）D组和B组的实验结果不同的原因是D组____________。DBA培养液较多，与空气接触面积较小，故供氧较少葡萄糖浓度较低，故营养物供应较少传统发酵技术面酱、腐乳、酒酿、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜食物不易腐败、口感好、营养好、易消化发酵食品的生产技术酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。 酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。 现代发酵技术味精、啤酒产品质量易控制，保证安全性谷氨酸发酵的生产实例啤酒制造工艺流程糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽；
果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用；
各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，保存营养和改善口感等；
各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感；
饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜味。
可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加工生产的。 发酵食品的特点营养含量略有下降营养价值更高，更易吸收酸奶中不易吸收的乳糖转化为乳酸微生物菌体内含丰富的蛋白质和维生素经过微生物的发酵有所消耗(08江苏生物)图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是
A．① B．②
C．③ D．④
B
生物科学与工业第一节
微生物发酵与食品生产微生物与发酵食品发酵在一定条件下利用微生物的生命活动大量生成和积累特定代谢产物或菌体的过程人类利用微生物的发酵作用酿制食品，最早是从酿酒开始发酵生产的历史目前已经出土距今五干多年的酿酒器具。(<<新民晚报>>1987年8月23日" 中国最古老的文字在山东莒县发现，"副标题为"同时发现五干年前的酿酒器具")。这一发现表明: 我国酿酒起码在五干年前已经开始，而酿酒之起源当然还在此之前。在远古时代，人们可能先接触到某些天然发酵的酒，然后加以仿制。这个过程可能需要一个相当长的时期。 公元前2300年左右，埃及人酿制啤酒的场面微生物学的奠基人——伟大的巴斯德 1856年，法国多尔城酒坊生产的一批口味纯正的啤酒一两天之内全部变得酸溜溜的。老板心急如焚地向化学家巴斯德求救。
巴斯德发现变酸啤酒里尽是些杆状细菌(乳酸杆菌)，而口味正常的啤酒内却是些从未见过的形状奇特圆头圆脑的小怪物(酵母菌)；继续观察还发现，酒内乳酸杆菌数量越多，就酸度越大。巴斯德通过实验室的反复试验观察，终于寻找到一种两全其美的杀菌消毒方法——把啤酒加热至61.7℃保持3分钟时间。这就是人们为了纪念这位卓越的科学家而命名的巴氏消毒法。
目前牛奶和啤酒生产行业，还是沿用这种古老的巴氏消毒法，只是加热至85℃并保持15～16秒。1857年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用酵母菌是哪类生物？
与细菌结构上最大的不同是什么？(08重庆)下列叙述错误的是
A．酵母菌有核膜，而固氮菌有核膜 B．酵母菌有细胞膜，而固氮菌没有
C．黑藻细胞有线粒体，而蓝藻细胞没有 D．黑藻细胞有内质网，而蓝藻细胞没有B发酵工程主要用微生物进行生产的原因？主要进行无性繁殖，速度快，产量高微生物培养易于控制
微生物本身也容易改造酵母菌的生活史传统发酵工业
酒精、乳酸、柠檬酸、淀粉酶、蛋白质酶无菌技术、大型发酵罐氨基酸、核苷酸、单细胞蛋白、抗生素、有机酸、酶制剂现代发酵工业杂菌和生产菌之间最可能的种间关系是什么？其它应用了无菌技术的？国家“八.五” 重点项目
基因工程产品色氨酸20世纪70年代以来，随着生物技术的发展，现代发酵工业进入一个新的发展时期。生物技术产业阶段改造生产菌可以使用哪些方法？尽管微生物发酵有各种各样的产物，但通常它们的生产能力小而且单一，不能胜任大批量的工业生产，于是，科学家们想方设法使它们的“功力”增长几十倍到上百倍，从而成为本领高强的“高级工人”。
第一种方法是用人工办法让微生物的DNA发生突变。比如在DNA分子的长链中插入或删除碱基，或者把某一碱基换成另外一种。然后在这些动过“小手术”的菌种中筛选出符合我们要求的，能增加产量的个体。
（1）发酵工程的第一种方法从遗传学角度看，属于哪一类型的变异？这类变异有何特点？突变率低，不定向，但能大幅度改良某些性状。基因突变第二种方法叫“原生质融合法”。这是将两种且有不同发酵本领的微生物细胞放在一起进行处理，溶解掉细胞壁，让它们的原生质相互融合。等到重新长出细胞壁后，一种新的微生物就诞生了。
（2）第二种方法属于什么技术？所诞生的新型微生物其后代具有什么特点？具有两种微生物的遗传特点。细胞工程第三种方法是通过直接转移遗传物质DNA，制备出有超强能力的发酵微生物。以下是一个发酵生产维生素C（后称Vc）的例子：科学家找到两种微生物——草生欧文氏菌和棒状杆菌。当它们共同作用时，可以通过发酵而产生Vc，后来人们发现，这两种菌在生产Vc的过程中好像接力赛一样，各自先后承担一段任务：先由草生欧文氏菌将原料发酵成一种中间产物，随后再由棒状杆菌把体内与完成后半段的工作有关的遗传物质移入到草生欧文氏菌体内，与它的DNA相连接。通过这种人工改造后培育出的微生物被称作“工程菌”，是发酵工程的主角。
（3）第三种方法所应用的技术是 技术。经过改造后的草生欧文氏菌再繁殖，其后代能够 。独立完成生产Vc的全过程转基因发酵与发酵食品发酵食品农副产品原料利用发酵方法生产和加工制作的食品发酵过程中要为微生物提供哪些营养呢？酵母菌的代谢类型？同化作用类型异化作用类型异养型兼性厌氧阅读书41-43页（培养酵母菌），思考活动的目的和原理为什么4号瓶加入425ml温水，其它都加450ml？实验的温度要求是什么？为什么？设置1号瓶和5号瓶的目的是什么？预测哪些瓶子上的气球发生了变化？导致变化的原因是什么？酵母菌在瓶内的呼吸方式？表达式？发酵生产过程中温度会变吗？
可能是什么原因？ C6H12O6 + 6H2O +6O2 酶6 CO2 + 12H2O +能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量(少)酶 生产上酿酒时先通气后密闭的目的是什么？先通气使酵母菌大量繁殖，后密闭使酵母菌无氧呼吸产生酒精讨论2、3瓶中酵母菌在一段时间内的增长趋势？
可能的原因？S型增长营养物质的不断消耗和有害代谢产物的积累微生物所需的营养物质水、碳源、氮源、无机盐、生长因子生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等，它们一般是酶、核酸等的组成成分。 制作面包原理？质量分数为10%
的NaOH溶液酵母菌
培养液澄清
石灰水空气A酵母菌
培养液澄清
石灰水B二氧化碳的检验方式:澄清石灰水溴麝香草酚蓝水溶液变浑浊由蓝变绿再变黄酒精的检验酸性条件下的重铬酸钾溶液橙色变灰绿色(08江苏生物)（8分）为研究酵母菌种群密度的动态变化，某同学按下表所列条件进行了A、B、C和D 共4组实验，用1 000mL锥形瓶作为培养器皿，棉塞封口，在25℃下静置培养，其他实验条件均相同，定时用血球计数板计数。根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下，请分析回答以下问题。（1）图中曲线①、②和③分别是__________组、__________组和__________组的结果。
（2）B组和A组的实验结果不同的原因是B组____________。
（3）D组和B组的实验结果不同的原因是D组____________。DBA培养液较多，与空气接触面积较小，故供氧较少葡萄糖浓度较低，故营养物供应较少传统发酵技术面酱、腐乳、酒酿、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜食物不易腐败、口感好、营养好、易消化发酵食品的生产技术酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。 酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。 现代发酵技术味精、啤酒产品质量易控制，保证安全性谷氨酸发酵的生产实例啤酒制造工艺流程糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽；
果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用；
各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，保存营养和改善口感等；
各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感；
饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜味。
可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加工生产的。 发酵食品的特点营养含量略有下降营养价值更高，更易吸收酸奶中不易吸收的乳糖转化为乳酸微生物菌体内含丰富的蛋白质和维生素经过微生物的发酵有所消耗(08江苏生物)图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是
A．① B．②
C．③ D．④
B