1.3 发酵工程及其应用 课件31张--2020-2021学年人教版（2019）高中生物选择性必修三
文档属性
| 名称 | 1.3 发酵工程及其应用 课件31张--2020-2021学年人教版（2019）高中生物选择性必修三 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-04-12 21:57:27 | ||
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文档简介
问题探讨
青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，一瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。
讨论：
在工业上，青霉素是怎样生产的？
选育菌种
扩大培养
培养基的配制、灭菌
接种
发酵罐内发酵
产品的分离、提纯
一、发酵工程的基本环节
1.选育菌种
（1）目的
获得_____________
（2）菌种来源
___________、________或___________
（3）菌种选育的重要性（意义）
优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败
（4）实例
筛选产酸量高的黑曲霉用来生产柠檬酸；
使用基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵、缩短生产周期；
自然界中筛选
诱变育种
基因工程育种
性状优良的菌种
2.扩大培养
（1）目的
获得___________
（2）原因
_______________一般较大，因此，需要接入的__________大（数目多）
（3）扩大培养的培养基
一般为__________
工业发酵罐的体积
菌种总体积
更多的菌种
液体培养基
3.培养基的配制、灭菌
（1）配制要求
①在___________，（结合菌种代谢特点）选择原料制备培养基；
②在生产实践中，培养基的配方要经过________才能确定（即不断优化培养基）；
（2）灭菌原因
发酵工程种所用的菌种大多是________，一旦有杂菌污染，可能导致_____________
（3）灭菌目的
_________________________________
反复试验
菌种确定之后
单一菌种
产量大大降低
避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量
*培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌；
4.接种
将__________的菌种投放到______中
发酵罐
扩大培养后
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（1）地位
发酵罐内发酵是发酵工程的________
（2）要求
①发酵过程中，要________培养液中___________、________等，以____________；
②要及时添加_____________，要严格控制_____、____和______等发酵条件；
（3）严格控制发酵条件的原因
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
随时检测
中心环节
微生物数量
产物浓度
了解发酵进程
必需的营养物质
温度
pH
溶氧量
①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；
②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（4）不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵
①在_____和______条件下会积累谷氨酸；
②在_____条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺；
补充内容：
①谷氨酸发酵常用菌种为谷氨酸棒状杆菌；
②谷氨酸棒状杆菌的代谢类型为异养需氧型，其与有氧呼吸有关的酶主要存在于细胞膜上；
③C:N的数值也会影响谷氨酸发酵过程：
C:N=4:1时，菌体大量繁殖，谷氨酸产生量较少；
C:N=3:1时，菌体繁殖受抑制，谷氨酸产生量较多。
中性
弱碱性
酸性
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（5）发酵容器
________
发酵罐
电动机D1
排气管C3
pH计B3
冷却水排出口C2
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮D2
生物传感器装置B4
空气入口A4
放料管A2
A3阀门
A1培养物或营养物质的加入口
B1观察孔
B2取样管
B5温度传感器和控制装置
C1冷却水进入口
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}装置编号
主要用途
A1-A3
A4
B1-B5
C1、C2
C3
D1、D2
控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养
控制溶解氧
通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，B2处抽取样品进一步检测
通过控制冷水流速调节罐温
调节罐压
电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（6）现代发酵工程使用的发酵罐的优点
均有_____________，能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行_____和_____，还可以进行_________，使发酵全过程处于________；
计算机控制系统
监测
控制
反馈控制
最佳状态
6.产品的分离、提纯
（1）目的
________
（2）产品的两种形式
①____________；
②____________；
（3）采取手段
①发酵产品是微生物细胞本身时，可在发酵结束之后，采用_____、_____等方法将菌体_____和_____；
②发酵产品是代谢物时，可_____________采取____的_____、_____和_____措施来获得产品；
微生物细胞本身
获得产品
代谢物
过滤
沉淀
分离
干燥
根据产物的性质
适当
提取
分离
纯化
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时，需要考虑哪些因素？
2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；
②生产所需代谢物的产量高；
③发酵条件易控制；
④菌种不易变异，退化等。
①反复试验确定培养基的配方；
②对培养基和发酵设备进行严格的灭菌；
③随时检测培养液中微生物的数量、产物浓度等；
④及时添加必需的营养组分；
⑤严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件，使用计算机控制系统对各种条件进行监测和控制，以及反馈控制
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。
发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
4.在进行发酵生产时,排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗?为什么？
不能；
因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。
为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废气培养液进行二次清洁或灭菌处理。
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
4.在进行发酵生产时,排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗?为什么？
不能；
因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。
为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废气培养液进行二次清洁或灭菌处理。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}基本环节
课本主要内容
①选育菌种
②扩大培养
③培养基配制、灭菌
④接种
⑤发酵罐内发酵
⑥产品的分离、提纯
菌种来源：自然界中筛选、诱变育种、基因工程育种
原因：工业发酵罐体积一般较大，需要接入的菌种总体积大
①在菌种确定之后（结合菌种代谢特点）选择原料制备；
②在生产实践中，培养基配方要经过反复试验才能确定；
③发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大降低；
④培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌；
将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中
①这是发酵工程的中心环节；
②发酵过程中，要随时监测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程；
③要及时添加必需的营养组分；
④要严格监测和控制温度、pH和溶解氧等发酵条件；
⑤严格控制发酵条件的原因：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成，严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态；
①发酵产品的两种形式：微生物细胞本身、代谢物；
②前者采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；
③后者根据产物的性质采取适当的提取、分离、纯化措施
发酵工程的优点
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；
因此，发酵工程在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
二、发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
食品工业是微生物最早开发和应用的领域。
（1）生产传统的发酵食品
①实例1——生产酱油
②实例2——酿酒
大豆
黑曲霉
蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸
淋洗、调制
酱油
谷物或水果
酿酒酵母
酒类
1.在食品工业上的应用
（2）生产食品添加剂
①食品添加剂优点
增加食物的营养，改善食品的口味、色泽和品质，
延长食品的保存期
②实例1——柠檬酸
柠檬酸是一种食品酸度调节剂；
可以通过黑曲霉的发酵制得；
③实例2——味精
谷氨酸经过一系列处理就能制成味精；
由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸；
1.在食品工业上的应用
（2）生产食品添加剂
④常见的食品添加剂
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}添加剂类型
举例
酸度调节剂
L-苹果酸、柠檬酸、乳酸
增味剂
5'-肌苷酸二钠、谷氨酸钠
着色剂
β-胡萝卜素、红曲黄色素
增稠剂
黄原胶、β-环状糊精、结冷胶
防腐剂
乳酸链球菌素、溶菌酶
1.在食品工业上的应用
（3）生产酶制剂
①常见酶制剂
α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶
②酶制剂应用
食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等；
③酶制剂来源
少数由动植物生产；
绝大多数通过发酵工程生产；
思考·讨论 啤酒的工业化生产流程
一、过程概述：
1.啤酒的发酵过程分为_______和_______两个阶段；
2.主发酵阶段完成________________________________；
3.后发酵的条件__________________________；
4.焙烤的目的：___________________________；
5.蒸煮的目的：__________________________________；
主发酵
后发酵
酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成
低温、密闭的环境下储存一段时间
加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活
产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌
思考·讨论 啤酒的工业化生产流程
二、讨论
1.酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？
2.啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？
“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
“密封”的目的是使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。
酒精在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸
思考·讨论 啤酒的工业化生产流程
二、讨论
3.与传统的手工发酵相比，在上面啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高?
菌种的选育；
对原材料的处理；
发酵过程的控制；
产品的消毒等
2.在医药工业上的应用
（1）采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，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
例如利用微生物生产生长激素释放抑制激素，提取紫杉醇、青蒿素前体等化合物，制作疫苗；
*生产疫苗具体操作：
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，获得的表达产物就可以作为疫苗使用；
3.在农牧业上的应用
（1）生产微生物肥料
①微生物肥料的种类
根瘤菌肥、固氮菌肥
②微生物肥料的作用
微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长；
有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生.
3.在农牧业上的应用
（2）生产微生物农药
①微生物农药的作用
利用微生物或其代谢物来防治病虫害
②防治类型
属于_________
③实例
生物防治
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}微生物或代谢产物
防治病虫害种类
苏云金杆菌
80多种农林害虫
白僵菌
玉米螟、松毛虫
一种放线菌产生的抗生素
（井冈霉素）
水稻枯纹病
3.在农牧业上的应用
（3）生产微生物饲料
①原理
微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快
②实例1——单细胞蛋白
许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的_________，即单细胞蛋白；
单细胞蛋白应用——食品添加剂、微生物饲料；
③实例2-乳酸菌
在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
微生物菌体
4.在其他方面的应用
（1）解决资源短缺与环境污染问题
随着对纤维素水解研究的不断深入，利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功
（2）将极端微生物应用于生产实践
自然界中还存在着一定数量的极端微生物，它们能在极端恶劣的环境（高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活。
例如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
食品工业
医药工业
生产传统发酵食品
农牧业
其他方面
生产食品添加剂
发酵工程应用
生产酶制剂
采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物
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
生产微生物肥料
生产微生物农药
生产微生物饲料
解决资源短缺与环境污染问题
将极端微生物应用于生产实践
青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，一瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。
讨论：
在工业上，青霉素是怎样生产的？
选育菌种
扩大培养
培养基的配制、灭菌
接种
发酵罐内发酵
产品的分离、提纯
一、发酵工程的基本环节
1.选育菌种
（1）目的
获得_____________
（2）菌种来源
___________、________或___________
（3）菌种选育的重要性（意义）
优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败
（4）实例
筛选产酸量高的黑曲霉用来生产柠檬酸；
使用基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵、缩短生产周期；
自然界中筛选
诱变育种
基因工程育种
性状优良的菌种
2.扩大培养
（1）目的
获得___________
（2）原因
_______________一般较大，因此，需要接入的__________大（数目多）
（3）扩大培养的培养基
一般为__________
工业发酵罐的体积
菌种总体积
更多的菌种
液体培养基
3.培养基的配制、灭菌
（1）配制要求
①在___________，（结合菌种代谢特点）选择原料制备培养基；
②在生产实践中，培养基的配方要经过________才能确定（即不断优化培养基）；
（2）灭菌原因
发酵工程种所用的菌种大多是________，一旦有杂菌污染，可能导致_____________
（3）灭菌目的
_________________________________
反复试验
菌种确定之后
单一菌种
产量大大降低
避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量
*培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌；
4.接种
将__________的菌种投放到______中
发酵罐
扩大培养后
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（1）地位
发酵罐内发酵是发酵工程的________
（2）要求
①发酵过程中，要________培养液中___________、________等，以____________；
②要及时添加_____________，要严格控制_____、____和______等发酵条件；
（3）严格控制发酵条件的原因
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
随时检测
中心环节
微生物数量
产物浓度
了解发酵进程
必需的营养物质
温度
pH
溶氧量
①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；
②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（4）不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵
①在_____和______条件下会积累谷氨酸；
②在_____条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺；
补充内容：
①谷氨酸发酵常用菌种为谷氨酸棒状杆菌；
②谷氨酸棒状杆菌的代谢类型为异养需氧型，其与有氧呼吸有关的酶主要存在于细胞膜上；
③C:N的数值也会影响谷氨酸发酵过程：
C:N=4:1时，菌体大量繁殖，谷氨酸产生量较少；
C:N=3:1时，菌体繁殖受抑制，谷氨酸产生量较多。
中性
弱碱性
酸性
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（5）发酵容器
________
发酵罐
电动机D1
排气管C3
pH计B3
冷却水排出口C2
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮D2
生物传感器装置B4
空气入口A4
放料管A2
A3阀门
A1培养物或营养物质的加入口
B1观察孔
B2取样管
B5温度传感器和控制装置
C1冷却水进入口
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}装置编号
主要用途
A1-A3
A4
B1-B5
C1、C2
C3
D1、D2
控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养
控制溶解氧
通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，B2处抽取样品进一步检测
通过控制冷水流速调节罐温
调节罐压
电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热
5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
（6）现代发酵工程使用的发酵罐的优点
均有_____________，能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行_____和_____，还可以进行_________，使发酵全过程处于________；
计算机控制系统
监测
控制
反馈控制
最佳状态
6.产品的分离、提纯
（1）目的
________
（2）产品的两种形式
①____________；
②____________；
（3）采取手段
①发酵产品是微生物细胞本身时，可在发酵结束之后，采用_____、_____等方法将菌体_____和_____；
②发酵产品是代谢物时，可_____________采取____的_____、_____和_____措施来获得产品；
微生物细胞本身
获得产品
代谢物
过滤
沉淀
分离
干燥
根据产物的性质
适当
提取
分离
纯化
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时，需要考虑哪些因素？
2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；
②生产所需代谢物的产量高；
③发酵条件易控制；
④菌种不易变异，退化等。
①反复试验确定培养基的配方；
②对培养基和发酵设备进行严格的灭菌；
③随时检测培养液中微生物的数量、产物浓度等；
④及时添加必需的营养组分；
⑤严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件，使用计算机控制系统对各种条件进行监测和控制，以及反馈控制
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。
发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
4.在进行发酵生产时,排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗?为什么？
不能；
因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。
为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废气培养液进行二次清洁或灭菌处理。
思考·讨论 发酵工程基本环节分析
讨论：
4.在进行发酵生产时,排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗?为什么？
不能；
因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。
为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废气培养液进行二次清洁或灭菌处理。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}基本环节
课本主要内容
①选育菌种
②扩大培养
③培养基配制、灭菌
④接种
⑤发酵罐内发酵
⑥产品的分离、提纯
菌种来源：自然界中筛选、诱变育种、基因工程育种
原因：工业发酵罐体积一般较大，需要接入的菌种总体积大
①在菌种确定之后（结合菌种代谢特点）选择原料制备；
②在生产实践中，培养基配方要经过反复试验才能确定；
③发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大降低；
④培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌；
将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中
①这是发酵工程的中心环节；
②发酵过程中，要随时监测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程；
③要及时添加必需的营养组分；
④要严格监测和控制温度、pH和溶解氧等发酵条件；
⑤严格控制发酵条件的原因：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成，严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态；
①发酵产品的两种形式：微生物细胞本身、代谢物；
②前者采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；
③后者根据产物的性质采取适当的提取、分离、纯化措施
发酵工程的优点
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；
因此，发酵工程在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
二、发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
食品工业是微生物最早开发和应用的领域。
（1）生产传统的发酵食品
①实例1——生产酱油
②实例2——酿酒
大豆
黑曲霉
蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸
淋洗、调制
酱油
谷物或水果
酿酒酵母
酒类
1.在食品工业上的应用
（2）生产食品添加剂
①食品添加剂优点
增加食物的营养，改善食品的口味、色泽和品质，
延长食品的保存期
②实例1——柠檬酸
柠檬酸是一种食品酸度调节剂；
可以通过黑曲霉的发酵制得；
③实例2——味精
谷氨酸经过一系列处理就能制成味精；
由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸；
1.在食品工业上的应用
（2）生产食品添加剂
④常见的食品添加剂
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}添加剂类型
举例
酸度调节剂
L-苹果酸、柠檬酸、乳酸
增味剂
5'-肌苷酸二钠、谷氨酸钠
着色剂
β-胡萝卜素、红曲黄色素
增稠剂
黄原胶、β-环状糊精、结冷胶
防腐剂
乳酸链球菌素、溶菌酶
1.在食品工业上的应用
（3）生产酶制剂
①常见酶制剂
α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶
②酶制剂应用
食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等；
③酶制剂来源
少数由动植物生产；
绝大多数通过发酵工程生产；
思考·讨论 啤酒的工业化生产流程
一、过程概述：
1.啤酒的发酵过程分为_______和_______两个阶段；
2.主发酵阶段完成________________________________；
3.后发酵的条件__________________________；
4.焙烤的目的：___________________________；
5.蒸煮的目的：__________________________________；
主发酵
后发酵
酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成
低温、密闭的环境下储存一段时间
加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活
产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌
思考·讨论 啤酒的工业化生产流程
二、讨论
1.酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？
2.啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？
“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
“密封”的目的是使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。
酒精在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸
思考·讨论 啤酒的工业化生产流程
二、讨论
3.与传统的手工发酵相比，在上面啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高?
菌种的选育；
对原材料的处理；
发酵过程的控制；
产品的消毒等
2.在医药工业上的应用
（1）采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，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
例如利用微生物生产生长激素释放抑制激素，提取紫杉醇、青蒿素前体等化合物，制作疫苗；
*生产疫苗具体操作：
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，获得的表达产物就可以作为疫苗使用；
3.在农牧业上的应用
（1）生产微生物肥料
①微生物肥料的种类
根瘤菌肥、固氮菌肥
②微生物肥料的作用
微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长；
有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生.
3.在农牧业上的应用
（2）生产微生物农药
①微生物农药的作用
利用微生物或其代谢物来防治病虫害
②防治类型
属于_________
③实例
生物防治
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}微生物或代谢产物
防治病虫害种类
苏云金杆菌
80多种农林害虫
白僵菌
玉米螟、松毛虫
一种放线菌产生的抗生素
（井冈霉素）
水稻枯纹病
3.在农牧业上的应用
（3）生产微生物饲料
①原理
微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快
②实例1——单细胞蛋白
许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的_________，即单细胞蛋白；
单细胞蛋白应用——食品添加剂、微生物饲料；
③实例2-乳酸菌
在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
微生物菌体
4.在其他方面的应用
（1）解决资源短缺与环境污染问题
随着对纤维素水解研究的不断深入，利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功
（2）将极端微生物应用于生产实践
自然界中还存在着一定数量的极端微生物，它们能在极端恶劣的环境（高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活。
例如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
食品工业
医药工业
生产传统发酵食品
农牧业
其他方面
生产食品添加剂
发酵工程应用
生产酶制剂
采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物
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
生产微生物肥料
生产微生物农药
生产微生物饲料
解决资源短缺与环境污染问题
将极端微生物应用于生产实践