生物：浙科版选修二 21 微生物发酵与食品生产（课件）
文档属性
| 名称 | 生物：浙科版选修二 21 微生物发酵与食品生产（课件） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2012-05-24 09:39:53 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第1节 微生物发酵与食品生产
从社会中来……
我们经常食用的食品中有哪些
是由微生物发酵生产而来的？
思考与练习第一题举例说出利用微生物发酵生产的5种食品
微生物的应用
酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。
醋：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。
酱油：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。
一、发酵生产的历史
阅读教材中有关“发酵生产的历史”的内容，并思考：
1.发酵工程历经了哪些阶段？
微生物的应用
酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。
面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。
泡菜：（乳酸菌）
腐乳：（毛霉、青霉、酵母、曲霉等）
发酵工业经历了哪几个阶段？特点？
⑴原始发展阶段
⑵传统发酵工业阶段
⑶现代发酵工业阶段
⑷生物技术产业阶段
发酵技术原始，顶多是家庭小制 作，技术进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理
人们开始了解发酵现象的本质 ，采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大
生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、新设备的应用达到前所未有的程度
利用构建的具有特殊生产能力的基因工程菌来进行生产
2.从中你可以得到什么启示？
微生物发酵不仅仅使食物发霉、变质，还可以把原料转变成人们所需产品，生产出营养丰富，口味独特食物。我国发酵历史悠久,随着生物工程技术发展，微生物发酵将为人类提供更多、更新的现代发酵食品。
二、发酵与发酵食品
发酵概念:
发酵是指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。
那么，微生物发酵需要什么条件呢？
而把农副产品原料利用发酵方法生产和加工制作的食品统称为发酵食品。
发酵食品慨念
二、微生物发酵需要条件的探究
微生物的发酵需要糖类，当有糖类存在时酵母菌能进行发酵。
实验内容：
探究酵母菌发酵所需要的条件
假设
号瓶 内容物 结果
1 温水、酵母
2 温水、酵母和5mL盐水
3 温水、酵母和5mL糖水
4 温水、酵母和30mL糖水
5 温水、5mL糖水
实验记录表
无气体产生
无气体产生
有气体产生
有大量气体产生
无气体产生
思考：
1、为什么要加入温水？
2、设置3号和4号瓶的目的是什么？为什么要设置5号瓶？
3、如果在瓶中加入牛奶则结果有何不同？
面包的制作过程
1、传统发酵技术的作用
防止食物腐败
口感更好
营养更好
更易消化
2、现代发酵技术的作用
生产效率高
质量易控制
确保安全
三、发酵生产过程探密
以味精生产为例
味精是日常生活中不可缺少的调味剂，它的化学成分是什么？
谷氨酸钠
(谷氨酸和Na2CO3中和而成)
三、发酵生产过程探密
1、菌种的选育
菌种：
如何获得：
谷氨酸棒状杆菌、
黄色短杆菌
先从自然界中分离出来，然后用诱变育种、细胞工程和基因工程等现代生物技术处理，得到高产菌种
注意：还必须做好菌种的保藏工作
2、扩大培养
为何要进行扩大培养？目的？
因为发酵罐的体积很大，需要接入的菌种量很多(总体积：几立方米～几十立方米)。所以要经过“种子培养罐”培养，达到一定数量后，再接入到发酵罐中，即先经过扩大培养再接种。目的是为了提高发酵效率，缩短生产时间。
（三）培养基的配制
生长因子
无机盐
水
氮源
碳源
酸碱度
成 分
是细胞内各种化学反应的进行场所
合成自身物质
提供能量，最常用的是糖类
是微生物细胞生长繁殖和生物合成不可缺的物质。分为无机氮和有机氮两种
提供不可缺少的矿质元素
如：酵母膏、动物肝脏浸出液、麦芽汁
根据不同的微生物进行调节
菌种不同，培养基的配方也不同
4、灭菌和接种
配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？
为什么要灭菌？如何灭菌才算彻底？
防止杂菌污染，对发酵过程造成不良影响；杀死所有杂菌的细胞体、芽孢和孢子。
注意：接种的操作也必须在无菌条件下进行
5.发酵罐内发酵
加料口
放料 口
无菌空气入口
排气口
冷却水进口
冷却水出口
PH检测及控制装置
搅拌器
5、发酵罐内发酵条件
谷氨酸棒状杆菌发酵的基本条件
温度 30～37℃
pH 7～8
时间 28～32h
6、分离、提纯产物
根据产品的不同，分离提纯产物的方法一样吗？味精生产中所需的产物又属于哪种情况呢？
产物若为微生物细胞本身：
过滤、沉淀等方法将菌体分离
产物若为微生物的代谢产物：
提取、分离和纯化等方法
味精生产中产品的形成：
将谷氨酸从培养液中分离出来，通常每升培养液中能得到谷氨酸50～100g，提取出来的谷氨酸用适量的NaCO3溶液中和，形成谷氨酸纳结晶，在经过过滤、浓缩、离心等步骤，便成了味精。
现代化的发酵车间
发酵食品的生产主要内容
从自然界分离的菌种
诱变育种
基因工程
细胞工程
生产用菌种
扩大培养
发酵罐
发酵条件控制
原料
培养基配制
微生物菌体
代谢产物
产品
接种
灭菌
分离 提纯
课后答案：
1、面包、酸奶、啤酒、乳酪、面酱、腐乳、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜、葡萄酒、酱油、食醋、酸味剂、甜味剂等。
2、传统发酵技术的一个重要作用是防止食物腐败，另一个重要作用是使口感平淡的原料发生感官的、物理的和营养方面的变化，使口感更好、营养更好、更易消化。
3、通常，微生物所需的主要营养物质有水、碳源、生长因子和无机盐等。
练习
4、下列属于发酵工程的过程依次是（ ）
① 提取目的基因 ② 发酵过程 ③ 动物细胞融合 ④ 菌种的选育 ⑤固定化
⑥ 灭菌 ⑦ 扩大培养 ⑧ 植物组织培养 ⑨ 培养基配制 ⑩ 分离提纯
A、①⑦⑥⑤⑩ B、①④⑥⑦⑤⑩ C、④⑥⑦⑤⑩ D、④⑨⑥⑦②⑩
D
5、在用微生物发酵法生产味精的过程中，要对发酵罐( )
A、严格密封 B、不断通人二氧化碳
C、先通风后密封 D、不断通人无菌空气
D
6、用大肠杆菌生产胰岛素应用的生物工程的组合是( )
①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程
A、①②③ B、①②④ C、①③④ D、②③④
C
第1节 微生物发酵与食品生产
从社会中来……
我们经常食用的食品中有哪些
是由微生物发酵生产而来的？
思考与练习第一题举例说出利用微生物发酵生产的5种食品
微生物的应用
酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。
醋：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。
酱油：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。
一、发酵生产的历史
阅读教材中有关“发酵生产的历史”的内容，并思考：
1.发酵工程历经了哪些阶段？
微生物的应用
酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。
面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。
泡菜：（乳酸菌）
腐乳：（毛霉、青霉、酵母、曲霉等）
发酵工业经历了哪几个阶段？特点？
⑴原始发展阶段
⑵传统发酵工业阶段
⑶现代发酵工业阶段
⑷生物技术产业阶段
发酵技术原始，顶多是家庭小制 作，技术进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理
人们开始了解发酵现象的本质 ，采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大
生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、新设备的应用达到前所未有的程度
利用构建的具有特殊生产能力的基因工程菌来进行生产
2.从中你可以得到什么启示？
微生物发酵不仅仅使食物发霉、变质，还可以把原料转变成人们所需产品，生产出营养丰富，口味独特食物。我国发酵历史悠久,随着生物工程技术发展，微生物发酵将为人类提供更多、更新的现代发酵食品。
二、发酵与发酵食品
发酵概念:
发酵是指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。
那么，微生物发酵需要什么条件呢？
而把农副产品原料利用发酵方法生产和加工制作的食品统称为发酵食品。
发酵食品慨念
二、微生物发酵需要条件的探究
微生物的发酵需要糖类，当有糖类存在时酵母菌能进行发酵。
实验内容：
探究酵母菌发酵所需要的条件
假设
号瓶 内容物 结果
1 温水、酵母
2 温水、酵母和5mL盐水
3 温水、酵母和5mL糖水
4 温水、酵母和30mL糖水
5 温水、5mL糖水
实验记录表
无气体产生
无气体产生
有气体产生
有大量气体产生
无气体产生
思考：
1、为什么要加入温水？
2、设置3号和4号瓶的目的是什么？为什么要设置5号瓶？
3、如果在瓶中加入牛奶则结果有何不同？
面包的制作过程
1、传统发酵技术的作用
防止食物腐败
口感更好
营养更好
更易消化
2、现代发酵技术的作用
生产效率高
质量易控制
确保安全
三、发酵生产过程探密
以味精生产为例
味精是日常生活中不可缺少的调味剂，它的化学成分是什么？
谷氨酸钠
(谷氨酸和Na2CO3中和而成)
三、发酵生产过程探密
1、菌种的选育
菌种：
如何获得：
谷氨酸棒状杆菌、
黄色短杆菌
先从自然界中分离出来，然后用诱变育种、细胞工程和基因工程等现代生物技术处理，得到高产菌种
注意：还必须做好菌种的保藏工作
2、扩大培养
为何要进行扩大培养？目的？
因为发酵罐的体积很大，需要接入的菌种量很多(总体积：几立方米～几十立方米)。所以要经过“种子培养罐”培养，达到一定数量后，再接入到发酵罐中，即先经过扩大培养再接种。目的是为了提高发酵效率，缩短生产时间。
（三）培养基的配制
生长因子
无机盐
水
氮源
碳源
酸碱度
成 分
是细胞内各种化学反应的进行场所
合成自身物质
提供能量，最常用的是糖类
是微生物细胞生长繁殖和生物合成不可缺的物质。分为无机氮和有机氮两种
提供不可缺少的矿质元素
如：酵母膏、动物肝脏浸出液、麦芽汁
根据不同的微生物进行调节
菌种不同，培养基的配方也不同
4、灭菌和接种
配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？
为什么要灭菌？如何灭菌才算彻底？
防止杂菌污染，对发酵过程造成不良影响；杀死所有杂菌的细胞体、芽孢和孢子。
注意：接种的操作也必须在无菌条件下进行
5.发酵罐内发酵
加料口
放料 口
无菌空气入口
排气口
冷却水进口
冷却水出口
PH检测及控制装置
搅拌器
5、发酵罐内发酵条件
谷氨酸棒状杆菌发酵的基本条件
温度 30～37℃
pH 7～8
时间 28～32h
6、分离、提纯产物
根据产品的不同，分离提纯产物的方法一样吗？味精生产中所需的产物又属于哪种情况呢？
产物若为微生物细胞本身：
过滤、沉淀等方法将菌体分离
产物若为微生物的代谢产物：
提取、分离和纯化等方法
味精生产中产品的形成：
将谷氨酸从培养液中分离出来，通常每升培养液中能得到谷氨酸50～100g，提取出来的谷氨酸用适量的NaCO3溶液中和，形成谷氨酸纳结晶，在经过过滤、浓缩、离心等步骤，便成了味精。
现代化的发酵车间
发酵食品的生产主要内容
从自然界分离的菌种
诱变育种
基因工程
细胞工程
生产用菌种
扩大培养
发酵罐
发酵条件控制
原料
培养基配制
微生物菌体
代谢产物
产品
接种
灭菌
分离 提纯
课后答案：
1、面包、酸奶、啤酒、乳酪、面酱、腐乳、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜、葡萄酒、酱油、食醋、酸味剂、甜味剂等。
2、传统发酵技术的一个重要作用是防止食物腐败，另一个重要作用是使口感平淡的原料发生感官的、物理的和营养方面的变化，使口感更好、营养更好、更易消化。
3、通常，微生物所需的主要营养物质有水、碳源、生长因子和无机盐等。
练习
4、下列属于发酵工程的过程依次是（ ）
① 提取目的基因 ② 发酵过程 ③ 动物细胞融合 ④ 菌种的选育 ⑤固定化
⑥ 灭菌 ⑦ 扩大培养 ⑧ 植物组织培养 ⑨ 培养基配制 ⑩ 分离提纯
A、①⑦⑥⑤⑩ B、①④⑥⑦⑤⑩ C、④⑥⑦⑤⑩ D、④⑨⑥⑦②⑩
D
5、在用微生物发酵法生产味精的过程中，要对发酵罐( )
A、严格密封 B、不断通人二氧化碳
C、先通风后密封 D、不断通人无菌空气
D
6、用大肠杆菌生产胰岛素应用的生物工程的组合是( )
①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程
A、①②③ B、①②④ C、①③④ D、②③④
C