第49讲 传统发酵技术的应用与发酵工程-备战2025年高考生物一轮复习精品课件（新高考通用）

这是一份第49讲 传统发酵技术的应用与发酵工程-备战2025年高考生物一轮复习精品课件（新高考通用），共28页。PPT课件主要包含了①概念，②原理，③类型，需氧发酵，厌氧发酵，1发酵，②类型，混合菌种的半固体发酵，⑤应用，④缺点等内容，欢迎下载使用。
一、 传统发酵技术的应用
1.发酵与传统发酵技术
指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力
如：醋酸发酵、谷氨酸发酵
如：酒精发酵、乳酸发酵
生产条件不易控制，易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等
果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
有氧或无氧条件下的物质氧化分解
2.传统发酵食品的制作
酵母，曲霉和毛霉等，主要是毛霉（真核）
蛋白质 小分子的肽+氨基酸
脂肪 甘油+脂肪酸
在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸
植物体表面天然的乳酸菌(常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌)
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的
少(有O2，乳酸菌活动受抑制)
增加(硝酸盐还原菌的作用)
最多(乳酸抑制其他菌活动)
下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解)
减少(乳酸继续积累,pH继续下降,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)
④泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
思考：(选择性必修3 P8练习与应用)随泡菜的发酵时间的延长，亚硝酸盐的含量就会降低。是不是泡菜的发酵时间越长，越适合食用？_________________________________________________________________________________________________________________。
1.亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。2.营造无氧环境的3项措施：选择的泡菜坛密封性要好；加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料；盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水。
提示：不是，发酵时间过长会产生其他有害物质，同时乳酸含量过多，口味不佳
(3)果酒和果醋的制作
有氧条件酵母菌有氧呼吸大量繁殖
无氧条件酵母菌进行酒精发酵
前期需氧后期不需氧(18～30℃)
一直需氧(30～35℃)
闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)
酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝
②果酒和果醋的制作步骤及目的
发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用
榨汁机榨取葡萄汁并装入发酵瓶,留约1/3的空间,盖好瓶盖;
取新鲜葡萄,用清水冲洗1-2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒,沥干
防止冲洗掉皮上的野生酵母菌;避免葡萄破损,减少杂菌污染机会
18-30℃发酵,每12h左右将瓶盖拧松一次,发酵时间为10-12d。
打开瓶盖，盖一层纱布，温度为30-35℃，时间为7-8d。
防止发酵液溢出，且酵母菌可以进行有氧呼吸大量繁殖
创造无氧环境进行酒精发酵,并可以防止好氧型微生物污染发酵液
创造有氧环境进行醋酸发酵
有氧呼吸利于繁殖；无氧呼吸产生酒精。
装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。
排出酒精发酵时产生的CO2
排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染
用来取样,及时监测发酵进行的情況
发酵前期充气口打开，输入无菌空气让酵母茵增殖，后期关闭充气口，进行酒精发酵；在醋酸发酵时连接充气泵进行充气
③果酒和果醋发酵改进装置及其分析
(1)腐乳的制作需要多种微生物的参与，起主要作用的是曲霉(　　)(2)豆腐中的蛋白质被蛋白酶全部分解成了氨基酸(　　)(3)泡菜制作中选材装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装满(　　)(4)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件(　　)(5)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵（ ）(6)泡菜制作过程可以随时取出食用不同酸味的泡菜（ ）(7)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精(　　)(8)各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒(　　)(9)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气(　　)(10)只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵(　　)(11)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生乙酸（ ）(12)酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度（ ）(13)在果酒发酵后期松松瓶盖的间隔时间可延长（ ）(14)在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气（ ）(15)在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底（ ）
图1表示同学甲设计的制作果酒的发酵装置示意图，回答下列问题。
增加发酵液中的溶解氧；增大营养物质与酵母菌的接触
发酵初期为什么利用充氧泵向发酵液充气？
增设空气过滤器的作用是？
过滤空气中的细菌,防止杂菌污染
装置中利用水封的回旋式单向阀排气的优点是？
有利于发酵产生的气体自动排出
发酵工程是指利用 的特定功能，通过 ，规模化生产对人类有用的产品。
二、 发酵工程及其应用
①从 中筛选②通过 ， 获得
在菌种确定后选择原料，反复实验确定培养基配方
培养基和发酵设备都必须严格灭菌
①了解发酵进程:随时检测培养液中的__________ 等②及时添加必需的营养组分③严格控制 等发酵条件
①发酵产品是微生物细胞本身：在发酵结束之后，采用 等方法将菌体分离和干燥②发酵产品是代谢物：根据产物的性质采取适当的提取、 措施来获得产品
选择发酵工程用的菌种时，需要考虑的因素有？
在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；产量高；发酵条件易控制；菌种不易变异、退化等
控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养
通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程。
取样器也可以通过取样判断发酵状态和程度。
通过控制冷水流速调节罐温
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。
发酵罐示意图及功能介绍
大麦种子发芽，释放淀粉酶。
加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。
将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。
产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。
酵母菌将糖转化为酒精和CO2
杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。
过滤、调节、分装啤酒进行出售。
3.啤酒的工业化生产流程
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后进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒
使菌种与发酵底物更能充分接触，提高发酵效率
发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是?
我国是世界上啤酒的生产和消费大国,啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段：
①生产条件________。 ②原料来源丰富且____________。③产物________。 ④废弃物对环境的污染______、容易处理等。
（1）发酵工程的优点：
（2）发酵工程的应用：
食品工业、医药工业、农牧业、其他方面。
①生产传统的发酵产品。②生产各种各样的 。③生产 。
各种抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂
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。
用微生物或其代谢物来防治病虫害。
通过发酵获得大量的微生物菌体，即单细胞蛋白，可以作为食品添加剂，也可用于制成微生物饲料。
(选择性必修3 P27异想天开)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。
②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产 ，嗜低温菌有助于提高 的产量。
①利用纤维废料发酵生产 等能源物质。
(1)在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉(　　)(2)谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酰胺；在酸性条件下则容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺(　　)(3)以谷物或水果作原料，利用醋酸菌发酵生产各种酒类(　　)(4)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白(　　)(5)发酵工程一般用半固体培养基(　　)(6)在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种（ ）(7)分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法（ ）(8)在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌（ ）(9)乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产（ ）(10)发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关（ ）(11)单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的（ ）
1．(2023·山东等级考)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是(　　)A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸菌被杀死B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
2．(2021·湖北选择考)我国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(　　)A．泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2C．米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长D．酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌
3．(2021·江苏选择考)某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋。下列相关叙述正确的是(　　)A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化，溶液灰绿色逐日加深