人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用集体备课课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用集体备课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了与社会的联系，思考讨论，牛刀小试等内容，欢迎下载使用。

世界上第一个应用于临床的抗生素。
2.发酵工程的基本环节
选育菌种:可以从自然界中筛选,也可通过诱变育种或基因工程获得
发酵罐内发酵:发酵工程的中心环节。在了解发酵进程的同时,还要控制发酵条件。如环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成
灭菌:不能有杂菌污染。如在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉
分离、提纯产物:(1)若产品是微生物本身,可采用过滤、沉淀等方法;(2)若产品是代谢物,可根据产物性质采取适当的措施
一般包括：菌种的选育， 扩大培养， 培养基的配制、灭菌， 接种、发酵， 产品的分离、提纯等方面。
3.各环节需要注意的地方
性状优良菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种或基因工程育种获得。
工业发酵罐体积大，接种菌种总体积大。发酵前需对菌种扩大培养。
选原料制备培养基。生产实践中，培养基配方要经过反复实验才能确定。
发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染影响产量，培养基和设备需严格灭菌
现代发酵工程的大型发酵罐有计算机控制系统，能对温度、PH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养进行监测和控制。还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。
发酵工程的中心环节，发酵过程中，要随时检测培养液中微生物数量、产品浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅影响微生物生长繁殖，还影响微生物代谢物的形成。
如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束后，采用过滤、沉淀方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可据产物性质采取适当提取、分离纯化措施来获得产品。
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)要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖(2)及时添加必要的营养组分。(3)对培养基和发酵设备进行严格的灭菌。
需要考虑的因素包括:在低成本的培养基上能迅速生长繁殖;生产所需代谢物的产量高;发酵条件容易控制;菌种不易变异、退化等。
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-般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在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、吸附和离子交换等方法;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。
4、进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液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弃培养液进行二次清洁或灭菌处理
生产条件温和原料来源丰富且价格低廉产物专一废弃物对环境的污染小和容易处理等
生产传统的发酵产品发酵工程使这些产品的产量和质量明显提高
利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类
生产各种各样的食品添加剂
食品添加剂不仅可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。
完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。
主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下 储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
1、与传统的手工发酵相比，在工业化啤酒生产过程中，哪些工程手段使啤酒产量和质量明显提高？
2、现在市面上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？“精酿”啤酒，是小规模酿造产品，发酵时间长、产量低和价格高，却依然有着市场需求，我们如何看待大规模生产和小规模制作？
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，都有助于提高啤酒的产量和品质。
a -淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、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方面。
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。
利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素
通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素
科学家还利用基因工程，将病原体的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。
未来甚至还可能用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。
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。
利用根瘤菌和固氮菌生产的根瘤菌肥、固氮菌肥
与传统的化学农药不同，微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的
例子：利用苏云金杆菌防治多种农林虫害、利用白僵菌防治玉米螟和松毛虫， 一种放线菌产生的抗生素-井冈霉素可防治水稻枯纹病。
微生物含有丰富的蛋白质，如细菌的蛋白质含量占细胞干重的60%-80%，而且细菌生长繁殖速度很快
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，用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高
①、解决资源短缺和环境污染问题
利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质
②、对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温环境）的利用
利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂
下列不属于发酵工程应用的是(C)A.利用工程菌生产人生长激素释放抑制激素B.利用啤酒酵母酿造啤酒C.用培养的人细胞构建人造皮肤D.用酵母菌生产作为食品添加剂的单细胞蛋白
发酵法生产酒精后的废液(pH 4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白地霉菌体，生产高蛋白饲料。培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图如下。请据图回答下列问题：
(1)实验过程中培养白地霉的培养基是____________ 。培养基定量分装前，先调节________ ，分装后用 棉塞封瓶口，最后________处理。(2)图中①过程称为______，从甲到丁的培养过程是为了__________。白地霉菌的代谢类型为________ 。
(3)为确定菌体产量，图中②操作之前，应先称量_______的质量。过滤后需反复烘干称量，直至________。 所获菌体干重等于
恒重时的质量与滤纸质量之差(答案合理即可)