高中生物浙科版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第三节 发酵工程为人类提供多样的生物产品图文ppt课件

这是一份高中生物浙科版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第三节 发酵工程为人类提供多样的生物产品图文ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了乳杆菌，冷开水，亚硝酸盐的含量低，将坛口用水密封，充足且廉价，遗传特性，真空发酵，吸附发酵，萃取发酵，答案C等内容，欢迎下载使用。

第三节 发酵工程为人类提供多样的生物产品（2）
利用乳酸菌发酵制作泡菜 发酵工程生产人类所需产品发酵工程的应用
1．原理：泡菜是利用附生在蔬菜表面的植物___________、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。2．方法步骤 (1)处理材料：将圆白菜、白萝卜等洗净，切成3～4 cm长的小块；将泡菜坛洗净，用开水清洗坛子内壁2次，确保没有油脂附着在内壁上（否则泡菜水会“生花”长出白色霉点）。 (2)腌制泡菜 ①用盐和__________配制成6%的盐水：取6 g食盐，溶于100mL冷开水中，按此比例配制成所需体积的盐水。
三.活动:体验传统发酵——利用乳酸菌发酵制作泡菜
冷开水是煮沸后冷却的水。煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭水中的微生物。冷却是为了防止水温度过高杀死蔬菜表面的乳酸菌。
②将蔬菜、花椒、八角、白酒等放入坛内。白酒作用：抑制泡菜表面杂菌生长，调味剂增加醇香③将盐水加入坛中，没过蔬菜，基本装满泡菜坛。④盖上泡菜坛盖，用______封住坛口，防止外界空气进入。在腌制过程中须随时加满水。作用：造成无氧环境的方法，这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧腐生菌生长，蔬菜会腐烂变质。⑤蔬菜在泡菜坛内腌制7天左右即可食用。取出腌制好的泡菜后，可以再加入新鲜蔬菜继续腌制。陈泡菜汁可以缩短腌制时间？（发酵菌）小思考：1.制作泡菜过程中，盐的作用是什么？ 在制作泡菜过程中，盐的作用是调味和抑制微生物生长若盐含量过低，则易造成细菌污染。 2.在泡菜腌制过程中,泡菜坛中冒出气体说明什么? 蔬菜上存在酵母菌,气泡是酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生CO2形成的。
1．泡菜制作的注意事项(1)材料的选择及用量①蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。（亚硝酸盐含量低）②用盐和冷开水配制成6%的盐水。(2)防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。(3)氧气需求①泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。
②将泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常向水槽中补水(4)控制适宜的温度：控制在室温即可，温度偏高有害菌活动能力强，温度偏低不利于乳酸发酵。腌制过程中,要注意控制时间、温度和食盐用量,防止杂菌的大量繁殖和亚硝酸盐含量过高(5)泡菜腌制及质量检测指标：成功的关键是营造无氧环境。检测指标有乳酸的含量、泡菜的色泽和风味，在初期发酵的末期和中期发酵阶段，泡菜的乳酸含量为0.4%～0.8%，风味品质最好，因此，常把这个阶段作为泡菜的成熟期。也可以
在显微镜下观察乳酸菌形态，比较不同时期泡菜坛中乳酸菌的含量。(6)亚硝酸盐含量的变化：注意及时细致地观察与记录。对泡菜中亚硝酸盐含量进行测定，比较不同时期亚硝酸盐含量的变化及其对泡菜质量的影响。
泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
据图乙分析,泡菜在什么时间食用比较合适?为什么?
乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化
11 d以后,此时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。
典例5. 从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜逐渐变酸，乳酸菌与杂菌数目也发生变化。下列有关分析错误的是(　　)A．泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B．密闭的发酵环境使乳酸菌在种间竞争中占据一定优势C．在发酵过程中，乳酸含量逐渐增多，可以抑制其他微生物 的生长D．发酵过程中，杂菌数目的减少使乳酸菌与杂菌的种间竞争 减弱，因此乳酸菌数目一直增多
在发酵过程中，乳酸含量不断增多，不仅可以抑制其他微生物的生长，也会影响乳酸菌的活性，因此乳酸菌数目不会一直增多
例题6.在制作泡菜的过程中,下列叙述不正确的是(　　)A.用盐和冷开水配制成10%的盐水B.盐水没过蔬菜,基本装满泡菜坛C.腌制过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量D.在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境
例题7．泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因及成分分别是(　　)A．乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行需氧呼吸产生 CO2；气体为CO2B．因腌制过程中的盐进入蔬菜，使蔬菜体积缩小，气体被排 出；气体为空气C．发酵初期活动强烈的是酵母菌，其利用氧产生CO2；气体 为CO2D．乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气 受热膨胀排出；气体为空气
例题8.回答下列有关泡菜制作的问题。(1)制作泡菜时,所用水要煮沸,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。为了缩短制作时间,有人还会在盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是　　　　　　　　　　。 (2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即乳酸菌进行　　　　　　　的过程。该过程发生在乳酸菌的　　　　　　　中。 (3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有　　　　、　　　　和　　　　　　等。 (4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是　　　　　　 , 原因是　　　　　　　　。 
乳酸菌数量增多,杂菌数量减少
杀灭水中的微生物并除去水中氧气
例题9． 萝卜干和泡菜是深受市场欢迎的腌制食品，下图是一般的生产流程，据图回答下列有关问题：(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是____________________。(2)腌制过程加入的盐水量不能过满，否则会出现溢坛现象，其原因是___________________________________。
萝卜会在盐水中发生渗透失水现象
(3)发酵过程主要利用了乳酸菌等微生物对萝卜中有机物的分解作用，产生有机酸和醇类物质，使萝卜更可口美味。同时在生产过程中通过多种措施控制其他杂菌的繁殖，以保证产品的质量。下列不属于此种措施的是______。A．加盐　　　　　　B．加白酒C．加水密封 D．加糖(4)为确保发酵所需的无氧环境，应注意____________________。(5)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变
味，试写出其中一种可能的原因：____________________________________________。(6)如果在腌制过程中，加入一些已经腌制过的泡菜汁效果更好，其原因是___________________________________________。(7)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是乳酸，还有少量的亚硝酸。若发酵后期密封不当，将会促使________菌繁殖而导致产品的酸度过大。
泡菜坛密封不严或灭菌不彻底或盐的比例过小
泡菜汁中含有已经扩增的一定量的发酵菌种
1．微生物工业发酵的基本过程
四、发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类所需产品
2．选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件。发酵工业菌种需满足条件：(1)应选择_________的菌种，使菌种的发酵产物中，需要的产物多，不需要的产物少。(2)培养基来源________________，被转化的效率______。(3)菌种发酵产物易于_________。
(4)菌种对环境________明显或潜在的危害。(5)菌种的_____________和生产能力稳定。3．发酵过程中注意事项（1）菌种的选育：选育高产优质的菌种是发酵工业的前提条件，菌种需要满足一定的条件。（2）菌种的扩大培养：将菌种扩大培养，才能满足大规模生产的需要。可以缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。（3）接种：控制发酵过程是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施。PH、氧气、温度等会影响微生物的发酵产物。（4） 菌种在不同的发酵阶段，要求环境条件是不同的。
4．分离或提纯发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤(1)如果发酵的产品是菌体本身，可采用________、________等方法将菌体从培养液中分离出来。(2)如果发酵产品是微生物的代谢产物，则可采用_____________、____________、____________等方法提取。真空发酵是对发酵灌减压，使易挥发的发酵产物从发酵液中分离出来的技术，吸附发酵在发酵过程中加入对发酵产物具有特异性或非特异性吸附作用的吸附剂，从而使发酵产物从发酵液中分离出来的技术。萃取发酵是回收和分离生物产物的一项技术。(3)分离后的生物产品还需要进一步提纯，经过质检合格后才能成为产品。
小思考：进行发酵生产时，排出的气体和废弃的培养液能直接排放到外界环境中吗？为什么？【答案】不能。因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢产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。
例题10.发酵工程基本环节主要包括:①获得产品、②扩大培养、③分离提纯产物、④灭菌、⑤配制培养基、⑥发酵罐内发酵、⑦菌种选育、⑧接种。正确的顺序是(　　)
1．微生物发酵的食品和饮料在生活中比比皆是，其产品的品种 多、数量大、产值高，应用历史悠久，高居微生物工业的榜首。2．绝大多数___________也是微生物发酵的产物，或由微生物发 酵产物加工而成。3．近年来，在医药领域开发的_______________、免疫调节剂、 ___________、抗氧化剂、生物表面活性剂和抗辐射药物等许 多新药也是微生物发酵的产物或衍生物。
五、发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值
4．___________是发酵工程对工业化生产的又一贡献。5．此外，在医药、________、食品、___________、饲料、农药 和肥料等方面有广泛用途的氨基酸、有机酸、醇、维生素、 ___________，也从天然资源提取和化学合成的生产方式逐步转向通过发酵工程大量生产。小思考：请列举发酵工程在其他行业的应用。【答案】在农业生产中，可以利用农作物废弃物生产食用菌，利用菌糠生产有机肥或部分替代动物饲料；在植物保护方面，应用微生物生产的抗生素来生产生物农药、治理病虫害等。
归纳：发酵工程的影响因素及相应的调节和控制方法(1)温度微生物分解有机物释放的能量,一部分用于合成ATP,另一部分散发到培养基中时,会引起发酵温度升高;机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高。调节和控制培养液温度的方法:用冷却水进行温度的调节。
(2)pHpH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时,培养液的pH就会下降;而碱性物质的生成则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH的方法:在培养基中添加缓冲液,在发酵过程中加酸或碱。(3)溶解氧对于需氧型微生物,发酵过程要保证充足的溶解氧;对于厌氧型微生物,要保证严格的无氧环境。调节和控制溶解氧的方法:利用发酵罐的通气口控制氧气的量。
（4）．泡沫(1)通气搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。(2)过多的持久性泡沫对发酵是不利的。因为泡沫会占据发酵罐的容积，影响通气和搅拌的正常进行，甚至导致代谢异常(3)常用的消除泡沫的措施有两类：一类是安装消除泡沫的挡板，通过强烈的机械振荡，促使泡沫破裂；另一类是使用除泡沫剂。（5）．营养物质的浓度发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。
例题11.下列关于发酵工程基本环节的叙述,正确的是(　　)A.需要根据确定的菌种选择合适的原料配制培养基,且一般需要反复试验B.需要对培养基和发酵设备进行消毒,以防止因杂菌污染导致产量下降C.选育出的菌种可以直接接种,也可以先进行扩大培养后再进行接种D.计算机控制系统可以通过正反馈机制,使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)酱油制作过程中所用到的微生物包括酵母和霉菌。(　　)(2)传统发酵技术中所用到的酵母菌、乳酸菌和醋酸菌中，属于真核生物的有酵母菌，能进行需氧呼吸的有醋酸菌。(　　)(3)乳酸菌是一类细菌的统称，在有氧条件下，可以将葡萄糖分解成乳酸，常用于乳制品的发酵、制作泡菜等。(　　)(4)果酒发酵过程中，可以通过从出料口取样，利用溴麝香草酚蓝溶液检测生成酒精的情况。(　　)
(5)泡菜制作过程中，为了防止杂菌污染，可以向发酵坛中加入少量的抗生素。(　　)(6)利用发酵工程生产的食品添加剂，可以改善食品的口味、色泽和品质，还可以延长食品的保存期，但不能增加食品的营养。(　　)(7)发酵工程所用菌种全部来自自然界。(　　)(8)环境条件影响微生物的生长繁殖，但不影响微生物代谢产物的形成。(　　)(9)传统发酵技术和现代发酵工程的唯一区别是生产规模的大小。(　　)