《微生物發(fā)酵及其應(yīng)用》課件1

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1、第第1節(jié)節(jié) 微生物微生物發(fā)發(fā)酵酵及其及其應(yīng)應(yīng)用用從社會中來從社會中來我我們經(jīng)們經(jīng)常食用的食品中有哪些常食用的食品中有哪些是由微生物是由微生物發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)產(chǎn)而來的？而來的？舉舉例例說說出利用微生物出利用微生物發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)產(chǎn)的的5種食品種食品第1節(jié) 微生物發(fā)酵及其應(yīng)用從社會中來我們經(jīng)常食用的食微生物的應(yīng)用微生物的應(yīng)用酒類：酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在釀酒酵母，在厭氧厭氧條件下進(jìn)行發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精生產(chǎn)的。化為酒精生產(chǎn)的。醋：醋：除了白醋是由化學(xué)合成的食品級醋酸勾兌的除了白醋是由化學(xué)合成的食品級醋酸勾兌

2、的外，其他的則是由外，其他的則是由醋酸菌醋酸菌在在好氧好氧條件下發(fā)酵，將條件下發(fā)酵，將固體發(fā)酵產(chǎn)生的酒精轉(zhuǎn)化為醋酸生產(chǎn)的。固體發(fā)酵產(chǎn)生的酒精轉(zhuǎn)化為醋酸生產(chǎn)的。醬油：醬油：以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將原料經(jīng)粉碎制成固體培養(yǎng)基，在玉米等，將原料經(jīng)粉碎制成固體培養(yǎng)基，在好好氧氧條件下，利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌，如條件下，利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉黑曲霉進(jìn)行發(fā)酵。進(jìn)行發(fā)酵。微生物的應(yīng)用酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵一、一、發(fā)發(fā)酵酵生生產(chǎn)產(chǎn)的的歷歷史史閱讀閱讀教材中有關(guān)教材中有關(guān)“發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)產(chǎn)的的歷歷史史”的內(nèi)容，并思考：的內(nèi)容

3、，并思考：1.發(fā)發(fā)酵工程酵工程歷經(jīng)歷經(jīng)了哪些了哪些階階段？段？一、發(fā)酵生產(chǎn)的歷史閱讀教材中有關(guān)“發(fā)酵生產(chǎn)的歷史”的內(nèi)容，并微生物的應(yīng)用微生物的應(yīng)用酸奶：酸奶：牛奶在厭氧條件下，由牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌乳酸菌發(fā)酵，將發(fā)酵，將乳糖分解，并進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和其他有機(jī)乳糖分解，并進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和其他有機(jī)酸，以及一些芳香物質(zhì)和維生素等；同時蛋白酸，以及一些芳香物質(zhì)和維生素等；同時蛋白質(zhì)也部分水解。質(zhì)也部分水解。面包：面包：現(xiàn)在的面包均是利用現(xiàn)在的面包均是利用活性干酵母活性干酵母（面包（面包酵母）經(jīng)活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入各酵母）經(jīng)活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入各種添加劑，經(jīng)烤制生產(chǎn)的。種

4、添加劑，經(jīng)烤制生產(chǎn)的。泡菜：（泡菜：（乳酸菌乳酸菌）腐乳：（腐乳：（毛霉毛霉、青霉、酵母、曲霉等）、青霉、酵母、曲霉等）微生物的應(yīng)用發(fā)發(fā)酵工酵工業(yè)經(jīng)歷業(yè)經(jīng)歷了哪幾個了哪幾個階階段？特點？段？特點？原始原始發(fā)發(fā)展展階階段段傳統(tǒng)發(fā)傳統(tǒng)發(fā)酵工酵工業(yè)階業(yè)階段段現(xiàn)現(xiàn)代代發(fā)發(fā)酵工酵工業(yè)階業(yè)階段段生物技生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)階術(shù)產(chǎn)業(yè)階段段發(fā)發(fā)酵技酵技術(shù)術(shù)原始，原始，頂頂多是家庭小制多是家庭小制 作，技作，技術(shù)進(jìn)術(shù)進(jìn)步步緩緩慢，慢，完全是完全是經(jīng)驗經(jīng)驗式的，并不知道其中的原理式的，并不知道其中的原理人人們們開始了解開始了解發(fā)發(fā)酵酵現(xiàn)現(xiàn)象的本象的本質(zhì)質(zhì)，采用開放式的，采用開放式的發(fā)發(fā)酵方式，酵方式，生生產(chǎn)過產(chǎn)過程程較為簡

5、單較為簡單，對對生生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)設(shè)備要求不高，要求不高，規(guī)規(guī)模一般不模一般不大大生生產(chǎn)產(chǎn)技技術(shù)術(shù)要求高；生要求高；生產(chǎn)規(guī)產(chǎn)規(guī)模大；技模大；技術(shù)發(fā)術(shù)發(fā)展速度快；菌展速度快；菌種的生種的生產(chǎn)產(chǎn)能力大幅度提高，新能力大幅度提高，新產(chǎn)產(chǎn)品、新技品、新技術(shù)術(shù)、新、新設(shè)備設(shè)備的的應(yīng)應(yīng)用達(dá)到前所未有的程度用達(dá)到前所未有的程度利用構(gòu)建的具有特殊生利用構(gòu)建的具有特殊生產(chǎn)產(chǎn)能力的基因工程菌來能力的基因工程菌來進(jìn)進(jìn)行生行生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)酵工業(yè)經(jīng)歷了哪幾個階段？特點？原始發(fā)展階段傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)2.從中你可以得到什么啟示？從中你可以得到什么啟示？微生物發(fā)酵不僅僅使食物發(fā)霉、變質(zhì)，還微生物發(fā)酵不僅僅使食物發(fā)霉、變質(zhì)，還可以把原料轉(zhuǎn)變成

6、人們所需產(chǎn)品，生產(chǎn)出可以把原料轉(zhuǎn)變成人們所需產(chǎn)品，生產(chǎn)出營養(yǎng)豐富，口味獨特食物。我國發(fā)酵歷史營養(yǎng)豐富，口味獨特食物。我國發(fā)酵歷史悠久悠久,隨著生物工程技術(shù)發(fā)展，微生物發(fā)隨著生物工程技術(shù)發(fā)展，微生物發(fā)酵將為人類提供更多、更新的現(xiàn)代發(fā)酵食酵將為人類提供更多、更新的現(xiàn)代發(fā)酵食品。品。2.從中你可以得到什么啟示？微生物發(fā)酵不僅僅使食物發(fā)霉、變質(zhì)二、二、發(fā)發(fā)酵酵與與發(fā)發(fā)酵食品酵食品發(fā)發(fā)酵概念酵概念:發(fā)發(fā)酵是指酵是指在一定在一定條件下條件下利用微生物的生命活利用微生物的生命活動動大量生成和大量生成和積積累特定代累特定代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物或物或菌體菌體的的過過程。程。那么，微生物那么，微生物發(fā)發(fā)酵需要什么條件呢？酵

7、需要什么條件呢？而把而把農(nóng)農(nóng)副副產(chǎn)產(chǎn)品原料利用品原料利用發(fā)發(fā)酵方法生酵方法生產(chǎn)產(chǎn)和加和加工制作的食品工制作的食品統(tǒng)統(tǒng)稱稱為發(fā)為發(fā)酵食品。酵食品。發(fā)發(fā)酵食品慨念酵食品慨念二、發(fā)酵與發(fā)酵食品發(fā)酵概念:發(fā)酵是指在一定條件下利用微生物的二、微生物發(fā)酵需要條件的探究二、微生物發(fā)酵需要條件的探究 微生物的微生物的發(fā)發(fā)酵需要糖酵需要糖類類，當(dāng)有糖，當(dāng)有糖類類存在存在時時酵母菌能酵母菌能進(jìn)進(jìn)行行發(fā)發(fā)酵。酵。實驗實驗內(nèi)容：內(nèi)容：探究酵母菌探究酵母菌發(fā)發(fā)酵所需要的條件酵所需要的條件假假設(shè)設(shè)二、微生物發(fā)酵需要條件的探究 微生物的發(fā)酵需要糖號瓶號瓶內(nèi)容物內(nèi)容物結(jié)結(jié)果果1溫水、酵母溫水、酵母2溫水、酵母和溫水、酵母和5

8、mL鹽鹽水水3溫水、酵母和溫水、酵母和5mL糖水糖水4溫水、酵母和溫水、酵母和30mL糖水糖水5溫水、溫水、5mL糖水糖水實驗記錄實驗記錄表表無氣體無氣體產(chǎn)產(chǎn)生生無氣體無氣體產(chǎn)產(chǎn)生生有氣體有氣體產(chǎn)產(chǎn)生生有大量氣體有大量氣體產(chǎn)產(chǎn)生生無氣體無氣體產(chǎn)產(chǎn)生生思考：思考：1、為為什么要加入溫水？什么要加入溫水？2、設(shè)設(shè)置置3號和號和4號瓶的目的是什么？號瓶的目的是什么？為為什么要什么要設(shè)設(shè)置置5號瓶？號瓶？3、如果在瓶中加入牛奶、如果在瓶中加入牛奶則結(jié)則結(jié)果有何不同？果有何不同？號瓶內(nèi)容物結(jié)果1溫水、酵母2溫水、酵母和5mL鹽水3溫水、酵面包的制作過程面包的制作過程面包的制作過程1、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的作用、

9、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的作用防止食物腐防止食物腐敗敗口感更好口感更好營營養(yǎng)更好養(yǎng)更好更易消化更易消化2、現(xiàn)現(xiàn)代代發(fā)發(fā)酵技酵技術(shù)術(shù)的作用的作用生生產(chǎn)產(chǎn)效率高效率高質(zhì)質(zhì)量易控制量易控制確保安全確保安全防止食物腐敗口感更好營養(yǎng)更好更易消化2、現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的作用生三三、發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)過產(chǎn)過程探密程探密以味精生以味精生產(chǎn)為產(chǎn)為例例 味精是日常生活中不可缺少的味精是日常生活中不可缺少的調(diào)調(diào)味味劑劑，它的化學(xué)成分是什么？，它的化學(xué)成分是什么？谷氨酸谷氨酸鈉鈉(谷氨酸和谷氨酸和Na2CO3中和中和而成而成)三、發(fā)酵生產(chǎn)過程探密以味精生產(chǎn)為例 味精是日常生活中不可三三、發(fā)酵生產(chǎn)過程探密、發(fā)酵生產(chǎn)過程探密三、發(fā)酵生產(chǎn)過程探

10、密1、菌種的、菌種的選選育育菌種：菌種：如何如何獲獲得：得：谷氨酸棒狀桿菌谷氨酸棒狀桿菌黃色短桿菌黃色短桿菌先從自然界中分離出來，先從自然界中分離出來，然后用然后用誘變誘變育種、育種、細(xì)細(xì)胞工胞工程和基因工程等程和基因工程等現(xiàn)現(xiàn)代生物代生物技技術(shù)處術(shù)處理，得到高理，得到高產(chǎn)產(chǎn)菌種菌種注意：注意：還還必必須須做好菌種的保藏工作做好菌種的保藏工作1、菌種的選育菌種：如何獲得：谷氨酸棒狀桿菌先從自然界中分離2、擴(kuò)擴(kuò)大培養(yǎng)大培養(yǎng)為為何要何要進(jìn)進(jìn)行行擴(kuò)擴(kuò)大培養(yǎng)？目的？大培養(yǎng)？目的？因因為發(fā)為發(fā)酵罐的體酵罐的體積積很大，需要接入很大，需要接入的菌種量很多的菌種量很多(總總體體積積：幾立方米幾：幾立方米幾十

11、立方米十立方米)。所以要。所以要經(jīng)過經(jīng)過“種子培養(yǎng)種子培養(yǎng)罐罐”培養(yǎng)培養(yǎng)，達(dá)到一定數(shù)量后，再接入達(dá)到一定數(shù)量后，再接入到到發(fā)發(fā)酵罐中，即先酵罐中，即先經(jīng)過擴(kuò)經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)再大培養(yǎng)再接種接種。目的是目的是為為了提高了提高發(fā)發(fā)酵效率，酵效率，縮縮短生短生產(chǎn)時間產(chǎn)時間。2、擴(kuò)大培養(yǎng)為何要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)？目的？因為發(fā)酵罐的體積很大，（三）培養(yǎng)基的配制（三）培養(yǎng)基的配制生生長長因因子子無機(jī)無機(jī)鹽鹽水水氮源氮源碳源碳源酸堿酸堿度度成成 分分是是細(xì)細(xì)胞內(nèi)胞內(nèi)各種各種化學(xué)化學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的進(jìn)進(jìn)行行場場所所合成自合成自身物身物質(zhì)質(zhì)提供能提供能量，最量，最常用的常用的是糖是糖類類是微生物是微生物細(xì)細(xì)胞生胞生長長繁殖繁殖

12、和生物合成和生物合成不可缺的物不可缺的物質(zhì)質(zhì)。分。分為為無無機(jī)氮和有機(jī)機(jī)氮和有機(jī)氮兩種氮兩種提供不提供不可缺少可缺少的的礦質(zhì)礦質(zhì)元素元素如：如：酵母酵母膏、膏、動動物物肝肝臟臟浸出浸出液、液、麥芽麥芽汁汁根根據(jù)據(jù)不不同同的的微微生生物物進(jìn)進(jìn)行行調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)菌種不同，培養(yǎng)基的配方也不同菌種不同，培養(yǎng)基的配方也不同（三）培養(yǎng)基的配制生長因子無機(jī)鹽水氮源碳源酸堿度成 4、滅滅菌菌和接種和接種配制好培養(yǎng)液后，是否可以立即加入菌種配制好培養(yǎng)液后，是否可以立即加入菌種？為為什么要什么要滅滅菌？如何菌？如何滅滅菌才算菌才算徹徹底？底？防止防止雜雜菌菌污污染，染，對發(fā)對發(fā)酵酵過過程造成不良程造成不良影響；影響；殺

13、殺死所有死所有雜雜菌的菌的細(xì)細(xì)胞體、芽胞體、芽孢孢和和孢孢子。子。注意：接種的操作也必注意：接種的操作也必須須在無菌條件下在無菌條件下進(jìn)進(jìn)行行4、滅菌和接種配制好培養(yǎng)液后，是否可以立即加入菌種？為什么要5.發(fā)發(fā)酵罐內(nèi)酵罐內(nèi)發(fā)發(fā)酵酵加料口加料口放料放料 口口無菌空氣入口無菌空氣入口排氣口排氣口冷卻水冷卻水進(jìn)進(jìn)口口冷卻水出口冷卻水出口PH檢測檢測及控制裝置及控制裝置攪攪拌器拌器5.發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵加料口5、發(fā)發(fā)酵罐內(nèi)酵罐內(nèi)發(fā)發(fā)酵條件酵條件谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵的基本條件谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵的基本條件溫度溫度3037pH78時間時間2832h5、發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵條件谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵的基本條件溫度3036、分離、

14、提、分離、提純產(chǎn)純產(chǎn)物物 根據(jù)根據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品的不同，分離提品的不同，分離提純產(chǎn)純產(chǎn)物的方法一物的方法一樣嗎樣嗎？味精生？味精生產(chǎn)產(chǎn)中所需中所需的的產(chǎn)產(chǎn)物又屬于哪種情況呢？物又屬于哪種情況呢？產(chǎn)產(chǎn)物若物若為為微生物微生物細(xì)細(xì)胞本身：胞本身：過濾過濾、沉淀等方法將菌體分離、沉淀等方法將菌體分離產(chǎn)產(chǎn)物若物若為為微生物的代微生物的代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物：物：提取、分離和提取、分離和純純化等方法化等方法6、分離、提純產(chǎn)物 根據(jù)產(chǎn)品的不同，分離提純產(chǎn)物的味精生味精生產(chǎn)產(chǎn)中中產(chǎn)產(chǎn)品的形成：品的形成：將谷氨酸從培養(yǎng)液中分離出來，將谷氨酸從培養(yǎng)液中分離出來，通常每升培養(yǎng)液中能得到谷氨酸通常每升培養(yǎng)液中能得到谷氨酸50100g

15、，提取出來的谷氨酸用，提取出來的谷氨酸用適量的適量的NaCO3溶液中和，形成谷溶液中和，形成谷氨酸氨酸納結(jié)納結(jié)晶，在晶，在經(jīng)過過濾經(jīng)過過濾、濃縮濃縮、離心等步離心等步驟驟，便成了味精。，便成了味精。味精生產(chǎn)中產(chǎn)品的形成：將谷氨酸從培養(yǎng)液中分離出來，通常每升培現(xiàn)代化的發(fā)酵車間現(xiàn)代化的發(fā)酵車間現(xiàn)代化的發(fā)酵車間發(fā)發(fā)酵食品的生酵食品的生產(chǎn)產(chǎn)主要內(nèi)容主要內(nèi)容從自然界分離的菌種從自然界分離的菌種誘變誘變育種育種 基因工程基因工程 細(xì)細(xì)胞工程胞工程生生產(chǎn)產(chǎn)用菌種用菌種擴(kuò)擴(kuò)大培養(yǎng)大培養(yǎng)發(fā)發(fā)酵罐酵罐發(fā)發(fā)酵條件控制酵條件控制原料原料培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基配制微生物菌體微生物菌體代代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物物產(chǎn)產(chǎn)品品接種接種接種接種滅

16、滅滅滅菌菌菌菌分離分離分離分離 提提提提純純純純發(fā)酵食品的生產(chǎn)主要內(nèi)容從自然界分離的菌種誘變育種基因工程細(xì)胞練習(xí)練習(xí)1、下列屬于發(fā)酵工程的過程依次是（）、下列屬于發(fā)酵工程的過程依次是（）提取目的基因；提取目的基因；發(fā)酵過程；發(fā)酵過程；動物細(xì)胞動物細(xì)胞融合；融合；菌種的選育；菌種的選育；固定化；固定化；滅菌；滅菌；擴(kuò)大培養(yǎng)；擴(kuò)大培養(yǎng)；植物組織培養(yǎng)；植物組織培養(yǎng)；培養(yǎng)基配培養(yǎng)基配制；制；分離提純分離提純A、B、C、D、D練習(xí)1、下列屬于發(fā)酵工程的過程依次是（）D5、在用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)味精的過程中，要、在用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)味精的過程中，要對發(fā)酵罐對發(fā)酵罐()A、嚴(yán)格密封、嚴(yán)格密封 B、不斷通人二氧化碳、不斷通人二氧化碳 C、先通風(fēng)后密封、先通風(fēng)后密封 D、不斷通人無菌空氣、不斷通人無菌空氣D5、在用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)味精的過程中，要對發(fā)酵罐()6 6、用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素應(yīng)用的生物工程的、用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素應(yīng)用的生物工程的組合是組合是()()基因工程基因工程細(xì)胞工程細(xì)胞工程 發(fā)酵工程發(fā)酵工程酶工程酶工程A A、B B、C C、D D、C6、用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素應(yīng)用的生物工程的組合是()C再見再見再見