2019-2020学年新培优同步北师大版高中生物选修二课件:第2章 第1节 微生物发酵及其应用 .pptx
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1、第2章 生物科学与工业,第1节 微生物发酵及其应用,1.举例说明微生物发酵类型。 2.举例说明微生物的发酵过程。 3.举例说明微生物发酵在工业中的应用。,一、发酵过程探秘 1.发酵 利用微生物在有氧或无氧条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需产品的过程。,2.微生物发酵的类型 (1)固体发酵:是将微生物接种在固体培养基上进行发酵生产的过程。 优点:一般是开放式的,无菌要求不高;发酵所需设备简单、操作容易。 缺点:劳动强度大,生产慢,微生物品种少,产品有限。 (2)液体深层发酵:是将微生物接种在液体培养基中进行发酵的过程。 类型:包括厌氧液体深层发酵和好氧液体深层发酵。甘油、丙酮、丁醇、
2、乳酸和酒精等都是通过厌氧液体发酵生产的。抗生素、维生素、氨基酸和柠檬酸等都是利用好氧液体深层发酵的方法生产的。 优点:生产周期短,产量高,占地面积小,还可以实现生产过程的自动化控制。,二、微生物发酵的过程 1.发酵过程 菌种制备菌种的扩大培养发酵提取精制。 2.发酵实质 通过微生物产生的各种酶进行一系列的生物化学反应,经过不同的代谢途径生成不同的产物。,三、微生物发酵在工业中的应用 1.微生物的特点 (1)种类繁多,繁殖速度快,代谢能力强,易通过人工诱变获得有益的突变株,微生物产生的酶种类很多。 (2)微生物能够利用各种营养物质。 (3)微生物的生长不受气候、季节等自然条件的限制,制备设备简单
3、。 2.应用 (1)微生物发酵在食品工业中的应用:生产发酵食品如酒、酱、醋等;生产各种各样的食品添加剂,如味精、胡萝卜素、柠檬酸、乳酸等。 (2)微生物发酵在其他领域中的应用:生产抗生素,用于治疗疾病;应用于轻工业、化学工业及环境保护等各个方面。,1.在馒头的生产过程中酵母菌与其他杂菌的关系 大规模生产馒头采用活性干酵母为发酵菌种。首先是将活性干酵母与适当的水混合,制成菌悬浮液,再与面粉混合形成面团,放置一定时间使酵母增殖发酵,然后制成小面团蒸制成馒头。 利用活性干酵母进行面团发酵的优点:因加入的面包酵母在面团中占有菌种优势,其他微生物占有很少的比例,可以保证发酵的质量。如果发酵面团放置时间过
4、长,被其他微生物,如乳酸菌污染,或其他产酸菌污染,面团就会变酸,使蒸制的馒头有酸味。 家庭发面蒸制馒头,在和面时有时不加入菌种,而是加入发酵好的面团,俗称“面引子”(含酵母菌和少量其他微生物),进行发酵。在面粉和水中也存在着一些微生物,所以在面团中能够自然生长繁殖的微生物很多,因此,面团自然发酵是混合菌发酵。在这些微生物中就有产酸微生物,面团发酵会产生酸,因此需要加入碱进行中和,再蒸制成馒头。,2.有哪些因素会影响发酵生产? 发酵生产过程中,以下因素会影响发酵生产。 (1)菌种 直接从自然界分离到的微生物不一定具有生产特定产物的能力,必须在实验室里对几百株、数千株微生物进行筛选。即使得到了具有
5、产生特定产物能力的菌株,其生产能力和性能也不见得能够满足生产的需要,还须经过诱变选育得到高产、性能优良的菌种。即使利用基因工程构建的具有特殊生产能力的工程菌,也还要对其进行仔细研究,全面了解产生产物的规律、影响菌株产生产物的各种因素和它们之间的关系,以及控制办法,并在实验室里进行验证和扩大规模的验证,才能够用于生产。在大规模工业生产上有了优良的生产菌种还不够,必须采取适当的措施提供足够量的菌种。,(2)发酵培养基 现在大规模工业发酵产品的生产,多采用液体培养基进行深层发酵。使用的培养基必须满足微生物细胞生长、繁殖的需要,因为没有大量的细胞就不可能产生大量的产物;但是细胞的过分生长会消耗大量的营
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