2023/8/7浙科版高中生物選修二《微生物的發酵與食品生產》優質課件2023/7/30浙科版高中生物選修二《微生物的發酵與食品生1科學與技術的區別？科學與技術的區別？2生物科學在工業方面最早應用主要集中在釀造業，利用微生物發酵作用，加工制作食品或獲得食品原料。隨著微生物純種培養技術的發展，發酵技術被廣泛用于食品、醫藥、化工、制革、環保和農產品加工等行業。酶制劑等在工業生產中廣泛運用和基因工程技術的發展，推動著一系列新興產業的發展。生物科學在工業方面最早應用主要集中在釀造業，利用微生物發3第二章生物科學與工業

第二章生物科學與工業

4第一節微生物發酵與食品生產第一節微生物發酵與食品生產5一微生物發酵與食品生產日常生活中與微生物發酵有關的食品：面包酸奶一微生物發酵與食品生產日常生活中與微生物發酵有關的食品：6啤酒醋（還有味精、醬油還有許多食品添加劑：甜味劑、酸味劑以及營養添加劑等）啤酒7發酵生產的歷史：公元前2800-公元前2300，谷酒類已經是相當普遍的酒精飲料。我國商代的《書經》中記載“若作酒醴，而惟曲糵”的釀酒方法。公元前1200年埃及就已在尼羅河畔制作面包評：這段時間人們已經對微生物在食品方面的應用，但并不知道它的本質。發酵生產的歷史：8酵母菌電子顯微鏡下的酵母酵母菌電子顯微鏡下的酵母9光學顯微鏡的酵母菌光學顯微鏡的酵母菌10浙科版高中生物選修二《微生物的發酵與食品生產》優質課件11那么是誰發現酵母菌的作用呢？那么是誰發現酵母菌的作用呢？12詮釋本質：進入傳統發酵工業1.1857年，法國微生物學家巴斯德發現了酵母菌在發酵中所起的作用(？巴斯德和李畢希的爭論，誰平息了爭論)2.19世紀末至20世紀20年代，人們利用微生物發酵生產許多新品種如：酒精、乳酸、檸檬酸、淀粉酶和蛋白酶等畢希納詮釋本質：進入傳統發酵工業1.1857年，法國微生物學家巴斯13擴大化生產：發酵工業由此進入了現代發酵工業階段20世紀40至50年代，隨著無菌技術的發展和大型發酵罐的設計成功。人們能夠在人工控制的環境條件下，利用某些類型的微生物進行大規模發酵生產。如氨基酸、核苷酸、單細胞蛋白以及抗生素、有機酸、酶制劑等。擴大化生產：發酵工業由此進入了現代發酵工業階段20世紀40至14發酵工業進入新的發展時期20世紀70年代以來，隨著分子生物學的發展，利用基因工程方法，轉移到微生物中，獲得能生產特定產品的基因工程菌，再通過工程菌的發酵培養，生產出大量以前難以得到的各種產品。請舉例：工業生產大量胰島素的方法（？）

……………發酵工業進入新的發展時期20世紀70年代以來，隨著分子生物學15發酵與發酵食品什么是發酵微生物的生命活動大量生產和積累特定代謝產物或菌體的過程統稱作發酵什么是發酵食品把農副產品原料利用發酵方法生產和加工制作的食品統稱為發酵食品發酵與發酵食品什么是發酵16浙科版高中生物選修二《微生物的發酵與食品生產》優質課件17日常生活中怎么發酵食品？自己回去做包子或者面包或者叫班主任組織一次做面包或者包子的活動。日常生活中怎么發酵食品？自己回去做包子或者面包18第一步攪拌面團第一步攪拌面團19第二步基礎發酵：決定面包成敗的第一大重點，面團的基礎醒發的過程中，面筋得到充分的氧化，使面團的延伸性更好。基礎發酵對口感、柔軟度形狀等都會產生很大影響。第二步基礎發酵：決定面包成敗的第一大重點，面團的基礎醒發的20第三步面團的排氣、分割和滾圓發酵好的面團，如果有很多大的氣泡，需要輕輕的用手將這些氣泡壓出稱為排氣。也有些面團發酵均勻就可以省略這一步，分割是根據配方需要將大面團分割成小分量的面團，通常一個面包的標準是60g，也可以分割成50g或者40g一個。分割后的面團不能立即成型，必須要滾圓，也叫搓圓，通過滾圓使面團外表形成一層光滑表皮，利于保留新的氣體而使面團再次膨脹。滾圓每個小面團有利于在成型時面團的表面不被黏連，使面包成品表面光滑，內部組織也更加均勻。搓圓時盡可能不用干面粉，以免面包內出現大空洞，搓圓時用力要均勻并迅速第三步面團的排氣、分割和滾圓21第四步中間松弛有的配方也稱為中間發酵，其實這個世界很短，大約10分鐘。這個過程并不是要等面團發酵，而是讓分割滾圓后的面團恢復柔軟和彈性，便于接下來的整形，所以稱為松弛更貼切。注意松弛時可以放在室溫，但要覆蓋濕毛巾防止小面團變成干表面結皮。第四步中間松弛22第五步整形整形也叫成型，就是把中間松弛的面團做成需要的形狀。圓形、橄欖型是比較常見的形狀，更復雜的整形手法也花樣繁多，但是對于初學者還需要多多練習，畢竟整形是否到位跟前幾步驟的操作有密切的聯系。第五步整形23第六步最后發酵又稱二次餳發（以中間松弛不算發酵計算），或第三次發酵（以中間松弛算做二次發酵計算）把整型好的面團排入烤盤，不再移動位置，放入溫暖潤處發酵至原體積的1.5-1.8倍。最后發酵理想的溫度為35度只有，濕度75%,時間大約為30-45分鐘。第六步最后發酵24第七步最后發酵一般小面包的烘烤溫度是180度左右，放在烤箱的中篇上層烤10-15分鐘。吐司類的大面包烘烤溫度是170-180度左右，放在烤箱的中層約40分鐘，起酥面包的烘烤溫度為210度左右。脆皮面包烘烤溫度為220度，放在烤箱中層烤20-30分鐘。具體的時間和溫度可參考配方。第七步最后發酵25書本的制作面包流程制作面包的流程：1.面粉與酵母加水混合，揉搓成濕面團2.合適溫度下，一段時間濕面團體積膨大，即面團發酵3將發酵后的濕面團揉搓成一定形狀，涂上輔料4烘烤后，即成面包書本的制作面包流程制作面包的流程：26浙科版高中生物選修二《微生物的發酵與食品生產》優質課件27面粉發酵的底物是什么？面粉中除了含有大量的淀粉外，還含有少量的葡萄糖、果糖和蔗糖以及一些淀粉酶等。當面粉、酵母菌和水混合調制成濕面團，并在一定溫度條件下，淀粉酶將部分淀粉轉化成麥芽糖和葡萄糖。面包發酵主要是需氧呼吸還是厭氧呼吸為主？面包松軟可口的原因？面包的營養價值高的原因是什么？由于酵母菌內含有豐富的蛋白質和纖維素面粉發酵的底物是什么？28隨著生物工業技術的發展，微生物發酵將會為人類提供更多、更新的發酵食品隨著生物工業技術的發展，微生物發酵將會為人類提供更多、更新的29發酵食品的生產現代發酵生產的一般工藝：

菌種選育擴大培養培養基的配制滅菌接種分離、提純產品發酵食品的生產現代發酵生產的一般工藝：菌種選育擴大培養培養基30提問：想要獲得在種類、產量和質量等方面都符合人們要求的產品，最重要要有優良的菌種，那么怎么才能得到菌種呢？提問：想要獲得在種類、產量和質量等方面都符合人們要求的產品，31菌種的選育菌種選育：首先挑選符合生產要求的優良菌種一選種從自然界分離篩選特定的野生菌種缺點：其生產性能一般達不到工業生產的要求二需要根據生產目的進行菌種的改良即育種思考：如果生產的食品是微生物直接合成的，菌種選育的方法是什么？如果生產的食品不是微生物直接合成的產物，則采用什么的方法得到菌種。基因突變、基因工程、細胞工程方法：物理或者化學誘變的方法篩選優良高產的突變菌種。原生質體融合或者基因重組技術構建工程菌。菌種的選育菌種選育：首先挑選符合生產要求的優良菌種32思考：那么如何才能得到大量的菌種呢？思考：那么如何才能得到大量的菌種呢？33菌種的擴大培養工業發酵罐的體積巨大，一般為幾十到幾百立方米，生產時需要按一定比例，一般為10%左右，接種純種健壯的菌種，也稱為種子，才能保證發酵生產順利進行。因此在進行大規模發酵生產時，必須進行菌種的擴大培養。菌種擴大培養要兩個滿足：1.菌種需要經過一個逐級擴大培養的過程2.同時還要使菌種保持健壯旺盛的生命力。擴大培養的本質：發酵生產要想短時間得到大量的發酵產物，就需要大量發酵菌體菌種的擴大培養工業發酵罐的體積巨大，一般為幾十到幾百立方米，34實驗室中菌種擴大培養用什么培養基？實驗室中菌種擴大培養用什么培養基？35要進行發酵生產，有了優良的菌種，還需要與菌種生長相適應的培養基要進行發酵生產，有了優良的菌種，還需要與菌種生長相適應的培養36培養基的配制水：C源：N源：無機鹽：生長因子：1.請說明培養基中具體的各種物質及作用2.培養基的配制，在滿足微生物營養調節的基礎上，應該盡可能地降低成本以提高經濟效益3.菌種不同培養基的配方也不同培養基的配制水：37教材選修一中涉及的細菌和霉菌在培養基成分的區別微生物環境PH培養基制備特殊要求注意事項細菌喜葷中性偏堿蛋白胨和酵母提取物一定量的NaCl（甘露醇的應用在什么菌種，維持滲透壓）先調整好酸堿度后才能滅菌（為什么）霉菌喜素中性偏酸無機物配制或添加蔗糖的豆芽汁教材選修一中涉及的細菌和霉菌在培養基成分的區別微生物環境PH38提問:在菌種擴大培養和發酵過程中，如果受到雜菌污染，會有什么后果？怎么才能徹底滅菌？雜菌的混入，會與發酵生產需要的菌種形成競爭關系，對菌種造成不良影響。提問:在菌種擴大培養和發酵過程中，如果受到雜菌污染，會有什么39滅菌和接種對誰滅菌？接種過程中需要注意什么？實驗室怎么做的？實驗室中滅菌的方法？滅菌和接種對誰滅菌？40滅菌操作方法操作對象操作過程灼燒滅菌法接種環，接種過程中的試管和錐形瓶的瓶口實驗操作應在酒精燈火焰的附近高壓蒸汽滅菌法培養基，玻璃器皿，取樣器的頭壓強為0.1MPa(1KG/CM2)溫度為121度條件下維持一段時間，可達到滅菌的目的。（注意加有葡萄糖的）加熱結束后，不能立即開啟鍋蓋，目的是為了防止培養基溢出或外噴和玻璃皿爆裂）G6玻璃砂漏斗尿素（加熱分解）玻璃砂漏斗使用前要在121度下用紙包好滅菌，G6孔徑最小，細菌不能濾過；用后需要1mol/LHCL浸泡，并抽濾去酸，再用再用蒸餾水洗至洗出液呈中性干燥后保存。滅菌操作方法操作對象操作過程灼燒滅菌法接種環，接種過程中的試41工業中一般采用高溫、高壓的方式殺死有雜菌的胞體、芽孢的孢子。工業中一般采用高溫、高壓的方式殺死有雜菌的胞體、芽孢的孢子。42提問：將菌體接種到裝有培養液的發酵罐中，是不是發酵生產就能順利進行了呢？提問：將菌體接種到裝有培養液的發酵罐中，是不是發酵生產就能順43發酵條件的控制探討：如溫度、PH、溶解氧及檢測菌體的濃度和產量含量還有發酵的時間發酵條件的控制探討：如溫度、PH、溶解氧及檢測菌體的濃度和產44分離和提純可以根據不同產品的特點，采用不同的方法。如果是微生物的代謝產物，則根據產品的特性把它從發酵液中分離提取出來，然后進行純化、結晶。（采取蒸餾、萃取、離子交換等方法）如北京棒狀桿菌生產氨基酸如果是收獲菌體，則可以過濾的方法獲得菌體，再進行干燥。（采用過濾、沉淀的方法）如利用禾谷鐮刀菌生產真菌蛋白。分離和提純可以根據不同產品的特點，采用不同的方法。45第二章生物科學與工業第一節微生物發酵與食品生產一.微生物與發酵食品1.發酵生產的歷史2.發酵與發酵食品二.發酵食品的生產1.菌種選育2.菌種的擴大培養3.培養基的配制4.滅菌和接種5.發