资源简介

(共15张PPT)
第1章 发酵工程
第3节 发酵工程及其应用
什么是发酵工程？
发酵工程的一般流程是什么？
本节聚焦
1
2
一
发 酵
人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
利用微生物，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分享和提纯等方面。
发酵工程（微生物工程）
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
传统发酵技术
基础：
1）微生物纯培养技术的建立
2）密闭式发酵罐的成功设计
一、什么是发酵工程
选育高产菌种
扩大培养
配制培养基
灭菌
接种
发酵罐内发酵
分离、提纯产物
获得产品
发酵工程基本环节：
结合教科书第22~23页图1-9思考下列问题：
1.可通过哪些途径获得发酵工程使用的优良菌种 选择菌种时要考虑哪些因素？
2.获得优良菌种后为什么要对菌种进行扩大培养？选择什么培养基扩大培养？为什么选择此类型的培养基？扩大培养的最佳时期？
3.配制培养基的要求？
4.为什么要灭菌？
5.为什么要严格控制发酵条件？
6.发酵过程中，温度、pH变化的原因以及控制的措施？
7.结合发酵罐示意图解释发酵罐的构造及各部分的作用
8.发酵生产排出的气体和废弃培养液等不能直接排放到外界环境，需如何处理
温度：原因：微生物分解有机物释放的能量，机械搅拌也会引起温度升高。
方法：常用冷却水进行温度的调节。
pH: 原因：培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。
方法：是在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。
6.发酵过程中，温度、pH变化的原因以及控制的措施？
电动机D1
排气管C3
pH计B3
冷却水排出口C2
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮D2
生物传感器装置B4
空气入口A4
放料管A2
A3 阀门
A1培养物或营养物质的加入口
B1观察孔
B2取样管
B5温度传感器和控制装置
C1冷却水进入口
—发酵工程的中心环节
发酵罐发酵
装置编号 主要用途
A1-A3
A4
B1-B5
C1、C2
C3
D1、D2
控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养
控制溶解氧
通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，B2处抽取样品进一步检测。
通过控制冷水流速调节罐温
调节罐压
电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热。
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？
①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖
②产量高；
③发酵条件容易控制；
④菌种不易变异、退化等。
2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
要对温度、pH和溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必需的营养组分。
发酵工程的基本环节分析
4.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一般是成分复杂的混合物，一般不会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。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，进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。最后需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。
发酵工程的基本环节分析
3.引起发酵罐内培养液的温度和pH变化的原因有哪些？
发酵工程中如何调节温度和pH
温度：原因：微生物分解有机物释放的能量，机械搅拌也会引起温度升高。
方法：常用冷却水进行温度的调节
pH：原因：培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。
方法：是在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱
一、过程概述：
1.啤酒的发酵过程分为_______和_______两个阶段；
2.主发酵阶段完成_ ____ _____________________；
3.后发酵的条件__________________ ________；
4.焙烤的目的：______________________ _____；
5.蒸煮的目的：___ ____________ _____________。
主发酵
后发酵
酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成
低温、密闭的环境下储存一段时间
加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活
产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌
阅读课本P24
从社会中来：
二、思考
1.酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？
2.啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？
“通气”：酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
“密封”：酵母菌进行酒精发酵产生酒精。
酒精在醋酸菌的作用下产生醋酸。
阅读教材24-27页回答以下问题：
二、发酵工程的应用
1.发酵工程有哪些方面的应用？
2.在食品工业上的应用有哪些？
3.在医药工业上的应用有哪些？
4.在农牧业上的应用有哪些？
发酵工程以其生产条件温和、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特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛应用，形成了规模庞大的分解工业。
合作探究2
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
通过发酵技术大量生产所需要的产品
直接对菌种进行改造
基因工程
将病原体的抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物作为疫苗
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
未来
在医药工业上的应用
1.2 发酵工程的应用
生产微生物农药
生产微生物肥料
生产微生物饲料
有机酸
生物活性物质
微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的　　　、　　　 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
在农牧业上的应用
1.2 发酵工程的应用
课堂小结

展开更多......

收起↑