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(共28张PPT)
第32讲
传统发酵技术的应用
与发酵工程
2
1
3
发酵与传统发酵技术的概念及泡菜的制作
果酒和果醋的发酵
考点梳理
发酵工程及其应用
知识梳理
DNA的复制相关计算
神经调节和体液调节的关系
发酵与传统发酵技术的概念
及泡菜的制作
考点1
1. 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。P281
2. 传统发酵技术：
（1）菌种来源：原材料中天然存在的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
（2）类型：固体发酵和半固体发酵
（3）实质：有氧或无氧条件下的物质氧化分解
（4）结果：生产人们需要的各种发酵产品
（5）应用：果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作
3. 腐乳的制作：
（1）原理：
（2）腐乳制作过程中参与的微生物：
毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型
4. 泡菜的制作：
（1）菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。
（2）制作原理：
乳酸菌是厌氧细菌，在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸。
乳酸菌发酵制作泡菜的反应式：
（3）制作泡菜的方法步骤
① 盐水配制：用清水和食盐配制质量分数为5%～20%的盐水，煮沸冷却
② 菜料加工：将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀并晾干
③ 装坛：将菜料装入泡菜坛内半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，
继续装至八成满
④ 密封：将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖
⑤ 发酵：向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，
根据室内温度控制发酵时间
a.除去水中的O2
b.杀灭盐水中的微生物
4. 泡菜的制作：
注意：营造“无氧环境”的3项措施
（1）选择的泡菜坛要密封性好
（2）加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料
（3）盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水
（生命观念）泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少 (有O2，乳酸菌活动受抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵中期 最多(乳酸抑制其他菌活动) 增多 pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，
部分亚硝酸盐被分解)
发酵后期 减少(乳酸继续积累， pH继续下降，抑制其活动) 继续增多 pH继续下降 下降至相对稳定
(硝酸盐还原菌被完全抑制)
变化曲线
[ 归纳概括 ]P282
泡菜制作过程中乳酸的含量是 先增加后保持稳定。
亚硝酸盐的含量是 先增加后减小
（2020·山东卷）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。
《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八
斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八
斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是(　　)
A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
C
精题精练
（2021·全国乙卷）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与
合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我
国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：
（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养
物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲
霉的生长提供 ____。
　碳源
蛋白质
精题精练
（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过
程所需的酶类，这些酶中的 ______、______ 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪
分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和______。米
曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入
空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于
________(填“自养厌氧”“异养厌氧”
或“异养好氧”)微生物。
（2021·全国乙卷）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与
合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我
国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题：
　脂肪酶
蛋白酶
　氨基酸
　异养好氧
精题精练
回答下列问题：
（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________（填“真核生物”或“原核生
物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 _______________。
在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可
以抑制杂菌生长的物质是_______________。
（2021·全国乙卷）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与
合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我
国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
　酒精和二氧化碳
原核生物
　酒精、乳酸、食盐
精题精练
果酒和果醋的发酵
考点2
1. 制作原理与发酵条件
项目 果酒制作 果醋制作
菌种 酵母菌 醋酸菌
代谢类型 异养兼性厌氧 异养好氧
发酵过程 有氧条件，酵母菌有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋6H2O 无氧条件，酵母菌无氧呼吸产生酒精：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 氧气、糖源充足时：
C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O
缺少糖源、氧气时：
C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O
温度 一般酒精发酵温度18～30℃ 发酵温度为30～35℃
条件 前期：需氧 后期：无氧 需要充足的氧气
时间 10～12天 7～8天
新鲜水果果皮表面
空气中的野生型醋酸菌
或从食醋中分离醋酸菌
（1）发酵瓶、榨汁机等器具消毒：用洗洁精清洗干净，
并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干
（2）挑选、冲洗葡萄：用清水冲洗1～2次，
再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干
（3）榨汁、装瓶：用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中
（要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖
P284 [归纳概括]
1. 科学思维 （3）葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3空间的目的。
① 先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；
② 防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
2. 制作果酒和果醋的方法步骤
防止野生菌种数量减少，影响发酵
避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会
（1）发酵瓶、榨汁机等器具消毒：
（2）挑选、冲洗葡萄：
（3）榨汁、装瓶：
（4）果酒发酵的控制：温度控制在18～30 ℃，每隔12 h左右拧松瓶盖一次
（不是打开瓶盖)，再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12d
（5）监测发酵情况：从发酵瓶口取样监测发酵情况
（6）果醋发酵：果酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，
温度控制在30～35 ℃，时间为7～8 d
发酵一段时间后在发酵液表面形成一层白色薄膜（醋酸菌膜）
防止杂菌污染
排出气体
a. 闻
b. 品尝
c. 用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测橙色→灰绿色
2. 制作果酒和果醋的方法步骤
（1）发酵瓶、榨汁机等器具消毒：
（2）挑选、冲洗葡萄：
（3）榨汁、装瓶：
（4）果酒发酵的控制：
（5）监测发酵情况：从发酵瓶口取样监测发酵情况
（6）果醋发酵：果酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，
温度控制在30～35 ℃，时间为7～8 d
发酵一段时间后在发酵液表面形成一层白色薄膜（醋酸菌膜）
（7）监测发酵情况：从发酵瓶口取样监测发酵情况
2. 制作果酒和果醋的方法步骤
a. 闻 b. 品尝 c. 使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值
d. 观察醋酸菌膜是否形成
1. （2020·江苏卷）某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的
实验报告，他的下列做法错误的是(　　)
A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁
B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁
C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵
B
精题精练
2. 利用葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%～16%时，
发酵就停止了。下列有关解释错误的是(　　)
A．高浓度酒精对酵母菌有抑制作用
B．葡萄汁中的营养物质不足
C．发酵液中pH逐渐降低影响酶活性
D．氧气过少导致酵母菌无法进行细胞呼吸
D
精题精练
发酵工程及其应用
考点3
1. 发酵工程：
指利用微生物的特定功能，通过现代化工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
（1）微生物： 来自自然界的微生物(即“常规菌”)
基因重组的微生物(即“工程菌”)。
（2）产品：通过微生物的大量繁殖获得所需产品。
包括利用酵母菌发酵制造的啤酒、果酒，利用乳酸菌发酵制造的酸奶，
及利用工程菌生产的人胰岛素。
（3）实质：利用微生物进行产品生产（如次生代谢物和菌体本身）。
2. 发酵工程的基本环节
（1）选育菌种：①从自然界中筛选；②通过诱变育种或基因工程育种获得
（2）扩大培养：在发酵之前进行，目的是增加菌种的数量，一般选用液体培养基
（3）配制培养基：在菌种确定后选择原料，反复试验确定培养基配方
（4）灭菌：培养基和发酵设备都必须严格灭菌，目的防止杂菌污染
（5）接种：无菌操作
（6）发酵罐内发酵（发酵工程的中心环节）
① 了解发酵进程：随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等；
② 及时添加必需的营养组分；
③ 严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
（7）分离、提纯产物
2. 发酵工程的基本环节
（1）选育菌种：① 从自然界中筛选；② 通过诱变育种或基因工程育种获得
（2）扩大培养：在发酵之前进行，目的是增加菌种的数量，一般选用液体培养基
（3）配制培养基：在菌种确定后选择原料，反复试验确定培养基配方
（4）灭菌：培养基和发酵设备都必须严格灭菌，目的防止杂菌污染
（5）接种：无菌操作
（6）发酵罐内发酵（发酵工程的中心环节）
（7）分离、提纯产物
① 发酵产品是微生物细胞：
在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；
② 发酵产品是代谢物：
根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
3. 发酵过程的影响因素
（1）温度：
（2）pH：
（3）溶解氧：
微生物分解有机物释放的能量，会引起发酵温度升高；
机械搅拌也会产生一部分热量引起发酵温度升高。
可用冷却水进行温度的调节。
培养液中营养成分的利用和代谢物的积累。
例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；
在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N- 乙酰谷氨酰胺。
调节和控制培养液pH的方法：在培养液中添加缓冲液，
在发酵过程中加酸或碱。
好氧型微生物 —— 溶解氧要充足；
厌氧型微生物 —— 严格的无氧环境，由发酵罐的通气口来控制。
4. 发酵工程的特点
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。
5. 发酵工程的应用
（1）在食品工业上的应用。
① 生产传统的发酵产品：酱油、各种酒类等。
② 生产各种各样的食品添加剂：柠檬酸、味精等。
③ 生产酶制剂：α 淀粉酶、β 淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。
（2）在医药工业上的应用：生产各种药物、疫苗
（3）在农牧业上的应用。
① 生产微生物肥料：根瘤菌肥、固氮菌肥。
② 生产微生物农药：利用微生物或其代谢产物来防治病虫害属于生物防治。
③ 生产微生物饲料：单细胞蛋白。
（4）其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
谢谢
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