资源简介

1.3 发酵工程及其应用学案
【预习新知】
（一）发酵工程的基本环节
1.发酵工程一般包括 ， ， ，
， 等方面。
(1)配制培养基：结合 特点配制培养基
(2) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量
(3)选育菌种：菌种的三个来源: ， ，
(4) ：快速增加菌种数量
(5) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量
(6)发酵罐内发酵：
a.监测并控制温度、pH、 、罐压等发酵条件使发酵全过程处于最佳状态
b.随时检测培养液中 、 等,以了解发酵进程,还要及时添加必需的营养组分等。
(7)分离、提纯产物：
a.若发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用 、 等方法将菌体分离、干燥
b.若发酵产品是代谢物,可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
2.发酵罐
(1)温度、pH、溶解氧是影响代谢途径的重要因素。应根据代谢途径控制发酵条件，如谷氨酸发酵过程需要 供应，在 性条件下会积累谷氨酸；在 性条件下则容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。
(2)传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯，而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。
(3)发酵生产排出的气体和废弃物 （能不能）直接排放到外界环境中。　
(4)培养基和发酵设备都必须经过严格的 。
(5) 的控制直接影响发酵产品的质和量。
(6)发酵工程可大批量生产发酵产品，降低相应的生产成本和使用成本。　
（二）发酵工程的应用
1．发酵工程的特点
(1)条件：生产条件________。
(2)原料：来源________且价格低廉。
(3)产物：________。
(4)废弃物________________和容易处理。
2．在食品工业上的应用
(1)生产传统的发酵产品，如________________。
(2)生产各种各样的食品添加剂，如通过________发酵制得的柠檬酸，由________________发酵生产味精。
(3)生产酶制剂，如α淀粉酶、β淀粉酶、脂肪酶等。
3．在医药工业上的应用
________工程、________工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
4．在农牧业上的应用
(1)生产微生物肥料。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，常见的有________、________等。
(2)生产微生物农药。微生物农药是利用________或________来防治病虫害的。微生物农药作为________的重要手段，将在农业的____________方面发挥越来越重要的作用。
(3)生产微生物饲料。微生物含有丰富的________。以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的________，即单细胞蛋白，用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。
5．在其他方面的应用
发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决________________________和________等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。
【巩固训练】
1.下列关于发酵工程的叙述错误的是( )
A.发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵
B.发酵过程中应对发酵条件进行控制
C.发酵工程的原料来源丰富、价格低廉，产物专一，在许多领域得到了广泛应用
D.发酵工程大多使用单一菌种进行发酵，所以生产过程不需要进行无菌操作
2.利用传统的纯粮固态发酵工艺生产高品质白酒过程中有多种微生物参与：将谷物中的大分子物质分解为小分子糖类等物质的a类菌种、将糖类发酵产生酒精的b类菌种、将酒精转化为醋酸的c类菌种、将酒精和酸性物质等转化为有香味酯的d类菌种。下列说法正确的是( )
A.可以使用以纤维素为唯一碳源的培养基来筛选a类菌种
B.产酒过程中需经常搅拌原料以增加b类菌种发酵所需氧气
C.控制温度在18-25℃有利于抑制c类菌种的生长而增加产酒量
D.不同白酒的品质差异只取决于d类菌种
3.发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别，承载了中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。下列有关发酵的说法正确的是( )
A.用于制作泡菜的微生物与用于制作果酒的微生物具有一样的细胞结构
B.制作果酒和果醋所需要的条件不同点是前者无需通气，后者需要通气，其他条件相同
C.传统发酵产品的风味与微生物的种类、代谢特点及种间关系有关
D.自制酸奶所用原料和器具都需严格灭菌，且发酵全过程都需在无菌环境中进行
4.与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高下列相关表述错误的是( )
A. 发酵条件变化不会影响微生物的代谢途径
B. 发酵工程与传统发酵技术的基本环节有差异
C. 发酵工程可应用于食品工业和医药工业等
D. 通过发酵工程可以获得大量的单细胞蛋白
5.关于传统发酵技术的应用，下列叙述错误的是( )
A.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸
B.酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖产生酒精
C.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵
D.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶
6.下列关于微生物纯培养与发酵工程的说法正确的是( )
A.微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物
B.平板划线法既可以用于微生物的纯培养，又可用于微生物计数
C.利用酵母菌发酵产生的单细胞蛋白属于分泌蛋白，可制成微生物饲料
D.在农牧业中，利用发酵工程生产的微生物肥料一般是微生物的代谢产物
7.自古以来，传统发酵的食品一直都是人们舌尖上的美食。下列关于传统发酵技术的描述错误的是( )
A. 传统发酵技术所用的菌种一般是原材料中天然存在的微生物
B. 传统发酵以单一菌种的固体发酵或半固体发酵为主
C. 传统发酵技术产物的品质可能低于工业化发酵产品的
D. 传统发酵技术实质上是微生物将大分子有机物分解为小分子物质
8.下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是( )
A.酿制葡萄酒时对葡萄的处理是先清洗葡萄再去除枝梗
B.变酸的酒表面有白膜出现，是醋酸菌有丝分裂形成的
C.腐乳制作过程利用的是毛霉产生的淀粉酶和脂肪酶
D.制作果醋、泡菜、果酒的过程中发酵液pH不变
9.与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。下列相关表述正确的是( )
A. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵
B. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C. 在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径
D. 通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
10.发酵工程有着多项优点，广泛应用于许多领域，下列有关说法错误的是( )
A.进行发酵工程生产时排出的废弃物，对环境无害
B.在农牧业上利用发酵工程可生产出微生物肥料、饲料和农药
C.在医药工业上利用发酵工程不仅能提高药物产量，还能降低成本
D.在食品工业上利用发酵工程既能生产传统发酵产品，也能生产食品添加剂
参考答案
1.答案：D
解析：A、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，A正确;
B、发酵过程中应对发酵条件进行控制，使发酵过程处于最佳状态，B正确;
C、发酵工程的原料来源丰富、价格低廉，产物专一,废弃物对环境污染小，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，C正确;
D、发酵工程大多使用单一菌种进行发酵，但是生产过程也需要进行无菌操作，D错误；
故选D。
2.答案：C
解析：A、a类菌种可将谷物中的大分子物质分解为小分子糖，并以此作为碳源，故可以使用以谷物为唯一碳源的培养基来筛选a类菌种，A错误；B、b类菌种在无氧条件下能进行酒精发酵产生酒精，该过程应营造无菌环境，B错误；C、C类菌种主要是醋酸菌，醋酸菌发酵适宜的温度是30~35℃，而b类菌种酒精发酵所需的适宜温度低于该温度，故控制温度低于30~35℃利于减少c类菌种的生长而增加产酒，C正确；D、由题可知，白酒过程中有多种微生物参与：将谷物中的大分子物质分解为小分子糖等物质的a类菌种、将糖类发酵产生酒精的b类菌种、将酒精转化为醋酸的c类菌种、将酒精和酸性物质等转化为有香味酯的d类菌种，因此不同白酒的品种取决于4类菌种，D错误。
故选：C。
3.答案：C
解析：A、用于制作泡菜的微生物是乳酸菌，为原核生物，制作果酒的微生物是酵母菌，为真核生物，它们的细胞结构不同，A错误；B、制作果酒和果醋所需要的条件不同点除了氧气不同外，温度条件也不同，酿酒酵母的最适生长温度为28℃，多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，B错误；C、微生物的种类、代谢特点及种间关系都会影响发酵产品中物质的种类和含量，因而均与传统发酵产品的风味有关，C正确；D、自制酸奶利用的是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，发酵所用原料和器具不需严格灭菌，只需经过消毒即可，但发酵全过程需要保证无菌环境，发酵过程中产生的酸性环境可抑制杂菌的生长，D错误。
4.答案： A
解析：发酵条件如温度、氧气等变化，会影响微生物的代谢途径,A 项错误。
5.答案：A
解析：醋酸菌是好氧菌,利用乙醇生产醋酸需在有氧条件下,故A选项错误;酵母菌无氧呼吸能产生酒精,因此酵母菌利用葡萄糖汁产生酒精需要在无氧条件下,故B选项正确;泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵,故C选项正确;腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶,故D选项正确。
6.答案：D
解析：A、由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，而不是不含有代谢废物，A错误；B、平板划线法既可以用于微生物的纯培养，但不能用于微生物计数，B错误；C、单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体，而并非微生物的代谢产物，C错误；D、在农牧业中，利用发酵工程生产的微生物肥料一般是微生物的代谢产物，D正确。
7.答案：B
解析：A、传统发酵技术是指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发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术，A正确； B、传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，通常是家庭作坊式的，B错误； C、通过人工接种菌种会使发酵产品的质量提高，因此通过传统发酵技术与发酵工程生产相同的传统发酵产品（如啤酒等），后者的品质更优，C正确；D、传统发酵技术是微生物在酶的作用下将大分子有机物分解为小分子物质，D正确。
故选B。
8.答案：A
解析：A、在榨汁前对葡萄的处理是先清洗葡萄再去除枝梗，这样能够防止去除枝梗时露出的果肉不被杂菌污染，A正确。
9.答案：B
解析：A、发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵，A错误；
B、由分析可知，发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，B正确；
C、在发酵工程的发酵环节中，发酵条件不仅影响微生物的生长繁殖，也会通过影响酶的活性影响微生物的代谢途径，C错误；
D、单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体，D错误。
故选B。
10.答案：A
解析：A、进行发酵工程生产时，排出的废弃物中可能含有危害环境的物质，A错误；
B、在农牧业上利用发酵工程可生产出微生物肥料、饲料和农药，如利用微生物发酵工程方法制造出的真菌蛋白，常作为家畜（如猪）的饲料添加剂，猪食用这些蛋白添加剂可加速育肥，B正确；
C、发酵工程在医药工业上利用发酵工程不仅能提高药物产量，还能降低成本，如利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素，通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素等，C正确；
D、在食品工业上利用发酵工程既能生产传统发酵产品，也能生产食品添加剂，如利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类利用黑曲霉发酵生产柠檬酸、利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸等，D正确。
故选A。

展开更多......

收起↑