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第1章　发酵工程
第1节　传统发酵技术的应用
1．(教材P1)发酵工程：指利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需__________的综合性生物工程，它涉及__________的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。
2．(教材P5)发酵
(1)概念：发酵是指人们利用________，在适宜的条件下，将原料通过________________转化为人类所需要的产物的过程。
(2)原理：不同的微生物具有产生________________的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
(3)类型：根据氧气的需求情况分为________和________，根据生成产物种类分为醋酸发酵、________和________。
3．(教材P5)传统发酵技术
(1)概念：直接利用原材料中__________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。
(2)特点：传统发酵以混合菌种的________发酵及________发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
(3)常见产品：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜、豆豉。
4．(教材P5)腐乳的制作
(1)参与发酵的微生物：多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是________。
(2)发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的________被分解成小分子的________________。
5．(教材P5)乳酸菌
(1)常见类型：______________和乳酸杆菌。
(2)代谢特点：厌氧细菌，代谢类型为______________型；在________的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。反应简式为________________________________________。
6．(教材P6“探究·实践”)制作泡菜
(1)制作原理：利用植物体________________的乳酸菌来进行发酵。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量分数为____________时，泡菜的品质、口味最佳。
(2)制作过程
①配制盐水：配制质量分数为__________的盐水，煮沸冷却待用。
②原料加工：将新鲜蔬菜洗净、切块(或条)、晾干。
③装坛：蔬菜装入坛内，装至半坛时放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至__________，注入冷却好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
④封坛发酵：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__________，根据__________控制发酵时间。
(3)用水密封泡菜坛的目的是________________________________________________________________________。
(4)盐水煮沸的作用是____________。
(5)制作的泡菜“咸而不酸”的原因可能是食盐浓度过________、发酵温度过低导致泡菜未能正常发酵。
7．(教材P6)酵母菌
单细胞真菌，代谢类型为________________型；在________条件下能进行酒精发酵，反应简式为______________________________________；酿酒酵母的最适生长温度约为________。
8．(教材P7)醋酸菌
好氧细菌，代谢类型为________型；当O2、糖源都充足时，能将糖分解成________，反应简式为________________________________________________________________________；
当缺少糖源时则直接将乙醇转化为________，再变为________，反应简式为______________________。多数醋酸菌的最适生长温度为________。
9．(教材P7“探究·实践”)制作果酒和果醋
(1)制作原理：果皮表面附着有大量的不同种类的________________________________________________________________________，
在它们的作用下，水果可以发酵成果酒。在________条件下，果酒经醋酸菌作用还可以进一步发酵成果醋。
(2)制作过程
①果酒发酵：清洗、消毒装置(清洗干净，用体积分数为________的酒精消毒)，晾干备用→取新鲜葡萄，先________再去梗，沥干→榨汁，将葡萄汁装入发酵瓶中(要留有大约________的空间)，盖好瓶盖→发酵10～12 d(温度控制在__________)，每隔12 h 左右将瓶盖__________一次(不是打开瓶盖)，再拧紧。期间可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。
②果醋发酵：当葡萄酒制作完成后，________瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为__________，时间为7～8 d。
10. 果酒和果醋改进装置及其分析
装置图 结构 作用
充气口 ①醋酸发酵时连接充气泵，输入________； ②制果酒时关闭充气口
排气口 用来排出________
长而弯曲 的胶管 ________________________________________________________________________
出料口 便于取料，及时监测发酵进行的情况
第2节　微生物的培养技术及应用
1．(教材P9)培养基
(1)概念：人们按照微生物对________的不同需求，配制出供其________的营养基质。
(2)作用：用于培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
(3)种类
按物理性质分类
*微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。
2．(教材P10)培养基的配制
(1)培养基一般都含有______________________等营养物质，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质及________的需求。
(2)(教材P10“表1 1”)牛肉膏可以为细菌的培养提供主要的营养是________、________、________和维生素等。蛋白胨提供的主要营养有________、________和维生素等。
(3)培养乳酸杆菌的培养基需要添加__________，培养霉菌的培养基一般为酸性，培养细菌的培养基一般为中性或弱碱性，培养厌氧微生物需提供________条件。
3．(教材P10～11)无菌技术
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是________________，主要包括________________。
(2)消毒：指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。一般用于操作的空间、操作者的衣着和手。
(3)(教材P11“资料卡”)消毒常用方法：__________法、巴氏消毒法、化学药物消毒(如酒精、氯气)、__________消毒等。
(4)灭菌：指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括________________。一般用于培养器皿、接种用具和________等。
(5)(教材P11“资料卡”)灭菌常用方法：__________、干热灭菌和灼烧灭菌等。湿热灭菌是利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法，其中________灭菌的效果最好。玻璃器皿、金属用具用________方法灭菌，试管口瓶口用________方法灭菌。
4．微生物的纯培养
(1)(教材P11)纯培养：在微生物学中，将接种于________内，在合适条件下形成的含________________的群体称为培养物。由________________繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得____________的过程就是纯培养。
(2)(教材P12“探究·实践”)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的_________________________ ________________________________________。
(3)(教材P12～13“探究·实践”)单菌落一般是由________________繁殖形成的________。通过接种环在________培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步__________分散到培养基的表面。经过数次划线后培养，可以分离得到________。
5．(教材P12～13)酵母菌的纯培养
(1)制备培养基：______________→__________→____________。
[注意]
①如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成后，灭菌之________进行操作。
②倒平板时，要使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。通过________灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
③倒平板时应待培养基冷却至________℃左右时，在______________附近倒平板。
④平板冷却凝固后，要将平板________。这样既可以防止水分过快蒸发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
(2)接种和分离酵母菌——平板划线法
步骤：①将接种环放在________上灼烧；②在火焰旁______接种环，拔出培养物试管的棉塞，但不能放在操作台上；③将试管口通过火焰；④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液；⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞；⑥在火焰附近将皿盖打开________，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖；⑦灼烧接种环，待其冷却，从第一次划线的________开始第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线(如图)。
[注意]不能将最后一次的划线与第一次的划线相连，因为最后一次划线已经将酵母菌稀释成单个的细胞，如果与第一次划线相连则增加了酵母菌的数目，达不到纯化的效果。
(3)培养酵母菌：完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个________的平板________，放入______ ℃左右的恒温培养箱中培养24～48 h。
6．(教材P16)选择培养基
(1)概念：在微生物学中，允许________的微生物生长，同时抑制或阻止________微生物生长的培养基。
(2)实例：分解尿素的细菌能合成________酶，该酶能催化尿素分解产生________，以此作为细菌生长的氮源，从而在选择培养基中，以________作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。
(3)水生栖热菌的筛选原理：水生栖热菌能在__________________，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。
7．(教材P17～18)微生物的选择培养
(1)土壤中细菌的数量庞大，要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物，必须要对土样进行______________________________________________________，然后再将菌液________到制备好的______________上。
(2)方法：____________________。
(3)待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板________，放入30～37 ℃的恒温培养箱中，培养1～2 d。
8．(教材P18～19)微生物的数量测定
(1)稀释涂布平板法
①除可以用于__________外，也常用来统计样品中活菌的数目。
②原理：当样品的____________足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的________。通过统计平板上的________，就能推测出样品中大约含多少活菌。
③________________将直接影响平板上的菌落数目。为了保证结果准确，一般选择菌落数为________的平板进行计数。
④统计的菌落数往往比活菌的实际数目________。这是因为当______________连在一起时，平板上观察到的只是________菌落。
(2)显微镜直接计数法：利用特定的细菌计数板或______________，在显微镜下观察、计数。注意，统计的结果一般是________________的总和，故结果会偏大。
9．(教材P19)一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的________________(如形状、大小和颜色等)。
10. 检测培养物中是否有杂菌污染的方法是_________________________ _____________________。判断选择培养基是否起到筛选作用的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
第3节　发酵工程及其应用
1．(教材P22～23“图1 9”)发酵工程的基本环节
2．(教材P24)发酵工程的特点
(1)生产条件________。
(2)原料来源丰富且价格低廉。
(3)产物________。
(4)废弃物对环境的________和容易处理。
3．(教材P24～26)发酵工程在食品工业上的应用
(1)生产传统的__________，如酱油、各种酒类。
①优点：能明显提高产品的____________。
②实例：大豆中的蛋白质肽和氨基酸酱油。
③啤酒的工业化生产流程：发芽(释放淀粉酶)→焙烤(加热杀死种子胚，但______________)→将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉→糖化(淀粉分解，形成________)→蒸煮(产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆________)→发酵(酵母菌将糖转化为____________)→消毒(杀死大多数________，延长保存期)→终止(过滤、调节、分装)。
(2)生产各种各样的____________：酸度调节剂、增味剂、着色剂、增稠剂、防腐剂等。如通过________发酵制得的柠檬酸，由______________发酵生产味精。
(3)生产________：如α 淀粉酶、β 淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。
4．(教材P26)发酵工程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。
5．(教材P27)发酵工程在农牧业上的应用
(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________、生物活性物质等来增进土壤肥力，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__________________来防治病虫害的。微生物农药作为________的重要手段，将在农业的可持续发展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微生物菌体，即__________，用其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。
6．(教材P27)发酵工程在其他方面的应用
发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决________、
________、健康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。
第1章　发酵工程
第1节　传统发酵技术的应用
1．产品　菌种
2．(1)微生物　微生物的代谢　(2)不同代谢物　(3)需氧发酵　厌氧发酵　酒精发酵　乳酸发酵
3．(1)天然存在　(2)固体　半固体
4．(1)毛霉　(2)蛋白质　肽和氨基酸
5．(1)乳酸链球菌　(2)异养厌氧　无氧
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)＋能量
6．(1)表面天然　0.4%～0.8%　(2)①5%～20%　③八成满　④补充水　室内温度　(3)隔绝空气，形成无氧环境　(4)杀灭杂菌　(5)高
7．异养兼性厌氧　无氧　C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量　28 ℃
8．异养需氧　乙酸　＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O＋能量　乙醛　乙酸　C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量　30～35 ℃
9．(1)野生酵母菌　有氧　(2)①70%　冲洗　1/3　18～30 ℃　拧松　②打开　30～35 ℃
10. 无菌空气　CO2　防止空气中微生物的污染
第2节　微生物的培养技术及应用
1．(1)营养物质　生长繁殖　(3)凝固剂　琼脂
2．(1)水、碳源、氮源和无机盐　O2
(2)碳源　氮源　磷酸盐　氮源　碳源
(3)维生素　无氧
3．(1)防止杂菌污染　消毒和灭菌　(3)煮沸消毒　紫外线　(4)芽孢和孢子　培养基　(5)湿热灭菌　高压蒸汽　干热灭菌　灼烧灭菌
4．(1)培养基　特定种类微生物　单一个体　纯培养物　(2)子细胞群体　(3)单个微生物　纯培养物　固体　稀释　单菌落
5．(1)配制培养基　灭菌　倒平板
[注意]①前　②火焰灼烧　③50　酒精灯火焰　④倒置　
(2)①火焰　②冷却　⑥一条缝隙　⑦末端　(3)未接种　倒置　28
6．(1)特定种类　其他种类　(2)脲　NH3　尿素　(3)70～80 ℃的高温条件下生存
7．(1)充分稀释　涂布　选择培养基　(2)稀释涂布平板法　(3)倒置
8．(1)①分离微生物　②稀释度　一个活菌　菌落数　③样品的稀释度　30～300　④少　两个或多个细胞　一个　(2)血细胞计数板　活菌数和死菌数
9．菌落特征
10. 同时培养灭菌后的未接种的培养基，观察是否有菌落产生　配制牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，观察选择培养基上的菌落数是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目
第3节　发酵工程及其应用
1．碳源　防止杂菌污染　基因工程　过滤、沉淀
2．(1)温和　(3)专一　(4)污染小
3．(1)发酵产品　①产量和质量　③不使淀粉酶失活　糖浆　灭菌　酒精和CO2　微生物　(2)食品添加剂　黑曲霉　谷氨酸棒状杆菌　(3)酶制剂
4．基因　蛋白质
5．(1)有机酸　根瘤菌肥　固氮菌肥　(2)微生物或其代谢物　生物防治　(3)蛋白质　单细胞蛋白
6．粮食　环境

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