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(共30张PPT)
第1章 发酵工程
第3节 发酵工程及应用
（第二课时）
学习目标
目标
01
02
03
根据发酵产品和利用微生物的不同，讨论发酵工程中的发酵条件及控制方法。（科学探究）
基于发酵工程的基本环节和应用实例，阐明发酵工程的概念。（科学思维）
关注发酵工程在食品、医药、农牧业的应用，倡导健康、安全的生产和生活
（社会责任）
发酵工程
原理
概念
温故知新：发酵工程概念及基本环节
基本环节
实质
产物
发酵原理和工程学原理
通过微生物的大量繁殖获得所需产品
代谢物或微生物细胞本身
问题1:发酵工程相比传统发酵技术有什么优点？在哪些方面有运用呢？
一、发酵工程的运用
（一）优点：
产物专一
生产条件温和
原料来源丰富且价格低廉
废弃物对环境污染小且容易处理
（二）运用：
医药
其他
食品
农牧
在食品工业上的应用有哪些？
在农牧业上的应用有哪些？
在医药工业上的应用有哪些？
在其他方面的应用有哪些？
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P24-27，小组合作思考讨论完成问题。
一、发酵工程的运用
（二）运用：
1.在食品工业上的应用：
(1)生产传统的发酵产品
实例1:酱油的生产
小分子肽
和氨基酸
酱油
黑曲霉
(蛋白酶)
淋洗、调制
实例2:各种酒类的生产
各种酒类
酿酒酵母
一、发酵工程的运用
啤酒的工业化生产流程（视频）
一、发酵工程的运用
合作探究二：通过观看视频请大家小组合作思考讨论完成问题。
1.与传统的手工发酵相比，在下面啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？
2.现在市面上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？“精酿”啤酒是小规模酿造产品，发酵时间长、产量低和价格高，却依然有着市场需求，我们如何辩证地看待大规模生产与小规模制作？
一、发酵工程的运用
啤酒的工业化生产流程
思考.讨论
发芽
1
2
焙烤
3
碾磨
4
糖化
蒸煮
5
6
发酵
7
消毒
8
终止
主发酵
后发酵
酵母菌繁殖，大部分糖分解和代谢物生成。
在低温、密闭的环境下储存一段时间，形成澄清、成熟的啤酒。
问题2:与传统的手工发酵相比，在下面啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？
菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制，产品的消毒等，都有助于提高啤酒的产量和品质。
问题2:现在市面上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？“精酿”啤酒是小规模酿造产品，发酵时间长、产量低和价格高，却依然有着市场需求，我们如何辩证地看待大规模生产与小规模制作？
辩证地看待这一产品。一方面，这类产品具有多样化的特点，能够满足一些人对独特口感的需求，或者满足一些人的时尚追求。
另一方面,这类产品是手工作坊式生产的，存在啤酒品质不稳定、价格昂贵的问题。
一、发酵工程的运用
类别 “精酿”啤酒 “工业”啤酒
原料
是否添加食品添加剂
麦芽汁浓度
发酵时间
特点
只使用麦芽、啤酒花、酵母菌和水
麦芽、啤酒花、酵母菌、水、大米、玉米、淀粉等
不添加
添加
较高，口味浓郁
较低，口味清淡
长，可达2个月
短，通常7天左右
产量低、价格高
产量高、价格低
一、发酵工程的运用
　实战训练　
1．关于啤酒生产的流程说法错误的是(　　)
A．让大麦种子发芽的目的是释放淀粉酶
B．焙烤发芽的大麦种子时，淀粉酶丧失活性
C．糖化的目的是让淀粉分解
D．蒸煮时终止了酶的作用，并对糖浆进行灭菌
　实战训练　
2.啤酒是发酵工程的主要产品，关于啤酒发酵的说法错误的是
(　　)
A．啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的
B．酵母菌的大量繁殖在啤酒发酵主发酵阶段
C．啤酒生产的主发酵阶段酵母菌主要进行有氧呼吸
D．啤酒生产的后发酵阶段是在低温度和密闭环境下进行的
①利用黑曲霉发酵生产柠檬酸；
②利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，经处理制成味精。
添加剂类型 举例
酸度调节剂 L-苹果酸、柠檬酸、乳酸
增味剂 5‵-肌苷酸二钠、谷氨酸钠
着色剂 β-胡萝卜素、红曲黄色素
增稠剂 黄原胶、β-环状糊精、结冷胶
防腐剂 乳酸链球菌素、溶菌酶
一、发酵工程的运用
（二）运用：
1.在食品工业上的应用：
(2)生产各种各样的食品添加剂
一、发酵工程的运用
（二）运用：
1.在食品工业上的应用：
(3)生产酶制剂
种类
作用
食品直接生产
改进生产工艺
简化生产过程
改善产品的品质
延长食品储存期
提高产品产量
α-淀粉酶
β-淀粉酶
果胶酶
脂肪酶
氨基肽酶
发酵工程生产的药物
动植物的基因
微生物
直接改造微生物
转入
微生物
病原体的
抗原基因
转入
发酵
工程
药物
药物
疫苗
各种抗生素
多种氨基酸
多种激素
多种免疫调节剂
一、发酵工程的运用
（二）运用：
2.在医药工业上的应用：
基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合
改造菌种
02
工程菌
01
疫苗
03
利用经过基因改造的微生物进行发酵生产生长激素释放抑制激素
未来可能用微生物来生产过去只能从植物中提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物
将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产疫苗
一、发酵工程的运用
（二）运用：
2.在医药工业上的应用：
基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合
一、发酵工程的运用
（二）运用：
2.在医药工业上的应用：
一、发酵工程的运用
（二）运用：
3.在农牧工业上的应用：
利用根瘤菌和固氮菌生产的根瘤菌肥、固氮菌肥
2.生产微生物农药
例子：利用苏云金杆菌防治多种农林虫害、利用白僵菌防治玉米螟和松毛虫，属于生物防治
3.生产微生物饲料
1.生产微生物肥料
单细胞蛋白
微生物农药防治和化学农药防治的比较
项目 微生物农药防治 化学农药防治
防治机理
优点
缺点
利用微生物或代谢物进行防治
成本低、无污染，可以维持生态平衡
防治速度慢
利用化学药剂（如杀虫剂、杀鼠剂）等进行防治
见效快，操作简单
成本高，污染环境，不利于维持生态平衡
一、发酵工程的运用
（二）运用：
3.在农牧工业上的应用：
解决资源短缺和环境污染问题
对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温环境）的利用
(1)
(2)
一、发酵工程的运用
（二）运用：
4.在其他方面的应用：
利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质
利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量
食品工业
医药工业
生产传统发酵食品
农牧业
其他方面
生产食品添加剂
发酵工程应用
生产酶制剂
采用基因工程的方法，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
直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品
生产微生物肥料
生产微生物农药
生产微生物饲料
解决资源短缺与环境污染问题
将极端微生物应用于生产实践
课堂小结
　实战训练　
3.如图所示为面包霉体内合成氨基酸的途径。若在发酵工程中利用面包霉来大量合成氨基酸A，应采取的最佳措施是
A.改变面包霉的细胞膜通透性
B.在高温高压下进行发酵
C.对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶③的菌种
D.对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶②的菌种
　实战训练　
4.发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。下列有关叙述错误的是
(　　)
A．在发酵过程中，要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程
B．环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成
C．谷氨酸发酵在酸性条件下会积累谷氨酸
D．在发酵过程中，需要及时添加必需的营养组分
　实战训练　
5.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。下列叙述错误的是（ ）
A.传统发酵技术多是混合菌种发酵，发酵工程一般为纯种发酵
B.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
C.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
D.发酵工程通常可以采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品
　实战训练　
6.下列关于单细胞蛋白的叙述,正确的是(　　)
A.是从微生物细胞中提取的蛋白质
B.通过发酵生产的微生物菌体
C.是微生物细胞分泌的抗生素
D.单细胞蛋白不能作为食品
　实战训练　
7．下列关于发酵工程的说法，正确的是 (　　)
A．人工诱变、基因工程等都可对微生物进行定向改造
B．环境条件的变化不仅影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢
C．发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成都与搅拌速度无关
D．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的
　实战训练　
8.发酵工程广泛应用于多个行业，下列有关叙述错误的是( )
A.黑曲霉可作为酿制酱油、生产柠檬酸的菌种
B.啤酒酿制终止后，可得到啤酒、单细胞蛋白等产品
C.用纤维废料发酵得到酒精，可减少环境污染、减缓能源短缺问题
D.用液体培养基可大规模生产新冠病毒减毒疫苗
　实战训练　
9.下列关于发酵工程在食品工业上应用的叙述，错误的是
A.生产传统发酵产品，如利用产生蛋白酶的霉菌酿造酱油
B.生产各种各样的食品添加剂，可以改善食品的口味但不能增加食品的
　营养
C.生产食品酸度调节剂，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得
D.生产酶制剂，少数酶制剂由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产
　实战训练　
10.由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述，不正确的是(　　)
A．日常生活中食用酱油的制作以大豆为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
B．啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C．味精是由谷氨酸棒状杆菌发酵得到的谷氨酸经过一系列处理而获得的 D．精酿啤酒发酵时间长、产量低、价格高，所以饮用更健康、保质期更短

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