【生物】微生物的選擇培養(yǎng)和發(fā)酵工程及其應用課件 2023-2024學年高二下人教版選擇性必修3

第1章發(fā)酵工程第3節(jié)發(fā)酵工程及其應用從傳統(tǒng)發(fā)酵技術到發(fā)酵工程科學家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，之后微生物的分離和純化技術得到了應用。1897年用微生物生產(chǎn)谷氨酸獲得成功，酶制劑、多糖、維生素發(fā)酵工業(yè)興起。1957年科學家開始運用數(shù)學、動力學、化學工程原理以及計算機技術對發(fā)酵過程進行綜合研究。20世紀80年代以后法國微生物學家巴斯德通過實驗證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來。1857年利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素，隨著鏈霉素、金霉素和土霉素等抗生素的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)興起。20世紀40年代基因工程。細胞工程等發(fā)展，人胰島素和干擾素大量生產(chǎn)。20世紀70年代以后190019401960185019801970約9000年前我們祖先就會利用微生物將谷物、水果發(fā)酵為含酒精的飲料。對發(fā)酵原理的認識微生物純培養(yǎng)技術的建立密閉式發(fā)酵罐的成功設計大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品發(fā)酵工程目錄CONTENTS發(fā)酵工程的應用2/發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1/01發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)一發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)一般包括：P23--24有沒有熟悉的環(huán)節(jié)？接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（1）目的：獲得

。性狀優(yōu)良的菌種(2)優(yōu)良菌種特點：問1：微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時需要考慮哪些因素？P23第一，應選擇高產(chǎn)的菌種，使菌種的發(fā)酵產(chǎn)物中，

需要的產(chǎn)物多，不需要的產(chǎn)物少；第二，培養(yǎng)基來源充足且廉價，被轉(zhuǎn)化的效率高；第三，菌種發(fā)酵產(chǎn)物易于分離；第四，菌種對環(huán)境沒有明顯或潛在的危害；第五，菌種的遺傳特性和生產(chǎn)能力穩(wěn)定；第五，菌種的遺傳特性和生產(chǎn)能力穩(wěn)定；接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（4）實例

生產(chǎn)檸檬酸需要篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉。使用基因工程改造的啤酒酵母，加速發(fā)酵過程、縮短生產(chǎn)周期。自然界中篩選誘變育種基因工程育種（3）菌種來源

、________或

。問2.在青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，人們遇到了兩個問題。請你運用所學知識或查閱資料，并發(fā)揮想象力，提出解決這些問題的思路。(1)青霉素發(fā)酵是高耗氧過程，如何能夠保證在發(fā)酵過程中給微生物持續(xù)高效地供氧呢？(提示:血紅蛋白具有攜帶O2的能力)P28可以用基因工程的方法，將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)入青霉素生產(chǎn)菌來提高菌體對氧的吸收和利用率。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品問2.在青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，人們遇到了兩個問題。請你運用所學知識或查閱資料，并發(fā)揮想象力，提出解決這些問題的思路。(1)青霉素發(fā)酵是高耗氧過程，如何能夠保證在發(fā)酵過程中給微生物持續(xù)高效地供氧呢？(提示:血紅蛋白具有攜帶O2的能力)P28(2)在發(fā)酵過程中，總有頭孢霉素產(chǎn)生。人們通過對青霉素生產(chǎn)菌代謝途徑的研究發(fā)現(xiàn)，在青霉素與頭孢霉素的合成過程中，它們有一個共同的前體，這個前體經(jīng)過兩種不同酶的作用分別合成兩個產(chǎn)物。如何改造青霉素生產(chǎn)菌使其只生產(chǎn)生青霉素，或者只產(chǎn)生頭孢霉素呢？可以對兩種酶的基因進行改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產(chǎn)菌只生產(chǎn)一種產(chǎn)物。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（5）菌種選育的重要性（意義）菌種選育環(huán)節(jié)在很大程度上決定了生物發(fā)酵產(chǎn)物的成敗。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品

工業(yè)發(fā)酵罐的體積一般為幾十到幾百立方米，接入的菌種總體積需要幾立方米到幾十立方米。所以，在發(fā)酵之前還需要對菌種進行擴大培養(yǎng)，再進行培養(yǎng)。1.目的：增加菌種數(shù)量，縮短生產(chǎn)周期2.原因：3.菌種擴大培養(yǎng)的最佳時期：

將培養(yǎng)到生長速度最快時期的菌體分開，再進行培養(yǎng)。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品問題2:擴大培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基，從性質(zhì)上分類，是什么類型的培養(yǎng)基？為什么用該類型培養(yǎng)基？發(fā)酵工程一般使用液體培養(yǎng)基

液體使微生物與營養(yǎng)物質(zhì)接觸更充分，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，利于微生物的繁殖。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品在菌種確定之后，需選擇原料制備培養(yǎng)基。(1)配置培養(yǎng)基要遵循的原則：即營養(yǎng)物質(zhì)滿足微生物的需要，營養(yǎng)物質(zhì)的濃度及配比恰當，物理、化學條件適宜等。配置的培養(yǎng)基應包括微生物生長所需的碳源、氮源、水、無機鹽及特殊營養(yǎng)要求。③配置的培養(yǎng)基要經(jīng)過反復試驗才能大規(guī)模應用。

（即不斷優(yōu)化培養(yǎng)基）發(fā)酵培養(yǎng)基要求菌種能大量生產(chǎn)目的產(chǎn)物，所用原料廉價且易于獲得。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品1.滅菌操作：

在發(fā)酵之前必須采用高壓蒸汽對大型發(fā)酵罐、培養(yǎng)基和附屬設備進行滅菌。2.原因：發(fā)酵工程所用的菌種大多數(shù)是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導致產(chǎn)量大幅下降。例如，在青霉素生產(chǎn)過程中如果污染了雜菌，某些雜菌會分泌青霉素酶將青霉素分解掉。3.產(chǎn)量大幅下降原因：雜菌與菌種之間形成的種間競爭關系使產(chǎn)量下降；雜菌產(chǎn)生的代謝物抑制菌種的生長使產(chǎn)量下降。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品將____________的菌種投放到________中發(fā)酵罐擴大培養(yǎng)后電動機D1排氣管C3pH計B3冷卻水排出口C2冷卻夾層發(fā)酵液攪拌葉輪D2生物傳感器裝置B4空氣入口A4放料管A2A3閥門A1培養(yǎng)物或營養(yǎng)物質(zhì)的加入口B1觀察孔B2取樣管B5溫度傳感器和控制裝置C1冷卻水進入口裝置編號主要用途A1-A3A4B1-B5C1、C2C3D1、D2控制培養(yǎng)物以一定速度進入、流出發(fā)酵罐，實現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)控制溶解氧通過肉眼觀察、儀器檢測等監(jiān)控發(fā)酵條件以及發(fā)酵過程，B2處抽取樣品進一步檢測通過控制冷水流速調(diào)節(jié)罐溫調(diào)節(jié)罐壓電機帶動葉輪轉(zhuǎn)動進行攪拌，使微生物與發(fā)酵液混合均勻，加快氧氣溶解以及散熱接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（1）地位

發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的

。

（2）要求①發(fā)酵過程中，要________培養(yǎng)液中___________、________等，以____________；②要及時添加

，要嚴格控制_____、____和______等發(fā)酵條件。隨時檢測中心環(huán)節(jié)微生物數(shù)量產(chǎn)物濃度了解發(fā)酵進程必需的營養(yǎng)組分溫度pH溶解氧接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（3）嚴格控制發(fā)酵條件的原因①環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且影響微生物代謝物的形成；②嚴格控制發(fā)酵條件，有利于使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)（4）不同發(fā)酵條件的影響實例——谷氨酸發(fā)酵①在

和

條件下會積累谷氨酸；②在

條件下則容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺。中性弱堿性酸性①谷氨酸發(fā)酵常用菌種為谷氨酸棒狀桿菌。②谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型，其與有氧呼吸有關的酶主要存在于細胞膜上。③C:N的數(shù)值也會影響谷氨酸發(fā)酵過程：C:N=4:1時，菌體大量繁殖，谷氨酸產(chǎn)生量較少；C:N=3:1時，菌體繁殖受抑制，谷氨酸產(chǎn)生量較多。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（5）現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的發(fā)酵罐的優(yōu)點均有

，能對發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶氧量、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營養(yǎng)等進行

和

，還可以進行

，使發(fā)酵全過程處于________。計算機控制系統(tǒng)監(jiān)測控制反饋控制最佳狀態(tài)問3：引起發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)液的溫度和pH變化的原因有哪些？溫度：原因：微生物分解有機物釋放的能量，機械攪拌也會引起溫度升高。

方法：常用冷卻水進行溫度的調(diào)節(jié)問4：發(fā)酵工程中如何調(diào)節(jié)溫度和pH?pH：原因：培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的利用和代謝產(chǎn)物的積累。

方法：是在培養(yǎng)基中添加緩沖液，在發(fā)酵過程中加酸或堿接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品（1）目的：

。（2）產(chǎn)品的兩種形式①______________；②_________。（3）采取手段①如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用_____、_____等方法將菌體_____和_____，即可得到產(chǎn)品。②如果發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物，可

采取____的_____、_____和_____措施來獲得產(chǎn)品。微生物細胞本身獲得產(chǎn)品代謝物過濾沉淀分離干燥根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)適當提取分離純化接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品問5：發(fā)酵生產(chǎn)排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等不能直接排放到外界環(huán)境，需如何處理?P23為了減少或避免污染物的產(chǎn)生和排放，二次清潔或滅菌處理。達到清潔生產(chǎn)的要求。問6：在產(chǎn)物分離和提純方面，發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術相比有哪些改進之處？P23發(fā)酵工程中使用的分離和提純產(chǎn)物的方法較多。在產(chǎn)物的初分離階段，常采用沉淀、萃取、膜分離、吸附或離子交換等方法；在進一步純化階段，會采用液相層析法、結(jié)晶法等方法。發(fā)酵工程產(chǎn)物無論是代謝物還是菌體本身，都需要進行質(zhì)量檢查，合格后才能成為正式產(chǎn)品。傳統(tǒng)發(fā)酵技術獲得的產(chǎn)物一般不是單一的組分，而是成分復雜的混合物，很多時候不會再對產(chǎn)物進行分離和提純處理，或者僅采用簡單的沉淀、過濾等方法來分離提純產(chǎn)物。接種選育菌種配制培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)滅菌發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得產(chǎn)品產(chǎn)品類型主要產(chǎn)物微生物菌體細胞酵母菌、食用菌、微生物農(nóng)藥微生物酶類各種酶、酶制劑和各種曲類微生物代謝產(chǎn)物初級代謝產(chǎn)物，如氨基酸、有機酸、有機溶劑、核苷酸、蛋白質(zhì)、核酸和維生素；次級代謝產(chǎn)物，如抗生素、生物堿和植物激素類似物微生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物利用微生物代謝過程中的某種酶或酶系，將一種化合物轉(zhuǎn)化成含有特殊功能基團的產(chǎn)物。例如，將甘油轉(zhuǎn)化為二羥基丙酮，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，將甾體轉(zhuǎn)化成甾體激素工程菌發(fā)酵產(chǎn)物通過基因工程和細胞工程創(chuàng)造出許多具有特殊功能的“工程菌”，用發(fā)酵技術生產(chǎn)更多更好的產(chǎn)品，發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益動植物細胞的產(chǎn)物通過大規(guī)模培養(yǎng)木瓜細胞，生產(chǎn)木瓜蛋白酶；利用植物細胞培養(yǎng)技術生產(chǎn)天然食用色素等發(fā)酵工程產(chǎn)品的主要類型根據(jù)發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)，嘗試歸納出發(fā)酵工程的實質(zhì)是什么？利用微生物進行產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)酵工程的概念：利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代化工程技術，規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。原理：發(fā)酵原理和工程學原理發(fā)酵工程原理概念基本環(huán)節(jié)實質(zhì)產(chǎn)物發(fā)酵原理和工程學原理通過微生物的大量繁殖獲得所需產(chǎn)品代謝物或微生物細胞本身問題:發(fā)酵工程相比傳統(tǒng)發(fā)酵技術有什么優(yōu)點？在哪些方面有運用呢？一發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)二發(fā)酵工程的應用發(fā)酵工程的特點：生產(chǎn)條件溫和原料來源豐富且價格低廉廢棄物對環(huán)境污染小且容易處理產(chǎn)物專一發(fā)酵工程這么好在我們生活中有哪些應用呢？一發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)02發(fā)酵工程的應用通過這張表格你能總結(jié)發(fā)酵工程在哪些領域應用嗎？在醫(yī)藥工業(yè)上的應用在農(nóng)牧業(yè)上的應用在其他方面的應用在食品工業(yè)上的應用傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品食品添加劑酶制劑利用黑曲霉生產(chǎn)醬油利用酵母菌生產(chǎn)酒類利用黑曲霉生產(chǎn)檸檬酸利用谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)味精淀粉酶、果膠酶、脂肪酶和氨基肽酶等明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量增加食品的營養(yǎng)，改善食品的口味、色澤和品質(zhì)，延長食品的保存期用于食品的直接生產(chǎn)、改進生產(chǎn)工藝、簡化生產(chǎn)過程、改善產(chǎn)品的品質(zhì)和口味、延長食品儲存期和提高產(chǎn)品產(chǎn)量等方面一發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1.在食品工業(yè)上的應用你喝過啤酒嗎？你喜歡喝啤酒嗎？你知道啤酒是怎么制作的嗎？一發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1.在食品工業(yè)上的應用接種啤酒的工業(yè)化流程二發(fā)酵工程的應用冷卻過濾過程概述：（1）啤酒的發(fā)酵過程分為__________和__________兩個階段；（2）主發(fā)酵階段完成__________________________________________________（3）后發(fā)酵的條件____________________________________________________（4）焙烤的目的：____________________________________________________（5）蒸煮的目的：_________________________________1.在食品工業(yè)上的應用二、發(fā)酵工程的應用1.在食品工業(yè)上的應用發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵主發(fā)酵冷卻消毒終止后發(fā)酵過濾加啤酒花過程概述：（1）啤酒的發(fā)酵過程分為__________和__________兩個階段；（2）主發(fā)酵階段完成__________________________________________________（3）后發(fā)酵的條件____________________________________________________（4）焙烤的目的：____________________________________________________（5）蒸煮的目的：____________________________________________________主發(fā)酵后發(fā)酵酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活產(chǎn)生風味組分，終止酶的進一步作用，并對糖漿滅菌接種二、發(fā)酵工程的應用1.在食品工業(yè)上的應用（1）酵母菌酒精發(fā)酵過程中為什么要“先通氣后密封”？“通氣”的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖；“密封”的目的是使酵母菌進行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。酒精在醋酸菌的作用下被氧化產(chǎn)生乙醛，最后變?yōu)榇姿?。?）啤酒生產(chǎn)中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)，發(fā)酵后期，如果密封不嚴，會使啤酒

變酸，你知道這是發(fā)生了什么變化嗎？思考討論二、發(fā)酵工程的應用1.在食品工業(yè)上的應用思考討論1.與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在下面啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高？菌種的選育、對原材料的處理、發(fā)酵過程的控制，產(chǎn)品的消毒等，都有助于提高啤酒的產(chǎn)量和品質(zhì)。2.現(xiàn)在市面上流行一種“精釀”啤酒，它的制作工藝與普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加劑、不進行過濾和消毒處理等。有人認為飲用“精釀”啤酒比飲用“工業(yè)”啤酒更健康，你怎么看待這個問題？“精釀”啤酒是小規(guī)模釀造產(chǎn)品，發(fā)酵時間長、產(chǎn)量低和價格高，卻依然有著市場需求，我們?nèi)绾无q證地看待大規(guī)模生產(chǎn)與小規(guī)模制作？應該辯證地看待這一產(chǎn)品。一方面，這類產(chǎn)品具有多樣化的特點，能夠滿足一些人對獨特口感的需求，或者滿足一些人的時尚追求。另一方面,這類產(chǎn)品是手工作坊式生產(chǎn)的，存在啤酒品質(zhì)不穩(wěn)定、價格昂貴的問題。類別“精釀”啤酒“工業(yè)”啤酒原料是否添加食品添加劑麥芽汁濃度發(fā)酵時間特點只使用麥芽、啤酒花、酵母菌和水麥芽、啤酒花、酵母菌、水、大米、玉米、淀粉等不添加添加

較高，口味濃郁較低，口味清淡長，可達2個月短，通常7天左右產(chǎn)量低、價格高產(chǎn)量高、價格低二、發(fā)酵工程的應用1.在食品工業(yè)上的應用思考討論1.與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在下面啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高？菌種的選育、對原材料的處理、發(fā)酵過程的控制，產(chǎn)品的消毒等，都有助于提高啤酒的產(chǎn)量和品質(zhì)。2.現(xiàn)在市面上流行一種“精釀”啤酒，它的制作工藝與普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加劑、不進行過濾和消毒處理等。有人認為飲用“精釀”啤酒比飲用“工業(yè)”啤酒更健康，你怎么看待這個問題？“精釀”啤酒是小規(guī)模釀造產(chǎn)品，發(fā)酵時間長、產(chǎn)量低和價格高，卻依然有著市場需求，我們?nèi)绾无q證地看待大規(guī)模生產(chǎn)與小規(guī)模制作？應該辯證地看待這一產(chǎn)品。一方面，這類產(chǎn)品具有多樣化的特點，能夠滿足一些人對獨特口感的需求，或者滿足一些人的時尚追求。另一方面,這類產(chǎn)品是手工作坊式生產(chǎn)的，存在啤酒品質(zhì)不穩(wěn)定、價格昂貴的問題。二、發(fā)酵工程的應用②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑，如食品酸度調(diào)節(jié)劑—檸檬酸，增味劑—谷氨酸鈉等1.在食品工業(yè)上的應用淀粉黑曲霉淀粉酶葡萄糖檸檬酸合成酶檸檬酸谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵氧氣谷氨酸處理味精（1）檸檬酸（酸度調(diào)節(jié)劑）（2）味精（3）食品添加劑的作用增加食品的營養(yǎng)改善食品的口味、色澤和品質(zhì)延長食品的保存期二、發(fā)酵工程的應用1.在食品工業(yè)上的應用（4）常用的食品添加劑添加劑類型舉例酸度調(diào)節(jié)劑L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸增味劑5-肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉著色劑β-胡蘿卜素、紅曲黃色素增稠劑黃原膠、β-環(huán)狀糊精、結(jié)冷膠防腐劑乳酸鏈球菌素、溶菌酶添加了檸檬酸的飲料二、發(fā)酵工程的應用1.在食品工業(yè)上的應用食品添加劑≠違法添加物

公眾談食品添加劑色變，更多的原因是混淆了非法添加物和食品添加劑的概念，把一些非法添加物的罪名扣到食品添加劑的頭上顯然是不公平的?！秶鴦赵恨k公廳關于嚴厲打擊食品非法添加行為切實加強食品添加劑監(jiān)管的通知》中要求規(guī)范食品添加劑生產(chǎn)使用：嚴禁使用非食用物質(zhì)生產(chǎn)復配食品添加劑，不得購入標識不規(guī)范、來源不明的食品添加劑，嚴肅查處超范圍、超限量等濫用食品添加劑的行為，同時要求在2011年年底前制定并公布復配食品添加劑通用安全標準和食品添加劑標識標準。二、發(fā)酵工程的應用③生產(chǎn)酶制劑1.概念：從生物體中提取的具有酶特性的一類化學物質(zhì)。2.來源：少數(shù)由動植物生產(chǎn)絕大多數(shù)通過發(fā)酵工程生產(chǎn)3.應用：用于食品的直接生產(chǎn)、改進生產(chǎn)工藝、簡化生產(chǎn)過程、改善產(chǎn)品的品質(zhì)和口味、延長食品儲存期和提高產(chǎn)量等方面。4.產(chǎn)品：α-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、氨基酸肽酶和脂肪酶等。請你回憶一下自己做過的生物學實驗，想一想曾經(jīng)使用過哪些酶制劑。探究溫度對酶活性的影響實驗中的淀粉酶探究pH對酶活性的影響實驗中的過氧化氫酶1.在食品工業(yè)上的應用基因工程、蛋白質(zhì)工程與發(fā)酵工程相結(jié)合動植物的基因轉(zhuǎn)入微生物直接改造微生物病原體的抗原基因轉(zhuǎn)入微生物發(fā)酵工程藥物藥物疫苗二、發(fā)酵工程的應用2.醫(yī)藥工業(yè)上的應用人們可以采用基因工程等的方法直接對菌種進行改造，再通過發(fā)酵技術大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。改造菌種02人們可以采用基因工程的方法，將植物或動物的基因轉(zhuǎn)移到微生物中，獲得具有某種藥物生產(chǎn)能力的微生物;工程菌01科學家還利用基因工程，將病原體的某個或某幾個抗原基因轉(zhuǎn)入適當?shù)奈⑸锛毎?，獲得的表達產(chǎn)物就可以作為疫苗使用疫苗03利用經(jīng)過基因改造的微生物進行發(fā)酵生產(chǎn)生長激素釋放抑制激素未來可能用微生物來生產(chǎn)過去只能從植物中提取的紫杉醇、青蒿素前體等化合物將乙型肝炎病毒的抗原基因轉(zhuǎn)入酵母菌，再通過發(fā)酵生產(chǎn)疫苗閱讀課本26頁第2-3段，明確發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)上有哪些應用？二、發(fā)酵工程的應用2.醫(yī)藥工業(yè)上的應用二、發(fā)酵工程的應用3.在農(nóng)牧業(yè)上的應用（1）生產(chǎn)微生物肥料①微生物肥料的種類：根瘤菌肥、固氮菌肥②微生物肥料的作用：Ⅰ生物肥料利用了微生物在代謝過程中產(chǎn)生的有機酸、生物活性物質(zhì)等來增進土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進植株生長。Ⅱ有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生長，從而減少病害的發(fā)生。二、發(fā)酵工程的應用3.在農(nóng)牧業(yè)上的應用（2）生產(chǎn)微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥的作用機理：利用微生物或其代謝物來防治病蟲害微生物農(nóng)藥作為______________的重要手段生物防治微生物或代謝產(chǎn)物防治病蟲害種類蘇云金桿菌80多種農(nóng)林害蟲白僵菌玉米螟、松毛蟲一種放線菌產(chǎn)生的抗生素（井岡霉素）水稻枯紋病二、發(fā)酵工程的應用3.在農(nóng)牧業(yè)上的應用項目微生物農(nóng)藥防治化學農(nóng)藥防治防治機理優(yōu)點缺點利用微生物或代謝物進行防治成本低、無污染，可以維持生態(tài)平衡防治速度慢利用化學藥劑（如殺蟲劑、殺鼠劑）等進行防治見效快，操作簡單成本高，污染環(huán)境，不利于維持生態(tài)平衡微生物農(nóng)藥防治和化學農(nóng)藥防治的比較二、發(fā)酵工程的應用4.其他方面的應用①原理：微生物含有豐富的蛋白質(zhì)，且繁殖速度快②實例1——單細胞蛋白以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體，即單細胞蛋白；應用：生產(chǎn)過程：食品添加劑、微生物飼料；成分：不僅含有豐富的蛋白質(zhì)，還含有糖類、脂質(zhì)和維生素等物質(zhì)。③實例2——乳酸菌單細胞蛋白在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質(zhì)，使飼料保鮮，動物食用后還能提高免疫力還需要鐵、鋅等微量元素二、發(fā)酵工程的應用利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質(zhì)②對極端微生物（生活在高溫、高壓、高鹽和低溫等環(huán)境）的利用利用嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量①解決資源短缺與環(huán)境污染問題

發(fā)酵工程正滲透到幾乎所有的工農(nóng)業(yè)領域，在助力解決

、

、

和

等方面的重大問題上，作出了越來越大的貢獻。糧食環(huán)境能源健康4.其他方面的應用總結(jié)食品工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)