新教材高中生物選擇性必修3課件2：1 3 發(fā)酵工程及其應(yīng)用(人教版)

發(fā)酵工程及其應(yīng)用從社會中來

青霉素是世界上第一個應(yīng)用于臨床的抗生素，早期只能從青霉菌中提取少量青霉素，價格貴如金。隨著發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展，如今一瓶規(guī)格160萬單位的青霉素注射劑價格只要一元左右，那么工業(yè)上究竟是如何生產(chǎn)的呢？一.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)(1)菌種的選育：性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得。(2)擴(kuò)大培養(yǎng)：接入的菌種總體積需要的量大，在發(fā)酵之前還需要對菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。(3)配制培養(yǎng)基：在菌種確定之后，要選擇原料制備培養(yǎng)基。(4)滅菌：培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌。一.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)(5)接種。(6)發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵：這是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。①在發(fā)酵過程中，要隨時檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程。還要及時添加必需的營養(yǎng)組分，要嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件。②對發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營養(yǎng)等進(jìn)行監(jiān)測和控制；并進(jìn)行反饋控制，使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)。一.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)隨堂檢測1．下列不是發(fā)酵過程中要完成的是()A．隨時取樣檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量及產(chǎn)物濃度B．不斷添加菌種C．及時添加必需的營養(yǎng)組分D．嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等條件解析：選B。發(fā)酵罐內(nèi)微生物在適宜的條件下會迅速繁殖，因此，發(fā)酵過程中不需要添加菌種。2．發(fā)酵過程中，不會直接引起pH變化的是()A．營養(yǎng)物質(zhì)的消耗B．微生物呼出的CO2C．微生物細(xì)胞數(shù)目的增加D．代謝產(chǎn)物的積累答案：C隨堂檢測3．發(fā)酵罐發(fā)酵的過程中，使溫度升高的熱量來源于()①冷卻水供應(yīng)不足②微生物代謝旺盛③培養(yǎng)基不新鮮④攪拌⑤放料口排出產(chǎn)物A．①②③④⑤

B．②③④C．①④ D．②④答案：D隨堂檢測(7)分離、提純產(chǎn)物①如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)品。②如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施來獲得產(chǎn)品。(8)獲得產(chǎn)品一.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)二.發(fā)酵工程的應(yīng)用(1)生產(chǎn)條件溫和。(2)原料來源豐富且價格低廉。(3)產(chǎn)物專一、廢棄物對環(huán)境的污染小且容易處理。1．發(fā)酵工程的優(yōu)點(diǎn)(1)在食品工業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、各種酒類等。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。③生產(chǎn)酶制劑，如淀粉酶、果膠酶等。二.發(fā)酵工程的應(yīng)用2．發(fā)酵工程的應(yīng)用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？【答案】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，它的制作工藝一般不添加食品添加劑、不進(jìn)行過濾和消毒處理等。有人認(rèn)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？【答案】應(yīng)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(diǎn)，能夠滿足一些人對獨(dú)特口感的需求。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。思考討論3.在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等能直接排放到外界環(huán)境中嗎？為什么？【答案】不能。因?yàn)樵谶M(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時，微生物及其代謝物中都可能含有危害環(huán)境的物質(zhì)。為了減少或避免污染物的產(chǎn)生和排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),應(yīng)該對排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液進(jìn)行二次清潔或滅菌處理。思考討論(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用：如生產(chǎn)抗生素、激素、疫苗等。二.發(fā)酵工程的應(yīng)用2．發(fā)酵工程的應(yīng)用(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)微生物肥料②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥③生產(chǎn)微