2020-2021学年第3节 发酵工程及其应用说课课件ppt

这是一份2020-2021学年第3节 发酵工程及其应用说课课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了微生物的特定功能，污染小，请做随堂达标检测，word部分，点击进入链接等内容，欢迎下载使用。

一、发酵工程的基本环节1．发酵工程：是指利用____________________，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2．发酵工程的基本环节
[提醒]　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须根据发酵产品类型进行分离、提纯。
二、发酵工程的应用1．发酵工程的特点(1)生产条件______。(2)原料来源______且价格低廉。(3)产物专一、废弃物对环境的________且容易处理。
(1)利用细菌获取大量代谢产物时，可利用基因突变和染色体变异进行菌种的选育。(　　)(2)发酵工程的灭菌环节只是对培养基进行严格的灭菌。(　　)(3)谷氨酸发酵生产中，在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺。(　　)
(4)发酵工程的中心环节是对微生物细胞本身或其代谢物进行分离、提纯。(　　)(5)啤酒的工业化生产过程中的焙烤环节是加热杀死种子胚，但不使淀粉酶失活。(　　)(6)单细胞蛋白是指单一微生物菌体中的蛋白质。(　　)
知识点一　发酵工程的基本环节1．发酵工程中所用的发酵罐(1)发酵罐示意图
(2)各结构的主要功能
2．发酵过程的影响因素及相应的调节和控制方法
[温馨提示]　(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充足的氧气供应，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺。(2)发酵生产排出的气体和废弃物不能直接排放到外界环境中，以避免对环境造成污染。
1．下列有关谷氨酸发酵的叙述，正确的是(　　)A．发酵过程中要不断通入空气B．培养条件不当将得不到产品C．搅拌的唯一目的是使空气成为小气泡D．冷却水可使酶活性下降
解析：进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧微生物，所以要在培养过程中不断通入空气，但是通入的必须是无菌空气，若通入普通空气容易造成杂菌污染，A错误。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸，如在酸性条件下易得到谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺，溶解氧含量低时将得到乳酸或琥珀酸，B正确。搅拌不但使空气成为小气泡增加培养基中的溶氧量，还能使培养基与菌种充分接触，提高原料的利用率，C错误。在培养过程中，由于微生物的代谢产热和机械摩擦生热，会使培养基的温度升高，高到一定程度，就会使酶的结构和核酸的结构遭到破坏，培养会因此而受到影响；降低温度是保证酶正常活性的条件之一，而不会使酶的活性下降，D错误。
2．青霉素是一种常用的抗生素，其工业化生产流程如下图所示。
回答下列问题：(1)培育青霉素高产菌株的育种方法是______________，过程①②属于发酵工程的____________环节，其主要目的是_______________________。(2)过程③不能用化学药物进行灭菌处理，原因是__________________。(3)发酵过程中必须严格控制好____________________(至少答出3点)等发酵条件，使发酵全过程处于最佳状态；同时定期检测_______________(至少答出2点)等，以了解发酵进程。(4)过程④常用的方法是_______________________________________。
解析：(1)青霉素高产菌株是通过诱发基因突变并筛选得到的。由于发酵工程用的菌种数量庞大，因此，在接种前需进行扩大培养，以获得足够多的菌种。(2)灭菌所用化学药物对各种微生物均有一定的杀灭能力，残留在培养基中的药物也会抑制接种的青霉菌的生长繁殖。(3)发酵过程中必须严格控制好温度、pH、溶解氧、罐压、营养物质等发酵条件，使发酵全过程处于最佳状态；同时定期检测微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，实施终止发酵或更换发酵液。(4)发酵完成后，如果产品是菌种，则需要采用过滤、沉淀等方法获得细胞。
答案：(1)诱变育种　扩大培养　快速增加菌种的数量(2)残留在培养基中的化学药物会抑制青霉菌的生长繁殖(3)温度、pH、溶解氧、罐压、营养物质　微生物数量、产物浓度(4)过滤、沉淀
解答发酵工程相关问题的“二看一需”
知识点二　发酵工程的应用1．啤酒的工业化生产流程
工业化生产啤酒时的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。
2．发酵工程生产的相关产品及所用的微生物
[温馨提示]　(1)微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、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；有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。(2)单细胞蛋白是通过以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体，可以作为食品添加剂和微生物饲料。
1．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、缓解能源短缺问题D．用液体培养基可大规模生产新冠病毒减毒疫苗
解析：黑曲霉产生的蛋白酶可将大豆中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，进一步加工为酱油，柠檬酸可通过黑曲霉发酵获得，A正确；啤酒酿制终止后，可通过过滤、沉淀等手段获得酵母细胞(单细胞蛋白)，将滤液加工后得到啤酒，B正确；纤维废料分解得到葡萄糖，其经过发酵得到酒精，既减少了环境污染，又缓解了能源短缺问题，C正确；新冠病毒减毒疫苗是由新冠病毒经过减毒处理得到的，需用特定的动物细胞进行培养，病毒不能独立地在液体培养基中生长繁殖，D错误。
2．啤酒是我们生活中常见的饮品。酿造啤酒的具体流程如下：大麦、大米粉碎→糖化、糊化→过滤→高温煮沸→加啤酒花→澄清冷却→加入酵母发酵→硅藻过滤→包装成品。回答下列问题：(1)糖化和糊化主要是利用大米和大麦自身携带的________酶，把淀粉分解成小分子糖类，以利于酵母菌的发酵。在实验操作中用____________处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生上述酶，从而简化工艺、降低成本。
(2)参与酵母菌发酵的是________(填“一种酶”或“一系列酶”)。(3)在上述发酵过程中，常常会加入酶制剂来提高澄清度并改善口感，如加入蛋白酶把蛋白质水解成________。上述工艺生产出来的是鲜啤(生啤)，经过____________处理后，既可以杀死微生物，又能保证营养成分不被破坏，即可成为成熟啤酒，可以储存较长时间。
解析：(1)糖化和糊化主要是利用大米和大麦自身携带的淀粉酶把淀粉分解成小分子糖类，以利于酵母菌的发酵。赤霉素可以诱导种子中淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就可以产生上述酶，从而简化工艺、降低成本。(2)酵母菌呼吸作用各阶段需要不同的酶催化，故参与酵母菌发酵的是一系列酶。(3)在上述发酵过程中，常常会加入蛋白酶把蛋白质水解成氨基酸来提高澄清度并改善口感。经过巴氏消毒法处理后，既可以杀死鲜啤(生啤)中的微生物，又能保证营养成分不被破坏。答案：(1)淀粉　赤霉素　(2)一系列酶　(3)氨基酸　巴氏消毒法