問題1:那么，在工業(yè)上，青霉素究竟是怎樣生產(chǎn)的呢？
問題2:發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)是什么？
發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)是什么？
①自然界中篩選②誘變育種③基因工程育種
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
在菌種確定之后，要選擇原料制備培養(yǎng)基。在生產(chǎn)實(shí)踐中，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)才能確定。 優(yōu)化培養(yǎng)基設(shè)計(jì)（成分、比例等）
避免因雜菌污染而影響產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量
發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導(dǎo)致產(chǎn)量大大下降。因此，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌。
將 的菌種投放到 中。
在發(fā)酵過程中，要隨時(shí)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(shí)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。環(huán)境條件不僅 會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生 物代謝物的形成。 如谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)，在中性和弱堿性條件 下會積累谷氨酸；在酸性條件下則容易形成 谷氨酰胺和N- 乙酰谷氨酰胺。
某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒主發(fā)酵過程的研究，下列敘述錯(cuò)誤的 是 ( )A. 夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，常需對罐體進(jìn)行降溫處理B. 乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過程中空氣的進(jìn)氣量 不宜太大C. 正常發(fā)酵過程中罐內(nèi)的壓力不會低于大氣壓D. 可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時(shí)終止發(fā)酵
產(chǎn)物專一生產(chǎn)條件溫和原料來源豐富且價(jià)格低廉廢棄物對環(huán)境污染小且容易處理
在食品工業(yè)上的應(yīng)用在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用在其他方面的應(yīng)用
（一）在食品工業(yè)上的應(yīng)用
1. 生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品
二、討論1.酵母菌酒精發(fā)酵過程中為什么要“先通氣后密封”？2.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(yán)，會使啤酒變酸，你知道這是發(fā)生了什么變化嗎？
一、過程概述：1.啤酒的發(fā)酵過程分為_______和_______兩個(gè)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：__________________________________ 。
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(shí)間
加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活
產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，并對糖漿滅菌
“通氣”：酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖；“密封”：酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。
酒精在醋酸菌的作用下產(chǎn)生醋酸。
酵母菌繁殖，大部分糖分解和代謝物生成。
在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時(shí)間，形成澄清、成熟的啤酒。
啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程:
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)。
①使啤酒具有清爽的芳香氣、苦味和反腐劑②形成啤酒優(yōu)良的泡沫③有利于麥芽汁的澄清④平衡麥芽汁的自然甜度并激發(fā)食欲
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，或者滿足一些人的時(shí)尚追求。另一方面，這類產(chǎn)品是手工作坊生產(chǎn)的，存在啤酒品質(zhì)不穩(wěn)定，價(jià)格昂貴的問題。
2. 生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑
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)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用
（三）在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用
利用根瘤菌和固 氮菌生產(chǎn)的根瘤 菌肥、固氮菌肥
1.生產(chǎn)微生物肥料 2.生產(chǎn)微生物農(nóng)藥
生 產(chǎn) 微 生 物 肥 料
(四)在其他方面的應(yīng)用 發(fā)酵工程正滲透到幾乎所有的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在助力解決糧食、環(huán)境、健康和能源等方面的重大問題上，作出了越來越大的貢獻(xiàn)。1.解決資源短缺和環(huán)境污染問題 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、高鹽和低溫環(huán)境) 的 利用利用嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑
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
直接對菌種進(jìn)行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品
解決資源短缺與環(huán)境污染問題
將極端微生物應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐
1.(2023·天津卷)下圖為醬油的制作流程，其中米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油所需的蛋白酶、脂肪酶等，該過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）A. 米曲霉發(fā)酵過程中，大豆中蛋白質(zhì)可為米曲霉的生長提供氮源B. 米曲霉分泌的酶可將大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物C. 發(fā)酵池發(fā)酵階段應(yīng)密封進(jìn)行，酵母菌與米曲霉對氧氣需求相同D. 發(fā)酵池中兩種主要微生物產(chǎn)生的酒精、乳酸可以抑制雜菌生長
米曲霉屬于異養(yǎng)好氧型，酵母菌屬于兼性厭氧生物
2.(2023·山東卷)我國是名副其實(shí)的發(fā)酵大國，發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)及農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）A. 發(fā)酵工程的產(chǎn)品包括微生物的代謝產(chǎn)物、酶和菌體本身B. 利用酵母菌等菌種的發(fā)酵工程生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，可作為食品添加劑C. 將乙型肝炎病毒的抗原基因轉(zhuǎn)入酵母菌，再通過發(fā)酵可生產(chǎn)乙型肝炎疫苗D. 利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物農(nóng)藥，作為化學(xué)防治的重要手段，可用于防治病蟲害

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第3節(jié) 發(fā)酵工程及其應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修3

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