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课件网) 普通高中教科书 生物学 选择性必修3 生物技术与工程 目录 /CONTENTS 01 发酵工程 02 细胞工程 03 基因工程 04 生物技术的安全性与伦理问题 人A 永Ax 顺社 是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料 通过微生物代谢转化为人类所需的产物的过程。 人类所需产物 (简单分子) 适宜的条件 微生物代谢 原料 (复杂分子) 发酵 科技探索之路 约9000年前 我们的祖先就会利用微生 物将谷物、水果等发酵为 含酒精的饮料。后来，人 们通过自然发酵或曲种传 代的固体发酵方法生产其 他食品，如酱油、醋、豆 豉、腐乳和酸奶等。这种 传统发酵技术促进了中华 民族特有的饮食文化的形 成，但在几千年的时间里， 人们并不没明白其中的原 理。 185 0 1957年 用微生物生产谷氨酸获得成功。20世 纪60年代，科学家通过研究微生物的 代谢途径，继续改进发 酵技术，通过人工诱变特定微 生物，获得了具有更高生产能力 的突变类型。之后，酶制剂、多 糖、维生素发酵 工业相继兴起。 197 0 20世纪70年代以后 基因工程、细胞工程等的 发展，使发酵工程进入了 定向育种的新阶段。例 如 运用基因工程可以将动植 物的基因转移到微生物中 获得具有特殊生产能力的 微生物，大量生产人们所 需要的产品，如人胰岛素、 干扰素等。 年 生 年 秋 密 的 车 间 1897年 科学家发现了酶在酵母菌发 酵中的作用，逐渐了解了发 酵的本质。之后的30多年间 微生物的分离和纯化技术得 到了应用，发酵生产的工艺 和设备不断完善， 传统的固体发酵开 始向半固体发酵和 液体发酵演变。 同 时，作坊式的手工 生产向近代工业化 生产方向发展。利用微生物 生产的新产品，如酒精、柠 檬酸和淀粉酶等不断出现。 194 20世纪80年代 科学家开始运用数学、动 力学、化学工程原理以及 计算机技术 对发酵过 程进行 综合 研究， 以更加 部分发酷工程产 合理地控制 发酵过程。 目前，人类已 经能够自| 动记录和控制 发酵过程 的全部参数。 20世纪40年代 利用发酵工程大规模生产 青霉素成为研究的主攻方 向 。由于青霉素产生菌是 需氧型的，科学家在厌氧 发酵技术的基础上，建立 了深层通气液体发酵技术 使青霉素的生产实现了产 业化。不久，随着链霉素、 金霉素和土霉素等抗生素 的发现及生产，抗生素发 酵工业兴起。 1857年 1857年，法国微生 物学家巴斯德 (L.Pasteur,1822- 1895)通过实验证明， 酒精发酵是由活的酵 母菌引起的，从而将 酵母菌与发酵联系起 来。 第一批青霉素发醋罐 190 0 利用天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情况不明， 发酵过程的控制缺乏标准，发酵食品的品质不一。 缩短发酵时间，确保品质稳定 传统发酵技术 微生物培养，筛选单一菌 种，再接种到物料中发酵 发酵工程 直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下 来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 传统发 酵 技 术 第1章 发酵工程 第1节传统发酵技术的应用 (一)发酵 1. 概 念 ：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人 类所需要的产物的过程。 2. 原 理 ：不同的微生物具有产生不同代谢 产物的能力，因此利用它们就可以生 产出人们所需要的多种产物。 醋酸发酵 谷氨酸发酵 酒精发酵 乳酸发酵 发酵与传统发酵技术 需氧发酵 厌氧发酵 3.类型 直接利用原材料中天然存在的微生物 ，或利用前 一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微 生物进行发酵、制作食品的技术。 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为 主，通常是家庭式或作坊式的。 生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效 率较低，产 物不单一等。 (3)发酵产品： 利用传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油 ... ...
