专题十三 发酵工程 (一)传统发酵技术与发酵工程及其应用 晨背·必备知识 1．(选择性必修3 P5)发酵是指人们利用微生物，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．(选择性必修3 P5)腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，其中起主要作用的是毛霉。 3．(选择性必修3 P5)乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。 4．(选择性必修3 P7)醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。 5．(选择性必修3 P7)制作葡萄酒时，要将温度控制在18～30 ℃。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃。 6．(选择性必修3 P22～23)发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离和提纯等方面，其中发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。 7．(选择性必修3 P23)发酵产品的分离、提纯要根据产品类型选择不同方法，若发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。 8．(选择性必修3 P23)环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。如谷氨酸的发酵生产：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。 9．(选择性必修3 P27)单细胞蛋白是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。 晚练·思维表达 1．微生物菌剂通常有液态和固态两种。如图是通过发酵工程制备菌剂的流程。 (1)你认为工业生产中应首选制备液态还是固态的微生物菌剂？并阐述理由。 提示：液态的微生物菌剂。原因是制备方法简单(无需选择合适载体、干燥、粉碎等操作)、成本低、使用方便、启动时间短。 (2)微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需考虑的因素有哪些？ 提示：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件易控制；菌种不易变异、退化。 (3)如何对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 提示：要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长、繁殖，同时及时添加必需的营养组分。 2．啤酒的工业化生产流程 (1)生产流程图 (2)生产流程中几个关键环节的作用 ①焙烤：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。 ②糖化：淀粉分解，形成糖浆。 ③蒸煮：产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。 ④发酵：酵母菌将糖转化为酒精和CO2。 ⑤消毒：杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。 (二)微生物的培养技术及应用 晨背·必备知识 1．(选择性必修3 P9～10)培养基的概念、用途和成分 (1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。 (2)用途：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 (3)培养基的成分：①主要营养物质：水、碳源、氮源、无机盐等。②其他条件：pH、特殊营养物质和O2。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性。 2．(选择性必修3 P10)无菌技术 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术主要包括消毒和灭菌。 (1)消毒 ①概念：指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。 ②常用方法：煮沸消毒、巴氏消毒等。 (2)灭菌 ①概念：指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 ②常用方法：湿热灭菌、干热灭 ... ...
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