高二生物酵技术的应用
生物发酵技术及其在食品和化工行业中的应用
生物发酵技术及其在食品和化工行业中的应用生物发酵技术是利用微生物、酶和发酵基质（碳源、氮源、微量元素等）进行反应生产的技术。
这一技术既能够在食品行业中制作出美味可口的食品，也能够在化工行业中生产出各种化学品。
本文将探讨生物发酵技术在食品和化工行业中的应用。
一、生物发酵技术在食品行业中的应用1. 酸奶制作酸奶是利用嗜热链球菌和乳酸菌在牛奶中进行发酵，产生的乳酸使牛奶变酸的一种乳制品。
通过控制发酵温度、时间和发酵剂数量等生产参数，将牛奶中的蛋白质、脂肪、糖分等转化为更易于消化的形式，增强了营养价值和消化吸收效果。
现代酸奶生产中也引入了许多新的技术，如联合发酵技术、冷库发酵技术等，不仅提高了产品的品质和产量，也拓宽了酸奶的种类和市场。
2. 酱油制作酱油是将面酱酵母在高温高湿的条件下对豆制品、面筋、麦芽等进行发酵所得的一种调味品。
发酵中的酵母能够释放出麦芽糖和氨基酸等物质，与豆制品中的蛋白质、脂肪等发生反应，进而形成酱油的特有香气、颜色和口感。
酱油发酵一般需要3-6个月的时间，其中的中温、低温期需要严格的温度、湿度和配比管理，因此要求生产厂家必须具备良好的技术和设备，以及严格的质量控制体系。
3. 酒类制作酒类制作是利用酵母及其他微生物在高糖、高温、高酒精度的环境下进行发酵，达到酒精、香气、色泽等方面的要求，从而得到各种口感和质量等级的酒类，如啤酒、葡萄酒、白酒、黄酒等。
不同的酒类制作中，适宜的酵母菌种、营养物质、发酵参数等也有所区别，导致酒类的品质、口感、色泽、气味各不相同。
其中，啤酒的生产既采用传统的麦芽酿造和工业化的花酿法，也广泛使用了使用原料和酵母的组合发酵技术，如小麦啤酒、黑啤、果啤、无酒精啤酒等。
二、生物发酵技术在化工行业中的应用1. 抗生素生产抗生素是一类可以抑制或杀死细菌、病毒和真菌等微生物的药物。
其中，青霉素、马来酸链霉素、卡那霉素、克林霉素等均是通过微生物如青霉菌、芽孢杆菌等进行发酵而得到的。
发酵工程及其应用 课件高二下学期生物人教版选择性必修3
这是发酵工程的中心环节 ①了解发酵进程：随时检测培养 液中的微生物数量、产物浓度等。 ②及时添加必需的营养组分。 ③严格控制温度、pH和溶解氧等 发酵条件。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。
02 发酵工程的应用
发酵工程的优点：
①生产条件温和 ②原料来源丰富且价格低廉 ③产物专一 ④废弃物对环境的污染小和容易处理
【课堂检测】
2.下列不属于发酵工程在农牧业上的应用的是( D )
A.利用微生物肥料抑制土壤中病原微生物的生长， 减少病害的发生 B.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病 C.用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家 禽增重快 D.利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂
微生物或代谢产物
苏云金杆菌
白僵菌 一种放线菌产生的抗生素
—井冈霉素
防治病虫害种类 80多种农林虫害 玉米螟、松毛虫
水稻枯纹病
ห้องสมุดไป่ตู้
0022 发酵工程的应用
在农牧业上的应用
生产微生物肥料
生产微生物农药
生产微生物饲料 微生物含有丰富的蛋白质 实例1——单细胞蛋白 许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料， 通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。
习题巩固
1．关于啤酒生产的流程说法错误的是( B )
A．让大麦种子发芽的目的是释放淀粉酶 B．焙烤发芽的大麦种子时，淀粉酶会丧失活性 C．糖化的目的是让淀粉分解 D．蒸煮时终止酶的作用，并对糖浆进行灭菌
习题巩固
2．啤酒是发酵工程的主要产品，关于啤酒发
酵的说法错误的是( C )
A．啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制 成的 B．酵母菌的大量繁殖在啤酒发酵主发酵阶段 C．啤酒生产的主发酵阶段酵母菌主要进行有 氧呼吸 D．啤酒生产的后发酵阶段是在低温度和密闭 环境下进行的
传统发酵技术的应用课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3
乳酸链球菌（球状） 乳酸杆菌（杆状）
为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？
因为酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生 素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛 奶不能发酵成酸奶。
2.实验设计
原料加工
修整、洗涤 晾晒、切分
条状或片状
加盐 盐水冷却 泡菜盐水
加入调味料 并装坛
· 泡菜制作过程要点： 水盐比例 香辛料 如何保证无氧环境？
1. 实验室制作果酒、果醋的基本装置是什么？
充气口
排气口
用带盖的瓶子 制葡萄酒
出料口
果酒和果醋 的发酵装置
2. 排气口、充气口、出料口各有什么作用？
·排气口：排出酒精发 酵时产生的二氧化碳； ·充气口：醋酸发酵时 连接充气泵进行充气； ·出料口：用来取样。
充气口
排气口
出料口
果酒和果醋 的发酵装置
制作方法各不相同，但相同部分是它们都是 由酵母菌完成的。
酵母菌在自然界中广泛分布，已知有几百种 之多，也是应用最广的一类微生物。如面包制作、 酒精制造、药用酵母片、酿酒等。
2.酵母菌
醇母南是能发酵糖类的各种真菌的统称。大多数酵母菌是单细胞 真菌,它们通常以芽殖或裂殖的方式进行无性生殖，少数可进行 有性生殖。
2.发酵的实例：腐乳
（1）腐乳制作的原理
（2）参与发酵的微生物：多种微生物 参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和 毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
3.传统发酵技术
（1）概念：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、制作食品的技术一般称为传统发 酵技术。
泡菜发酵的阶段
● 泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸 不断累积，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量， 将泡菜发酵过程分为三个阶段。
生物发酵技术的原理及其应用
生物发酵技术的原理及其应用生物发酵技术是指利用活体微生物（如细菌、酵母、真菌等）在适宜的条件下，通过代谢产生物质（如有机酸、酶、激素等）的工艺技术。
现今，生物发酵技术在生物医药、食品工业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
本文将针对生物发酵技术的原理及其应用进行介绍。
一、生物发酵技术的原理1. 微生物代谢产物微生物代谢一般分为两类：有氧代谢和无氧代谢。
其过程中会形成酸、碱、酶、气体等产物。
有氧代谢中，细胞利用氧气进行细胞呼吸，产生二氧化碳、水和能量。
而在无氧代谢中，由于缺乏氧气，细胞则会利用其他物质进行代谢，产生乳酸、酒精、琼脂等化合物。
2. 生物反应器生物反应器是生物发酵技术中的核心设备。
它包括反应容器、搅拌桨、进料口、出料口、通气口等组成部分。
反应器的设计通常是为了优化微生物生长所需要的环境因素，如温度、pH值、营养物质等。
此外，反应器的设计也十分重要，可以影响生产成本和产物质量。
3. 生长曲线在微生物发酵过程中，体积、生物量、产物含量等参数会随时间发生变化。
生长曲线通常通过细胞数量或组分浓度来描述微生物的生长情况，大致分为四个阶段：滞后期、指数期、平稳期和衰减期。
了解微生物的生长曲线有助于控制反应器的生产过程和提高产物质量。
二、生物发酵技术的应用1. 生物医药生物医药是利用生物反应器生产药品的一种方法。
通常，药品的活性物质是由微生物（如大肠杆菌、酵母等）产生的。
生物反应器在保证产品质量的同时，还可以提高产品的产量和提高生产效率。
众所周知，生物医药市场需求旺盛，很多公司通过生物发酵技术来生产药品。
例如，抗生素、维生素、激素等生物类药品都可以使用生物发酵技术进行生产。
2. 食品工业在酿酒、酱油、醋等食品生产中，生物发酵技术有着重要应用。
例如，在酿酒中，啤酒花先通过糖类分解产生醇类物质，然后再由酿酒酵母进行酵母。
在这个过程中，发酵条件、酵母的品种等都会影响最终的产品质量和口感。
3. 环境保护生物发酵技术可以用于环境污染处理。
1.1传统发酵技术的应用第1课时教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3
开场提问：“你们知道什么是传统发酵技术吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于传统发酵技术的图片或视频片段，让学生初步感受其魅力或特点。
简短介绍传统发酵技术的定义和重要性，为接下来的学习打下基础。
2.传统发酵技术基础知识讲解（10分钟）
目标：让学生了解传统发酵技术的基本概念、组成部分和原理。
重点难点及解决办法
重点：1.传统发酵技术在食品制作中的应用原理；2.不同微生物在发酵过程中的作用及实例。
难点：1.发酵技术的原理及微生物在发酵过程中的作用机制；2.如何运用发酵技术解决实际问题。
解决办法：1.通过讲解、示例、实验等方式，让学生了解发酵技术的原理及微生物在发酵过程中的作用，如使用动画、图片等直观展示微生物的变化；2.设计实际案例，让学生学会运用发酵技术解决生活中的问题，如制作酸奶、豆腐等；3.分组讨论，引导学生自主探究发酵技术在食品制作中的应用，提高其问题解决能力。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6.课堂小结（5分钟）
目标：回顾本节课的主要内容，强调传统发酵技术的重要性和意义。
过程：
简要回顾本节课的学习内容，包括传统发酵技术的basic concept, components, and principles.
Emphasize the importance and significance of traditional fermentation technology in real life or learning, and encourage students to further explore and apply it.
5.实验设计题：
-若要验证某种微生物在发酵过程中的作用，你将如何设计实验？（答案：选择合适的发酵底物，设置对照组和实验组，观察并比较两组的发酵效果）
高中生物选修一课件：专题1 传统发酵技术的应用
[思考]“闻着臭，吃着香” ， 请解释其原因？
细菌进行发酵产生具有有浓烈臭味道的气体 （NH3，H2S）。 毛霉分泌的蛋白酶 将豆腐所含有的蛋白质水解为 多肽和各种氨基酸，脂肪酶可以将脂肪分解成甘 油和脂肪酸。 酵母菌进行酒精发酵产生酒精，酒 精、脂肪酸生成具有芳香气的酯。
结果分析与评价 1．纵观腐乳的整个制作过程，哪些因素会影响腐乳 的风味和质量? (1)豆腐的品质：目前市场上的豆腐有两种，一种是由 石膏形成的，另一类是由卤水形成的。后者含水量相 对较低，比较适宜用于制作腐乳。 (2)菌种的选择和用量：菌种是发酵的关键，如有杂菌 污染则直接影响产品的色、香、味。 (3)温度和湿度：影响菌丝的生长和代谢。 (4)发酵时间：发酵时间影响反应程度。 (5)调味品的种类和用量。
加盐 腌制
加卤汤 装瓶
密封 腌制
注意：温 度控制15 －18℃； 豆腐的水 分控制在 70％左右
瓶口的盐 厚一点可 以抑制微 生物生长 避免豆腐
腐败
加12％左右 的酒以抑制 微生物的生 长使腐乳有 香味
封瓶时瓶 口通过酒 精灯火焰 防止瓶口
污染
在整个的操作过程中，可以抑制杂菌的污染的操 作是： ①长毛时的温度 ②加盐腌制 ③卤汤中的酒精、香辛料 ④对用具的消毒灭菌 ⑤密封
霉的生长 时改变口感和风味
控制毛霉的生长
果酒
微生物
酵母菌
分类 代谢类型 反应原理 反应温度 检测方法
真菌
异养兼 性厌氧
酵母菌的 无氧呼吸 产生酒精
18~25 ℃
重铬酸钾与 其反应呈灰 绿色
果醋
醋酸菌
细菌
异养需氧 醋酸菌的 有氧呼吸 产生醋酸
30~35℃
品尝、 pH试纸 检测
【高二生物选修三】传统发酵技术的应用--教案
传统发酵技术的应用两课时教案
教学目标的确定
与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是:举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
对应的“教学提示”包括:利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜;利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。
结合教材内容，确定本节的教学目标如下。
1．通过分析与发酵有关的历史资料，建构发酵的概念。
2．通过分析制作传统发酵食品的实例，建构传统发酵技术的概念，归纳传统发酵技术的优点和缺点,认同传统发酵食品是我国传统饮食文化的重要组成部分。
3．尝试制作泡菜、果酒和果醋。
教学设计思路
本节课的教学从与发酵有关的历史和学生的生活经验引入，通过资料分析、小组讨论等方式引导学生学习发酵和传统发酵技术的内容。
在此基础上，再开展探究实践活动，让学生理解发酵的原理，亲身体验传统发酵技术的应用，并利用本地资源，安排学生参观醋厂，让他们感受小规模发酵制作与大规模发酵生产的区别和联系，发展技术思维和工程思维。
第一课时
第二课时。
生物发酵技术及其在食品工业中的应用
生物发酵技术及其在食品工业中的应用生物发酵技术是一种利用微生物代谢能力来生产有用物质的过程。
这种技术可以应用于各种领域，例如制药、化工和食品工业等。
本文旨在介绍生物发酵技术，并探讨其在食品工业中的应用。
一、生物发酵技术的原理生物发酵技术利用微生物的代谢能力，将废物转化为有用的化合物。
在发酵过程中，微生物会使用底物，例如葡萄糖，来合成代谢产物，例如乳酸和酒精。
简单来说，发酵过程可以分为两个阶段：第一个阶段是生长期，微生物在此期间使用底物，例如葡萄糖，以生成生长所需的能量和细胞质；第二个阶段是代谢期，微生物在此期间使用底物，以生产代谢产物。
在此期间，由微生物产生的蛋白质、酵素等可以被分离和提取，从而被应用于各种工业中。
二、生物发酵技术在食品工业中的应用生物发酵技术在食品工业中的应用非常广泛，以下是几个例子：（一）酸奶酸奶是一种利用乳酸菌发酵牛奶而成的乳制品。
在这个过程中，乳酸菌会将牛奶中的乳糖转化为乳酸。
这种过程产生的酸度有利于延长酸奶的保质期和增强其口感。
（二）葡萄酒葡萄酒是一种由葡萄果实发酵而成的酒类。
葡萄酒的发酵过程是通过将葡萄磨碎，将葡萄汁和果皮一起倒入一个容器中。
在这个容器中，葡萄酵母将葡萄汁中的葡萄糖和果糖转化为乙醇和二氧化碳。
（三）面包面包是通过将面粉和水与酵母混合而制成的。
在发酵过程中，酵母会使用面粉中的糖分来进行代谢，同时产生二氧化碳。
这种过程会使面团膨胀，从而使面包会有一个松软的结构。
（四）味增酱味增酱是一种日本传统调味料，由大豆、盐、大麦或米和酵母发酵而成。
在发酵过程中，大豆中的蛋白质会被分解为氨基酸，从而形成了鲜味。
三、结论生物发酵技术在食品工业中的应用是不可忽视的。
通过生物发酵技术，人们可以生产出各种优质的食品，并在制作过程中减少对环境的负面影响。
因此，我们应该积极探索生物发酵技术在食品工业中的应用，并尽可能提高其效率和品质。
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