目錄/CONTENTS01發(fā)酵工程02細(xì)胞工程03基因工程04生物技術(shù)的安全性與倫理問題從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了酶在酵母菌發(fā)酵中的作用，之后微生物的分離和純化技術(shù)得到了應(yīng)用。1897年用微生物生產(chǎn)谷氨酸獲得成功，酶制劑、多糖、維生素發(fā)酵工業(yè)興起。1957年科學(xué)家開始運用數(shù)學(xué)、動力學(xué)、化學(xué)工程原理以及計算機技術(shù)對發(fā)酵過程進行綜合研究。20世紀(jì)80年代以后法國微生物學(xué)家巴斯德通過實驗證明酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，從而將酵母菌與發(fā)酵聯(lián)系起來。1857年利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素，隨著鏈霉素、金霉素和土霉素等抗生素的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)，抗生素發(fā)酵工業(yè)興起。20世紀(jì)40年代基因工程、細(xì)胞工程等發(fā)展，人胰島素和干擾素大量生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代以后190019401960185019801970約9000年前我們祖先就會利用微生物將谷物、水果發(fā)酵為含酒精的飲料。但是他們并不明白其中的原理究竟什么是發(fā)酵呢？第1節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用講課人：涂夢婷第一章

發(fā)酵工程指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。發(fā)酵概念：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力

的需氧發(fā)酵（

）厭氧發(fā)酵（

）醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵酒精發(fā)酵、乳酸（泡菜、酸奶）發(fā)酵

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。概念：

的

的傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保留下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。概念：固體發(fā)酵（糧食白酒、腐乳等）半固體發(fā)酵（泡菜、豆豉、醬、醬油等）霉菌毛霉傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)主要食品：優(yōu)點：操作簡單，便于家庭式或作坊式生產(chǎn)，是文化的傳承等缺點：生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)物不單一等腐乳的制作參與的微生物：________、______和______等，其中起主要作用的是________。酵母菌曲霉毛霉毛霉原料：豆腐發(fā)酵原理：毛霉真菌（真核生物）生物類型：代謝類型：異養(yǎng)需氧型繁殖方式：最適生長溫度：15-18℃孢子繁殖蛋白質(zhì)小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶為主腐乳的制作讓豆腐長出毛霉直接利用空氣中的毛霉孢子或者直接接種毛霉（15-18℃，濕度70%）目的：讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶加鹽腌制目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生長加鹵湯瓶鹵湯包括酒和香辛料抑制微生物生長；調(diào)味；密封腌制方法：隨豆腐層數(shù)加高增加鹽用量，接近瓶口表面，鋪厚一點鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，過高會延長腐乳成熟的時間，過低不足以抑制微生物生長，可能導(dǎo)致豆腐腐敗判斷①發(fā)酵是指人們利用微生物，在缺氧條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。（）②毛霉主要通過蛋白酶分解蛋白質(zhì)參與腐乳發(fā)酵。（）③加鹵湯、密封腌制中，毛霉不斷增值，并產(chǎn)生大量的酶，分解蛋白質(zhì)（）×√×制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜原料：新鮮蔬菜（若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽）參與的微生物：植物體表面天然的乳酸菌乳酸菌細(xì)菌（原核生物）生物類型：代謝類型：異養(yǎng)厭氧型繁殖方式：最適生長溫度：----二分裂乳酸鏈球菌乳酸桿菌發(fā)酵原理：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量（無氧條件下）酶乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%-0.8%時，泡菜的口味、品質(zhì)最佳制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%~20%的鹽水：過高：抑制乳酸發(fā)酵，泡菜風(fēng)味差過低：不能有效抑制雜菌煮沸：①殺滅鹽水的雜菌

②除去水中的氧氣制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：新鮮蔬菜：減少亞硝酸鹽的產(chǎn)生晾干：減少雜菌產(chǎn)生的可能裝至八成滿：①蔬菜表面還帶有其他菌種，它們在發(fā)酵初期會產(chǎn)生CO2，使發(fā)酵液外漏；②如果泡菜壇裝的太滿，鹽水不易完全淹沒蔬菜，導(dǎo)致蔬菜腐壞變質(zhì)；③留有一定空間，方便拿取泡菜。制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：鹽水沒過菜料：保證乳酸菌發(fā)酵的無氧環(huán)境，防止蔬菜

腐壞變質(zhì)制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：18-20℃過高：易導(dǎo)致雜菌滋生過低：不利于乳酸發(fā)酵，會使發(fā)酵時間延長制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——泡菜配制鹽水

用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用。

將新鮮蔬菜（如蘿卜、黃瓜和豌豆等）洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。

向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水，根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；

將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋。原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵步驟：一般腌制10天，這時泡菜中的亞硝酸鹽含量較低，利于食用。（發(fā)酵時間不是越長越好）泡菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量的變化前期中期后期硝酸鹽還原菌硝酸鹽亞硝酸鹽泡菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量的變化前期中期后期增加：硝酸鹽還原菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽硝酸鹽還原菌硝酸鹽亞硝酸鹽開始下降：硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解繼續(xù)下降，最后相對穩(wěn)定：硝酸鹽還原菌被完全抑制泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌與乳酸含量的變化前期中期后期少：O2抑制乳酸菌活性最多：乳酸抑制其他微生物的活動減少：乳酸積累，PH下降，抑制乳酸菌活動泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌與乳酸含量的變化前期中期后期少增多繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵前期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（無氧條件乳酸積累，抑制其他菌活動）增多達(dá)到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）泡菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽、乳酸菌與乳酸含量的變化練習(xí)1.(2021.山東青島市高三二模)早在幾千年前，我國勞動人民就已開始制作各種發(fā)酵產(chǎn)品。下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的敘述，錯誤的是()A.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的操作過程中要保證嚴(yán)格無菌的條件，以獲得合格產(chǎn)品B.蔬菜應(yīng)新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的亞硝酸鹽含量較高C.腐乳制作的原理主要是利用微生物產(chǎn)生的蛋白酶和脂肪酶分解蛋白質(zhì)和脂肪D.腐乳和泡菜制作過程中，鹽含量過低將不足以抑制雜菌的生長A練習(xí)2.某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不當(dāng)導(dǎo)致泡菜腐爛，其原因可能是()①密閉缺氧的環(huán)境抑制了乳酸菌的生長繁殖②密封不嚴(yán)，氧氣抑制了乳酸菌的生長繁殖③密封不嚴(yán)，氧氣抑制了其他厭氧微生物的生長繁殖④密封不嚴(yán),氧氣促進了好氧微生物的生長繁殖A.①③B.②④C.②③D.①④B練習(xí)3.泡菜制作過程中，下列對不同時期泡菜壇中乳酸菌含量的敘述，正確的是()A.制作泡菜初期并無乳酸菌的存在B.腌制過程中乳酸菌含量會逐漸增多并達(dá)到最高峰，然后下降.C.腌制后期乳酸菌含量會急劇下降D.腌制的全過程乳酸菌的含量不變，活性不同B練習(xí)4、傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作在我國具有悠久的歷史，下列關(guān)于制作傳統(tǒng)泡菜的說法正確的是()A.制作泡菜利用了乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸和CO2B.制作泡菜時加入“陳泡菜水”可以縮短發(fā)酵時間C.為保證泡菜壇內(nèi)的無氧環(huán)境，腌制時應(yīng)盡量將泡菜壇裝滿D.為防止雜菌污染，腌制時要多放鹽并將鹽水與食材一同煮沸.B練習(xí)5（多選）有些地區(qū)用土坑腌制酸菜:將未經(jīng)清洗的芥菜倒入土坑，加水、鹽等，用薄膜包上，蓋上土腌制。下面關(guān)于酸菜的制作敘述正確的是(）A.如果制作前進行清洗滅菌，制作的酸菜質(zhì)量將更好B.酸菜制作過程中要嚴(yán)格密封，否則容易腐敗C.真空包裝的酸菜不會因為乳酸菌的大量繁殖而發(fā)生脹袋D.酸菜腌制時間越長，酸菜品質(zhì)越好BC制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒原料：新鮮的水果參與的微生物：果皮表面天然的酵母菌酵母菌真菌（真核生物）生物類型：代謝類型：異養(yǎng)兼性厭氧型（有氧為主）繁殖方式：最適生長溫度：28℃出芽生殖（主要）和孢子生殖發(fā)酵原理：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（無氧條件下）酶C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+6H2O+能量（有氧時大量繁殖）酶制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋原料：新鮮的水果參與的微生物：醋酸菌醋酸菌細(xì)菌（原核生物）生物類型：代謝類型：異養(yǎng)需氧型繁殖方式：最適生長溫度：30-35℃二分裂發(fā)酵原理：C6H12O6+2O22CH3COOH（乙酸）+2CO2+2H2O+能量（糖源充足）酶C2H5OH+O2

CH3COOH（乙酸）+H2O+能量（缺少糖源）酶制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒檢測酒精發(fā)酵打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用70%的酒精的作用：消毒制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒檢測酒精發(fā)酵打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干沖洗的目的：去除表面灰塵、污物沖洗1-2次即可，能否反復(fù)沖洗：不能，防止野生酵母菌菌種數(shù)量減少，影響發(fā)酵去梗和沖洗順序可以換嗎？以防葡萄破損導(dǎo)致的雜菌污染制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶酒精發(fā)酵用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋果酒檢測打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測留有約1/3的空間：a.先讓酵母菌進行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進行酒精發(fā)酵；b.防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒檢測酒精發(fā)酵打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測將溫度控制在18-30℃進行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時間為10-12d.每隔12h左右將瓶蓋擰松一點的目的：排出氣體擰松但不打開的目的：防止O2進入和雜菌污染制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果酒步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶酒精發(fā)酵果酒檢測打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測可通過從發(fā)酵瓶口取樣來對發(fā)酵的情況進行檢測如何檢測果酒的發(fā)酵情況？①聞②品嘗③用酸性的重鉻酸鉀溶液檢測（橙色→灰綠色）制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒檢測酒精發(fā)酵打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時間為7-8d。醋酸菌從何而來？打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件（不能利用乙醇）而不能繁殖打開瓶蓋：提供O2蓋上一層紗布：透氣，防灰塵，減少其它雜菌的產(chǎn)生制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋步驟：器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶果酒檢測酒精發(fā)酵打開瓶蓋，蓋上紗布果醋檢測如何檢測果醋的發(fā)酵情況？①聞②品嘗③使用pH試紙檢測檢測和比較發(fā)酵前后的pH值④觀察醋酸菌膜是否形成制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋泡菜表面的“白膜”——酵母菌制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品——果醋結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時狀態(tài)醋酸發(fā)酵時狀態(tài)充氣口排氣口出料口