4第四章_发酵与酿造工程学基础及主要设备(2)
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第一章绪论1、现代发酵技术主要是以发酵工程和酶工程为支撑,利用现代生物技术进行生产发酵的技术。
2、现代发酵技术的两个核心组成部分分别是生物催化剂和生物反应系统。
第二章绪论1、以基因突变为理论基础进行的微生物菌种选育的方法主要有自然选育和诱变育种。
2、以基因重组为理论基础进行的微生物菌种选育的方法主要有杂交育种、原生质体融合和基因工程。
3、紫外线作用下胸腺嘧啶二聚体的形成是紫外线引起细胞突变的主要原因。
4、利用青霉素抑制细胞壁合成的原理,可以进行营养缺陷型菌株的筛选。
5、菌种保藏的目的是在一定时间内使菌种不死亡、不变异、不污染,维持优良的性状,随时为生产、科研提供优良菌种。
6、导致菌种退化的原因:基因型的分离、自发变异和人工诱变。
第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用1、微生物代谢过程的自我调节表现在控制营养物质进入细胞、酶与底物的接触和代谢物的流向等三个环节上。
2、微生物代谢的自我调节实际上就是酶调节,包括酶活性的调节和酶合成的调节两种方式。
3、酶合成的调节是通过调节酶的合成来调节代谢速率,包括酶合成的诱导和阻遏。
4、酶活性的调节是通过改变现有酶分子的活性来调节代谢速率,包括酶活性的激活和抑制。
5、基质中同时存在葡萄糖和乳糖两种碳源时,大肠杆菌会先利用葡萄糖再利用乳糖,这一现象称为葡萄糖效应,是由于分解代谢物的阻遏作用。
6、反馈调节是指代谢过程的中间产物或终产物对代谢早期阶段的关键酶的抑制作用,包括反馈抑制和反馈阻遏两种类型的调节作用。
7、分支代谢途径的反馈抑制作用主要有协同反馈抑制、合作反馈抑制、积累反馈抑制和顺序反馈抑制等几种模式。
8、氧的存在可以使酵母菌呼吸作用增强而乙醇产量显著下降的现象称为巴斯德效应,即酶活性的能荷调节作用。
第四章发酵工程学基础1、种子扩大培养工艺流程一般包括实验室种子制备和生产车间种子制备两个阶段。
2、生产车间种子制备可控参数有种子罐级数、种龄和接种量。
3、培养基根据其组成成分的纯度可分为天然培养基和合成培养基。
《发酵与酿造工艺学》教学大纲二、课程目的和任务《发酵与酿造工艺学》是以发酵工程、酶工程及基因工程为支撑,利用微生物细胞的特定性状,通过现代化工程技术,生产食品、保健品或添加剂的一门科学技术。
它不但是支撑现代食品工业的重要技术,同时也是生物技术产业化的重要手段。
为此,食品科学与工程专业开设《发酵与酿造工艺学》课程,该课程为食品科学与工程专业的专业必修课之一。
《发酵与酿造工艺学》课程以发酵和酿造食品的工业化生产为主,注重现代生物技术在该领域的应用,介绍食品发酵与酿造生产的一般工艺过程及其菌种选育、保藏与复壮;微生物的代谢调控理论及其在食品发酵与酿造中的应用;发酵与酿造工程学基础;酒精发酵与酿造;氨基酸与核酸发酵;发酵豆制品;微生物性功能食品与食品添加剂;同时,对各类产品的发酵、酿造技术和食品工业废弃物的生物学处理进行了论述,为学生从事该领域的生产和科学研究提供必要的基础知识。
通过本课程的学习,学生们能够熟悉食品发酵与酿造生产的一般过程,掌握发酵与酿造食品,如酒精发酵与酿酒、氨基酸与有机酸发酵、发酵豆制品、酶制剂等生产的基本理论和技术,了解食品发酵与酿造工业的发展状况及新技术、新设备的应用情况。
为学生未来走上工作岗位从事有关发酵与酿造相关工艺的工作打下基础。
三、本课程与其它课程的关系本课程是在生物化学、微生物学、食品微生物学、食品工程原理等课程的基础上,综合应用先修课程基础知识的专业课。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配(一)绪论(2学时)1、基本内容食品发酵与酿造的历史;食品发酵与酿造的特点以及与现代生物技术的关系;食品发酵与酿造的研究对象;食品发酵与酿造的发展趋势。
2、重点食品发酵与酿造的特点及与现代生物技术的关系。
3、教学要求通过对食品发酵与酿造的历史沿革、食品发酵与酿造的研究对象和食品发酵发展趋势的介绍,对本课程的内容和发展动态有一个全面的了解。
掌握食品发酵与酿造的特点以及与现代生物技术的关系。
食品发酵与酿造工艺学第一章绪论1、什么是发酵和酿造,发酵与酿造有何特点?发酵是指微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备生物菌体或其代谢产物的过程;酿造是指把成分复杂、风味要求较高的辅食佐餐调味品的生产。
发酵与酿造的特点:安全简单、原料广泛、反应专一、代谢多样、易受污染和菌种选育2、发酵与酿造发展的历程(三代五个转折)第一代微生物发酵技术一一纯种发酵的建立为发酵工业的第一个转折点;第二代微生物发酵技术一一深层培养技术中的通气搅拌技术为发酵技术进步的第二个转折点,代谢控制发酵技术则为发酵技术发展的第三个转折点,期间还实现了微生物对化合物的转化,发酵原料的转变成了发酵技术的第四个转折期;第三代微生物发酵技术一一基因工程菌的构建发展成了发酵工程的第五个转折点。
第二章菌种选育、保藏与复壮1、生产菌为什么会发生退化,如何防止?生产菌发生退化的原因有:有关基因的自发突变,育种后未经很好的分离纯化,培养条件的改变和污染杂菌的影响防止退化的措施:(1)控制传代次数,降低自发突变的几率(2)创造良好的培养条件(3)利用不易衰退的细胞传代(4)采用有效的保藏方法(5)经常进行分离纯化2、常用的菌种保藏方法、原理及其适合的对象。
菌种保藏的要求:不死、不衰、不污染,不降低生产性能菌种保藏的基本原理:根据微生物的生理、生化特点,选用优良菌株,最好是它们的休眠体,人工地创造适合于休眠的环境条件,即干燥、低温、缺乏氧气和养料等,使微生物的代谢活动处于最低的状态但又不至于死亡,从而达到保藏的目的。
常用的菌种保藏方法:斜面冰箱保藏法,此法一般可保藏3个月左右,适合于各种菌进行保藏半固体穿刺保藏法,此法可保藏半年左右,适用于细菌、酵母的菌种保藏石蜡油可封存法,可保藏三年左右,适用于各类菌种的保藏砂土管保藏法,可保藏1至数年,适用于产生孢子的微生物的保藏冷冻干燥保藏法,一般可保藏五年以上,适合于各大类微生物的保藏第四章发酵与酿造工程学基础及设备1、种子扩大培养、对数残存定律、最适稀释率、临界稀释率、CO2效应、菌体的生长比速、维持消耗、倍增时间、发酵热。
食品发酵与酿造工艺学第一章绪论1、什么是发酵和酿造,发酵与酿造有何特点?发酵是指微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备生物菌体或其代谢产物的过程;酿造是指把成分复杂、风味要求较高的辅食佐餐调味品的生产。
发酵与酿造的特点:安全简单、原料广泛、反应专一、代谢多样、易受污染和菌种选育2、发酵与酿造发展的历程(三代五个转折)第一代微生物发酵技术——纯种发酵的建立为发酵工业的第一个转折点;第二代微生物发酵技术——深层培养技术中的通气搅拌技术为发酵技术进步的第二个转折点,代谢控制发酵技术则为发酵技术发展的第三个转折点,期间还实现了微生物对化合物的转化,发酵原料的转变成了发酵技术的第四个转折期;第三代微生物发酵技术——基因工程菌的构建发展成了发酵工程的第五个转折点。
第二章菌种选育、保藏与复壮1、生产菌为什么会发生退化,如何防止?生产菌发生退化的原因有:有关基因的自发突变,育种后未经很好的分离纯化,培养条件的改变和污染杂菌的影响防止退化的措施:(1)控制传代次数,降低自发突变的几率(2)创造良好的培养条件(3)利用不易衰退的细胞传代(4)采用有效的保藏方法(5)经常进行分离纯化2、常用的菌种保藏方法、原理及其适合的对象。
菌种保藏的要求:不死、不衰、不污染,不降低生产性能菌种保藏的基本原理:根据微生物的生理、生化特点,选用优良菌株,最好是它们的休眠体,人工地创造适合于休眠的环境条件,即干燥、低温、缺乏氧气和养料等,使微生物的代谢活动处于最低的状态但又不至于死亡,从而达到保藏的目的。
常用的菌种保藏方法:斜面冰箱保藏法,此法一般可保藏 3 个月左右,适合于各种菌进行保藏半固体穿刺保藏法,此法可保藏半年左右,适用于细菌、酵母的菌种保藏石蜡油可封存法,可保藏三年左右,适用于各类菌种的保藏砂土管保藏法,可保藏1至数年,适用于产生孢子的微生物的保藏冷冻干燥保藏法,一般可保藏五年以上,适合于各大类微生物的保藏第四章发酵与酿造工程学基础及设备1、种子扩大培养、对数残存定律、最适稀释率、临界稀释率、CQ效应、菌体的生长比速、维持消耗、倍增时间、发酵热。