第四课 微生物技术课件.ppt

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1、微生物技术,2,微生物技术应用的分类,污水的生物净化 如在处理石油污染海水中的作用 相对于只能处理浮于海面漏油的清污措施，生物分解法能处理深海中的漏油，而且其副作用也比分散剂等化学方法小,A.微生物技术在环保中的应用,生物降解法的具体操作分为两种途径，一种是利用海洋中本身就存在的嗜油微生物，供以营养物质与氧气；另一种途径是，在营养物质与氧气 富足的条件下，向海中投入大量的嗜油微生物。,5,微生物对固体污染物的降解 如对人们日常生活废弃物的降解 运用高科技微生物菌群对有机分子具有降解能力的这一特征来处理生活有机垃圾.,降解机理,微生物对化学污染物的分解 微生物对水中或土壤等的重金属分解、转化,如

2、：蚯蚓能在栖息的环境中吸收分解污染物质，如有机农药、重金属、放射性物质等。国外的一些工厂建造了高大的蚯蚓粪空气净化塔，有毒气体和恶臭气体经过这种塔，可以解毒去臭。在美国，正在研究利用蚯蚓来净化城市污水，使之变成净水，流回河中。,微生物分解重金属的工作,利可以通过微生物培养，得到微生物代谢产物，但对人确是有用的药物用微生物发明抗生素等医药品。,B.微生物技术在医学上的应用,抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。现临床常用的抗生素有微生物培养液液中提取物以

3、及用化学方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下万种。,灰色链丝菌产生的链霉素 青霉菌产生的青霉素 -内酰胺类 大环内酯类 氨基糖苷类 四环素类 等等,目的基因 导入微生物的遗传基因 微生物基因,目的基因,抗生素,C.微生物技术在日常生活的应中用,酸奶 喝过的话就喝过一大堆乳酸菌了。酒也是通过微生物酿造的。还有酱油，醋汽车用的燃料已醇，通常都是微生物发酵出来的。,人的肠道中，有着大量的正常菌群，一旦他们出现了混乱，你就会生病。,微生物的发酵,定义：利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。产品：酸奶、酒类、面包和酱油等等。丰富了人类的生活，极大地

4、方便了人类。,酸奶等食品类的发酵,微生物发酵解决能源问题,清洁能源-乙醇,根瘤菌的固氮,发酵技术,1、 发酵食品(酸奶、米酒、醋、酱) 2、沼气发酵,讨论：我们生活中有哪些与发酵技术有关？,一、我们身边的发酵技术,听听同学们介绍的生物技术发展史吧,石器时代的中国人和古埃及人用麦粉酿造啤酒周代后期，我国人民制作酱和醋一直沿用至今。16世纪，我国医生知道被疯狗咬伤可传染狂犬病。18世纪，荷兰人列文虎克发明了显微镜。1857年，巴斯德实验证明酒精发酵等发酵是由不同微生物作用形成的。1897年，德国毕希纳发现了酶，揭开了发酵的奥秘。1928年，弗莱明在青霉中发现青霉素。1943年，青霉素得到可大规模生

5、产的青霉素，在战争中挽救了无数人的生命。,1953年，沃森、克里克提出DNA双螺旋结构模型20世纪50年代，利用微生物发酵生产氨基酸，实现工业化20世纪60年代，酶制剂产业出现。酶工程生产氨基酸、抗生素等。20世纪70年代，科学家发明了体外DNA重组技术。以基因工程为核心，带动了现代发酵工业，酶工程，细胞工程的发展。,你知道这些名词吗？,基因工程,基因工程就是生物学家对生物有机体或其他组成部分细胞内的遗传物质基因进行加工。（在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合）,细胞工程,细胞工程是指从细胞水平上对生命的遗传物质进行重装，从而达到改造生物体的目

6、的。,酶工程,酶工程是指利用酶催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的技术。,发酵工程,发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。,生物技术就在我们的生活里,传统的生物技术,第一阶段：是以制酒、食品加工、农业为主的作坊式生物技术。第二阶段：以抗生素为代表，发酵技术为主要技术的工业化生物技术。,发酵食品的优点,发酵食品是指利用乳酸菌或曲菌制成的食品发酵食品有着更为丰富的营养成分；由于发酵的作用，食品中的蛋白质被有效降解，此类食品更易消化吸收。由于大多数致病菌只适应中性偏碱环境，而发酵工艺产生的是酸性环境，所以发

7、酵食品更耐贮存。食用发酵食品还能获得几种人体必需但本身不能产生的氨基酸。,发酵食品预防肿瘤有奇效,植物细胞有细胞壁，细胞内的一些成分人体往往难以消化利用，发酵时微生物分泌的酶能裂解细胞壁，就提高了营养素的利用程度。微生物还能合成一些B族维生素，特别是维生素B12，动物和植物自身都无法合成这一维生素，只有微生物能“生产”，所以发酵食品中维生素B12较为丰富，维生素B12还能预防老年痴呆症。 发酵食品一般脂肪含量较低，发酵过程中要消耗碳水化合物的能量，因此发酵食品的能量值比较低，这对欲控制热量摄入而减肥的人是首选的低热能食品。 在发酵过程中，微生物保留了原来食物中的一些活性成分，如多糖、膳食纤维、

8、生物类黄酮等对机体有保健作用的物质，还能分解某些对人体不利的因子，如豆类中的低聚糖、胀气因子、豆腥味物质等。微生物新陈代谢时产生的不少代谢产物，多数有调节机体生物功能的作用，能抑制体内有害物的产生，最新的研究表明，不少发酵食品对预防肿瘤的发生有奇特的作用。,发酵食品的隐患,首先在于发酵工艺本身。在发酵过程中，总会有一些“副产品”伴随产生，如酿酒，会有甲醇和高级醇产生。 另一方面则是由生产者的直接造假导致的比如酱油的生产。传统发酵食品多为小作坊式的生产，容易因工艺不稳定而无法保证食品安全。,酸 奶,它是以新鲜的牛奶为原料，经乳酸菌发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。酸奶不但保留了牛奶的所有优点，而

9、且某些方面经加工过程还扬长避短，成为更加适合于人类的营养保健品。,酸奶制作步骤,将容器消毒,牛奶加入糖煮开,冷却,加入酸奶,摇均加盖,20-30度培养一、两天,保温杯加盖8-10小时,米 酒,酒曲中有根霉菌、毛霉菌等和酵母菌两类微生物。霉菌将淀粉转化成糖，即糖化过程；酵母将糖转化成乙醇，即酒化过程,家庭米酒制作步骤,将容器消毒，米洗净,米浸泡12小时，弄碎,蒸煮30分钟,冷却，摊开,与酒药充分混合,30度培养一天半,醋的历史,醋是我们日常生活中最常用的调料，在防病治病方面也有一定用场。我国是最早知道酿醋的国家，据史记记载，早在春秋战国时代就有专门酿醋的作坊了。食醋是由含酒精类物质，经过醋酸菌类

10、繁殖与氧化，在酶的作用下，把原料中的糖、蛋白、酒精等转变为醋酸和其它有机物，通过一番复杂的生物化学反应而制成这种色、香、味俱全的食醋。,我国的食醋种类很多，市售的醋一般有白醋和红醋两种。有名的如山西陈醋、四川麸醋、镇江糟醋等。食醋 的主要成分是醋酸，一股浓度在15，老陈醋可达20% ，醋的酸味即来源于此。质量好的食醋，酸而微甜， 带有香味，不仅是调味佳品，而且是良好的酸性健胃剂， 有增加食欲，帮助消化的作用，特别是胃酸缺乏的人吃些醋浸、酷腌的食物很有益处。,食醋还含某些维生素，如维生素B1、B2和烟酸等。烧菜时加些醋，可以促进菜中钙、磷、铁等成分的溶解，被充分吸收利用。烧鱼时，加点醋既可解鱼腥

11、味，又可使鱼骨中的钙、磷溶解出来， 提高营养价值。炒辣椒时放点醋能减少辣椒中维生素C 的损失，同时又可减去一些辣味。烧煮牛、羊肉时加点醋，可以使肉容易煮得烂。吃油腻食品时，加点醋或蘸着吃，就不会感到腻口。把一些蔬菜泡在醋里做成酸菜，既易保存，又美味可口。,醋酸有一定的杀菌作用。古罗马人曾用醋来治疗创伤，中世纪某些烈性传染病病人死后，当地人都要把死 者用过的钱币和金属饰物用醋浸泡后再使用，以防传染。 醋拌凉菜，既调味，助消化，又预防肠道传染病发生。 蛔虫遇酸而退，在发生胆道蛔虫引起腹痛时，通常用醋 50毫升加温开水50毫升缓缓口服，能使胆道括约肌缓解，达止痛目的，为进一步治疗创造条件。醋煮沸蒸发

12、，每日2次，消毒空气，对预防流感或流行性腮腺炎等有一定效果。至于用酸辣汤发汗治伤风，更为大家所习用。,喝醋虽然时髦，却也未必“老少咸宜”,醋有一定的保健作用，但有人提出醋可以减肥并治疗病毒性肝炎、高血压，降低胆固醇，国内外并没有做过这方面的实验，其科学性还有赖于进一步探讨。此外，直接喝醋，醋酸会腐蚀牙齿表面的珐琅质，应稀释后用吸管吸，喝后用水漱口。专家们提醒，醋是酸性物质，不宜长期食用，食用过量会影响人体的酸碱平衡，胃酸过多的人也不宜喝醋，慢性肾脏疾病者过量食醋甚至会引起酸中毒。对萎缩性胃炎、胃癌等胃酸缺乏者，喝醋有一定益处，但必须把酸度降低，少量多次食用，以免刺激胃黏膜。,风味豆豉,豆豉创始

13、于我国，是大豆经过蒸煮发酵制成的一种美味食品，原名“幽菽”。优质的豆豉不仅是家常菜肴、调味佐料，而且也是对人体健康有益的营养佳品。 我国早在2200年前的西汉初年，豆豉便像肉禽蛋鱼一样成为畅销美食了。,风味豆豉的制作,1原料：黄豆。2泡豆：将已除杂的黄豆洗净后加水浸泡约12天，每日换水1次，不断洗搓，并将浮于水面的豆壳捞出。3蒸豆：把豆料装入甑内，蒸1218小时左右，使其充分熟烂。4和豆：选大小适中的竹筐，筐底及四周逐一铺好豆豉叶，将豆料装入筐内，表层仍用豆豉叶封好，置于火炉旁，1周后即可开筐。和好的豆豉浓香扑鼻，粘稠有丝。5捣豆：将豆料取出，放入槽内用木杵捣碎，并加入适量食盐拌匀。之后将其装

14、入大口坛或砂锅内，用膜布密封好，在室温下搁置12月。6晒制：开春后，将半成品豆豉料取出，摊开、压薄，置于阳光下曝晒710天，再用木杵捣烂，拌和，最后捏团（每团0.51公斤）在阳光下晾晒几日即为成品。用食品袋密封包装，一般可贮藏12年不会变质。,中国泡菜,中国泡菜所取的原料都是新鲜的各种蔬菜，含有丰富的维生素和钙、磷等无机物，既能为人体提供充足的营养，又能预防动脉硬化等疾病，所以自古以来，泡菜成了中国上自国宴，下至千家万户饮食中不可缺少的菜肴。,泡菜的制作,同样是泡菜，美国的酸黄瓜加的是酵母菌和糖，酸味主要来自醋酸。中国的泡菜利用的是乳酸菌，酸味主要来自乳酸。前者是有氧发酵，后者是无氧发酵。,沼

15、气发酵,沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占5570左右，二氧化碳占2540左右，此外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。,沼气发酵技术,无氧条件利用微生物甲烷细菌产生甲烷甲烷燃烧可用于照明、发电。沼渣是沼气发酵后残留在沼气池底部的半固体物质,含有丰富的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、钾和多种微量元素等，是一种缓速兼备的优质有机肥和养殖饵料。,二、工业化的发酵产品,抗生素氨基酸甜味剂食用有机酸酶制剂,正如动物植物对生物圈有重大影响一样，微生物也发挥着不可替代的作用。微生物与人类健康密切相关。多数微生物对人体是无害的。微生物与人类的生产、生活和生存息息相关。我们感谢有微生物存在，我们获益匪浅。,