1、發酵工程教學大綱 發酵工程教學大綱 發酵工程fermentationengineering 一、課程概況課程編號： 課程總學時：56其中，講課：40，實驗：16課程學分：3課程分類：開設學期：開課單位：適用專業：所需先修課：微生物學、生物化學課程負責人：韓北忠、劉萍 二、內容簡介是工業微生物實現實驗室與工廠化生產的具體操作，方法的一部分，工程工業化應用都具有深遠的意義。另外，通過發酵工程實驗及發酵工程各論的了解，不僅能夠掌握發酵工藝操作從小試到擴大的具體過程及反應過程控制方法，前發酵行業的具體產品生產工藝，進行指導與分析。程的基本原理，發酵工藝及過程控制方法；程各論簡介。三、教學大綱1放線菌、

2、酵母的分開方法；常用工業菌種育種的方法；誘變、基因轉移、基因重組的原理及 必修三2 食品學院生物技術系生物工程、食品科學與工程 是生物工程專業的一門專業必修課。是基因工程及酶工程等生物技術工業化的過程與方法。不僅掌握發酵工程原理及發酵優化控制過程， 1發酵工程上游技術：菌種選育的基本理論與方法； 緒論2學時 工業微生物菌種的選育與保藏由于發酵工程是整個生物技術的核心，是生物技術在生產施行中應用的原理及因此，通過對發酵而且對系統了解生物技術及其而且進一步了解了目對發酵生產能夠3發酵工程設備及發酵中試擴大；40學時 4學時 2發酵工4發酵工發酵工程的學習，從理論到方法學會發酵工程這一門技術，本課程

3、主要內容為：、課堂講授部分教學內容與要求第一章本章要點：掌握發酵工程的基本知識；了解發酵工程的一般工藝過程和工藝發展趨勢。第二章工業菌種篩選思路、程序及注意事項；培養分開中要解決的問題，自然界細菌、真菌、操作方法；不同微生物菌種保藏原理、方法及各自的應用優缺點。本章重點了解工業微生物菌種選育常用方法及過程，掌握菌種的保藏方式。 第三章發酵工藝條件的優化4學時 不同營養因素對微生物生長及代謝的影響，不同用途培養基確實定依據和方法；不同培養條件對微生物生長及代謝的影響，發酵條件確實定方法；發酵終點的判斷原理及方法；工業微生物菌種培養的類型、主要培養方法及擴展的特點。本章重點掌握發酵工藝的基本原理，

4、熟悉發酵工藝確定的參數要求，掌握發酵工廠化生產擴大對發酵工藝不同要求。 第四章發酵機制4學時 微生物的能量及物質代謝及微生物合成與分解代謝對發酵目標產物的影響；微生物的代謝調節調控與發酵生產。本章重點了解微生物代謝的機理，掌握調節代謝的常規方法。 第五章發酵工程動力學4學時 微生物反應過程的主要特征、微生物反應動力學的描述方法，研究發酵動力學的步驟與方法；發酵動力學分類、各類特點及在發酵工業中的應用；分批發酵、補料發酵及連續發酵動力學、特點。本章重點掌握發酵過程中優化控制的理論和方法。 第六章發酵工程單元操作4學時 滅菌的方法及各方法的原理及其操作控制；空氣凈化原理，空氣除菌方法及發酵生產過程

5、中制備無菌空氣的流程。微生物細胞對氧的需求，對微生物供氧的傳遞過程，增加溶氧的措施及溶氧異常分析。本章重點熟悉發酵工藝的控制過程，掌握發酵流程的具體操作方法。 第七章發酵生產的設備6學時 嫌氣發酵設備種類，制定要求及操作要點；通風發酵罐種類、結構組成、工作原理及操作、控制；發酵反應器的制定和自動控制。本章重點了解發酵罐的組成及操作，并掌握發酵罐制定的方法。 第八章發酵中試的比擬擴大2學時 發酵中試比擬擴大的原理，內容及計算依據；中試擴大的設備要求；比擬擴大的基本方法。本章重點掌握發酵中試擴大的理論依據及方法 第九章發酵工程各論10學時 酒精生產工藝學、氨基酸生產工藝學、抗生素生產工藝學、微生物

6、酶制劑生產工藝、污水生化處理技術。對每個工藝介紹概況、工藝操作要點、對產物影響的主要因素及控制，產物分開提純主要方法，工藝發展趨勢。本章重點了解目前發酵行業中各種工藝的具體操作過程。 2、實驗、實習部分教學內容與要求共16學時 1特定產物工業生產菌種的篩選4學時目的：加深對發酵工程上游技術中菌種選育的熟悉；學會常規選種和育種的方法，樹立科學認真仔細的態度，培養科研協作精神。 內容簡介：依據一定的生產目的如抗生素或酶類的生產，建立不同的篩選模型，并從特定的樣品如土壤中篩選出高產適宜的菌株。 要求：全班每個同學都要親自動手，以目標產物從土壤中分開高產菌株，每人寫1份研究報告。 2搖床培養確定菌體培

7、養和營養條件4學時 目的：掌握微生物斜面培養基、種子培養基及發酵培養基確定方法，學會對已確定菌種確定實驗室發酵工藝。內容簡介：發酵的工藝參數。要求：全班分成養條件，每組交3小型發酵罐中進行產品的分批發酵目的：掌握發酵罐的操作方法，發解在罐上進行工藝擴大的發酵過程。內容簡介：菌種在罐上的分批發酵過程。掌握目前發酵行業基礎罐上發酵方法和操作流程。要求：全班分成時間的基質消耗、產物形成及細胞生長的變化，每組交究報告。 4流加發酵動力學研究目的：加深對微生物培養方法的熟悉，了解流加發酵過程控制方法。內容簡介：添加，觀察菌體生長和產物形成及菌種代謝之間的關系，式。 要求：全班分成基質消耗、產物形成及細胞

8、生長的變化，每組交說明 為使學生既能發揮主觀能動性，個人作業及試驗出勤、動手能力等占 3、教材及主要參照書教材：俞俊棠，唐效宣主要參照書：1李艷2曹軍衛篩選微生物最適生長及產物形成的營養條件和培養條件， 5組，1份實驗記錄，每人寫在搖床確定工藝條件的基礎上，5組，在分批發酵工藝的基礎上，5組， .生物工藝學 .發酵工業概論,馬輝文.1份研究報告。4學時進行小型發酵罐的擴大研究，學時 進行不同營養物質在不同時間和不同濃度的又具有科研協作精神，60%。 .華東化工學院出版社.中國輕工業出版社.科學出版社確定特定產物研究確定菌種發酵最適培養基及培 同時監測 各組分別測定發酵過程中每隔一段1份實驗記錄

9、，每人寫1份研 以獲得最正確的發酵代謝調控方各組分別測定1種流加發酵程序對份實驗記錄，每人寫1份研究報告。暫定考核成績中小組記錄占40%，.1991.1999.201*. 每個同學都要親自動手， 每個同學都要親自動手，4每個同學都要親自動手，1微生物工程3p.f.斯坦伯里,a惠特克.發酵工藝學原理.中國醫藥科技出版社.1992.4賀小賢.生物工藝原理.化學工業出版社.201*. 5尹光琳,戰立克,趙根楠.發酵工業全書.中國醫藥科技出版社.1992. 4、習題作業安排 各章均有1-2個習題，要求學生獨立完成。 四、教學大綱說明 1、教學目的與課程的性質和任務通過對發酵工程的學習，可以使學生進一步

10、系統了解發酵工程從培養基配制到發酵罐生產，直至產品分開等一系列的操作原理及過程。由于發酵工程是整個生物技術的核心，是工業微生物實現實驗室與工廠化生產的具體操作，是生物技術在生產施行中應用的原理及方法的一部分，術工業化的過程與方法。因此，通過對發酵工程的學習，不僅掌握發酵工程原理及發酵優化控制過程，而且對系統了解生物技術及其工業化應用都具有深遠的意義。另外，通過發酵工程實驗及發酵工程各論的了解，不僅能夠掌握發酵工藝操作從小試到擴大的具體過程及反應過程控制方法，產工藝，從理論到方法學會發酵工程這一門技術，對發酵生產能夠進行指導與分析。 2、課程主要內容、重點及深度課程重點為發酵機制、程動力學與發酵

11、工藝控制為本課程難點。 3、教學要求與主要環節掌握發酵工程的基本原理，發酵反應器的操作、方法和流程，了解從小試到擴大所需測定參數及過程控制方法。的原理與流程。 相關課程有生物反應工程、應用微生物學，生物分開技術。 1、本課程以授課為主，教學方法采納多媒體教學、討論等多種方式進行。2、本課程考核方式：開卷或閉卷考試。 執筆人：劉萍審定人： 而且進一步了解了目前發酵行業的具體產品生 發酵工程動力學、發酵工藝控制和發酵生產的設備， 熟悉發酵工藝及過程控制方法，明晰發酵產品的提取精制過程。,韓北忠是基因工程及酶工程等生物技 其中發酵工了解從實驗室操作到工廠化掌握發酵工藝操作的基本熟悉現代發酵工業生產產

12、品201*年3月制定 控制及制定， 擴大閱讀：發酵工程教學大綱 發酵工程理論教學大綱 一、課程說明 課程編號： 學時：64學分數：4適用專業：生物技術及應用課程類型：必修課 先修課程：生物化學、微生物學二、課程教學目的與要求： 發酵工程課程是生物技術專業的必修課。通過本課程的學習，使學生在生物化學、微生物學等課程的基礎上，系統的掌握發酵工程的基本理論、基本知識和基本技能，建立較深入的微生物學觀點，形成科學的思維方式。同時要求學生能了解現代發酵工程理論和技術的新發展。 三、課程教學基本內容及學時分配第一章緒論2學時 知識點：發酵工程的概念；發酵工程的發展簡史；發酵工程的基本內容；發酵工程的后處理

13、。 重點：發酵的概念；發酵工程簡史；發酵工程的應用。難點：發酵工程的一般過程。 學生掌握要點：發酵工程的發展史中四個時代和發酵工程應用領域。第二章工業發酵菌種的選育4學時 知識點：菌種的來源；發酵高產菌種選育；菌種退化和菌種保藏。重點：微生物選擇性分開；自然選育和誘變育種。難點：誘變育種的方法。 學生掌握要點：自然選育和誘變育種技術。第三章工業發酵培養基2課時知識點：發酵營養基質的組成；工業發酵中營養基質的種類；工業發酵中營養基質的選擇；工業發酵中營養基質的配制方法。 重點：掌握工業發酵用培養基的要求、培養基的構成以及培養基各組分的作用；掌握影響培養基質量的因素及控制措施；熟悉淀粉糖的制備原理

14、、方法和工藝過程。難點：影響培養基質量的因素及控制措施；淀粉糖的制備原理、方法和工藝過程。第四章工業發酵過程滅菌4課時 知識點：常用的滅菌方法；培養基與發酵設備的滅菌；空氣除菌。 重點：掌握微生物熱死動力學；掌握影響滅菌效果的因素及控制方法；重點掌握分批滅菌和連續滅菌的工藝過程及操作要點；掌握空氣介質過濾除菌的工藝過程。難點：無菌空氣的制備方法和要點。 學生掌握要點：分批滅菌和連續滅菌的工藝過程及操作要點；無菌空氣的制備方法和要點。 第五章種子擴展培養2課時 知識點：種子制備工藝，影響種子質量的因素 重點：影響種子質量的因素，工業發酵種子擴展培養的工藝過程及操作要點。難點：影響種子質量的因素。

15、 學生掌握要點：影響種子質量的因素，工業發酵種子擴展培養的工藝過程及操作要點。第六章發酵罐及其附屬設備4課時 知識點：需氧發酵罐，嫌氣發酵罐，表面培養設備，發酵設備的清洗與檢修，發酵罐選型注意事項。 重點：理解氣升式發酵罐、自吸式發酵罐、酒精和啤酒發酵罐的結構、工作原理和特點；理解表面培養設備類型、特點和工作原理；理解發酵罐選型注意事項；掌握通用式發酵罐的結構、工作原理。 難點：理解氣升式發酵罐、自吸式發酵罐、酒精和啤酒發酵罐的結構、工作原理和特點；理解表面培養設備類型、特點和工作原理；理解發酵罐選型注意事項。 學生掌握要點：理解氣升式發酵罐、自吸式發酵罐、酒精和啤酒發酵罐的結構、工作原理和特

16、點；理解表面培養設備類型、特點和工作原理；理解發酵罐選型注意事項；掌握通用式發酵罐的結構、工作原理。第七章發酵工藝控制24課時知識點：工業發酵的主要類型；營養基質和菌體濃度的影響及其控制；溶解氧濃度對發酵的影響及控制；ph的影響及其控制；溫度的影響及其控制；二氧化碳對發酵的影響及控制；泡沫的影響和控制；發酵異常現象及染菌分析；染菌對發酵的影響及防治；發酵終點的判斷；發酵的過程的自動控制。 重點：發酵條件的影響及其控制；泡沫對發酵的影響及其控制；發酵終點的判斷與自溶的監測；發酵染菌的分析、染菌污染的途徑和防止染菌。 難點：溫度對微生物細胞的生長和發酵代謝產物的影響，發酵過程溫度的控制，發酵過程中

17、ph值的控制，發酵過程中泡沫的影響和消除；發酵染菌的分析、染菌污染的途徑和防止染菌。 學生掌握內容：發酵過程溫度的控制，發酵過程中ph值的控制，發酵過程中泡沫的影響和消除。 第八章發酵工程在現代生物技術中的應用2課時知識點：基因工程菌發酵，動植物細胞大規模培養。 重點：理解基因工程的一般過程和主要步驟；理解動植物細胞大規模培養過程和主要步驟；掌握工程菌發酵的過程控制的基本理論知識。 難點:理解基因工程的一般過程和主要步驟；掌握工程菌發酵的過程控制的基本理論知識。 第九章發酵工程應用實例16課時 知識點：抗生素、氨基酸、有機酸、酶制劑、維生素生產工藝；基因工程藥物發酵工藝；微生物轉化工藝；酒精發酵工藝。重點:理解各種產品的發酵生產工藝。難點:各種產品的發酵生產工藝。第十章發酵工業與環境保護2課時 知識點：發酵工業三廢處理原理，發酵工業三廢處理技術。 重點:理解衡量廢水污染的常用指標，理解發酵廢液綜合利用以及各種生物法處理的原理；理解廢液的常見生物處理技術。 難點:理解發酵廢液綜合利用以及各種生物法處理的原理；理解廢液的常見生物處理技術。 第十一章發酵成本的構成及控制2課時知識點：發酵成本的構成