發(fā)酵工程教學(xué)大綱

本文格式為Word版，下載可任意編輯——發(fā)酵工程教學(xué)大綱楚雄師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系

生物技術(shù)專業(yè)《發(fā)酵工程》（理論）課程教學(xué)大綱

一、課程基本信息

課程代碼：031106009課程中文名稱：發(fā)酵工程

課程英文名稱：FermentationEngineering課程性質(zhì)：共同學(xué)科課程選修使用專業(yè)：生物技術(shù)、葡萄酒專業(yè)開課學(xué)期：第6學(xué)期總學(xué)時(shí)：36總學(xué)分：2

預(yù)修課程：無機(jī)及分機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、微生物、分子生物學(xué)、生物化學(xué)

課程簡(jiǎn)介：本課程是生物技術(shù)專業(yè)的必修課。課程系統(tǒng)講授發(fā)酵工程基本概念、基本理論和分析方法，主要內(nèi)容包括：工業(yè)微生物菌種選育、工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基設(shè)計(jì)、發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)、種子擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、氧的供需、發(fā)酵生理及其過程控制、發(fā)酵罐的放大與設(shè)計(jì)、基因工程菌發(fā)酵、發(fā)酵產(chǎn)品的提取與精制、發(fā)酵工業(yè)清潔生產(chǎn)、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)、發(fā)酵經(jīng)濟(jì)學(xué)、發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)原理與技術(shù)應(yīng)用，以及發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物化工中的應(yīng)用等方面。

教材建議：余龍江，《發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用》，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2023年。參考書：李艷主編，《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》，高等教育出版社，2023年。李艷，《發(fā)酵工業(yè)概論》，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2023年。

姚汝華，《微生物工程工藝原理》，華南理工大學(xué)出版社，2023年。熊宗貴，《發(fā)酵工藝原理》，中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2000年。毛忠貴，《生物工業(yè)下游技術(shù)》，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2023年。梅樂和等，《生化生產(chǎn)工藝學(xué)》，科學(xué)出版社，2023年。俞俊棠等，《生物工藝學(xué)》，華東化工大學(xué)出版社，1992年。賀小賢，《生物工藝原理》，化學(xué)工業(yè)出版社，2023年。

二、課程性質(zhì)、目的及總體教學(xué)要求

課程的基本特性：發(fā)酵工程具有涉及領(lǐng)域?qū)?、涵蓋范圍廣、基礎(chǔ)性強(qiáng)的特點(diǎn)，就其學(xué)科性質(zhì)而言它又是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在微生物學(xué)、生物化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的把握發(fā)酵工程的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，建立較深刻的微生物學(xué)觀點(diǎn)，形成科學(xué)的思維方式。同時(shí)要求學(xué)生能了解現(xiàn)代發(fā)酵工程理論和技術(shù)的新發(fā)展。

本教學(xué)大綱以國(guó)家教委對(duì)生物學(xué)科本科專業(yè)人才的基本培養(yǎng)規(guī)格和教學(xué)要求為指導(dǎo)，以我院2023年教學(xué)計(jì)劃的要求，學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)水平，各學(xué)科教學(xué)內(nèi)容之間的交織重復(fù)性及專業(yè)后續(xù)課開設(shè)的實(shí)際狀況為依據(jù)，以“發(fā)酵工程原理與技術(shù)〞教材為藍(lán)本，對(duì)發(fā)酵工程研究?jī)?nèi)容進(jìn)行闡述

課程的教學(xué)目的：要求學(xué)生能了解現(xiàn)代發(fā)酵工程理論和技術(shù)的新發(fā)展。了解和把握運(yùn)用微生物發(fā)酵生產(chǎn)工藝過程的基本原理和方法，了解和把握發(fā)酵過程的規(guī)律及不同發(fā)酵操作方式的特點(diǎn)和應(yīng)用，了解和把握不同類型的生物反應(yīng)器工作原理，懂得如何應(yīng)用這些基本理論去分析和解決生產(chǎn)過程中的具體問題，改造原有生產(chǎn)過程使其更符合客觀規(guī)律，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化，提高生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。其目的是幫助學(xué)生從科學(xué)本質(zhì)上理解和認(rèn)識(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中科學(xué)技術(shù)的普遍性和特別性，加強(qiáng)理論基礎(chǔ)，同時(shí)進(jìn)一步拓寬知識(shí)面，為學(xué)生將來走上工作崗位后的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和工程應(yīng)用打好理論基礎(chǔ)。

課程的總體教學(xué)要求：本課程教學(xué)內(nèi)容以基本知識(shí)、基本理論、基本原理和基本觀點(diǎn)為主，同時(shí)考慮到生物技術(shù)專業(yè)為理科學(xué)生，工程知識(shí)比較缺少，我們主要重點(diǎn)陳述發(fā)酵工業(yè)菌種、發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基設(shè)計(jì)、發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)、發(fā)酵工業(yè)的種子制備、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、發(fā)酵工業(yè)中氧的供需及發(fā)酵過程控制等發(fā)酵工程的核心理論部分，而涉及到工程技術(shù)等方面的內(nèi)容主要是作為簡(jiǎn)述性的陳述。

在應(yīng)用本大綱進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)保證大綱規(guī)定的基本內(nèi)容，而對(duì)課時(shí)分派、教學(xué)方式等則可根據(jù)具體狀況靈活把握，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

采用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段輔助教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，力爭(zhēng)圖文并茂。通過啟發(fā)式、提問式等靈活多樣的教學(xué)方法，聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高課堂教學(xué)效果。

三、章節(jié)教學(xué)內(nèi)容與要求

第一章緒論（2學(xué)時(shí)）

1.1發(fā)酵工程的定義及其與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

1.1.1什么是發(fā)酵工程

1.1.2發(fā)酵工程與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1.2發(fā)酵工程的發(fā)展史

1.2.1發(fā)酵本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程1.2.2發(fā)酵工程技術(shù)的發(fā)展史1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)及其研究范疇

1.3.1發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)1.3.2發(fā)酵工業(yè)的范圍1.4工業(yè)發(fā)酵的類型與工藝流程

1.4.1工業(yè)發(fā)酵的類型

1.4.2發(fā)酵生產(chǎn)工藝流程1.5發(fā)酵工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用

1.5.1醫(yī)藥工業(yè)1.5.2食品工業(yè)1.5.3能源工業(yè)1.5.4化學(xué)工業(yè)1.5.5冶金工業(yè)1.5.6農(nóng)業(yè)1.5.7環(huán)境保護(hù)1.6發(fā)酵工程的應(yīng)用前景

說明和要求：

1、要求：熟悉發(fā)酵工程的一般概念；了解發(fā)酵工業(yè)的范圍、特點(diǎn)、發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢(shì)；把握發(fā)酵工程生產(chǎn)的一般工藝過程。了解現(xiàn)代發(fā)酵工程與生物技術(shù)的關(guān)系。

2、重點(diǎn)：發(fā)酵工程的一般概念；發(fā)酵工程生產(chǎn)的一般工藝過程。3、難點(diǎn)：發(fā)酵工程生產(chǎn)的一般工藝過程。

其次章發(fā)酵工業(yè)菌種

2.1發(fā)酵工業(yè)菌種概述

2.1.1細(xì)菌2.1.2放線菌2.1.3酵母菌2.1.4霉菌2.1.5未培養(yǎng)微生物2.2發(fā)酵工業(yè)菌種的分開篩選

2.2.1樣品的采集2.2.2樣品的預(yù)處理2.2.3富集培養(yǎng)2.2.4菌種分開2.2.5菌種初篩和復(fù)篩2.3發(fā)酵工業(yè)菌種鑒定

2.3.1經(jīng)典的分類鑒定方法2.3.2現(xiàn)代分類鑒定方法

2.3.3將菌種直接送到權(quán)威鑒定機(jī)構(gòu)鑒定2.4發(fā)酵工業(yè)菌種改良

2.4.1菌種代謝生理與分子生物學(xué)2.4.2常規(guī)育種2.4.3細(xì)胞工程育種

2.4.4基于代謝調(diào)理的育種技術(shù)2.4.5基因工程育種2.4.6蛋白質(zhì)工程育種2.4.7代謝工程育種2.4.8組合生物合成育種2.4.9反向生物工程育種2.5發(fā)酵工業(yè)菌種保藏

2.5.1菌種變民及退化機(jī)理2.5.2菌種保藏技術(shù)說明和要求：

1、要求：了解發(fā)酵工業(yè)常用的微生物菌種及要求；熟悉發(fā)酵工業(yè)微生物菌種的分開和選育工作并把握分開和育種的原理和技術(shù)；熟悉發(fā)酵工業(yè)微生物菌種的衰退的原因、復(fù)壯的措施和保藏的方法。

2、重點(diǎn)：工業(yè)常用的微生物菌種及要求；微生物的篩選分開方法；工業(yè)微生物的改良方法；微生物菌種的保存方法。

3、難點(diǎn)：微生物的篩選分開方法；工業(yè)微生物的改良方法。

第三章發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基設(shè)計(jì)

3.1發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的基本要求3.2發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的成分及來源

3.2.1碳源3.2.2氮源

3.2.3無機(jī)鹽及微量元素3.2.4水

3.2.5生長(zhǎng)調(diào)理物質(zhì)3.3微生物的培養(yǎng)基類型

3.3.1斜面培養(yǎng)基3.3.2種子培養(yǎng)基3.3.3發(fā)酵培養(yǎng)基

3.4發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)原理與優(yōu)化方法

3.4.1發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)原理

3.4.2發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法說明和要求：

1、要求：了解培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分的來源和配制培養(yǎng)基的基本原則；了解發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基的組成成份及其在發(fā)酵中的作用；把握培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)常用方法。

2、重點(diǎn)：工業(yè)發(fā)酵用培養(yǎng)基的要求；配制培養(yǎng)基的基本原則；培養(yǎng)基的構(gòu)成；培養(yǎng)基各組分的作用；培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)。

3、難點(diǎn)：培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)。

第四章發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)

4.1發(fā)酵工業(yè)的無菌處理4.2發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略

4.2.1污染的危害4.2.2雜菌污染的防治4.3發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)4.4發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌

4.4.1濕熱滅菌原理4.4.2分批滅菌4.4.3連續(xù)滅菌

4.4.4發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌技術(shù)4.5空氣除菌

4.5.1空氣除菌方法4.5.2空氣過濾除菌4.5.3空氣預(yù)處理4.5.4空氣預(yù)處理流程設(shè)計(jì)4.5.5空氣過濾介質(zhì)

4.5.6提高過濾除菌效率的措施說明和要求：

1、要求：了解的滅菌的原理及方法；把握微生物熱死動(dòng)力學(xué)；把握影響滅菌效果的因素及控制方法。了解無菌