(涂绍勇)发酵工程与设备实验教学大纲
发酵工程教学大纲
发酵工程教学大纲发酵工程教学大纲导言：发酵工程是应用微生物学和生物工程原理研究发酵过程的科学和技术。
它涉及微生物活性、生物传热和质量传递、筛选和改造微生物、发酵材料的预处理等方面的内容，是一门综合性强的学科。
本大纲旨在提供一种系统和全面的教学方式，使学生全面了解和掌握发酵工程的基本知识和技能。
一、教学目标1.了解和掌握发酵工程的基本概念和原理。
2.熟悉发酵过程中的微生物特性和工程参数。
3.掌握发酵工程的实验操作技能。
4.培养学生的团队协作能力和创新精神。
二、教学内容和课程安排1.发酵工程概论1.1 发酵工程的发展历程和应用领域1.2 发酵工程的基本概念和定义1.3 发酵工程与生物工程的关系2.微生物学基础2.1 微生物的分类和特性2.2 微生物的培养和繁殖2.3 微生物对环境的要求3.发酵过程和工程参数3.1 发酵过程的分析和优化3.2 发酵过程中的传热和质量传递3.3 发酵工程的参数控制和调节4.发酵工程的实验室操作技能4.1 发酵工程实验室设备的使用和维护4.2 发酵过程中的微生物培养和发酵操作4.3 实验结果的分析和处理5.发酵工程的创新应用5.1 新型发酵菌种的筛选和改造5.2 发酵工程在食品工业中的应用5.3 发酵工程在生物药物生产中的应用三、教学方法1.理论授课通过讲授基本概念、原理和实例，向学生介绍发酵工程的基本知识。
2.实验操作训练组织学生进行发酵过程中的微生物培养和发酵操作训练，培养其实验操作能力。
3.案例分析通过案例分析，引导学生进行发酵工程问题的分析和解决，培养其创新思维能力。
4.小组讨论组织学生进行小组讨论，让学生合作解决问题，培养其团队协作能力。
四、教学评价1.平时表现包括课堂参与度、实验报告撰写和小组讨论成果等。
2.期中考试对学生对基本概念和原理的理解进行测试。
3.实验成绩评价学生在实验操作中的理解和技能水平。
4.期末考试对学生对整个课程内容的掌握和理解进行综合测试。
《发酵工程》课程教学大纲
《发酵工程》课程教学大纲课程名称：发酵工程课程类别：专业选修课适用专业：食品科学与工程考核方式：考察总学时、学分： 32 学时、2 学分一、课程教学目的发酵工程是整个生物技术的核心，是工业微生物实现试验室与工厂化生产的具体操作，是生物技术在生产实践中应用的原理及方法的一局部，是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。
因此，通过对《发酵工程》的学习，不仅把握发酵工程原理及发酵优化把握过程，而且对系统了解生物技术及其工业化应用都具有深远的意义。
另外，通过《发酵工程》试验及发酵工程各论的了解，不仅能够把握发酵工艺操作从小试到放大的具体过程及反响过程把握方法，而且进一步了解了目前发酵行业的具体产品生产工艺，从理论到方法学会发酵工程这一门技术，对发酵生产能够进展指导与分析。
二、课程教学要求通过本课程的教学，应使学生把握发酵工程学的根本学问和根本技能，了解现代生物工程技术的进展与应用状况，具备确定的微生物生产工程技能。
通过本课程的学习，使学生深刻理解发酵工程的微生物学原理，结实把握发酵工业菌种的筛选、驯化、培育与保藏，好氧、厌氧发酵工艺的调控与治理，了解发酵产品提取与精制的原理、流程及常见发酵产品的生产过程。
三、先修课程食品微生物学、生物化学。
四、课程教学重、难点重点：发酵工程的概念、特点；工业微生物菌种的退化、复壮与保藏；工业上常用作碳源、氮源的原料；淀粉水解糖的制备方法；微生物对培育基中的碳源代谢；酒精发酵机制；好氧发酵罐构造和功能；温度、 pH 和泡沫对发酵过程的影响；不同时间及染菌程度对发酵的影响；种子、空气、培育基和设备染菌及防治；细胞裂开方法及裂开率的测定；盐析法分别发酵产物。
难点：影响种子培育的因素和种子质量的把握；发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂有机酸发酵机制；染菌的检查推断及缘由分析；离子交换法原理和离子交换树指的构造与分类，膜和膜分别的根本理论。
五、课程教学方法与教学手段多媒体教学,课堂讲授与实践相结合。
发酵工程及设备教案
一、教案基本信息教案名称：发酵工程及设备教案课时安排：45分钟教学目标：1. 了解发酵工程的定义和基本概念。
2. 掌握发酵过程中常用的微生物和发酵设备。
3. 理解发酵工程在食品工业中的应用。
教学方法：1. 讲授：讲解发酵工程的定义、原理和应用。
2. 互动：引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择。
3. 案例分析：通过具体的食品发酵案例，让学生更好地理解发酵工程的应用。
教学准备：1. 发酵工程的PPT课件。
2. 相关的食品发酵案例资料。
二、教学过程1. 导入（5分钟）通过提问方式引导学生思考：什么是发酵？发酵在食品制作中有什么作用？2. 讲解发酵工程的定义（5分钟）讲解发酵工程的定义，包括发酵过程的基本原理和应用领域。
3. 介绍发酵过程中常用的微生物（10分钟）介绍发酵过程中常用的微生物，如酵母菌、乳酸菌等，并讲解它们在发酵过程中的作用。
讲解发酵设备的种类及作用，包括发酵罐、生物反应器等，并介绍它们在发酵过程中的应用。
5. 发酵工程在食品工业中的应用（10分钟）通过具体的食品发酵案例，讲解发酵工程在食品工业中的应用，如啤酒发酵、酸奶制作等。
6. 互动环节（5分钟）引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，以及发酵工程在食品工业中的重要性。
7. 总结与作业布置（5分钟）总结本节课的重点内容，布置作业，要求学生复习发酵工程的定义、微生物和设备，并思考发酵工程在食品工业中的应用。
三、教学反思本节课通过讲解发酵工程的定义、微生物和设备，以及发酵工程在食品工业中的应用，使学生了解了发酵工程的基本概念和原理。
通过互动环节，引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，提高了学生的参与度。
但在授课过程中，需要注意把握讲解的深度和广度，确保学生能够更好地理解和掌握发酵工程的知识。
四、作业布置1. 复习发酵工程的定义、微生物和设备。
2. 思考发酵工程在食品工业中的应用，并结合实际案例进行分析。
3. 预习下一节课的内容：发酵工程的实例及发展趋势。
《发酵工程》课程实验教学大纲(生物制药方向)
《发酵工程》课程实验教学大纲(生物制药方向)《发酵工程》课程实验教学大纲（生物制药方向）1. 实验教学目的：本课程旨在通过实验教学，使学生通过参与实际的发酵工程操作，了解发酵过程的基本原理与技术，并培养其实验操作、数据处理、问题解决和团队合作等能力，为将来从事相关生物制药工作做好准备。
2. 实验教学内容：（1）发酵工艺基础实验：学生学习发酵基本原理、发酵微生物筛选与培养方法、介质配方与调控策略等。
实验内容包括发酵微生物的分离与纯化、菌种的培养与保藏、生物酶的筛选与鉴定、酵母菌的发酵与调控等。
（2）发酵设备与控制实验：学生学习发酵设备的结构与工作原理、发酵过程的监测与控制方法等。
实验内容包括发酵设备的组装与调试、发酵过程中的参数监测与控制、发酵设备的日常维护与管理等。
（3）发酵工程实验：学生参与真实的发酵工程项目，掌握从发酵微生物的分离与培养到产品的提取与纯化的整个流程。
实验内容包括发酵工艺的设计与优化、发酵过程的实时监测与控制、产品的提取与纯化等。
3. 实验教学安排：（1）实验前准备：学生提前学习与准备实验所需的理论知识，包括发酵工艺原理、发酵微生物的特性、发酵设备的工作原理等。
（2）实验讲解与指导：教师进行实验讲解，包括实验目的、操作步骤与注意事项等，并指导学生进行实验操作，确保实验工作的安全与顺利进行。
（3）实验数据处理与报告撰写：学生对实验数据进行整理与分析，并撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果与讨论等，培养学生的科学研究与论文写作能力。
4. 实验成果评价：（1）实验报告：根据实验报告的完整性、准确性、逻辑性和深度等维度对学生进行评价，并根据评价结果进行成绩评定。
（2）实验操作：根据学生在实验过程中的操作规范性、技术熟练度和实验结果的准确性等维度进行评价，并根据评价结果进行成绩评定。
（3）实验问题解决与团队合作：根据学生在实验中遇到问题的解决能力和与同学协作的团队精神进行评价，并根据评价结果进行成绩评定。
《发酵工程》理论课教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)
《发酵工程》理论教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)I 前言发酵工程是生物学各专业本科生的专业课。
通过学习在工、农、医等方面的应用及发酵工艺的控制、发酵产物的提取、生产设备的结构，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握发酵工程的基本理论和基础知识，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
本大纲适用于四年制本科生物工程专业使用。
现将大纲使用中有关问题说明如下：一为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。
教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示（核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示）便于学生重点学习。
二教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。
三总教学参考学时数：40学时，其中理论课36学时，实验课（参观）4学时。
理论与实验学时之比为9:1。
四教材：《微生物工程》，科学出版社出版，曹军卫主编，第二版，2007年3月。
Ⅱ正文第1章微生物工程概论一教学目的学习微生物工程的发展简史及其应用，发酵的一般过程。
二教学要求（一）了解微生物工程的发展简史。
（二）熟悉微生物工程的应用。
（三）掌握发酵的一般过程三教学内容（一）微生物工程的发展简史。
（二）微生物工程的应用（三）发酵的一般过程第2章生产菌种的来源一教学目的学习生产菌种的来源、分离方法。
二教学要求（一）掌握生产菌种的分离方法。
（二）掌握抗生素产生菌的分离。
（三）掌握氨基酸产生菌的分离。
三教学内容（一）生物物质产生菌的筛选过程。
（二）菌种的分离。
第3章微生物的代谢调节与代谢工程一教学目的通过本章的学习，学习初级代谢与次级代谢的概念、特点及二者的关系；微生物代谢的类型及关系；微生物代谢自我调节的方法及代谢调控方法；代谢工程的定义及方法。
二教学要求（一）了解微生物的代谢类型及关系。
（二）掌握初级代谢与次级代谢的概念、特点及二者的关系。
最新(涂绍勇3、4.5周)发酵工程与设备实验讲义
(涂绍勇3、4.5周)发酵工程与设备实验讲义前言发酵工程是一门以生物代谢过程和对代谢过程控制，获得生物产品共性原理为研究对象的学科。
探讨生物产品生产过程中的共性为目的，从工艺角度阐明细胞的生长和代谢产物与细胞的培养条件之间的相互关系，为生产过程的优化提供理论依据。
本实验课程的任务是使学生在已学过微生物、生物化学、化工原理等课程的基础上，把发酵工程的理论和实践结合起来，实现对生物反应器和生物化学产品纯化与分离的操作。
深入理解生产过程的工艺原理，进一步深化和提高所学的基本知识，从而使学生具有选育新菌种，探求新工艺、新设备、从事生物产品研发和对生物产品下游技术操作的基本的能力并能够应用基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有不合理的生产过程，使之更符合客观规律。
本实验以霉菌、细菌、酵母菌等常见工业微生物为对象，经过发酵生产植酸酶、谷氨酸、红曲等，并经过进一步的分离提取，得到商品。
通过这一过程学习生物工程中的中游和下游技术。
实验课程作为发酵工程教学的重要部分，一直是课程建设的重点，特别是经过最近几年的改革与实践，已经形成了基础、综合、创新三个平台的实验教学模式，并以此建立了一整套的实验管理体系，形成了我校发酵工程实验教学的特色。
按照三个平台进行编制实验内容。
基础型实验平台：基础型实验平台旨在培养学生的基本实验技能，掌握基本实验方法，为进一步的实验打下基础。
本平台将发酵过程按工艺流程整合成样品采集、菌种诱变、培养基配制、种子扩培、发酵培养、产物分析等单元实验模块，与理论课程同步开设，作为课程实验的基本环节。
综合型实验平台：综合型实验平台指具有一定综合度并带有一定设计性的大实验，是课程实验的提高环节，旨在培养学生的综合实验技能，使学生的实验技能得到系统的训练，掌握较高层次的实验方法。
本平台实验内容涵盖酶制剂生产、红曲色素生产、液态发酵、固态发酵、酶反应工程及过程控制检测等诸多领域，学生可以结合自己的兴趣选做其中部分内容。
《发酵工程实验》教学大纲BB034315
《发酵工程实验》教学大纲Experiment of Fermentation Engineering总学时：36 总学分： 2理论学时：0 实验学时：36面向专业：生物工程课程代码：BB034015大纲执笔人：孙中涛大纲审定人：王秀娟一、实验课的性质、地位和任务《发酵工程实验》是生物工程专业学生的主要必修课与专业课，是《发酵工程》的配套实验课程，与《发酵工程》具有同等重要的地位。
本课程的任务是使学生将理论与实践结合起来，掌握常规发酵工程单元操作技术。
《发酵工程实验》课程教学跳出具体的产品，而是按发酵产品的典型流程编排教学内容，强调对发酵工程生物学与工程学基本原理的理解，强调对发酵过程的共性规律的掌握，同时也能了解生物过程研究的多样性。
通过《发酵工程实验》的学习，将技术基础课和专业课与发酵工业的操作实践结合起来，为今后从事生物工程的有关科研和生产打下良好的基础。
与原教学大纲相比，《发酵工程实验》从《发酵工程》中独立出来，设置成一门独立的课程，以强调其重要性。
二、实验目的与要求发酵工程实验课是一门综合性很强的课程，涉及到数学、化学、生物学、生物化学、微生物学、物理化学、有机化学、化工原理等多个学科，基础理论性和实践性均很强，同时要求基础理论和生产时间密切结合。
学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离，建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力，动手能力也将有所提高。
三、实验项目及内容提要四．实验报告格式实验报告分为以下几部分：题目，实验目的、实验原理、材料与设备、实验方法、实验结果、讨论，作业。
五、本课程考核方式、方法实验课成绩单独按100分记录考试成绩。
凡实验成绩不及格者，该门课程必须重修。
学生的实验成绩应以平时考查为主，一般应占总分的70%，其平时成绩又要以实验实际操作的优劣作为主要考核依据。
在学期末或课程结束时，为复习和巩固实验教学内容，进一步对学生作补充了解，也可举行一定的实验操作考试，但无论采取何种方式进行考核，都必须按实验课的目的要求，以实际实验工作能力的强弱作为评定成绩的主要依据。
《发酵工程实验》教学大纲精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）《发酵工程实验》教学大纲一、课程基本情况课程编号：132L13B 学分：1 周学时：4 总学时：34 开课学期：3.1开课学院：海洋学院课程英文名称：Experiment of Fermentation Engineering适用专业：海洋资源与环境，食品科学与工程课程类别：专业方向模块选修课课程修读条件：必须先修微生物学等课程实践方式：网络课程地址:课程负责人：所属基层学术组织：生物与海洋科学二、课程简介本课程主要学习现代发酵工业中有关菌种的分离筛选与鉴定，菌种的保藏原理与方法，工业发酵菌种的扩大培养与发酵方法；工业发酵基本产物的检测以及实验室发酵罐的操作原理与操作方法；同时训练学生利用课程实验进行实验报告的写作。
使学生能够将课堂上学到的发酵工程基础理论知识和实际运用相结合，锻炼学生解决发酵工程实际问题的能力。
三、教学目标、任务教学目标：通过本实验课的教学，使学生加深对生物工程专业基础理论课程的理解，掌握发酵工程实验的基本操作和技能，培养学生观察、分析问题、解决问题的能力，以及在生物工程领域从事科研与生产的综合能力，同时培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。
教学任务：完成本实验课设计的所有单元实验，指导学生进行实验的设计、实验准备与实验操作，并完成实验数据的处理与实验报告的写作，培养学生独立进行发酵相关的微生物分离、接种、培养与发酵产物分析等基本技能，提高学生分析问题与解决问题的能力，提高科研素质与科研能力。
四、教学方法与基本要求教学方法：开展实验课进行实验方案设计，实验理论指导，实验操作与实验结果的分析与讨论等基本要求：本实验课设置不同单元实验，每4人一组。
通过本课程的教学，使学生掌握生物工程专业实验技术的基本操作和技能训练，根据生物工程实验的特点，学会工业生产用菌种的分离与初步鉴定，发酵培养基的制备和灭菌，掌握接种操作、微生物培养观察的方法及发酵过程中间控制及分析测定等方法。
发酵工程与设备课程设计教学大纲
发酵工程与设备课程设计教学大纲发酵工程与设备课程设计教学大纲一、课程简介本课程旨在培养学生对于发酵工程及相关设备的理论和实践知识的掌握，使其能够在实际工作中运用这些知识解决发酵工程中的问题。
通过本课程的学习，学生将了解发酵工程的基本原理、发酵工程设备的种类、结构和使用方法，并了解一些发酵工程的实际应用案例。
二、教学目标1. 了解发酵工程的基本概念和原理；2. 掌握发酵工程设备的种类、结构以及在实际工程中的使用方法；3. 能够运用所学知识解决发酵工程中的一般问题；4. 培养学生的实际操作能力和协作精神。
三、教学内容及安排1. 基本概念和原理- 发酵工程的定义和发展历程- 发酵工程的基本原理和过程- 发酵工程的应用领域和发展前景- 发酵工程的经济和社会影响2. 发酵工程设备的种类和结构- 发酵罐的类型和结构- 发酵罐的材料选择和设计原则- 发酵罐的温度、压力和搅拌控制- 发酵罐的清洗和消毒方法- 发酵工程中常用的离心机、过滤机和蒸馏设备等3. 发酵工程设备的使用方法- 发酵罐的操作和维护要点- 发酵罐的操作注意事项和常见故障处理- 发酵罐的设备检修和安全措施- 发酵工程设备的操作规程和操作流程- 发酵工程设备的操作实例和操作规范4. 发酵工程的实际应用案例- 发酵工程在食品工业中的应用案例- 发酵工程在医药工业中的应用案例- 发酵工程在环境保护中的应用案例- 发酵工程在能源生产中的应用案例- 发酵工程在其他领域中的应用案例5. 实践操作和小组项目- 学生实际操作发酵罐等设备，掌握设备的使用方法- 学生分组进行小组项目，设计并实施发酵工程实验四、教学方法1. 讲授- 通过课堂讲授，向学生传授发酵工程的基本原理和设备使用方法。
2. 实践操作- 利用实验室或实验基地的设备，让学生进行实践操作，熟悉设备的使用和维护。
3. 个案分析- 学生分享和讨论发酵工程的实际应用案例，通过个案分析提高学生的解决问题的能力。
发酵工程课程实验教学大纲(生物制药方向) (1)
《发酵工程》课程实验教学大纲（生物制药方向）课程名称（中文）发酵工程课程编号04118课程性质独立设课课程属性专业课教材及实验指导书名称《发酵工程实验》学时学分：总学时60 总学分 3 实验学时36 实验学分 2应开实验学期三年级四～五学期适用专业制药工程先修课程微生物学、生物化学、化工原理一、课程简介及基本要求发酵工程是整个生物工程的核心，是工业微生物实现实验室与工厂化生产的具体操作，是生物技术在生产实践中应用的原理及方法的一部分，是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。
因此，通过对《发酵工程》的学习，不仅掌握发酵工程原理及发酵优化控制过程，而且对系统了解生物技术及其工业化应用都具有深远的意义。
通过《发酵工程》的学习，使学生进一步系统了解发酵工程从培养基配制到发酵罐生产，产品工程放大等一系列的操作原理及过程。
二、课程实验目的要求（100字左右）发酵工程是一门实践性很强的工程学科，需要一定学时的实验教学实践，为今后从事相关工作打下良好的实践基础，通过《发酵工程》实验学习，不仅能够掌握发酵工艺操作的具体过程及反应过程控制方法，而且进一步了解目前发酵行业的具体产品生产工艺，对发酵生产能够进行指导与分析。
三、适用专业制药工程（生物制药方向）。
四、主要仪器设备操净工作台，摇床，7L和50L不锈钢通风发酵罐、离心机、生化培养箱五、实验方式与基本要求1．本课程以实验为主，为单独设课，所以开课后，任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试办法、实验守则及实验室安全制度等。
2．该课以设计性实验为主，教材中只给出设计题目，实验前学生必须进行预习，设计报告经教师批阅后，方可进入实验室进行实验。
3．实验4人1组，在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办代替。
4．任课教师要认真上好每一堂课，实验前清点学生人数，实验中按要求做好学生实验情况及结果记录，实验后认真填写实验开出记录。
发酵工艺与设备课程教学大纲
《发酵工艺与设备》课程教学大纲课程编号：总学时数：51学时总学分数：课程性质：适用专业：一、课程的任务和基本要求：发酵工程是现代生物技术的重要组成部分，广泛应用于农业、医药、食品、环保、能源和化工等领域，涉及到全人类所面临的营养与健康、环境与资源等人们日常生活、社会重大问题及国家战略性问题。
通过发酵过程进行的产品开发和环境保护，已经并将继续给人类带来巨大经济和社会效益。
通过本课程的学习，对发酵过程中的化学、生物学和工程学的现象和问题有较深入的理解和认识。
本课程突出介绍发酵工程中的基本概念和原理，系统的阐述发酵的菌种来源、培养基制备、灭菌和种子扩大培养，发酵过程中的操作方式、工艺控制，发酵工业设备的构造及性能和操作原理，产物的分离方法等，并简要介绍微生物代谢调节、基因工程菌发酵和动植物细胞培养等内容。
要求学生将基础课和专业课与发酵工业的操作原理结合起来，掌握发酵工程中的基本概念，理解和掌握发酵工艺过程的特点和规律，为将来从事生物技术和生物工程的有关科研和生产工作打下良好的基础。
要求先修课程∶生物化学、微生物学、物理化学、化工原理、机械设备基础。
二、基本内容和要求：本课程《发酵工艺与设备》（Fermentation technology and equipment）主要讲解发酵过程中的共性规律，按发酵工艺流程来编排教学内容，课程内容主要包括菌种的来源、培养基的制备、灭菌技术、种子的扩大培养、发酵过程原理及反应动力学、发酵过程工艺控制、微生物的代谢调节、发酵设备、动植物细胞培养，发酵产物的提取与精制等，并以具体发酵产品案例贯穿在每一章里面。
要求学生理解和掌握发酵过程的基本原理和概念，在生物学和工程学层次上掌握对发酵生产过程的分析方法、操作方法、工艺控制等，在整体上对发酵过程工艺流程有一个完整的认识，达到学生既能掌握发酵过程的基础理论知识，又能提高应用理论知识于实践的目的。
三、实践环节和要求：无四、教学时数分配：第三章微生物发酵培养基3.1 培养基的类型3.2 发酵培养基的成分和来源3.3 发酵培养基的设计与优化 4第四章灭菌4.1 灭菌的方法4.2培养基与发酵设备的灭菌4.3 空气的除菌4.4 无菌检测方法4.5 发酵“三废”的安全处理2第五章种子的扩大培养5.1 种子的制备工艺5.2 种子质量的控制措施5.3 种子制备的放大技术 2第六章发酵过程原理与动力学6.1 发酵过程的物料平衡6.2 分批发酵过程6.3 连续发酵过程6.4 补料分批发酵过程6.5 发酵与分离的偶合4第七章发酵过程氧的传递与供需7.1 微生物对氧的需求7.2 发酵过程氧的传递7.3 发酵过程耗氧与供氧的关系7.4 影响氧传递的因素7.5 溶氧、摄氧率和K L a的测定 5第八章发酵过程的工艺控制8.1 发酵工艺控制概述8.2基质浓度对发酵的影响及其控制8.3 种子质量的影响8.4 温度对发酵的影响及其控制8.5 pH对发酵的影响及其控制8.6 溶氧对发酵的影响及其控制8.7 二氧化碳和呼吸商8.8 补料对发酵的影响及其控制8.9 泡沫对发酵的影响及其控制8.10 发酵终点的判断8.11 发酵染菌的防治8.12 发酵过程参数检测8.13 基因工程菌的发酵15第九章微生物的代谢调节9.1 初级代谢调节9.2 次级代谢调节9.3 代谢工程 3第十章动、植物细胞培养10.1 动物细胞培养10.2 植物细胞培养3第十一章发酵设备11.1 发酵罐的类型与结构11.2 发酵罐的设计与放大11.3 搅拌功率的计算及电机选配 3第十二章发酵产物的提取与精制12.1提取与精制的一般工艺流程12.2 发酵液的预处理与固液分离方法12.3 微生物细胞的破碎技术12.4 产物的分离方法12.5 产物的精制方法3五、其它项目：无六、有关说明：1、教学和考核方式：教学方式：在课堂教学中主要采用多媒体手段，同时结合案例分析及学习最新文献方法的教学方式。
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《发酵工程与设备实验》实验课程教学大纲实验名称：发酵工程与设备实验学时：32学时学分：2学分适用专业：生物技术、生物工程执笔人：程爱芳审定人：黄芳一一、实验的性质与任务实验课程作为发酵工程教学的重要部分，一直是课程建设的重点，建立一整套的实验管理体系，形成了我们学校实验教学的特色。
另外通过本课程的学习旨在培养学生的基本实验技能，掌握基本实验方法且能将理论运用于实践。
二、教学目标与基本要求使学生实验基本操作掌握扎实，熟悉发酵工程实验技术方法，了解发酵工艺生产基本流程，培养学生的综合实验技能。
四、实验教学内容及学时分配实验一实验准备知识和基本操作训练(4学时)目的要求了解发酵工程实验室技术的基本内容，掌握发酵工程实验室技术的基本操作。
主要实验仪器及材料试管、移液管、平皿、接种环、烧瓶、涂棒、棉花掌握要点几种棉塞的制作和基本的发酵工程实验室技术操作。
实验内容1、观看30分钟实验基本操作教学录像。
2、几种棉塞的制作（1）试管棉塞的制作（2）锥形瓶棉塞的制作（3）发酵瓶棉塞的制作3、几种器皿和用具的包扎（1）培养皿的包扎（2）移液管的包扎（3）其它用品的包扎：试管口、锥形瓶口、发酵瓶口4、发酵工程实验技术基本操作（1）平板操作：到平板、划线、涂布（2）斜面操作：斜面制作、划线、接块、穿刺（3）摇瓶操作：接块、接菌苔、接斜面孢子、移液等5、几种接种用具的制作（1）接种环的制作（2）涂棒的制作（3）接种铲的制作（4）接种针的制作（5）酒精灯的制作6、实验室10L小型发酵罐的系统组成及其使用讲解。
实验二产植酸酶黑曲霉的分离(4学时)目的要求1、掌握从自然界分离目的菌种的基本方法。
2、从土壤中取样分离产植酸酶黑曲霉菌株。
方法原理植酸即肌醇六磷酸酯。
植酸及其盐类是植物中磷的主要贮存形式，其贮存着植物总磷的60%～90%。
在营养研究中，发现植酸具有比较明显的抗营养作用，且不被人和单胃动物所利用，最终绝大部分从粪尿中排出体外，造成环境的磷污染。
植酸酶是催化植酸及其盐类水解成肌醇与磷酸的一类水解酶的总称。
植酸酶可将饲料或食品中的植酸及其盐分解成肌醇和磷酸，增加可利用磷的含量，抑制植酸对矿物质和蛋白质的亲和力，解除植酸的抗营养作用。
植酸酶广泛存在于小麦、大麦、玉米等植物的种子中，但含量较低。
细菌、酵母和丝状真菌等也是植酸酶的重要来源。
本实验利用选择培养基（透明圈法），从土样中筛选分离植酸酶的黑曲霉菌种。
主要实验仪器及材料1、土壤样品采集自稻米加工厂堆积米糠或谷壳处的土壤，或将少量谷壳和麸皮埋入土壤中2个月后取土样。
2、培养基（1）1%脱氧胆酸钠溶液。
（2）氯霉素注射液或氯霉素眼药水。
（3）筛选培养基0.2%植酸钙（没有植酸钙，可用0.14%植酸代替，用氢氧化钙溶液调pH5.5即可）、3%葡萄糖、0.5%NH4NO3、0.05%KCl、0.05%MgSO4·7H2O、0.003%MnSO4·4H2O、0.003%FeSO4·7H2O、2%琼脂、pH5.5～5.7。
（1）、（3）分开灭菌，120～122℃灭菌20min。
3、试剂与器皿培养皿、锥形瓶、试管、玻璃珠、涂棒、移液管、接种铲、无菌水等。
掌握要点筛选培养基及其用透明圈法从土壤中取样分离产植酸酶黑曲霉菌株的方法。
实验内容1、将灭菌好的培养基（3）按每L加（1）号液20mL，加（2）液若干，使最终每L含氯霉素50mg，摇匀，倒平板若干。
2、取适量土样加到已灭菌好带有玻璃珠并加有10～20mL无菌水的锥形瓶中，振摇几分钟。
3、用无菌移液管吸取0.5mL左右2样加到已凝固好的平板上，然后涂布均匀，于28～30℃培养箱中倒置培养3～7 d。
实验三产植酸酶黑曲霉的纯培养(4学时)目的要求学习制备马铃薯葡萄糖培养基的方法以及斜面接种技术。
方法原理马铃薯葡萄糖培养基是一种半合成培养基，可用于培养霉菌。
主要实验仪器及材料1、菌种：产植酸酶黑曲霉菌株（由实验二分离得到）；2、培养基：PDA培养基；3、器材：天平、500mL刻度量杯、小刀、牛角匙、玻棒、纱布、18mL×180mL试管、棉花、电炉、烧杯、记号笔、酒精灯、接种环等。
掌握要点PDA培养基的配制及其斜面接种技术。
实验内容1、PDA培养基的制备（1）培养基配方马铃薯（去皮）200g、葡萄糖20g、琼脂20g、自来水1000mL、pH自然。
（2）操作步骤①称量去皮新鲜马铃薯200g切成1cm见方小块，放入烧杯中，加1000mL自来水，置电炉上煮沸20min后，用双层纱布过滤，取滤液备用。
②加入称好的葡萄糖、琼脂，加热搅拌至琼脂完全熔化，补水至1000mL。
③趁热分装于18mL×180mL试管，斜面以8mL为宜。
分装完毕后，塞好棉塞并将试管捆扎好。
④高压蒸汽灭菌：121℃灭菌20min，灭菌后趁热摆斜面。
2、分离纯化菌株转接斜面（斜面接种）接种是将纯种微生物，在无菌操作条件下，移植到已灭菌并适宜该菌生长繁殖所需要的培养基中。
为了获得微生物的纯种培养，要求接种过程中必须严格进行无菌操作。
一般是在无菌室内，超净工作台或实验台酒精灯火焰旁进行。
①在分离产植酸酶黑曲霉的平板上，选择透明圈明显、透明圈直径与菌落直径比值较大的、分离效果较好的单菌落，并作好标记。
②左手拿平板，右手拿接种环，先将金属环烧灼灭菌，再将接种环在空白培养基处冷却，挑取菌落，在火焰旁稍等片刻。
③左手将平板放下，拿起斜面培养基。
在火焰旁用右手小指和手掌边缘拔下棉塞并夹紧，迅速将接种环伸入空白斜面，在斜面培养基上轻轻划线，将菌体接种于其上。
划线时由底部向上划一直线，一直划到斜面的顶部。
注意勿将培养基划破，不要使菌体沾污管壁。
④灼烧试管口，在火焰旁将棉塞塞上。
接种完毕，接种环上的余菌必须灼烧灭菌后才能放下。
⑤斜面置于28～30℃恒温箱中，培养3～7d观察结果。
实验四摇瓶发酵实验(4学时)目的要求学习和掌握摇瓶培养的方法方法原理在浸没培养过程中振荡的目的在于改善活细胞的氧气和营养物的供给。
摇瓶培养通常以特定生长条件下的培养物接种，也可用孢子接种。
振荡培养是建立深层发酵的开始，就一特定微生物而言，振荡培养时存在一最佳培养基配方和最佳培养基容量。
细胞或孢子接种浓度对试验的成功极为重要，不同的微生物细胞或孢子以及不同的振荡培养过程的接种浓度差异可能是十分显著的，且各自存在一最适浓度。
主要实验仪器及材料1、生产菌株黑曲霉（由前面实验分离选育获得）2、摇瓶发酵生产培养基：0.05%蛋白胨、2%葡萄糖、0.2%NH4NO3、0.05%KCl、0.05%MgSO4•7H2O、0.004%K2HPO4•3H2O、0.001%Fe2+、0.001%Mn2+ 、pH5.53、500m1三角烧瓶4、旋转式摇床掌握要点摇瓶接种技术以及摇瓶培养方法。
实验内容1、取干净500mL三角烧瓶，分装100mL培养基，用8层纱布包扎瓶口，再加牛皮纸包扎，在0.1MPa下灭菌20min。
2、将成熟的菌种斜面，在无菌的条件下，注入10mL无菌水，震荡成孢子悬浮液（孢子浓度约为8×104个/mL）。
待发酵培养基灭菌后冷却到30℃时，分别将孢子悬浮液接入三角瓶中，接种量为2mL，每个菌种各接3只，标好记号。
3、置旋转式摇床（30℃、160r/min），培养4～6天。
实验五植酸酶酶活的测定(4学时)目的要求掌握植酸酶酶活的测定的方法。
方法原理植酸酶活性单位定义为：样品在植酸钠浓度为5.0mmol／L、温度37℃、pH值5.50的条件下，每分钟从植酸钠中释放1μmol无机磷，即为一个植酸酶活性单位，以U表示。
植酸酶在一定温度和pH条件下，水解底物植酸钠，生成正磷酸和肌醇衍生物，在酸性溶液中，用钒钼酸铵处理会生成黄色的[(NH4)3PO4NH4VO3·16MoO3]复合物，在波长415nm下进行比色测定。
主要实验仪器及材料1、乙酸缓冲液c(CH3COONa·3H2O)为0.25mol／L。
2、植酸钠溶液c(C6H6O24P6Na12)为7.5mmol／L。
3、硝酸溶液：1:2水溶液。
4、100g／L钼酸铵溶液：称取10g钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]于100mL容量瓶中，加入1.0mL氨水（25％）用水溶解定容至刻度。
5、2.35 g／L钒酸铵溶液：称取0.235g钒酸铵（NH4VO3）于100mL棕色容量瓶中，加入2mL硝酸溶液（3），用水溶解定容至刻度。
避光条件下保存一周有效。
6、颜色终止液：移取2份硝酸溶液（3），1份钼酸铵溶液（4），1份钒酸铵溶液（5）混合后使用，现用现配。
7、磷酸二氢钾（KH2PO4）：基准物。
8、显色液配制：（6）：（水）：（4）：（5）=1：2：1：19、仪器和设备：恒温水浴锅、分光光度计、酸度计、离心机掌握要点植酸酶酶活的测定的方法实验内容1、标准曲线的制作（1）按下表的比例稀释成不同磷浓度溶液。
标准序号标准磷液／mL 蒸馏水／mL 相当于无机磷／ug 显色液/mLOD660nm1 0 3.0 0 32 0.2 2.8 2 33 0.4 2.6 4 34 0.6 2.4 6 35 0.8 2.2 8 36 1.0 2.0 10 3（2）显色反应：将上表中反应液立即摇匀，37℃水浴保温20分钟，冷却至660nm测OD 值，以无机磷浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，列出直线回归方程（y＝ax+b）。
2、样品中植酸酶活力的测定（1）酶液的制备取实验五中的摇瓶培养液为试样，在离心机上以3000r／min离心15min，根据情况分取不同体积的上清液用乙酸缓冲液（1）稀释，待反应。
（2）酶活的测定取10mL试管按下面的反应顺序进行操作，以空白实验作为参照液，测定样品在660nm 的OD值。
酶活＝30C F ⨯＝30V n F ⨯＝VM m F ⨯⨯30 ＝VmF ⨯⨯⨯3130（U ／L 或U ／mL ）式中：F ——试样溶液反应前的总稀释倍数。
m ——根据实际样液的吸光值由直线回归方程计算出的无机磷的质量，μg ； 30——反应时间，min ；31——磷的摩尔质量，g/mol ；V ——实际取酶液样品的体积，mL 。
结果表示：三次平行样品的测定结果用算术平均值表示，保留整数。
实验六（一） 红曲米固态法生产 (2学时) 目的要求1、了解红曲米的作用和用途。
2、掌握固态发酵法生产红曲米的方法和原理。
方法原理红曲米是由红曲菌（Monascus Pupureus Went ）接种在米饭上繁殖，经干燥后所得的一种紫红色干米粒。
它又称红曲、丹曲、赤曲等。
在我国，红曲米发明已有一千多年历史，李时珍在《本草纲目》中称其为佳品。
红曲米广泛用于食品着色、食品发酵和中医药中。