发酵工程韩北忠教案
《发酵工程总论》ppt课件
一、发酵的定义
1、传统发酵 2、生化和生理学意义的发酵 3、工业上的发酵
1、传统发酵
• 最初发酵是用来描画酵母菌作用于果汁 或麦芽汁产生气泡的景象，或者是指酒 的消费过程。
2、生化和生理学意义的发酵
• 指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产 生能量的一种方式，或者更严厉地说，发酵是 以有机物作为电子受体的氧化复原产能反响。
History of applied microbiology
• 1973 rec DNA technology (Boyer & Cohen) • 1982 rec human insulin〔胰岛素〕 • post recombinant DNA area • since 1982 rec therapeutic agents〔治疗剂〕 • 1990 rec bakers yeast • 1992 rec chymosine 〔凝乳酶〕(from yeast)
定义：是指利用生物的生命活动产生的酶，无机 或有机原料进展酶加工，获得产品的工业。
2.获得发酵产品的条件
• 适宜的微生物 • 保证或控制微生物进展代谢的各种条件 • 进展微生物发酵的设备 • 精制成产品的方法的设备
三、发酵工业的开展历史
• 天然发酵阶段
• 纯培育技术的建立：巴斯德，科赫等。人为地 控制微生物的发酵进程。
(8) 除利用微生物外，还可以用动植物细胞 和酶，也可以用人工构建的遗传工程菌进 展反响。
六、发酵方法的类别与流程
• 1、类别： • 根据对氧的需求区分： • 厌氧和有氧发酵 • 根据培育基物理性状区分： • 液体和固体发酵 • 根据从微生物生长特性区分： • 分零售酵和延续发酵
2、发酵的流程
《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。
XX届高考生物教材发酵工程简介复习教案
XX届高考生物教材发酵工程简介复习教案选修本第20课时发酵工程简介【知识精讲】．在医药工业上的应用：发酵工程能生产人们所需要的药品。
如：通过青霉发酵能生产。
通过发酵工程能生产基因药品。
如：将人工合成的人的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞内构建成“工程菌”，即先通过工程再通过工程培养工程菌就可获得人的胰岛素。
．在食品工业上的应用：生产丰富优质的传统发酵产品；生产各式各样的食品添加剂；发酵工程能为解决人类粮食缺问题开辟新途径。
如通过发酵工程可获得大量的微生物菌体——。
【题例领悟】用来治疗糖尿病的胰岛素，过去主要靠从动物体器官．组织中提取，但因受原料限制，无法推广。
现在，可用发酵工程的方法来生产胰岛素。
若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素，并结合基因工程，写出其生产过程：提取目的基因：采用的方法是根据正常人的胰岛素的序列，推测出的序列，再根据原则，推测出序列，用化学的方法，合成目的基因。
目的基因与运载体结合：从大肠杆菌的细胞中提取，并用酶切割质粒，使其露出。
用同一种酶切割目的基因使其露出相同的，再将插入到质粒切口处，加入适量的酶，这样就形成了一个和的重组ＤNＡ。
将目的基因导入受体细胞：将大肠杆菌用处理，以增大的通透性，让重组ＤNＡ进入大肠杆菌体内。
目的基因的检测与表达：在用一定的方法检测出目的基因已导入大肠杆菌细胞内并能后，再对该种大肠杆菌扩大培养。
配制适合大肠杆菌的培养基，并对培养基进行处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌接种到发酵罐发酵，并控制条件。
发酵完毕后，从培养基中并胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经合格后，可投入使用。
答案：⑴氨基酸RNA碱基互补配对原则胰岛素基因⑵质粒限制性内切酶粘性末端粘性末端目的基因DNA连接酶胰岛素基因大肠杆菌质粒⑶cacl2细胞壁⑷正常表达⑸灭菌发酵⑹提取分离检验【自我评价】一、选择题．用发酵工程生产的产品，如果是菌体，则进行分离提纯可采用的方法是Ａ．蒸馏过滤Ｂ．过滤沉淀Ｃ．萃取离子Ｄ．沉淀萃取．下列物质中，不能为异养生物作碳源的是Ａ．蛋白胨Ｂ．含碳有机物Ｃ．含碳无机物Ｄ．石油、花生饼．培养生产青霉素的高产青霉素菌株的方法是Ａ．细胞工程Ｂ．基因工程Ｃ．人工诱变Ｄ．人工诱变和基因工程．以下发酵产品中不属于微生物代谢产物的是Ａ．味精Ｂ．啤酒Ｃ．“人造肉”Ｄ．人生长激素．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的最适原料和产生酒精阶段要控制的必要条件是Ａ．玉米粉和有氧Ｂ．大豆粉和有氧Ｃ．玉米粉和无氧Ｄ．大豆粉和无氧．关于单细胞蛋白叙述正确的是Ａ．是微生物细胞中提取的蛋白质Ｂ．通过发酵生产的微生物菌体Ｃ．是微生物细胞分泌的抗生素Ｄ．单细胞蛋白不能作为食品．基因工程培育的工程菌通过发酵工程生产的产品有①石油、②人生长激素、③紫草素、④聚乙二醇、⑤胰岛素、⑥重组乙肝疫苗Ａ．①③⑥Ｂ．②⑤⑥Ｃ．③⑤⑥Ｄ．②③⑤二、非选择题．胰岛素是治疗糖尿病的特效药，可从动物胰腺中提取，也可以通过“工程菌”产生，后者与前者比较最显著的特点是：生产条件；原料；价格；产物；废弃物。
发酵工程教案(打印)
发酵工程教案(打印)第一章：发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章：发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章：发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章：发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章：发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章：发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章：发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章：发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章：发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章：发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一：发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵工程第二版课程设计
发酵工程第二版课程设计课程背景发酵工程是一门涉及生物学、化学、工程学等多学科知识的综合性学科，随着生物技术的飞速发展，发酵工程在医药、食品、化工等领域中的应用越来越广泛，因此受到了越来越多学生的关注。
本课程旨在通过教授发酵工程的相关基础知识和实践技能，培养学生的综合素质，提高其在发酵工程领域中的竞争力。
课程目标本课程旨在使学生：1.掌握发酵工程的基础概念和理论知识；2.熟悉发酵工程实验室常见的实验设备和仪器；3.能够进行发酵工程实验的设计、实验操作、数据处理和结果分析；4.培养学生的团队合作能力和创新意识。
课程大纲1.发酵工程的概述–发酵的定义、类型和应用领域–发酵过程中的微生物、介质和条件要素2.发酵过程的动力学–动力学方程和参数的计算–发酵反应速率和控制策略3.发酵实验的基本技能–实验设备和仪器的使用–发酵基质配方和菌株选择–发酵参数的调控和监测4.发酵实验的设计与分析–实验设计的基本原则和方法–实验数据的处理和分析5.发酵工程的创新与应用–发酵工程实践案例的介绍–前沿技术和研究进展的讲解课程教学方法本课程采用教师授课、学生讨论、小组实验等多种教学方法相结合，具体如下：1.教师授课：讲解发酵工程基本概念和理论知识；2.学生讨论：互相交流学习经验、讨论发酵实验设计和数据分析；3.小组实验：安排实验小组进行实验设计、操作和数据处理。
课程考核方式本课程的考核方式包括日常表现、实验报告和期末考试。
1.日常表现：学生在课堂上的表现和积极性，占总分10%；2.实验报告：学生参与小组实验并撰写实验报告，占总分30%；3.期末考试：包括理论知识和实验技能的考试，占总分60%。
课程参考书目1.《发酵工程原理与实践》（第二版），黄海莲，高等教育出版社，2015；2.《发酵工程导论》（第三版），洪慈庸，中国轻工业出版社，2018；3.《发酵工程实验技术手册》，刘大峰，科学出版社，2014。
以上是本课程的设计方案，欢迎各位同学积极参与学习，共同提高。
发酵工程教案(打印
发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。
《发酵工程》教学设计
《发酵工程》教学设计《发酵工程》教学设计内容：第九章第一节氧的供需及对发酵的影响第九章第二节发酵过程的pH控制一教学目标：1、了解微生物对氧的需求并掌握其中的基本概念。
2、掌握反应器氧的传递方程，及其参数的测定。
3、深入理解Kla的意义，了解反应器放大的基本概念。
4、掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法，并认识监控溶氧浓度的意义。
5、发酵过程pH变化的原因是：基质代谢、产物形成、生理酸碱性物质的代谢。
6 、pH影响发酵的机理。
7、发酵过程pH控制包括静态控制和动态控制。
静态控制就是确定最适pH条件，动态控制就是对过程的pH变化进行调控。
8、发酵过程调节pH的方法，原则是：在调节pH与补料没有矛盾的情况下用补料调节pH，否则用酸碱调节。
二教学重点和难点1、教学重点：了解微生物对氧的需求并掌握一些基本概念；掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法；了解发酵过程pH变化的原因及pH对发酵的影响；掌握发酵过程中调控pH的方法。
2、教学难点：理解Kla的意义及反应器中氧的传递及平衡；掌握发酵过程中调控pH的方法。
三课时安排：3课时四教学方法：讲授法五教学内容1氧的供需及对发酵的影响溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。
在发酵过程中有多方面的限制因素，而溶氧往往最易成为控制因素。
28℃时氧在发酵液中的100％的空气饱和浓度只有0.25 mmol.L-1左右，比糖的溶解度小7000倍。
在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若此时中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。
1.1微生物对氧的需求1.1.1描述微生物需氧的物理量1.1.1.1比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位质量的细胞所消耗的氧气，mmol O2·g菌-1·h-11.1.1.2摄氧率(r)：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。
mmol O2·L-1·h-1 。
r= QO2 .X1.1.2溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响1.1.2.1临界溶氧浓度(C Cr)：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
09第九章发酵工程各论3抗生素发酵工艺学.pptx
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1. 概 述 Introduction
抗生素
是生物在其生产活动过 程中所产生，并能 在低微浓度下有选 择性地抑制或杀灭 其他微生物或肿瘤 细胞的有机物。
Antibiotics
Any organic substances produced by various organisms that have the power of arresting the growth of other microorganisms or of destroying them.
照射 亚硝基胍、亚硝酸、
秋水仙素、氮芥等 诱变剂处理
Conventional strain selection • Physical mutagen
eg. Ultraviolet Radiation • Chemical mutagen
eg. Nitrosoguanidine (NTG) • Improved strain can be
抗生素发酵生产技术 Antibiotics Fermentation Production
韩北忠
中国农业大学 食品学院
Han Bei-zhong, Prof. PhD
College of Food Science & Nutritional Engineering
China Agricultural University
现代分析仪器： • 核磁共振 • 毛细管电泳 • 气相色谱 • 高效液相色谱 • 质谱
Modern analytical instruments:
• Nuclear magnetic resonance (NMR)
• Capillary electrophoresis (CE)
发酵工程_韩北忠_第八章发酵中试的比拟放大
三 比拟放大和它的基本方法
• 首先必须找出表征着此系统的各种参数， 首先必须找出表征着此系统的各种参数， 将它们组成几个具有一定物理含义的无 因次数，并建立它们间的函数式， 因次数，并建立它们间的函数式，然后 用实验的方法在试验设备中求得此函数 式中所包含的常数和指数， 式中所包含的常数和指数，则此关系式 在一定条件下便可用作为比似放大的依 据。比拟放大是化工过程研究和生产中 常用的基本方法之一。 常用的基本方法之一。
• （一）恒周线速度 丝状菌发酵受剪率、特别是搅拌叶轮尖端 线速度的影响较为明显。如果仅仅保持kLa相 等或Po/V相等，可能会导致严重的失误。在 P /V Po/V相等的条件下，D/T比越小，造成的剪率 越大，也有利于菌丝团的破碎和气泡的分散， 这对于产物抑制的发酵有重要意义。所以，对 于这类发酵体系，搅拌涡轮周线速度也被认为 是比拟放大的基准之一。
其他的比拟放大方法
其他的比拟放大方法
• （二）恒混合时间 混合时间的定义是把少许具有与搅拌 罐内的液体相同物性的液体注入搅拌罐内，两 者达到分子水平的均匀混合所需要的时间。 混合时间主要与发酵液的粘度有关，通常， 低粘度的液体混合时间要少于高粘度的液体。 另外，放大罐的体积越大，混合时间就越长。
其他的比拟放大方法
以kLa为基准的比拟放大法
• 有的菌种在深层发酵时耗氧速率很快， 因此溶氧速率能否与之平衡就可能成为 生产的限制性因素。耗氧速率可以用实 验法测定。在小型试验发酵罐里进行发 酵过程，用适当的仪器记录发酵液中的 溶氧浓度。
Hale Waihona Puke • 例： 某厂试验车间用枯草杆菌在100升 罐中进行生产。—淀粉酶试验， 获得良 好成绩。放大至20立方米罐。
按照计算p来计算发酵罐的放大原则三四恒定剪切力恒定叶端速度放大剪切力与搅拌桨叶端速度成正比在恒定体积功率放大时一般维持n不变n为搅拌桨转速d为搅拌桨直径五恒定的混合时间t放大另外还有人主张考虑nre及动量因子来放大等这里就不一一介绍了
发酵工程教案高中生物
发酵工程教案高中生物适用年级：高中课时安排：共计10课时教学目标：1. 了解发酵工程的基本概念和原理；2. 掌握发酵工程的常见应用领域；3. 能够分析和解释发酵过程中的关键因素和影响因素；4. 能够设计并进行简单的发酵实验；5. 培养学生动手能力和实验能力。
教学内容：第一课：发酵工程的基本概念和原理- 发酵的定义和分类- 发酵工程的基本原理- 发酵与生产的关系第二课：常见的发酵工程实践- 食品工业中的发酵工程- 医药工业中的发酵工程- 生物质能源生产中的发酵工程第三课：发酵过程中的关键因素- 温度- pH值- 氧气浓度- 微生物菌种选择第四课：发酵工程中的影响因素- 搅拌速度- 营养物质供给- 发酵罐设计第五至八课：发酵实验设计与操作- 实验目的- 实验步骤- 数据处理与分析第九课：发酵工程的新技术- 基因工程在发酵工程中的应用- 无菌技术在发酵工程中的应用第十课：发酵工程综合实践- 小组合作进行发酵实验- 实验结果展示与讨论教学方法：1. 理论讲解：通过课堂教学讲解发酵工程的基本概念和原理；2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲身体验发酵工程的过程；3. 讨论交流：组织学生进行小组讨论和交流，促进学生间的互动和合作；4. 实践应用：引导学生运用所学知识分析和解决实际问题。
评估方式：1. 课堂表现：包括主动参与、表达意见、解答问题等；2. 实验报告：对实验结果进行整理和分析，并撰写实验报告；3. 期末考核：以笔试形式进行期末考核，考查学生对发酵工程的理解和应用能力。
高三生物复习 第46讲 发酵工程 教案
第六部分生物技术与生命科学新进展第46讲发酵工程一、考点内容全解（一）本讲考点是什么？1.发酵工程、酶工程简介，及四大生物工程间的关系人们按照自己的愿望改造物种采用基因工程或细胞工程的方法，而基因工程和细胞工程的研究成果，目前大多需要通过发酵工程、酶工程来实现产业化。
基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。
图示如右：（二）考点例析[例1]用来治疗糖尿病的胰岛素，过去主要靠从动物体器官、组织中提取，但因受原料限制，无法推广。
现在，可以用发酵工程的方法来生产胰岛素。
若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素，并结合基因工程，写出其生产过程：(1)构建转入人胰岛素基因的工程菌。
①提取目的基因：用胰岛素基因探针从人的胰岛细胞中获取，再用法制备人的胰岛细胞目的基因。
②目的基因与运载体结合：从大肠杆菌的细胞中提取，并用酶切割质粒，使其露出。
用同一种酶切割目的基因使其产生相同的，再将目的基因插人质粒切口处，加入适量的酶，这样就形成了一个和的重组DNA。
③将目的基因导人受体细胞：将大肠杆菌用处理，以增大的通透性，让重组DNA进人大肠杆菌体内。
④目的基因的检测和表达：在用一定的方法检测出目的基因已导人大肠杆菌细胞内，并后，再对该种大肠杆菌扩大培养。
(2)发酵生产。
如图为发酵罐，回答：（括号中填数字如[1]）①配制适合大肠杆菌的培养基，调整，然后对培养基进行处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌接种于发酵罐发酵②若经检测若发现放料口排出的旧培养基中微生物细胞形态多样，甚至出现畸形，则此时微生物的生长处于期，加料口[ ]添加新培养基的速度应该适当，并从[ ]以适当速度通入③若该装置阶段发酵的目的是为扩大培养生产酵母菌菌种，则应尽可能延长期，采取的主要措施为：加料口放料的速度都，通人的无菌空气成分中应，搅拌的速度适当④影响发酵过程中温度变化的因素是⑤发酵过程中pH变化的原因是⑥搅拌器搅拌的作用是(3)发酵完毕后，从培养基中并胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经合格后，可投入使用。
发酵工程教学大纲
发酵工程教学大纲发酵工程（Fermentation Engineering）一、课程概况课程编号：课程总学时：56 （其中，讲课：40，实验：16）课程学分： 3 课程分类：开设学期：开课单位：适用专业：所需先修课：微生物学、生物化学课程负责人：韩北忠、刘萍二、内容简介是工业微生物实现实验室与工厂化生产的具体操作，方法的一部分，工程》工业化应用都具有深远的意义。
另外，通过《发酵工程》实验及发酵工程各论的了解，不仅能够掌握发酵工艺操作从小试到放大的具体过程及反应过程控制方法，前发酵行业的具体产品生产工艺，进行指导与分析。
程的基本原理，发酵工艺及过程控制方法；程各论简介。
三、教学大纲1放线菌、酵母的分离方法；常用工业菌种育种的方法；诱变、基因转移、基因重组的原理及必修三（2）食品学院生物技术系生物工程、食品科学与工程是生物工程专业的一门专业必修课。
是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。
不仅掌握发酵工程原理及发酵优化控制过程，（1）发酵工程上游技术：菌种选育的基本理论与方法；绪论（2学时）工业微生物菌种的选育与保藏（由于发酵工程是整个生物技术的核心，是生物技术在生产实践中应用的原理及因此，通过对《发酵而且对系统了解生物技术及其而且进一步了解了目对发酵生产能够（3）发酵工程设备及发酵中试放大；40学时）4学时）2）发酵工4）发酵工《发酵工程》的学习，从理论到方法学会发酵工程这一门技术，本课程主要内容为：（（、课堂讲授部分教学内容与要求（第一章本章要点：掌握发酵工程的基本知识；了解发酵工程的一般工艺过程和工艺发展趋势。
第二章工业菌种筛选思路、程序及注意事项；培养分离中要解决的问题，自然界细菌、真菌、操作方法；不同微生物菌种保藏原理、方法及各自的应用优缺点。
本章重点了解工业微生物菌种选育常用方法及过程，掌握菌种的保藏方式。
第三章发酵工艺条件的优化（4学时）不同营养因素对微生物生长及代谢的影响，不同用途培养基的确定依据和方法；不同培养条件对微生物生长及代谢的影响，发酵条件的确定方法；发酵终点的判断原理及方法；工业微生物菌种培养的类型、主要培养方法及扩大的特点。
2024-2025学年新教材高中生物第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用教案新人教版选择性必修3
1.软硬件资源：实验室设备、发酵设备、显微镜、试管、培养皿、试剂等。
2.课程平台：多媒体教学设备、投影仪、计算机等。
3.信息化资源：教学PPT、视频材料、在线课程、学术文章等。
4.教学手段：实验教学、案例分析、小组讨论、问题解决、互动式教学等。
教学流程
一、导入新课（用时5分钟）
同学们，今天我们将要学习的是《发酵工程》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过发酵的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索发酵工程的奥秘。
此外，学生还可以进行以下拓展活动：
-参观发酵工程相关的企业或实验室，了解发酵工程的实际应用和最新发展。
-参与发酵工程相关的学术讲座或研讨会，与专业人士交流并了解行业动态。
-结合课堂所学，设计一个简单的发酵实验，并撰写实验报告。
教学反思
今天的课程内容是关于发酵工程及其应用的，我尝试采用多种教学方法和资源，以促进学生的积极参与和深入理解。通过理论介绍、案例分析、实验操作和小组讨论等多种教学活动，我希望学生能够全面理解和掌握发酵工程的相关知识。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对于生物技术类的课程普遍感兴趣，尤其是那些与实际应用相关的知识。在学习能力方面，学生具备一定的实验操作能力和问题解决能力。在学习风格上，学生喜欢通过实验、案例分析等方式进行学习，希望能够亲身参与和实践。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解发酵工程的复杂过程和原理时，学生可能会遇到一些困难。此外，对于发酵设备的理解和应用也可能是一个挑战。学生可能需要通过实际的实验操作和案例分析来更好地理解和掌握这些知识。同时，学生可能需要进一步培养批判性思维和问题解决能力，以便能够灵活运用所学知识解决实际问题。
高二生物第五章第三节1教案 苏教版选修1
高二生物选修教案:第五章第三节(一)【知识精讲】一、应用发酵工程的生产实例1．谷氨酸的产生菌有、。
2．所使用的培养基从物理性质上看属于培养基，从组成成分上看属于培养基。
二、发酵工程的概念和内容（一）发酵工程的概念（二）发酵工程的内容1．菌种的选育：生产用菌种的获得方法有、、。
2．培养基的配制：3．灭菌：防止杂菌污染的方法是在发酵前用高温、高压的方式对和进行严格的灭菌处理，从而杀死所有杂菌的、和。
4．扩大培养和接种：5．发酵过程——发酵的中心阶段，此阶段的主要工作有：（1）随时取样检测培养液中的——了解发酵进程；（2）及时添加必需的——延长菌种生长稳定期的时间；（3）严格控制、、以及通气量和转速等发酵条件。
6．分离提纯：【题例领悟】例1．对谷氨酸发酵叙述正确的是Ａ．菌体是异氧厌氧型微生物Ｂ．培养基属于液态的合成培养基Ｃ．谷氨酸的形成与搅拌速度无关Ｄ．产物可用离子交换法提取解析：该题是对发酵用菌种、培养基、控制条件及产物的考查。
答案：D例2．试比较扩大培养与发酵生产过程中的培养的不同点？（1）培养目的不同：扩大培养是为了让菌种在短时间内以得到大量的菌种；而发酵过程中的培养是为了获得。
（2）培养方法不同：扩大培养是将培养到的菌种分开，分头培养；发酵过程中的培养是将菌种接种到培养到菌体生长的。
（3）培养条件不同：如在酒精发酵中，扩大培养是在条件下进行以促使酵母菌快速繁殖；而在发酵产生酒精的过程中则必须在 条件下进行以获得大量的酒精。
解析：该题从不同层面比较了扩大培养和发酵的区别。
答案：⑴快速繁殖 代谢产物 ⑵对数期 液体培养基 稳定期 ⑶有氧 无氧【自我评价】一、选择题1．关于菌种的选育不正确的是Ａ．自然选育的菌种不经过人工处理 Ｂ．诱变育种原理的基础是基因突变Ｃ．通过有性杂交可形成工程细胞 Ｄ．采用基因工程的方法可构建工程菌2．用于谷氨酸发酵的培养基需添加的生长因子是Ａ．氨基酸 Ｂ．碱基 Ｃ．核苷酸 Ｄ．生物素3．谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，培养基应该是Ａ．C ∶N 为4∶1 Ｂ．C ∶N 为3∶1Ｃ．隔绝空气 Ｄ．加大氮源、碳源的比例4．能影响发酵过程中温度变化的因素是Ａ．微生物分解有机物释放的能量 Ｂ．机械搅拌Ｃ．发酵罐散热及水分蒸发 Ｄ．A 、B 、C 选项都对5．大量生产酵母菌时，不正确的措施是Ａ．隔绝空气 Ｂ．在对数有获得菌种Ｃ．过滤沉淀进行分离 Ｄ．使菌体生长长期处于稳定期6．连续培养酵母菌的措施中不正确的是Ａ．及时补充营养物质 Ｂ．以青霉素杀灭细菌Ｃ．以缓冲液控制pH 在5.0-6.0之间 Ｄ．以酒精浓度测定生长状况二、非选择题7．用发酵工程来生产抗生素，为了提高产量，人们设计出一种 的方法，就是以一定的速度添加 以同样的速度排出 ，对于好氧微生物，还要通 。
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1、课程导入（时间：5分钟）
介绍本节课程讲授内容的总体框架，以对比发酵与发酵工程的区别导入本节课程的第一个内容：发酵工程定义。
出示图片：微生物与发酵工程设备图
引导学生观察发酵工程在工厂中的发酵工程操作。
2、课程讲授
（1）发酵工程定义（5分钟）
提问并讨论同学们自己眼中的发酵工程，引入生化角度、传统角度及现代工为上发酵工程的定义。
教学重点为：
1．菌种的筛选
2．工业微生物的育种
3．不同菌种的保藏方法
教学难点是：
1．菌种选育筛选条件（筛子）的确定
2．保存菌种活力的实用方法
主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论
课程进展流程：
1、课程导入（时间：5分钟）
回顾发酵工程流程，强调微生物菌种在其中的重要性，引入本章主要内容。
2、课程讲授
三、本节课总结：（时间：5分钟）
本节课讲了4个问题，其中掌握发酵工程定义、组成及主要内容是这节课的重点内容，也是难点内容，要求同学们重点掌握。学习发酵工程的内容及应用，将有助于激发同学们学习发酵工程的热情，同时从整体上对发酵工程有一个概况性地了解。
第二章：工业微生物菌种的选育与保藏
学时：4
主要内容：
根据流程图每一步骤进行讲解，并详细分析每步骤间的关系，使同学们从大面上了解发酵工程主要涉及哪些操作环节。
通过实物图片与流程图的比较，从直观上掌握发酵工程的工艺流程。
（4）发酵工程的历史研究进展（15分）
分年四次重大发酵工程的历史变革发生的背景特点，以及与现代经济发展的关系，举例目前采用不同历史发酵生产手段生产的产品如：青霉素、葡萄酒、氨基酸、基因重组。
中国农业大学
食品学院教案
课程名称：发酵工程学
教材名称：俞俊棠，唐效宣主编的《生物工艺学》
授课对象：食品学院生物工程专业本科生05级（共30人）
开课时间：2007年春学期1-14周
开课地点：东校区
讲课学时：40学时
主讲教师：刘萍，韩北忠，陈晶瑜
工作单位：食品学院
编写时间：2006-2007年
难点是：
1．发酵培养基的确定
2．发酵条件的确定
主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论
课程进展流程：
第一节发酵培养基的确定（100分钟）
引入平板图片、试管斜面图片和三角瓶培养基图片，讲解培养基的定义。
引入鱼在鱼缸里与微生物在培养基里的对比，讲解微生物与培养基之间的作用关系及培养基成份的即时变化性。
（3）不同微生物菌种保藏原理、方法及各自的应用优缺点（70分钟）。
承上微生物的突变机理，引入工厂化控制菌种质量的重要性；
分别介绍微生物菌种保藏的5种方法的原理、操作方法、实际应用的优缺点。
举例：目前国内外直投式酸奶菌种的生产菌种来源、生产方式、菌种保持活力方法及原理；三株口服液菌种保存活力的方法，将理论与实际联系起来论述菌种的重要性及保存菌种活力的关键性。
（1）工业菌种筛选思路、程序及注意事项；
（2）培养分离中要解决的问题，自然界细菌、真菌、放线菌、酵母的分离方法；
（3）常用工业菌种育种的方法；
（4）诱变、基因转移、基因重组的原理及操作方法；
（5）不同微生物菌种保藏原理、方法及各自的应用优缺点。
教学目标：掌握工业微生物菌种选育常用方法及过程，掌握菌种的保藏方式。
学时：2
主要内容：发酵工程
教学目标：掌握发酵工程的基本知识；了解发酵工程的一般工艺过程和工艺发展趋势。
教学重点为：
1．发酵工程的概念和研究内容
2．发酵工程的发展历史和研究方法
3．发酵工程的主要学习方法
教学难点是：
1．发酵工程的一般工艺过程和
2．发酵工程发展趋势需要在学习中时刻做到理论联系实际
主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论
从培养基对微生物的重要性引入培养基的组成类别，分为碳源、氮源、微量元素和生长因子，并举例说明常用的培养基原料如玉米面、豆饼粉、麦芽汁，课常讨论这些原料可归为培养基中的哪些营养成份。
发酵生产中的培养基类型：根据物理物点及培养目的将发酵培养基分为不同类型，引入图片介绍斜面培养基、液体培养基和发酵培养基的用途/特点。
（2）发酵工程组成（10分）
引入发酵工程主要图片，并分别讲授什么是发酵工程上游、代谢控制和及下游工程。对发酵工程上每一步骤进行详细解释，使同学们从整体上了解通过发酵工程生产出产品的全过程。
（2）发酵工程研究内容（10分）
从整体上介绍发酵工程研究的内容，并对每一个知识点进行讲解，结合图作分析说明。
（3）发酵工程工艺流程（15分）
筛选方法即常用筛选模型的用途，分别引入图片显示抑菌圈法、显色法、透明圈法的使用与评判标准。
（2）常用工业菌种育种的方法（80分钟）
从达而文的进化论引入自然突变的事实，介绍微生物育种的机理；
分别介绍传统诱变育种、基因工程和原生质体融合三种常规微生物育种的原理、引入图片分析诱变后菌种形态特征的改变，引入流程图分别讲述常规育种方法的优缺点及应用范围。
第三章：发酵工艺条件的优化
学时：4
主要内容：
第一节 培养基的选择和确定
第二节培养条件的确定
教学目标：熟悉发酵工艺确定的参数要求，掌握发酵工厂化生产放大对发酵工艺不同要求。
教学重点为：
1.通过碳源、氮源、微量元素、生长因子的不同组合确定发酵培养基
2.通过培养温度、pH、种龄、接种量、通风、发酵时间等确定发酵条件。
（5）发酵工程的应用（40分钟）
从整体上介绍发酵工程的应用主要包括：以微生物细胞为产物；以微生物代谢产物为产品；以微生物酶为产品；生物转化或修饰化合物；微生物特殊机能的利用。
分别介绍每个领域目前如何应用发酵工程，总结发酵工程在食品工程、酶工业、氨基酸工业、有机酸工业、饲料工业、新材料开发、生物化工、环境保护方面的大致应用现状，并选择一个例子详细介绍利用发酵工程生产该产品的优势、该产品生产的关键环节及目前该产品的市场份额和发展空间，激发同学们学习发酵工程的兴趣。
（1）工业菌种筛选思路、程序及注意事项；（45分）
引入菌种来源的图片，并分别讲授菌种目前筛选的程度、菌种来源的方法、及各方法的优缺点。
出示菌种筛选方法的6个步骤的示意图，每个步骤具体操作的原理、注意事项；针对不同菌种如放线菌、霉菌、细菌和酵母分别介绍采样地点的选择、采样后的处理、菌体的增殖培养、涂布平板的方法及各自优缺点的分析。