《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查 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。 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，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，对发酵生产能够进行指导与分析。 二、课程教学要求 通过本课程的教学，应使学生掌握发酵工程学的基本知识和基本 技能，了解现代生物工程技术的发展与应用情况，具备一定的微生物 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，牢固掌握发酵工业菌种的筛选、驯化、培养与保藏，好氧、 厌氧发酵工艺的调控与管理，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； 微生物对培养基中的碳源代谢；酒精发酵机制；好氧发酵罐结构和功 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、培养基和设备染菌及防治；细胞破碎方法及 破碎率的测定；盐析法分离发酵产物。 难点影响种子培养的因素和种子质量的控制；发酵生产的前体 物质和促进剂、抑制剂有机酸发酵机制；染菌的检查判断及原因分析; 离子交换法原理和离子交换树指的结构与分类，膜和膜分离的基本理 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。 六、课程教学内容 第一章绪论2学时 1. 教学内容 1 发酵工程概念、特点和分类； 2 发酵工业生产流程； 3 发酵工业的历史渊源； 4 发酵工程技术的发发展趋势和服务领域。 2. 重、难点提示 重点发酵工程的概念、特点； 难点发酵工程生产的一般工艺过程。 第二章发酵工业微生物菌种制备原理和技术4学时 1. 教学内容 1 发酵工业微生物菌种的选育； 2 工业微生物种子的扩大培养； 3 种子培养基及其制备。 2. 重、难点提示 重点工业微生物菌种的退化、复壮与保藏； 难点影响种子培养的因素和种子质量的控制；种子培养的培养基选择和配制原则。 第三章发酵工业原料及其处理4学时 1. 教学内容 1 发酵工业原料的种类和成分； 2 淀粉水解糖的制备； 3 发酵培养基灭菌。 2. 重、难点提示 重点工业上常用作碳源、氮源的原料；发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂； 难点淀粉水解糖的制备方法；培养基和设备的灭菌 第四章无菌空气的制备4学时 1. 教学内容 1 空气中的微生物和除菌方法; 2 空气的过滤除菌原理和过滤介质； 3 空气过滤除菌的工艺技术。 2. 重、难点提示 重点空气除菌的方法和要求； 难点空气过滤除菌的原理；空气过滤节除菌的工艺流程。 第五章微生物发酵机理4学时 1. 教学内容 1 微生物基础物质代谢； 2 厌氧发酵产物的合成机制； 3 好氧发酵产物合成机制。 2. 重 难点提示 重点微生物对培养基中的碳源代谢；有机酸发酵机制。 难点微生物的能量代谢；酒精发酵机制。 第六章发酵设备与反应器2学时 1. 教学内容 1 反应器分类及设计原则； 2 发酵罐。 2. 重、难点提示 重点好氧发酵罐。 难点气升式发酵罐。 第七章发酵过程工艺控制4学时 1. 教学内容 1 温度对发酵过程的影响及控制； 2 pH对发酵过程的影响和控制； 3 泡沫对发酵的影响及控制； 4 CO,浓度和呼吸商； 5 流加补料的控制。 2. 重、难点提示 重点温度对微生物细胞及代谢产物的影响；发酵过程中pH的变化及影响因素; 难点发酵过程中泡沫的形成及对发酵的影响。 第八章发酵染菌及其防治4学时 1. 教学内容 1 染菌对发酵的影响； 2 发酵染菌的分析； 3 杂菌污染的途径和防止染菌。 2. 重、难点提示 重点不同时间及染菌程度对发酵的影响；染菌的检查判断及原因分析； 难点种子、空气、培养基和设备染菌及防治。 第九章微生物细胞破碎原理与技术2学时 1. 教学内容 1 细胞壁的组成和结构； 2 细胞破碎的方法和破碎率的测定。 2. 重、难点提示 重点细胞壁结构和细胞破壁； 难点细胞破碎方法及破碎率的测定。 第十章发酵产物分离原理与技术2学时 1. 教学内容 1 沉淀分离法； 2 吸附和树脂分离法； 3 离子交换法和离子交换膜电渗析分离法； 4 萃取与浸取分离法； 5 膜分离技术。 2. 重、难点提示 重点盐析法分离发酵产物；吸附原理有吸附剂的种类；离子交换法原理和离子交 换树指的结构与分类；常用萃取法的原理； 难点膜和膜分离的基本理论。 七、学时分配 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 绪论 2 二 发酵工业微生物菌种制备原理和技术 4 三 发酵工业原料及其处理 4 四 无菌空气的制备 4 五 微生物发酵机理 4 六 发酵设备与反应器 2 七 发酵过程工艺控制 4 八 发酵染菌及其防治 4 九 微生物细胞破碎原理与技术 2 十 发酵产物分离原理与技术 2 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式 期末考试闭卷； 平时考核考勤、平时作业、课堂表现等 2.成绩构成 期末成绩平时成绩 九、选用教材和主要参考书 [1] 发酵工程，徐岩主编，高等教育出版社，2011年. [2] 发酵工程原理与技术应用，余龙江主编，化学工业出版社，2006年. [3] 微生物工程工艺原理，姚当华主编，华南理工大学出版社，2005年. [4] 微生物工程，曹军卫主编，，科学出版社，2007年. [5] 发酵工程，韩北忠，中国轻工业出版社，2013年.