发酵工程教学大纲

1、楚雄师范学院化学与生命科学系生物技术专业发酵工程理论课程教学大纲一、 课程根本信息课程代码：031106009课程中文名称：发酵工程课程英文名称：Fermentation Engineering 课程性质：共同学科课程 选修使用专业：生物技术、葡萄酒专业开课学期：第 6 学期总学时：36 总学分：2预修课程：无机及分机化学、有机化学、微生物、分子生物学、生物化学课程简介： 本课程是生物技术专业的必修课。课程系统讲授发酵工程根本概念、根本理论和分析方法，主要内容包括：工业微生物菌种选育、工业发酵培育基设计、发酵工业无 菌技术、种子扩大培育、发酵动力学、氧的供需、发酵生理及其过程把握、发酵罐的放大

2、与设计、基因工程菌发酵、发酵产品的提取与精制、发酵工业清洁生产、发酵工厂设计、发酵经济学、发酵产品生产原理与技术应用，以及发酵工程在现代生物化工中的应用等方面。教材建议：余龙江，发酵工程原理与技术应用，北京，化学工业出版社，2022 年。参考书：李艳主编，发酵工程原理与技术，高等教育出版社，2022 年。李艳，发酵工业概论，中国轻工业出版社，2022 年。姚汝华，微生物工程工艺原理，华南理工大学出版社，2022 年。熊宗贵，发酵工艺原理，中国医药科技出版社，2022 年。毛忠贵，生物工业下游技术，中国轻工业出版社，2022 年。梅乐和等，生化生产工艺学，科学出版社，2022 年。俞俊棠等，生物

3、工艺学，华东化工大学出版社，1992 年。贺小贤，生物工艺原理，化学工业出版社，2022 年。二、课程性质、目的及总体教学要求课程的根本特性：发酵工程具有涉及领域宽、涵盖范围广、根底性强的特点，就其学科 性质而言它又是一门实践性较强的学科。通过本课程的学习，使学生在微生物学、生物化学 等课程的根底上，系统的把握发酵工程的根本理论、根本学问和根本技能，建立较深刻的微 生物学观点，形成科学的思维方式。同时要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的进展。本教学大纲以国家教委对生物学科本科专业人才的根本培育规格和教学要求为指导，以我院2022 年教学打算的要求，学生的学问构造水平，各学科教学内容之间的穿插

4、重复性及专业后续课开设的实际状况为依据，以 “发酵工程原理与技术”教材为蓝本，对发酵工程争辩内容进展阐述课程的教学目的：要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的进展。了解和把握运用微生物发酵生产工艺过程的根本原理和方法，了解和把握发酵过程的规律及不同发酵操作方式的特点和应用，了解和把握不同类型的生物反响器工作原理，懂得如何应用这些根本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现发酵过程的优化，提高生产过程的经济和社会效益。其目的是帮助学生从科学本质上理解和生疏产品生产制造过程中科学技术的普遍性和特别性，强化理论根底，同时进一步拓宽学问面，为学生将来走上工作岗位后

5、的科学争辩、技术开发和工程应用打好理论根底。课程的总体教学要求：本课程教学内容以根本学问、根本理论、根本原理和根本观点为 主，同时考虑到生物技术专业为理科学生，工程学问比较缺少，我们主要重点表达发酵工业 菌种、发酵工业培育基设计、发酵工业的无菌技术、发酵工业的种子制备、发酵动力学、发酵工业中氧的供需及发酵过程把握等发酵工程的核心理论局部，而涉及到工程技术等方面的 内容主要是作为简述性的表达。在应用本大纲进展教学时，应保证大纲规定的根本内容，而对课时安排、教学方式等则可依据具体状况机敏把握，进展适当的调整。承受多媒体等现代化教学手段关心教学，丰富教学内容，力争图文并茂。通过启发式、提问式等机敏多

6、样的教学方法，联系生活实际，激发学生的兴趣，提高课堂教学效果。三、章节教学内容与要求第一章 绪论2 学时发酵工程的定义及其与其他相关学科的关系什么是发酵工程发酵工程与其他相关学科的关系发酵工程的进展史发酵本质的生疏过程发酵工程技术的进展史发酵工业的特点及其争辩范畴发酵工业的特点发酵工业的范围工业发酵的类型与工艺流程工业发酵的类型发酵生产工艺流程发酵工程在国民经济中的应用医药工业食品工业能源工业化学工业冶金工业农业环境保护发酵工程的应用前景说明和要求：1、要求：生疏发酵工程的一般概念；了解发酵工业的范围、特点、进展历程及进展趋势；把握发酵工程生产的一般工艺过程。了解现代发酵工程与生物技术的关系。

7、2、重点：发酵工程的一般概念；发酵工程生产的一般工艺过程。3、难点：发酵工程生产的一般工艺过程。其次章 发酵工业菌种发酵工业菌种概述细菌放线菌酵母菌霉菌未培育微生物发酵工业菌种的分别筛选样品的采集样品的预处理富集培育菌种分别菌种初筛和复筛发酵工业菌种鉴定经典的分类鉴定方法现代分类鉴定方法将菌种直接送到权威鉴定机构鉴定发酵工业菌种改进菌种代谢生理与分子生物学常规育种细胞工程育种基于代谢调整的育种技术基因工程育种蛋白质工程育种代谢工程育种组合生物合成育种反向生物工程育种发酵工业菌种保藏菌种变民及退化机理菌种保藏技术说明和要求：1、要求：了解发酵工业常用的微生物菌种及要求；生疏发酵工业微生物菌种的分

8、别和选育工作并把握分别和育种的原理和技术；生疏发酵工业微生物菌种的衰退的缘由、复壮的 措施和保藏的方法。2、重点：工业常用的微生物菌种及要求；微生物的筛选分别方法；工业微生物的改进方法；微生物菌种的保存方法。3、难点：微生物的筛选分别方法；工业微生物的改进方法。第三章 发酵工业培育基设计发酵工业培育基的根本要求发酵工业培育基的成分及来源碳源氮源无机盐及微量元素水生长调整物质微生物的培育基类型斜面培育基种子培育基发酵培育基发酵培育基的设计原理与优化方法发酵培育基的设计原理发酵培育基的优化方法说明和要求：1、要求：了解培育基养分成分的来源和配制培育基的根本原则；了解发酵生产培育基的组成成份及其在发

9、酵中的作用；把握培育基的设计常用方法。2、重点：工业发酵用培育基的要求；配制培育基的根本原则；培育基的构成；培育基各组分的作用；培育基的设计。3、难点：培育基的设计。第四章 发酵工业的无菌技术发酵工业的无菌处理发酵工业污染的防治策略污染的危害杂菌污染的防治发酵工业的无菌技术发酵培育基及设备管道灭菌湿热灭菌原理分批灭菌连续灭菌发酵培育基及设备管道灭菌技术空气除菌空气除菌方法空气过滤除菌空气预处理空气预处理流程设计空气过滤介质提高过滤除菌效率的措施说明和要求：1、要求：了解的灭菌的原理及方法；把握微生物热死动力学；把握影响灭菌效果的因素及把握方法。了解无菌空气的制备方法；把握空气介质过滤除菌的工艺

10、过程。把握染菌对 不同发酵过程的影响，染菌发生的不同时间对发酵的影响；生疏染菌的检查和推断；把握发 酵染菌缘由分析及其防治。2、重点：微生物热死动力学；影响灭菌效果的因素及把握方法；空气介质过滤除菌的工艺过程；染菌对不同发酵过程的影响，染菌发生的不同时间对发酵的影响；发酵染菌缘由 分析及其防治。3、难点：微生物热死动力学；空气介质过滤除菌的工艺过程；染菌对不同发酵过程的影响，染菌发生的不同时间对发酵的影响；发酵染菌缘由分析及其防治。第五章 发酵工业的种子制备种子制备原理与技术优良种子应具备的条件种子质量的推断方法种子制备种龄与接种量影响种子质量的因素种子质量的把握措施菌种稳定性检查适宜的生长环

11、境种子无杂菌检查种子制备的放大原理与技术细菌发酵时的种子扩大培育酵母发酵时的种子扩大培育丝状真菌发酵的种子扩大培育放线菌发酵时的种子扩大培育说明和要求：1、要求：把握种子扩大培育的任务，制备的过程；生疏种子培育和种子质量的把握。2、重点：种子扩大培育的任务及制备的过程；种子质量的把握。3、难点：种子扩大培育的任务及制备的过程。第六章 发酵动力学分批发酵动力学微生物生长动力学底物消耗动力学代谢产物的合成与微生物生长的动力学关系分批发酵的优缺点连续发酵动力学单级连续发酵多级连续发酵连续培育在工业生产中的应用连续培育中存在的问题分批补料发酵及其动力学分批补料发酵动力学分批补料发酵的应用说明和要求：1

12、、要求：了解微生物反响模式和发酵的方法，了解分批培育、补料分批培育和连续培育的概念及特点；把握分批培育过程的根本动力学方程。了解连续培育动力学方程。2、重点：微生物反响模式和发酵的方法；分批培育过程的根本动力学方程。3、难点：分批培育过程的根本动力学方程。第七章 发酵过程把握发酵过程把握概述发酵过程的参数检测发酵过程的代谢调控温度对发酵的影响及其把握影响发酵温度的因素温度对微生物生长的影响温度对基质消耗的影响温度对产物合成的影响最适温度的选择7.3pH 对发酵的影响及其把握发酵过程中pH 变化的规律最适pH 的选择7.3.3pH 的调控策略溶解氧对发酵的影响及其把握溶解氧变化的规律溶解氧在发酵

13、过程把握中的重要作用影响溶解氧的主要因素与把握方法溶解氧把握对发酵的影响7.5C02 和呼吸商对发酵的影响及其把握C02 对发酵的影响呼吸商与发酵的关系基质浓度对发酵的影响及其把握通气搅拌对发酵的影响及其把握泡沫对发酵的影响及其把握泡沫的产生及其影响发酵过程中泡沫的消长规律泡沫的把握高密度发酵及过程把握高密度发酵高密度发酵的策略高密度发酵技术高密度发酵存在的问题发酵终点的检测与把握发酵终点的推断菌体自溶的监测影响自溶的因素说明和要求：1、要求：了解发酵过程的主要把握参数及代谢的变化规律；把握温度、pH 值、溶解氧浓度、菌体浓度、基质浓度、补料和泡沫的影响及其把握方法。把握发酵终点的推断。2、重

14、点：温度、pH、DO、CO 、补料和泡沫等对发酵的影响及把握；发酵终点的推断。23、难点：温度、pH、DO、CO 、补料和泡沫等对发酵的影响及把握。2第八章 基因工程菌发酵基因工程菌发酵动力学基因工程菌的发酵动力学模型分类基因工程菌培育过程的动力学模型基因工程菌的不稳定性及对策基因工程菌不稳定性的表现基因工程菌不稳定的缘由及对策说明和要求：1、要求：了解基因工程菌发酵技术；把握基因工程菌的不稳定性。2、重点：基因工程菌发酵技术；基因工程菌的不稳定性。3、难点：基因工程菌的不稳定性。第十二章 发酵工业清洁生产技术清洁生产的概念及主要内容清洁生产的定义清洁生产技术的主要争辩内容清洁生产与末端治理的

15、比较发酵行业开展清洁生产的重要意义和必要性实现清洁生产的有效途径强化内部治理工艺技术改革与创实现清洁生产废弃资源的综合利用说明和要求：1、要求：把握清洁生产的概念和实现清洁生产的途径。了解清洁生产技术的主要争辩内容及开展清洁生产的重要意义和必要性。2、重点：清洁生产的概念和实现清洁生产的途径。3、难点：清洁生产的途径。第十三章 发酵工厂设计概述发酵工厂根本建设程序和设计工作的根本内容发酵工厂厂址选择和总图布置发酵工艺流程设计物料衡算与设备选型发酵车间设备布置与管道设计发酵工业“三废“处理及其工厂化设计说明和要求：1、要求：了解发酵工厂设计的程序和各步工作的根本内容；了解发酵工业“三废“处理及其

16、工厂化设计；把握发酵工艺流程设计及发酵工厂根本建设程序。2、重点：发酵工艺流程设计，发酵工厂根本建设程序。3、难点： 发酵工厂设计的根本内容。第十四章发酵经济学概述影响发酵产品本钱的主要因素菌株选育对发酵本钱的影响发酵培育根本钱分析无菌空气与通气搅拌本钱分析动力费的本钱分析发酵工艺中不同培育方式的本钱比照分析发酵产品分别纯化的本钱分析发酵规模的本钱分析市场经济信息分析及治理技术发酵过程的经济学评价说明和要求：1、要求：了解发酵经济学根本内容，把握成功发酵过程的根本条件；生疏影响生产本钱的因素及其把握方法；了解发酵过程的经济学评价。2、重点：成功发酵过程的根本条件； 影响生产本钱的因素及其把握方法；发酵过程的经济学评价指标。3、难点：影响生产本钱的因素及其把握方法。第十五章 发酵产品生产原理与技术应用醇酮类产品的发酵生产酒精发酵菌种酒精发酵的原料和工艺流程氨基酸类产品的发酵生产淀粉水解糖的制备菌种扩大培育谷氨酸分批发酵谷氨酸提取抗生素发酵生产抗生素的生产工艺青霉素发酵生产过程及其关键技术青霉素的提取和精制酶制剂的发酵生产酶制剂的应用酶制剂的生产15.7.3-淀粉酶的生产多糖类产品的发酵生产说明和要求：1、要求：了解各种发酵产品的生产工