《发酵工程》课程教学大纲

《发酵工程》教学大纲课程编号：08140158英文名称：FermentationEngineering学分：2.5学时：总学时48学时，其中理论32学时，实践16学时先修课程：微生物学课程类别：专业拓展课程授课对象：酿酒工程专业学生教学单位：生命科学学院修读学期：第4学期一、课程描述和目标发酵工程是酿酒工程专业的专业拓展课程，以阐明三大工程-上游工程、发酵工程、下游工程为主线，分别介绍发酵工业微生物菌种制备原理和技术，发酵工业原料及其处理，无菌空气的制备，氧的供需与传递，微生物发酵机理，发酵设备与反应器，发酵工艺控制，发酵染菌及其防治，发酵工程下游技术发展及发酵液的预处理，发酵产物的分离与纯化等方面的知识。通过本课程的学习使学生使学生掌握发酵工程的核心理论知识，了解掌握发酵工程的实际应用，掌握发酵菌种的筛选，发酵条件的优化等发酵工程的基本实验操作技能，培养学生的创新能力，为日后学生成为酿酒方面的生产、管理和新技术、新产品研发、工艺改良、工程设计方面的高级应用型专门人才奠定基础。课程目标1：专业知识方面，使学生掌握发酵工程的核心理论知识，了解掌握发酵工程的实际应用，掌握发酵菌种的筛选，发酵条件的优化等发酵工程的基本实验操作技能。课程目标2：专业能力方面，使学生具有较强的运用发酵工程知识解决相关领域较为复杂问题的能力，分析和解决实际问题的能力。课程目标3：综合能力方面，使学生理解微生物学理论和实验技术的发展趋势，理解和掌握科学学科核心素养的内涵，并能将之有效地贯彻到自身学习和科研实践中；培养学生的科研意识，创新意识，协作意识，树立严谨、求实的科学态度，塑造学生健全的人格。二、课程对毕业要求的支撑关系本课程教学目标对毕业要求的支撑关系如表2-1所示。表2-1课程教学目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标支撑强度（H、M、L）4.1能够基于酿酒科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂酿酒工程问题的解决方案。能够根据酿酒工程问题，选择研究路线，设计实验方案。课程目标2课程目标3M4.2能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展酿酒工程实验，正确地采集实验数据。能够对实验结果进行分析和解释，通过信息综合的得到合理有效的结论。课程目标1课程目标2课程目标3H7.2能够基于环境保护和可持续发展的角度和理念，思考酿酒专业工程实践的可持续性，评价酿酒产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。课程目标2课程目标3L三、教学内容、基本要求与学时分配本课程总学时48学时，其中理论32学时，实践16学时，课后自主学习不占学时。表3-1理论教学环节教学内容、基本要求、课程目标与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论：发酵工程概念，发酵过程的分类，发酵工程的发展史，发酵工程的流程，发酵工程的应用掌握发酵工程概念、发酵工程的发展史；了解发酵过程的分类；熟悉发酵工程的流程；了解发酵工程的重要应用；了解我国人民对发酵工程发展的巨大贡献，增强学生的民族自豪感以及文化自信和制度自信。2集中讲授课程目标1课程目标32发酵工业微生物菌种的选育：微生物的特性及工业微生物的要求，发酵工业微生物菌种的分离和选育掌握常见的发酵工业微生物菌种的分离和选育过程。2线上线下混合式课程目标1课程目标2课程目标33工业微生物种子扩大培养：种子扩培的目的，种子的要求，种子制备过程，种子扩大培养的方法，种子质量的控制掌握种子扩培的目的和要求，种子制备过程，种子质量的控制；了解种子扩大培养的方法。2集中讲授课程目标1课程目标2课程目标34发酵工业原料的种类和成分：培养基的成分及来源，培养基的类型及选择，淀粉水解糖的制备熟悉培养基的成分及来源；掌握培养基的类型及选择；了解淀粉水解糖的制备方法。3集中讲授课程目标1课程目标25发酵培养基灭菌：灭菌的原理和方法，湿热灭菌原理，培养基的湿热灭菌方式，灭菌时间计算与影响因素了解发酵培养基灭菌的方法；掌握湿热灭菌原理和方式；熟悉灭菌时间计算与影响因素。3集中讲授课程目标1课程目标36无菌空气制备：空气中的微生物和除菌方法，空气的过滤除菌原理和过滤介质，空气过滤除菌的工艺技术了解空气中的微生物种类和除菌方法；了解空气的过滤除菌原理和过滤介质；掌握空气过滤除菌的工艺技术。3集中讲授课程目标17氧的供需与传递：发酵过程中氧的需求，氧在液体中的溶解特性，氧的传递，控制溶氧的工艺手段掌握发酵过程中氧的需求情况，特别是几个重要概念；了解氧在液体中的溶解特性，掌握氧的传递过程，了解控制溶氧的工艺手段。3集中讲授课程目标1课程目标28微生物发酵机理：微生物基础物质代谢，厌氧发酵产物合成机制，好氧发酵产物合成机制了解各种厌氧发酵产物的合成机制；掌握柠檬酸的发酵机制和氨基酸的发酵机制3集中讲授课程目标19发酵设备与反应器：生物反应器的分类，发酵罐的放大了解生物反应器的分类，掌握其中的好氧生物反应器；发酵罐的放大的定义、目标和阶段。2集中讲授课程目标1课程目标210发酵过程的控制：温度的影响及其控制，pH的影响及其控制，泡沫的影响及其控制，CO2的影响及其控制掌握温度和pH对发酵的影响及其控制方法；了解泡沫和CO2的对发酵的影响及其控制方法；培养学生精益求精的工匠精神。3集中讲授课程目标1课程目标211发酵染菌及其防治：染菌对发酵的影响，发酵异常现象及染菌原因分析，杂菌污染判断与处理，杂菌污染的途径和防治掌握染菌对发酵的影响，掌握染菌的原因；掌握杂菌污染的途径和防治方法；了解杂菌污染的判断与处理；熟悉发酵过程中的异常现象。3集中讲授课程目标1课程目标212发酵工程产物的获取：生化产品分离纯化的一般步骤，微生物细胞破碎的原理与技术，发酵产物分离原理与技术，发酵产物纯化原理与技术掌握发酵产物分离纯化的一般步骤；了解微生物细胞破碎的原理与技术，了解发酵产物分离纯化的原理与技术。3集中讲授课程目标1课程目标2合计32表3-2实践教学环节教学内容、基本要求、课程目标与学时分配序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1培养基的配置、灭菌物品的准备及灭菌培养基的配置、分装；待灭菌材料的包装；灭菌；摆斜面；灭菌物品放置。(必修)5综合课程目标1、2、32淀粉酶产生菌的分离稀释样品；倒平板；涂布平板；培养；观察。(必修)2综合课程目标1、2、33淀粉酶产生菌的纯化淀粉酶产生菌的菌落识别；平板划线；培养；观察。(必修)1综合课程目标1、2、34淀粉酶产生菌的初筛纯化平板拍照；取单菌落点种筛选平板；培养；拍照；测量菌落透明圈直径（D）与菌落直径（d）；计算、比较各菌D/d。(必修)1综合课程目标1、2、35淀粉酶产生菌的保存取D/d值最大的菌株,斜面划线；培养；冰箱保存。(必修)1综合课程目标1、2、36淀粉酶产生菌的复筛初筛选定菌种接种种子培养基；培养；制备粗酶液；淀粉酶活力测定；计算酶活。(必修)3综合课程目标1、2、37淀粉酶生产菌发酵条件的优化设计正交实验因素水平表和正交试验因素设计与结果记载表；复筛选定菌种种子液的接种与培养；将种子液接种于设计好的发酵培养基中，培养获得发酵液；制备粗酶液；淀粉酶活力测定；分析得出最佳条件。(必修)3综合课程目标1、2、3合计16四、课程教学方法理论课采取集中讲授、线上线下混合等教学方式.实验课采取以科研课题（产淀粉酶菌株的分离筛选与鉴定）的形式安排实验内容和顺序，以科研团队为单位进行科学探究，以毕业论文的形式提交实验报告。实验图解如下：土样采集土样采集淀粉酶产生菌的分离淀粉酶产生菌的纯化培养基、灭菌物品的准备及灭菌淀粉酶产生菌的筛选及保存生理生化反应菌体染色观察菌落形态观察报告五、学业评价和课程考核课程考核采用过程性和结果性相结合的方式，总评成绩由平时成绩、实验成绩和期末考核三部分组成，具体计算方法如下：总评成绩=平时成绩（20%）+实验成绩（20%）+期末成绩（60%）表5-1课程考核评价标准考核依据建议分值考核/评价细则对应课程目标平时成绩20%出勤0%旷课一次减1分，最多减5分课程目标1、3课程资源10%课程视频全部看完得满分，单个视频分值平均分配，满分100分课程目标1、2、3平时作业5%主观题教师批阅，客观题系统评阅，所有作业平均分配，未做作业按“零”分计算课程目标1课堂互动5%在超星学习通上参与课堂投票/问卷、抢答、选人、讨论可以获得老师设置的相应分数，班级最高积分设置为满分，系统统计。课程目标1、2、3实验成绩20%实验操作和实验论文各占10%，教师评价。课程目标1、2、3期末考试60%修课学生参加期末考试，教师批阅试卷，成绩以百分制登记，学期末以该分值×50%核定分值计入总评成绩。课程目标1、2、3表5-2实验考核评分标准考核类型分值比重考核指标考核内容说明实验考核15%实验操作教师根据学生实验态度和纪律，操作规范和熟练程度划分为3个等级。优秀为90分，良好为85分，一般为75分实验论文1.团队成绩：教师综合各科研小组的整体表现和论文的质量分别给科研小组打分，此分数作为该科研小组的团队成绩，也即该科研小组成员的平均成绩。优秀为90-95分，良好为80-85分，中为70-75分，差为60-65分2.团队个人成绩1）通过自评，互评，最后由组长提交各成员的成绩分配率；2）组内各成员成绩评定的依据主要包括：

组织沟通能力、数据的整理分析、科研报告的撰写能力以及贡献大小等；3）个人成绩=团队成绩×成员