《发酵工程原理》教学大纲.docx

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1、发酵工程原理教学大纲课程中文名称：发酵工程原理(原生物工艺学)课程英文名称：Principles of Fermentation Engineering课程编号：J1454学分：2学时：32 (其中：讲课学时：16实验学时：16)开课学期：第5学期先修课程：化工原理、生物化学、微生物学等后续课程：生物反应工程、专业综合实验、生产实习、毕业设计适用专业：生物工程课程类别：专业核心课程/必修使用教材：发酵工程，徐岩，高等教育出版社，2011年6月第一版。开课单位：生物与制药学院一、课程性质与课程目标本课程是生物工程专业的核心课程，是一门综合性很强的学位课程。该课程 按照微生物发酵生产的全过程阐明发

2、酵工艺的一般性原理和方法，并突出生产工 艺控制和染菌防治等实际问题分析；通过实验环节，培养学生实际动手能力和将 发酵工艺理论与实践相结合的分析和解决复杂工程问题的能力。具体课程目标为:(1)掌握与微生物发酵过程相关的工业发酵菌种、种子扩大培养、发酵原料 预处理及培养基、发酵条件控制和染菌防治等专业知识，并能够运用于发酵工艺 的设计与改进；(2)能够应用发酵工程的基本原理和方法，结合文献研究，识别和表述食品发 酵与生物医药生产中发酵过程存在的工程问题，并能提出解决工艺问题的基本方 案，对其可行性进行分析；(3)掌握发酵工程实验的基本原理、方法和操作，能够将其用于分析食品发 酵与生物医药生产中与发

3、酵工艺相关的菌种、培养基、温度、pH、溶氧等基本 特征。二、课程目标对毕业要求的支撑关系课程目标毕业要求指标点毕业要求(1)掌握与微生物发酵过程相关的工业发酵菌种、种子扩大 培养、发酵原料预处理及培养基、发酵条件控制和染菌防治 等专业知识，并能装运用于发酵工艺的设计与改进：1.4举提解决食品发醉、生物医药生产复杂工程问题所需工程专业知 识，能够将其用于生物加工的菌种、工艺和设备方案比校、设计与 改进。1工程知识(2)能够应用发酵.程的基本原理和方法,结合文献研究，识 别和表述管品发醉与生物医药生产中发酵过程存在的程 问题，并能提出解决菌种和工艺问题的基本方案,对其可行 性进行分析：2.3能够认

4、识到解决雨种改良、工艺改进、设备改造和质量控制等发 杂工程问题存在的多种方案可供选择，会通过文献研究寻求可替代 的方案，并能鲂分析各种因素的影响，获得有效结论。2问题分析(3)掌握发酵工程实验的基本原理、方法和操作，能够将其 用于分析食品发酵与生物医药生产中与发酵工艺相关的苗 种、培养基、温度、pH、溶氧等基本特征。4.2掌握专业实验的基本原理和方法，能够将其用于分析食品发酵H 生物医药生产复杂工程问题的生物学和工程学的基本特征研究.4研究三、教学内容、教学进度及教学要求（一）理论课教学安排序 号章节教学内容学时分配教学要求学生任务（用于及时分析课程目标达成度）作业要求课后要求课堂要求1第一章

5、 结论（1）什么是发酵1：程？（2）发酵工程工艺及关健技术（3）发酵工程发展史（4）发秫程技术发展趋势2教学重点：发酵E扇的内容和特点，典 型发科工艺一般流程 教学难点：发酵E程研究内容与典型发 酵一般工艺流程教学方法：教师讲授,引用实例，通过 多媒体课件图文并茂的优势结 合适当板书查阅文献给出一个发酵 产品生产技术的发展历程。（课程目标D通过文献查阅掌 握发酵工程的最 新进展。（课程目标1）r解什么是发解 工程：掌握典型发 酵工艺的一般流 程：了解发醉程 的发展历史和发 展趋势,课程目 标1）2第二章 菌种与种 子犷大培 养（1）微生物工业用菌种种子扩大培养2教学重点：工业微生物的特点及发酹

6、工业 对菌种的要求；发醉工业菌种 的选育、保版和防止菌种退化 的措施：种子扩大培养的目的 要求及流程.教学难点:工业化菌种及种子的要求及如 何实现教学方法：教师讲授，引用实例，通过多 媒体课件图文并茂的优势结合 适当板书。a：阐述工业用菌种的 基本特点和种子扩大的 培养方法和流程；（课程 目标1）（2）试从菌种的角度分 析I：业发酢中产见降低 的原因，并提出改进方 案。,课程目标2 查阅资料总结菌种改 造的方法，并比较传统 手段与现代分子生物学 手段各自的特点。（大作 业，课程目标D通过文献查阅进 一步了解获得工 业化苗种的最新 策略（课程目标 1）,掌握工业微生物 的特点及发祥工 业对菌种的

7、要求； 发酵工业菌种的 选育、保藏和防止 菌种退化的措施： 掌握种子扩大培 养的目的要求及 流程.（课程目标1）3第三章 发赢:料 预处理与 培养基(1)发酵工业原料(2)发酵I：业培养基的设计(3)淀粉质原料的加工方法(4)地资原料的预处理2教学重点：发酵培养基设计的基本原则与 方法：淀粉与犍蜜原料的预处 理方法。教学难点:发酵培冢基设计的基本原则与 方法；淀粉与糖第原料的预处 理方法。教学方法：教师讲授，引用实例，通过多 媒体课件图文并茂的优势结合 适当板书，课堂讨论等.(1)双酶法水解淀粉制备 融液的原理及其工艺.(课程目标1(2)举例说明培养基设 才的方法与步骡？(课 程目标1)(3)

8、试从培养基的角度 分析工业发醇中产量低 的原因，并提出改进方案。,课程目标2通过文献看阅了 解培养基优化的 试验设计方法.(课程目标1)了解常用发酵工 业原料：掌握发酹 培养基设计的基 本原则与方法；掌 握淀粉与助蜜原 料的预处理方法。(课程目标I)4第四章 发解条件 及工艺控 制(1)发酵过程的代谢变化规律(2)温度对发符的影响及其控制(3) pH对发酵的影响及其控制(4)溶解氧对发酵的影响及其控 制(5)二辄化碳和呼吸两(6)基痂浓度对发醉的影响及其 控制(7)通气搅拌对发醉的影响及其 控制(8)泡沫对发酵的影响及其控制(9)发酵终点的判断8教学重点：温世、pH、溶仪、二氧化碳、 基质浓度

9、、通气搅拌、泡沫等 参数对发酵的影响及控制：发 酵终点的判断教学难点：溶氧:二氧化碳的影响及控 制：发酵终点的判断 教学方法：教师讲授，引用实例，通过多 媒体课件图文并茂的优势结合 适当板书，课堂讨论。(1) pH对发酵过程有何 影响？发酢过程中引起 pH下降或者上升的因素 有哪些?发酵过程中如 何控制pH?(课程目标 1)溶氧对发酵有何影 响？发酵过程中如何控 制溶轨？(课程目标1) (3)查阅某一生物产，的 发酵工艺，结合所学知 识分析各参数选择的依 据。(大作业，课程目标2)(4)试从发酵工艺的角度 分析工业发酥中产量低 的原因，并提出改进方案一课程目标2通过文献杳阅了 解发酹条件及工

10、艺控制的最新进 展，.课程目标 1)讨论工业发酵过 程需要控制的主 要工艺条件课程 目标1)：掌握温 度、pH、溶氧、二 氧化碳、基质浓 度、通气搅拌、泡 沫等参数对发酹 的影响及控制：掌 握发酵终点的判 断原则。(课程目标1)结合案例分析发 酵过程中工艺影 响因素，课程目标 2)5第五章 工业发酵 染菌及防 治(1)发酵异常现象(2)污染的危宙(3)染菌危害具体分析(4)杂菌污染的预防(5)染前后的挽救和处理2教学重点：染凿的检查：染菌污染途径 及预防；染菌后的挽救与处理 教学难点:杂菌污短的途径及预防教学方法：教师讲授，引用实例,通 过多媒体课件图文并茂的优势 结合适当板书,课堂讨论。(1

11、)在工业生产中杂菌污 染的途经及应采取哪些 措施防止污染杂菌？(课程目标1)(2)工业生产中发现染菌 应采取哪些措施？(课程目标1)(3)结合案例分析发酵过 程中染菌的原因及如何 进行后续处理。(课程目标2)通过文献直阅及 调研总结不同生 物产品工业发酵 过程中可能出现 的杂菌污染的原 因以及后续采取 的处理措施。(课 程目标2)了解发醉污染的 危害和染凿原因 分析:理解染菌危 害的具体分析；掌 握染曲后的挽救 与处理；(课程目 标1)根据已知条 件讨论杂菌污染 的可能途径及如 何预防,，课程目标2)(二)实践课教学安排序 号实验名称及内容学时分配教学要求及教学方式学生任务(要求)实验预习实验

12、操作实验报告1酿酒醉母发醉法生产 谷胱甘肽(课程目标3)16掌握小型自动发酵解生产谷胱甘肽 微的工艺流程；掌握实验室常见发酵 设备工作原理、使用步骤及注意事 项：掌握发酵过程中重要发酵参数的 检测方法：具有初步的发醉工程实验设计、动手 操作和解决问题能力：初步具有一定 实验数据分析能力.(1)指导预习、示范操作、启发思考。了解实验的目的和操作流程：了解实股基本检测原理 与检测方法：了解小型发酵罐的结构 和操作步骤：掌握小型自动发酵律的 工作原理、使用步骤及注 意事项：掌握发酵过程中重要发 酵参数的检测方法：能够独立完成发酵虚生 产某一产品的整套操作。(1)实验数据的记录、分 析与解释及实验总结

13、：(2)掌握从摇瓶到小型发 静耀放大过程中实验相 关参数变化的基本特征.四、课程考核方式、成绩评定标准与课程目标的支撑课程考核方式与成绩评定课程考核方式包括期末考试和平时成绩两部分：其中期末考试成绩占总成绩50%,闭卷考试：平时成绩占总成绩的50%,包括平时作业、大作业、课堂讨论、实验操作和实验报告等。课程总成绩构成如下:期末考试平时成绩试卷成绩（闭卷）平时作业大作业课堂讨论实验成绩实验预习实验操作实验报告50151010555成绩评定标准考核项目分值评定标掂（）!00x9090x8080x7070x6060x平时作业15准确率出0%,字迹工整， 思路清晰，按时提交准确率280%,字迹工整.

14、按时提交准确率40%,作业迟交1 次以内准确率次（）%,作业迟交3次以内准确率60%,作业迟 交4次及以上大作业10内容新颖，论述准确,切 中要点，无抄袭现象内容全面,论述准确，切 中要点，无抄袭现象内容丰富，论述准确，无 明显抄袭现象内容较多，突出重点. 无明显抄袭现象有明显抄袭现象，提交 次数小于5次课堂讨论10观点新腺,创新性强，考 虑全面、准确，切中要点能够形成自己的观点，考 虑全面，重点突出所述内容涵盖主要知识 点,考虑全面,重点突出所述内容涵盖主要知识 点，考虑不够全面所述内容未能涵靛主 要知收点实验预习5预习充分,清楚实验的目 的和应用范围，能肠对要 求了解的实验相关基本原 理和

15、方法进行表述.且准 确率290%。预习较为充分，清始实验 的目的和应用范围，能够 对要求了解的实验相关基 本原理和方法进行表述， 且准确率及0%。预习较为充分，清楚实验 的目的和应用范围，能膨 对要求了解的实验相关基 本原理和方法进行表述. 且准确率三70%。预习不充分，基本造烧 实验的目的和应用范 图，对要求了解的实验 相关基本原理和方法表 述的准确率次0%。预习不充分，不清焚实 验的目的和应用范围， 未能对要求了解的实 验相关基本原理和方 法进行有效表述。实验操作5能够严格按每个实验的操 作步骤和操作规范独立完能够严格按照每个实验的 操作步骤规范地完成实验能够按照每个实验的操作 步骤域本规

16、范地完成实验能够部分按照操作步骤完成实验项目，并能得能够在老师的协助下 完成实验项目的操作注：(I)期末考试：卷面分值x50%=项目得分，其它考核项目：分值x评定标准=项目得分，课程总成绩为各项目得分之和:成实验项目，并得到准确 可靠的实验结果。项目，并能够得到较好的 结果,项目，并能得到部分正确 的实验结果.到部分实验结果，步骤，但是没有得到理 想的实验结果.实验报告5有完整的实验报告，实验 数据记录规范、数据分析 准确，够准确回答实脸课 后思考题。书写干净，工 整，绘图美观。有完整的实验报告，实验 数据记录规范、数据分析 准确,能够基本准确回答 实验课后思考出。能够按 要求绘图。有完整的实

17、验报告,实验 数据记录规范、数据分析 基本准确,能够部分准确 回答实验课后思考题。能 铭按要求绘图，熊铭分析 实验失败的原因。有完整的实验报告，实 验数据记录规范、数据 分析不够准确.回答问 题不够准确，绘图不符 合标准，缺乏对失败结 果的客观分析.实验报告不完性，实验 数据记录不规范，思考 题回答不准确,绘图不 符合要求，没有对失败 实验结果的分析。期末考试50满分100分，其中课程目标1占40%,课程目标2占30%,课程目标3占30%,分解为：名词解择：3X5合计15分：考核对课程目标1的达成度：填空题：IX 10合计10分；考核对课程目标1的达成度；简答题：共2题，合计15分：考核对课程

18、目标1的达成度：分析题：10X3合计30分：考核对课程目标2的达成度：综合题：共3题，合计30分：考核对课程目标3的达成度。(2)作业：平时作业和大作业的迟交影响项目得分，期末考试前1周补齐所有作业后方可参加该课程当学期的最后考核:(3)实验预习报告实验前一天提交，实验报告下次实验前提交，未按时提交当次实验预习报告或实验报告成绩计。分：(4)实验操作严格按照操作规范进行，出现安全问题，当次实验操作成绩计。分；(5)考勤：理论课无故旷课3次及以上者，实验课缺课者，平时考核成绩不及格，且不能参加该课程当学期的最后考核。4.3考核成绩对课程目标和毕业要求指标点的支撑毕业要求课程目标考核项目及成绩分布平时作业大作业课堂讨论实验预习实验操作实验报告期末考试小计毕业要求1.4课程目标11055/204()毕业要求2.3课程目标2555/1530毕业要求4.2课程目标3/555153()合计151()1()5555()100五、参考书目：(1)发酵工程原理，张嗣良.高等教育出版社,2013年I月第一版。(2)新编生物工艺学，命俊棠,化学工业出版社,2003年6月第一版。(3)发酢工程工艺原理,田华,化学工业出版社,2019年3月第一版。