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1、发酵工程课程教学大纲一、课程的基本信息课程代码：34E01515课程名称：发酵工程英文名称：Fermentation Engineering课程类别：专业必修课学时分配:32赋予学分：2适应对象：生物工程专业本科学生考核方式：考查成绩占总成绩70%,平时成绩占30%先修课程：生物化学、微生物学后续课程：二、课程简介发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产 品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养 基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的别离提纯等方面。三、课程性质与教学目的发酵工程课程是生物工程专业的必
2、修课。通过本课程的学习，使学生在微生物学、生物 化学、遗传学、细胞生物学等课程的基础上，系统的掌握发酵工程的基本理论、基本知识和基本 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 论和技术的新开展。该课程目的让学生掌握发酵工程的基本知识、基本概念和一些发酵工程的基本实 验技能，掌握个类型发酵在具体的生产实际过程当中是如何的工艺过程，并清楚如何 去改进相应的工艺过程。加强微生物学和发酵工程之间的联系，融会贯通以前学习到 的知识，学会应用到最终的实际生产当中，为毕业后从事相关工作打下良好的基础。四、教学内容与要求第一章总论（一）目的与要求：了解发酵工程的基本
3、历史，掌握发酵工程的特点，初步认识 发酵工程代表的含义（二）教学内容第一节发酵工程的基础知识.发酵工程概念1 .发酵过程的特点与分类.发酵工业生产流程2 .发酵工业的历史第二节 生物工程基础知识1 .生物工程的定义和特点.生物工程的研究领域2 .生物工程与发酵工程的关系第一篇工业微生物和发酵工业原料第二章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术（一）目的与要求：掌握工业微生物的选育原那么，学会各种选育方法的基本原理 和操作过程，了解菌种保存的基本原理。（二）教学内容第一节发酵工业微生物菌种的选育1 .工业微生物的特点.工业发酵常用微生物种类2 .发酵工业菌种的别离选育.菌种退化。复壮和保藏第二节工业
4、微生物菌种的扩大培养.菌种扩大培养的任务1 .种子制备过程.发酵工业种子的培养2 .影响培养的因素和质量控制第三节种植培养基及其制备1 .种子培养的培养基选择与制备原那么第三章发酵工业原料及其处理（一）目的与要求：认识发酵原料的组成，学会并掌握发酵原料的处理方法，重 点掌握与普通微生物培养方法的区别，学会淀粉水解糖的几种方法和水解流程，了解 并学会发酵培养基的配制方法和考前须知。（二）教学内容第一节发酵工业原料的种类和成分2 .碳源.氮源3 .无机盐和微量元素.前体物、促进剂和抑制剂第二节淀粉水解糖的制备.淀粉水解糖的方法1 .酸水解法制糖.酶水解法制糖第三节发酵培养基灭菌.灭菌的原理和方法1
5、 .培养基和设备灭菌.培养基灭菌工艺2 .培养基和设备、管路灭菌的条件第四章无菌空气的制备（一）目的与要求：了解空气在工业发酵中的重要性，学会空气灭菌时在方法和 除菌介质上的选择，区分不同介质对灭菌效果的影响。（二）教学内容第一节 空气中微生物和除菌方法1 .空气中微生物的种类和分布.空气除菌的方法和要求第二节 空气过滤除菌的原理和过滤介质.基本原理1 .过滤除菌的介质.介质过滤效率2 .影响过滤效率的因素.提高过滤效率的措施第三节空气过滤除菌的工艺技术.对空气过滤除菌工艺流程的要求1 .空气的预处理3,空气过滤除菌工艺流程第五章氧的供需与传递（一）目的与要求：了解临界氧浓度、氧的传质理论、影
6、响氧传递的因素，重点掌握 溶氧传递系数的影响因素和如何测定发酵液中的溶解氧；难点是氧的传质理论。（二）教学内容第一节 微生物细胞对氧的需求和溶解氧的控制.供氧与微生物呼吸及代谢产物的关系1 .微生物临界氧浓度与控制溶解氧的意义第二节 培养过程中氧的传质理论.氧的传递途径与传质阻力1 .气体溶解过程的双模理论第三节 溶氧传递系数的测定方法.亚硫酸盐氧化法1 .取样极谱法第四节影响氧传递速率的主要因素.溶液的性质对氧溶解度的影响1 .气液比外表积对氧溶解度的影响.影响氧传递系数的因素第五节 发酵液中溶解氧的测定和控制,溶解氧连续测定的意义1 .发酵液中氧测定的方法.控制发酵液中溶解氧的工艺手段第二
7、篇发酵工程机理与过程控制第七章发酵动力学（一）目的与要求：掌握微生物生长和发酵的动力学过程，学会计算动力学方程 中的参数，重点内容是发酵过程的质量恒算和能量恒算，难点是能量恒算。（二）教学内容第一节发酵过程的动力学描述和分类1 .菌体生长速率.基质消耗速率2 .代谢产物的生成速率.混合生长学和发酵的动力学分类第二节 微生物反响过程中的质量和能量平衡.微生物生长代谢中的质量恒算1 .微生物反响过程的得率系数.微生物反响中的能量恒算第三节 微生物发酵的动力学.分批培养动力学1 .补料分批培养的动力学.连续发酵动力学第八章发酵设备与反响器（一）目的与要求：了解不同发酵过程需要的反响容器，好氧、厌氧发
8、酵罐和动 植物细胞培养器的基本构造和原理，重点是设计反响容器的要求。（二）教学内容第一节 反响器分类与设计的原那么及目标1 .反响器的分类.反响器的设计目标和原那么第二节发酵罐.厌氧发酵罐1 .好样发酵罐.固体培养设备第三篇发酵实例第九章发酵实例的介绍（一）目的与要求：通过实际的工业发酵过程，了解利用微生物进行工业发酵的 基本理论、发酵的工艺流程和产物提取的方法，让学生更清晰的体会发酵的作用。（二）教学内容第一节啤酒的发酵生产.啤酒生产的原材料1 .啤酒生产的工艺流程第二节谷氨酸钠（味精）的发酵生产.原材料准备及发酵原理1 .发酵的工艺流程.增强酶的生物合成第三节柠檬酸的发酵生产.柠檬酸发酵的原材料和应用用途1 .发酵机理.发酵的工艺流程注：局部章节可能可能按照当期教学日历适当增删。五、各教学环节学时分配发酵工程教材采用李艳编写的发酵工程原理与技术教学内容各教学环节学时分配作业题量备注早下主要内容讲授实验讨论小计理论课 采用 多媒体 教学总论22工业发酵菌种的选育与培养44*发酵原料及营养基质配制4152四无菌空气的制备44五氧的供需传递44七发酵动力学4152八发酵设备与反响器44九发酵实例44合计302324六、推荐教材和教学参考资源其他说明参考教材：1、魏银平等，发酵工程技术，华中科技大学出版社，2011。2、余龙江等，发酵工程原理与技术应用，化学工业出版社2011。